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Histoire du microbiome intestinal

Avant qu' Antonie van Leeuwenhoek aie découvert pour la première fois des bactéries dans un échantillon en 1676, bien que le lien entre le microbiome et la santé mentale aie récemment été signalé aux médias publics avec des articles publiés dans le New York Times [1], Scientific American [2], Huffington Post [3], et Nature [4], l'histoire de la recherche dans ce domaine a des racines profondes dans le domaine des sciences. Les scientifiques ont réfléchi et écrit sur la connexion entre le cerveau et le corps pendant des siècles. Par exemple, en 1759, Laurence Sterne a dit en référence au «corps d'un homme et à son esprit» que si vous «gâtez l'un, vous froissez l'autre» dans son livre La Vie et les Temps de Tristan Sterne.

Le tractus gastro-intestinal humain contient à lui seul un écosystème délicatement équilibré de 100 trilliards de microorganismes, soit près de dix fois le nombre de cellules dans tout le corps humain. [5] Ces bactéries dans notre intestin, que l'on appelle collectivement le microbiome intestinal, jouent de nombreux rôles physiologiques dans le corps, par exemple en synthétisant des vitamines, en développant le système immunitaire, en facilitant la digestion pour n'en nommer que quelques-unes. ] Au-delà de l'implication dans les processus somatiques, les bactéries dans le corps sont si étroitement imbriquées dans nos systèmes qui influent sur notre comportement et notre cognition. Une étude a même trouvé que lorsque le contenu de l'intestin de deux souris a été échangé, y compris l'intégralité de leur microbiome intestinal, les personnalités de la souris ont changé; par exemple, les souris sujettes au stress sont devenues calmes et les souris calmes sont devenues sujettes au stress [5].

Même sans le contexte de la maladie, les humains et les animaux ont des compositions interpersonnelles très diverses de leurs microbiomes. Ainsi, il a été difficile pour les chercheurs de discerner la différence entre un microbiome déséquilibré ou dysbiotique et un microbiome sain [6]. Au cours des dernières décennies, les chercheurs ont découvert des centaines de souches de bactéries dans l'intestin humain; Cependant, seulement une poignée d'entre eux sont omniprésents [6]. Certaines de ces bactéries omniprésentes comprennent: les cocci anaérobies et Bacteroides - qui prévalent en grande abondance - et Clostridium, Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacillus, Escherichia coli et Streptococcus - qui prévalent en faible abondance [6].

Acquisition et développement chez l'homme

Les bactéries commencent à former un lien inextricable avec nous peu de temps avant la naissance lorsqu'elles colonisent nos entrailles dans l'utérus [5]. Au moment où les gens ont de 3 à 5 ans, les gens ont développé un microbiome adulte complet et un axe intestin-cerveau. Une fois le microbiome établi, il est relativement stable tout au long de la vie. [7]

L'axe intestin-cerveau

L'axe intestin-cerveau décrit la connexion entre l'intestin dans le cerveau via de nombreux systèmes corporels différents, tels que le système immunitaire, le système nerveux et le système endocrinien. De la même manière que les propriocepteurs aident à évaluer l'état de la tension musculaire et du stress, ils transmettent une rétroaction au cerveau, ce qui change l'état des muscles pour prévenir les dommages, l'intestin et le cerveau ont des systèmes similaires de feedback et de changement. . De nombreux facteurs dans tout le corps ont un impact significatif sur l'état de santé mentale [8]:

Inflammation corporelle excessive

Mauvaise absorption des nutriments et des médicaments dans l'intestin
Déséquilibre de la sérotonine intestinale
Le syndrome de l'intestin qui fuit, qui fait que les nutriments pénètrent dans la circulation sanguine plutôt que d'être absorbés par les intestins
Une pénurie de sérotonine cérébrale, de dopamine et d'autres neurotransmetteurs
Déséquilibre hormonal
Déficiences de certaines vitamines et minéraux (A, B, C, D, E, K, calcium, fer, magnésium, phosphore, sodium et zinc, entre autres)
Bien que ces systèmes variés puissent sembler disparates, ils sont en grande partie interconnectés par l'axe intestin-cerveau. L'axe intestin-cerveau (GBA) est un ensemble de mécanismes par lesquels l'intestin et le cerveau communiquent de manière bidirectionnelle. Trois des principales voies de communication sont le système immunitaire, le système nerveux et le système endocrinien. Grâce à ces mécanismes, l'information dans l'intestin peut affecter le comportement et la cognition, mais pas nécessairement d'une manière négative. Par exemple, une étude a révélé que lorsque les bactéries intestinales de deux souris différentes ont été échangées, les traits de personnalité de ces souris ont égalementété échangés. les souris sujettes au stress sont devenues calmes et les souris calmes sont devenues stressées [5].

