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De nouvelles recherches avec des souris pourraient compromettre notre compréhension de la connexion entre l'intestin et le cerveau, ainsi que de l'appétit.
Si vous avez déjà ressenti de la nausée avant une présentation importante ou si vous avez été brumeux après un gros repas, vous connaissez le pouvoir de la connexion entre l'intestin et le cerveau.
Les scientifiques croient maintenant qu'un éventail surprenant de conditions, y compris les troubles de l'appétit, l'obésité, l'arthrite et la dépression, peuvent commencer dans l'intestin. Mais il n'a pas été clair comment les messages dans ce soi-disant «second cerveau» se propagent de notre estomac à notre cerveau. Pendant des décennies, les chercheurs ont estimé que les hormones présentes dans le sang étaient le canal indirect entre l'intestin et le cerveau.
Des recherches récentes suggèrent que les lignes de communication derrière ce «sentiment d'intestin» sont plus directes et rapides qu'une diffusion d'hormones. À l’aide d’un virus de la rage soulevé par fluorescence verte, les chercheurs ont tracé un signal lorsqu’il se déplaçait des intestins au tronc cérébral des souris. Ils ont été choqués de voir le signal croiser une seule synapse sous les millisecondes de 100, ce qui est plus rapide qu'un clin d'œil.
Synapses rapides
«Les scientifiques parlent de l'appétit en termes de minutes et d'heures. Nous parlons ici de quelques secondes », explique l'auteur principal Diego Bohórquez, professeur adjoint de médecine à la faculté de médecine de l'université de Duke. «Cela a de profondes implications pour notre compréhension de l’appétit. Bon nombre des inhibiteurs de l'appétit qui ont été développés ciblent les hormones à action lente, et non les synapses à action rapide. Et c'est probablement pourquoi la plupart d'entre eux ont échoué.
Votre cerveau absorbe des informations provenant des cinq sens - le toucher, la vue, l'ouïe, l'odorat et le goût - grâce à des signaux électriques qui voyagent le long de longues fibres nerveuses situées sous votre peau et vos muscles. Ces signaux se déplacent rapidement, ce qui explique pourquoi l'odeur des biscuits fraîchement cuits semble vous toucher dès que vous ouvrez une porte.
Bien que l'intestin soit tout aussi important qu'un organe sensoriel que vos yeux et vos oreilles - après tout, il est essentiel de savoir que votre estomac doit être rempli pour survivre.
Les nutriments contenus dans votre intestin ont stimulé la libération d'hormones, qui ont pénétré dans le sang quelques minutes à plusieurs heures après avoir mangé, pour finalement exercer leurs effets sur le cerveau.
Ils avaient en partie raison. Ce tryptophane dans votre dîner de dinde est connu pour sa transformation en sérotonine, la substance chimique du cerveau qui vous fait sentir somnolent.
Mais Bohórquez soupçonnait le cerveau de percevoir plus rapidement les signaux de l'intestin. Il a remarqué que les cellules sensorielles qui tapissent l'intestin partageaient beaucoup des mêmes caractéristiques que leurs cousines sur la langue et dans le nez. Dans 2015, il a publié une étude de référence dans le Journal of Clinical Investigation montrant que ces cellules intestinales contenaient des terminaisons nerveuses ou des synapses, suggérant qu'elles pourraient puiser dans une sorte de circuit neuronal.
Sixième sens?
Dans cette étude, Bohórquez et son équipe ont entrepris de cartographier ces circuits. Tout d'abord, la stagiaire postdoctorale Maya Kaelberer a injecté un virus de la rage portant une étiquette fluorescente verte dans l'estomac de souris. Elle a vu que le virus avait marqué le nerf vague avant d'atterrir dans le tronc cérébral, lui montrant qu'il y avait un circuit direct.
Ensuite, Kaelberer a recréé le circuit neural intestin-cerveau en faisant croître des cellules intestinales sensorielles de souris dans le même plat avec des neurones vagaux. Elle a vu les neurones ramper le long de la surface du plat pour se connecter aux cellules de l'intestin et commencer à déclencher des signaux. Lorsque l'équipe de recherche a ajouté du sucre au mélange, la cadence de tir s'est accélérée. Kaelberer a mesuré la rapidité avec laquelle les informations sur le sucre dans le tube digestif ont été communiquées et a été choqué de constater qu'il était de l'ordre de quelques millisecondes.
Cette découverte suggère qu'un neurotransmetteur comme le glutamate - qui est impliqué dans la transmission d'autres sens comme l'odorat et le goût - pourrait jouer le rôle de messager. Bien sûr, lorsque les chercheurs ont bloqué la libération de glutamate dans les cellules intestinales sensorielles, les messages sont restés silencieux.
Bohórquez a des données qui suggèrent que la structure et la fonction de ce circuit seront les mêmes chez l'homme.
«Nous pensons que ces résultats vont constituer la base biologique d’un nouveau sens», déclare M. Bohórquez. “Celui qui sert de point d'entrée pour savoir comment le cerveau sait quand l'estomac est plein de nourriture et de calories. Cela donne une légitimité à l'idée du «sentiment instinctif» en tant que sixième sens.
À l'avenir, Bohórquez et son équipe sont intéressés par la manière dont ce nouveau sens peut discerner le type de nutriments et la valeur calorique des aliments que nous mangeons.
La recherche apparaît en septembre 21 dans Sciences.
The National Institutes of Health, une bourse de recherche pilote AGA-Elsevier, une bourse du Centre UNC pour la recherche en biologie gastro-intestinale et des maladies, l'Agence des projets de recherche avancée de la Défense, la Fondation Hartwell, la Fondation Grass financé l'étude.
La source: Duke University
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