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L’intestin humain est bordé de plus de 100 millions de cellules nerveuses – c’est pratiquement un cerveau en soi, et en effet, l’intestin discute avec le cerveau, libérant des hormones dans le sang qui, en 10 minutes environ, nous dit à quel point il a faim, ou que nous n’aurions pas dû manger une pizza entière. Mais une nouvelle étude révèle que l’intestin a une connexion beaucoup plus directe au cerveau par le biais d’un circuit neuronal qui lui permet de transmettre des signaux en quelques secondes seulement.

Les intestins ont une connexion directe avec le cerveau

Ces résultats pourraient conduire à de nouveaux traitements contre l’obésité, les troubles de l’alimentation et même la dépression et l’autisme, tous liés à un dysfonctionnement de l’intestin. Cette étude révèle «un nouvel ensemble de voies qui utilisent les cellules intestinales pour communiquer rapidement avec le tronc cérébral», explique Daniel Drucker, un clinicien-chercheur qui étudie les troubles intestinaux à l’Institut de recherche Lunenfeld-Tanenbaum de Toronto. impliqué dans le travail.

Bien que de nombreuses questions demeurent avant que les implications cliniques deviennent claires, il explique: «ceci est un nouveau morceau du puzzle très intéressant. »

En 2010, le neuroscientifique Diego Bohórquez de l’Université Duke à Durham, en Caroline du Nord, a fait une découverte surprenante en regardant son microscope électronique. Les cellules entéro-endocrines, qui épinglent la muqueuse de l’intestin et produisent des hormones qui stimulent la digestion et suppriment la faim, ont des protubérances semblables à celles des pieds, qui ressemblent aux synapses que les neurones utilisent pour communiquer entre eux.

Des signaux à travers le nerf vague

Bohórquez savait que les cellules entéro-endocrines pouvaient envoyer des messages hormonaux au système nerveux central, mais il se demandait également si elles pouvaient «discuter» avec le cerveau en utilisant des signaux électriques, comme le font les neurones. Si c’est le cas, ils devraient envoyer les signaux à travers le nerf vague, qui voyage de l’intestin au tronc cérébral.

Lui et ses collègues ont injecté un virus de la rage fluorescent, qui est transmis par les synapses neuronales, dans les deux points des souris et ont attendu que les cellules entéro-endocrines et leurs partenaires s’allument. Ils ont alors constaté que c’était des neurones vagaux qui avaient envoyé un message, rapportent aujourd’hui les chercheurs dans Science.

Dans une boîte de Petri, les cellules entéroendocrines ont atteint les neurones vagaux et ont formé des connexions synaptiques les unes avec les autres. Les cellules ont même expulsé le glutamate, un neurotransmetteur impliqué dans l’odeur et le goût, que les neurones vagaux ont détecté en moins de 100 millisecondes, soit plus rapidement qu’un clin d’œil.

C’est beaucoup plus rapide que les hormones qui peuvent voyager de l’intestin au cerveau par la circulation sanguine, explique Bohórquez. L’atonie des hormones peut être responsable des échecs de nombreux inhibiteurs de l’appétit qui les ciblent, explique-t-il. L’étape suivante consistera à étudier si cette signalisation entre l’intestin et le cerveau fournit au cerveau des informations importantes sur les nutriments et la valeur calorique des aliments que nous mangeons.

Les avantages d’une signalisation ultra-rapide 

Il y a des avantages évidents à la signalisation ultra-rapide de l’intestin-cerveau, tels que la détection des toxines et du poison, mais il peut y avoir d’autres avantages à détecter le contenu de nos intestins en temps réel, explique-t-il. Quoi qu’il en soit, il y a de fortes chances que les bénéfices soient antiques – les cellules sensorielles intestinales remontent à l’un des premiers organismes multicellulaires, une créature plate appelée Trichoplax adhaerens, apparue il y a environ 600 millions d’années.

Des indices supplémentaires sur la façon dont les cellules sensorielles de l’intestin nous aident aujourd’hui se trouvent dans une étude séparée, publiée le 20 septembre dans Cell. Les chercheurs ont utilisé des lasers pour stimuler les neurones sensoriels qui innervent l’intestin chez la souris, ce qui a produit des sensations gratifiantes que les rongeurs ont travaillé avec acharnement pour avoir à nouveau. Les chercheurs ont découvert que la stimulation au laser augmentait également les niveaux d’un neurotransmetteur stimulant l’humeur appelé dopamine dans le cerveau des rongeurs.

Ces recherches répondent à plusieurs questions

Combinés, ces deux articles aident à expliquer pourquoi la stimulation du nerf vague avec un courant électrique peut traiter la dépression chez les personnes, explique Ivan de Araujo, un neuroscientifique de la Icahn School of Medicine à Mount Sinai à New York. Ces résultats peuvent également expliquer pourquoi, à la base, manger nous fait du bien. «Même si ces neurones sont en dehors du cerveau, ils correspondent parfaitement à la définition des neurones de récompense», explique-t-il, « qui stimulent la motivation et augmentent le plaisir. »

Source : Science