Des études de plus en plus nombreuses documentent le « fameux » axe intestin-cerveau, en particulier concernant différentes affections psychiatriques. Certaines communautés de notre microbiote pourraient en effet jouer un rôle majeur dans la fonction et la chimie du cerveau. Cette équipe de l’Université de l'Illinois décrypte le mode de communication possible entre l’intestin et le cerveau, des connexions neuronales « croisées » ou réciproques.
On sait que les personnes atteintes de maladies auto-immunes dont les maladies inflammatoires de l'intestin (MICI), le psoriasis et la sclérose en plaques peuvent également présenter un microbiote intestinal affaibli et souffrir d'anxiété, de dépression et de troubles de l'humeur. C’est un exemple de manifestation de cet axe. Ici, l’équipe démontre comment l'intestin communique avec l'ensemble du cerveau par le biais de neurones à « diaphonie croisée ».
« Une sorte de sentiment dans l’intestin et le ventre qui aide à guider nos actions »
L’équipe identifie en effet des preuves de connexions neuronales entre l'intestin grêle et toutes les régions du cerveau, ainsi que des neurones envoyant des signaux sensoriels et des réponses motrices, jusque-là peu documentées. « Une sorte de sentiment dans l’intestin et le ventre qui aide à guider nos actions », écrivent les chercheurs dans leur communiqué. C'est bien sûr une métaphore de ce que les scientifiques appellent «l'axe intestin-cerveau», un processus biologique par lequel l'intestin et ses communautés microbiennes envoient des signaux au cerveau, et vice et versa.
Cette communication réciproque est bien connue « au premier degré » : le cerveau réagit ainsi aux signaux de l'intestin, déclenchant des fonctions motrices impliquées dans la digestion. Mais la question ici est de savoir comment les fonctions cérébrales supérieures, dont la pensée, les centres émotionnels peuvent également être influencées par des signaux venant de l'intestin. L’étude menée sur le rat montre que l’ensemble du cerveau, y compris ces fonctions supérieures, répond à l'intestin, en particulier à l'intestin grêle, par le biais de connexions neuronales.
Une cartographie de ces connexions est pour la première fois réalisée, en insérant des virus « traceurs » ciblant les neurones et capables de les suivre de l'intestin grêle des rats, de neurone en neurone, le long du Vagus et des nerfs rachidiens puis dans tout le cerveau. En synthèse, le déplacement du virus matérialise le mouvement des signaux à travers les neurones de l'intestin vers le cerveau et le dos. « Nous avons pu observer ainsi de nombreuses connexions dans les régions du tronc cérébral et du cerveau postérieur. Nous savons que ces régions sont impliquées dans le contrôle des organes du corps, donc nous n’avons pas été surpris. En revanche, nos observations sont devenues plus surprenantes au fur et à mesure des déplacements des virus, jusqu’à des zones du cerveau généralement considérées comme des centres émotionnels, des centres de l’apprentissage, soit des zones impliquées dans différentes fonctions cognitives.
Ce traçage montre que des signaux provenant de l'intestin grêle peuvent influer sur les processus cognitifs.
Il s’agit de la première carte complète des connexions neuronales entre l'intestin grêle et l'ensemble du cerveau. L'implication des centres cognitifs et émotionnels indique comment le cerveau pensant peut, parfois, l'emporter sur la sensation de faim, par exemple. C’est une première image neuro-anatomique de « ce sentiment qui vient de l’intestin », écrivent les auteurs.
Au-delà de montrer à quel point les connexions sont nombreuses et étendues entre l'intestin grêle et le cerveau, l'étude documente les neurones qui transmettent ces signaux sensoriels et moteurs. Ces neurones sont capables de diaphonie dans le même neurone : « Du cortex au tronc cérébral, dans presque toutes les zones étudiées, il existe un chevauchement de 50% des signaux sensorimoteurs : en clair, 50% des neurones présentent à la fois des capacités de signalisation sensorielle et motrice.
Une première étape qui permet de mieux comprendre comment les données dans l'intestin grêle, sur les nutriments ou autre chose, peuvent atteindre le cerveau et affecter les effets cognitifs et émotionnels. « Avec plus de recherches, il sera possible de comprendre comment la faim nous rend affamés ou de mauvaise humeur, ou comment une journée stressante induit un intestin irritable ».
Source : Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical 2 April, 2020 DOI: 10.1016/j.autneu.2020.102656 Central sensory-motor crosstalk in the neural gut-brain axis
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