Interaction du système immunitaire

Le premier mécanisme par lequel les bactéries dans l'intestin interagissent avec notre cerveau est l'inflammation. Les mécanismes qui amènent le cerveau à transformer une inflammation chronique typique en dépression et en symptômes d'anxiété résultent de la fonction normale du système immunitaire. Au cours d'une réponse immunitaire régulière à une infection, il y a une augmentation des cytokines pro-inflammatoires, telles que l'interleukine-1 et l'interleukine-2. Dans la réponse immunitaire, les cellules du corps libèrent des cytokines qui régulent et régulent l'immunité, l'inflammation et l'hématopoïèse (destruction des cellules sanguines induite en cas d'infection) [9]. Les cytokines pro-inflammatoires recherchent des cellules infectées et signalent à d'autres cellules de les détruire, ainsi que d'induire d'autres réponses biologiques à une infection telle qu'une inflammation. Les cytokines anti-inflammatoires libèrent des composés de signalisation qui provoquent des processus biologiques qui inhibent davantage l'inflammation. Chez une personne en bonne santé physique et mentale, les cytokines anti-inflammatoires sont en équilibre avec les cytokines pro-inflammatoires [9]. Cependant, quand quelqu'un devient infecté par des bactéries délétères, le corps produit plus de cytokines pro-inflammatoires, car l'inflammation empêche les bactéries d'infecter l'ensemble du corps. La recherche a montré que des niveaux accrus d'activité des cytokines pro-inflammatoires dans le cerveau diminuent le métabolisme des neurotransmetteurs, en particulier celui du GABA; Le GABA, lorsqu'il se trouve à des niveaux inférieurs, provoque des symptômes dépressifs [8].

Interaction du système nerveux

Grâce à divers mécanismes, y compris le nerf vague et à travers la libération de précurseurs de neurotransmetteurs, le système nerveux entérique est connecté de manière bidirectionnelle avec le système nerveux central. Un deuxième système de communication entre l'intestin et le cerveau se fait à travers le système nerveux et le cerveau. Comme mentionné précédemment, les bactéries sont incorporées dans l'intestin humain avant la naissance dans l'utérus. Les bactéries se mêlent au système nerveux en plus de l'intestin, renforçant les voies neurales et les voies de communication entre l'intestin et le cerveau et provoquant le développement de mécanismes de signalisation dans le système nerveux central qui affectent irrévocablement le comportement et la cognition (Forsythe & Bienenstock, 2008). Ainsi, notre fonction normale du système nerveux dépend de l'équilibre bactérien et du bon fonctionnement. Normalement, l'information est envoyée du cœur, des poumons, du pancréas, du foie, de l'estomac et des intestins au cerveau (incluant le cortex cérébral, la moelle allongée, le système limbique, etc.) via les fibres sensorielles du nerf vague (Forsythe & Bienenstock, 2008 ). À partir de la moelle allongée, les intrants afférents vont au locus ceruleus dans le tronc cérébral, à partir duquel les intrants envoient des signaux aux zones étendues du SNC qui commencent une réponse au stress (Forsythe et Bienenstock, 2008). Si le locus ceruleus, zone responsable de la coordination de la réponse au stress, est activé à plusieurs reprises, des changements permanents se produisent dans la façon dont les neurones s'activent et interagissent les uns avec les autres (Forsythe et Bienenstock, 2008). Ceci est également connu comme un axe HPA hyperactif, et il est activé de manière similaire dans l'aspect inflammatoire de l'axe intestin-cerveau, ce qui entraîne une réponse au stress élevée et l'anxiété. Il a été démontré que le stress et l'anxiété élevés appauvrissent le microbiome des bactéries qui produisent des cytokines anti-inflammatoires, entraînant ainsi les effets biologiques inhérents à la réponse inflammatoire et à la dépression subséquente.

Interaction du système endocrinien

Des recherches ont été menées sur les interactions entre les hormones neuroendocrines, et spécifiquement sur les relations entre les hormones et le microbiote intestinal. Les résultats démontrent que les hormones neuroendocrines induites par le stress peuvent influencer la croissance bactérienne [10] et que le microbiote intestinal peut jouer un rôle important dans la régulation hormonale, de sorte que les effets endocriniens des bactéries peuvent influencer le comportement, le métabolisme et l'appétit. [11]

Microbiome dans la maladie physique

Pendant des années, la recherche a été en cours pour découvrir les relations entre le dysfonctionnement du microbiome et des conditions telles que le cancer colorectal, la maladie intestinale inflammatoire, et les maladies cutanées à médiation immunologique. Bien que des associations aient été établies, les relations causales entre le microbiome et ces maladies n'ont pas été soutenues. [12]

Microbiome et maladie mentale

Anxiété et dépression

On sait que la dépression est étroitement liée à l'élévation des protéines C-réactive, des cytokines inflammatoires et du stress oxydatif [13]. Des recherches sont en cours sur la relation entre les bactéries fécales (qui ont servi de proxy pour analyser les microbes intestinaux) et la dépression, montrant que la présence de certaines bactéries est corrélée aux symptômes de la dépression. [14] Une telle étude a examiné le rôle de la commutation du contenu de l'intestin de deux souris avec des personnalités distinctes, avec un stress très sujettes et l'autre pas. Les chercheurs ont découvert que lorsque le contenu de l'intestin était activé, la souris non stressée devenait stressante et la souris stressée devenait plus calme [5].

