Le dialogue intestin-cerveau passe par le microbiome.
Au quotidien, notre cerveau et notre intestin sont en communication constante, on parle de l’axe intestin-cerveau, mais qu’est-ce-que c’est exactement ? Et le microbiome dans tout ça ?
I. L’axe intestin-cerveau, qu’est-ce que c’est ?
L’axe intestin-cerveau concentre les moyens qu’utilise l’intestin pour communiquer avec le cerveau, et inversement.
Il existe un dialogue permanent entre ces deux organes, bien qu’ils soient physiquement séparés.
Nous savons déjà que les intestins ont leur propre système nerveux, le système nerveux entérique (SNE), qui compte plus de 500 millions de neurones. Il semblerait que tout ce qui se produit dans le milieu intestinal, y compris l’activité des bactéries qui y résident, influence les actions des neurones du SNE.
Par exemple, le stress à l’approche d’évènements particulier peut entraîner divers désagréments digestifs. Plus récemment, il a été démontré que la régulation de l’appétit passe aussi par l’axe intestin-cerveau.
II. Microbiote ou Microbiome ?
Nous vivons en relation étroite avec une diversité de micro-organismes que l’on appelle flore microbienne ou encore microbiote. Ce microbiote est propre à chaque espèce et résulte d’une coévolution de l’hôte et des micro-organismes qui le colonisent.
L’Homme abrite plus de cent mille milliards de bactéries. Ces micro-organismes colonisent la peau et les muqueuses (buccale, intestinale et vaginale entre autres). Ils se situent donc dans des zones d’interface avec le milieu extérieur et sont impliqués dans des fonctions essentielles à la survie et l’adaptation de l’organisme à son environnement.
Le microbiome réunit l’ensemble des micro-organismes constituant le microbiote, leur génome et leurs interactions physiologiques avec l’organisme.
Il est l’expression des conditions écologiques du corps humain (température, pH, teneurs en graisses, en protéines, en sucres entre autres, type de muqueuse) ; conditions auxquelles vont répondre les micro-organismes en causes de façon individuelle ou collective, et qu’ils peuvent modifier ou entretenir, via des molécules libérées, à court, moyen et long terme.
Le terme et la définition de “microbiome” ont été inventés par Joshua Lederberg, qui a fait valoir que les micro-organismes vivant dans le corps humain doivent être inclus dans le cadre du génome humain en raison de leur influence sur la physiologie humaine.
C’est au niveau intestinal que l’on trouve le plus grand nombre de micro-organismes. Les principales bactéries présentes chez l’Homme sont des bactéries anaérobies c’est-à-dire qu’elles ne se développent qu’en absence d’oxygène et incluent des espèces comme Bacteroides, Clostridium, Lactobacillus, Escherichia et Bifidobacterium, ainsi que diverses levures et autres micro-organismes, coexistant dans un équilibre écologique et dynamique.
Le tube digestif abrite près de 100 000 milliards de bactéries (ou cellules), bien plus que le nombre de cellules humaines qui est de 10 000 milliards) organisés en une communauté complexe d’environ 1000 espèces différentes. Ce microbiome interagit avec l’organisme et selon les conditions physiologiques dans lesquelles il se trouve, est impliqué dans divers processus métaboliquescomme la digestion des fibres alimentaires ou la synthèse de vitamines, mais aussi dans la maturation des tissus du tube digestif et du système immunitaire associé.
Il est propre à chaque individu : il est unique sur le plan qualitatif et quantitatif même si on observe de grandes tendances de composition.
On estime qu’environ 50% des bactéries du microbiome sont communes d’un individu à l’autre. Sa composition s’enrichit et évolue à partir de la naissance pour trouver un état d’équilibre propre à chacun vers l’âge de 3 ans (on parle souvent des 1000 premiers jours de la vie). Elle dépend également de nombreux facteurs, mode de naissance, régime alimentaire, génétique, traitements médicaux, environnement, corpulence, pour n’en citer que quelques-uns.
III. Rôles du microbiome intestinal
Le microbiome intestinal assure son propre métabolisme en puisant dans nos aliments (notamment parmi les fibres alimentaires). Dans le même temps, les micro-organismes qui le composent jouent différents rôles.
Rôle nutritionnel
• Ils assurent la fermentation des substrats et des résidus alimentaires non digestibles.
• Ils assurent le métabolisme des molécules complexes et facilitent l’assimilation des nutriments grâce à un ensemble d’enzymes dont l’organisme n’est pas pourvu.
• Ils participent à la synthèse de certaines vitamines (vitamine K, B12, B8)
• Ils régulent l’absorption des acides gras qui jouent un rôle dans la structure des cellules et le stockage de l’énergie, et celle des minéraux tels que le calcium et le magnésium.
Rôle métabolique
Les bactéries du microbiome intestinal sont également capables de produire des molécules diverses, pour se protéger ou interagir avec l’environnement dans lequel elles évoluent. Parmi celles-ci, on trouve des protéines captées et reconnues par l’organisme comme des signaux de satiété. En effet, ces molécules bactériennes possèdent des similitudes avec des hormones humaines, et viennent renforcer certains signaux physiologiques en agissant localement au niveau des muqueuses et centralement au niveau de l’hypothalamus. On parle de mimétisme moléculaire.
Rôle de protection et défense de l’organisme
Le microbiome intestinal contribue à protéger l’hôte contre les agents infectieux : les bactéries commensales (« les bonnes bactéries ») bloquent l’accrochage des bactéries pathogènes (« bactéries entrainant des maladies ») sur les sites de liaison de l’intestin.
Les micro-organismes du microbiome intestinal jouent également un rôle important dans l’immunité de l’hôte en contribuant au développement et à la maturation du système immunitaire.
Par ailleurs, le microbiome participe à l’inflammation dite physiologique de l’intestin, qui se traduit par la présence continue de cellules inflammatoires dans la paroi intestinale. Le microbiote régule le niveau de cette inflammation physiologique.
L’écosystème microbien est normalement en équilibre dans le tube digestif. Toutefois, une perturbation de cet équilibre, provoquée par un changement de régime alimentaire, la prise d’antibiotiques, une pathologie de la sphère digestive ou encore un stress psychologique, entraîne un dysfonctionnement de ses activités. C’est ce que l’on appelle dysbiose.
Sources
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