Schizophrénie et trouble bipolaire

La schizophrénie est un trouble neuropsychiatrique qui peut apparaître pendant l'adolescence et persiste habituellement tout au long de la vie d'un individu. Il existe différents degrés de schizophrénie, avec des symptômes caractéristiques tels que des hallucinations, des délires, de l'apathie et un retrait social. Le trouble bipolaire (BD) est un trouble complexe et multiforme avec un large éventail de manifestations. Le trouble bipolaire varie considérablement et est défini par la présence de manie ou de dépression à différents égards. Des études antérieures ont démontré que la schizophrénie et le trouble bipolaire sont associés à des altérations du système immunitaire systémique, notamment une inflammation chronique de faible intensité (cytokines plasmatiques augmentées, récepteurs de cytokines solubles, chimiokines, réactifs de phase aiguë) et des lymphocytes T [15]. [16] [17] En outre, des taux élevés d'anticorps dirigés contre S. cerevisiae ont également été observés chez des personnes atteintes de schizophrénie et de trouble bipolaire [18]. Le microbiome intestinal peut influencer la fonction cérébrale, jouant ainsi un rôle dans les maladies mentales comme la schizophrénie. Plus précisément, l'immunité humorale aux antigènes alimentaires, l'inflammation intestinale, l'exposition au parasite Toxoplasma gondii, les défauts de la barrière endothéliale et la dysbiose microbienne compatible avec un modèle physiologique où les processus intestinaux créent un état dysrégulatoire immunitaire systématique [19] [20] Divers facteurs influencent la fonction et l'environnement gastro-intestinal, et bien qu'il n'existe aucun médicament connu pour supprimer complètement les traumatismes gastro-intestinaux, les psychiatres praticiens devraient envisager de compléter leur traitement par des probiotiques, des plantes médicinales, des vitamines et des minéraux qui améliorent les symptômes GI chez les personnes atteintes de schizophrénie et de trouble bipolaire. [21]

Trouble du spectre autistique

Les liens entre des bactéries particulières et des phénotypes pertinents pour les TSA soulèvent la question de savoir si la dysbiose microbienne (déséquilibres du microbiome) joue un rôle dans le développement ou la présentation des symptômes de TSA. [22] Des études sur l'ADN fécal ont révélé des groupes de Clostridium ou Desulfovibrio surdéclarés chez les enfants atteints de TSA et de troubles gastro-intestinaux par rapport aux enfants ayant un développement neuro-comportemental typique et des plaintes GI similaires. [23] [24] [25] Une étude a révélé que les enfants atteints d'autisme présentaient une incidence accrue de problèmes gastro-intestinaux comme la constipation et la sélectivité alimentaire, ce qui suggère que l'étiologie neurocomportementale pourrait expliquer l'incidence plus élevée des symptômes gastro-intestinaux chez les enfants autistes. [26]

Anorexie et boulimie

En raison des preuves croissantes suggérant l'importance du microbiome dans la régulation du poids et sa relation avec l'anxiété et la dépression, la recherche sur les interactions intestin-cerveau peut être importante pour le traitement de l'anorexie et de la boulimie. [27]

Interaction probiotique et prébiotique avec le microbiome

Anxiété et dépression

L'utilité clinique potentielle des probiotiques, ou micro-organismes qui provoquent la croissance de bactéries bénéfiques lorsqu'ils sont consommés, est devenue plus claire à la lumière de l'accumulation de support épique. Les recherches sur l'axe microbiome-intestin-cerveau ont non seulement révélé les effets anxiogènes potentiels de certaines bactéries et parasites spécifiques et de la dysbiose intestinale, mais aussi les effets anxiolytiques (anxiolytiques) de certaines espèces microbiennes. Deux genres bactériens, Lactobacillus et Bifidobacteria, sont des probiotiques anti-inflammatoires courants qui réduisent l'anxiété et les signes comportementaux de détresse chez les humains et les rongeurs. [28] D'autres genres, y compris Campylobacteria, Citrobacter et Trichuris ont également montré de tels effets anxiolytiques. Le tableau suivant rassemble les résultats de nombreuses études différentes sur les effets de certains microbiotes sur les dimensions cognitives et comportementales.

Table

Une étude récente a montré que les probiotiques diminuent les pensées négatives chez les humains, et que l'introduction de prébiotiques (ou de fibres qui favorisent la croissance des bactéries bénéfiques diminue l'anxiété [42]).

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Source :
https://en.wikiversity.org/wiki/Microbiome_and_Mental_Health#Schizophrenia_and_bipolar_disorder

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