Santé

le « cerveau de l’intestin » régule la glycémie et l’insulinémie


Celui qu’on appelle souvent notre « deuxième cerveau », par abus de langage, nous réserve encore bien des surprises. Au menu d’aujourd’hui, la découverte de l’action indépendante du système nerveux intestinal sur notre glycémie.

La découverte n’est pas surprenante pour les spécialistes du domaine : ils s’en doutaient. Mais en science, se douter de quelque chose, autrement dit, en avoir l’intuition grâce à des preuves indirectes ou des raisonnements mécanistes, ce n’est pas suffisant. L’expérience dont nous allons vous parler aujourd’hui apporte la preuve formelle que, chez le modèle animal, notre système nerveux entérique possède la capacité de réguler notre glycémie (une fonction vitale de l’organisme) sans faire intervenir notre Rôle et fonction du système nerveux central
Le…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/c/2/d/c2d8e160dd_81478_cerveau-pose.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/corps-humain-systeme-nerveux-central-15268/” data-more=”Lire la suite”>système nerveux central

Quelques rappels sur notre système nerveux entérique

L’intestin possède son propre système nerveux. Pour cette raison, on parle souvent de lui comme étant notre « deuxième cerveau ». Si cette appellation n’a rien de scientifique, c’est-à-dire qu’elle ne réfère à aucun concept ou outil sérieux dans le travail des chercheurs, elle est une manière de laisser appréhender des connaissances complexes au grand public. 

Le système nerveux entérique possède énormément de Structure des neurones
Chaque neurone est composé :
d’un corps cellulaire ou péricaryon comportant le noyau ;de très nombreuses ramifications de type dendritiques (d’où…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/4/8/4/4845b46c32_50034180_neurone-dr.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-neurone-209/” data-more=”Lire la suite”>neurones
(autant que votre Fonction de la moelle épinière
La moelle épinière constitue le prolongement du cerveau de la boîte crânienne, à partir du bulbe rachidien et ce tout le long de la colonne vertébrale dans laquelle elle est contenue. Son rôle est de…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/7/9/f/79f489d9e1_71125_moelleepiniere.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-moelle-epiniere-2330/” data-more=”Lire la suite”>moelle épinière
) et sert plusieurs fonctions telles que la fonction motrice (faire bouger nos muscles intestinaux), la fonction immunitaire (nous défendre contre des pathogènes) et une fonction hormonale (informer le système nerveux central de divers paramètres). L’expérience dont nous allons parler démontre que le système nerveux entérique innerve aussi des organes vitaux et participe de la régulation de la glycémie et de l’insulinémie indépendamment de notre système nerveux central.

La découverte scientifique

On savait que la composition de notre microbiote était corrélée (c’est-à-dire, statistiquement reliée) à des variations de notre glycémie. Mais une corrélation n’est pas une causalité. Même si l’on se doutait bien qu’un lien causal existait, il faut le mettre en évidence, auquel cas le lien statistique peut être dû à des facteurs de confusion. Cette expérience apporte la preuve qu’il existe au moins un mécanisme causal qui dépend du microbiote à des fins de régulation du Structure du glucose
De formule chimique C6H12O6, le glucose est sous forme cyclique (pyranose). Il possède des isomères, c’est-à-dire des molécules qui possèdent la même formule chimique (c’est le cas…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/6/8/b/68bd6b2dfc_50034235_glucose-dp.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-glucose-736/” data-more=”Lire la suite”>glucose
et de l’Structure de l’insuline
Elle est composée de deux chaînes peptidiques (A et B, respectivement de 21 et 30 acides aminés) reliées entre elles par deux ponts disulfures au niveau de résidus cystéines.
Fonction de…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/8/4/5/84536550b6_50034167_insuline-nasa.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/medecine-insuline-173/” data-more=”Lire la suite”>insuline
. Parlons donc de cette découverte publiée dans la revue Science.

Les chercheurs ont mis en place une méthodologie appelée « RiboTag » permettant de récolter l’ensemble des Structure de l’ARN
L’ARN est une molécule constituée d’un enchaînement de ribonucléotides (adénine, cytosine, guanine, uracile) reliés entre eux…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/f/6/a/f6aa50645c_50034152_arnt-yikrazuul-cc.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/genetique-arn-97/” data-more=”Lire la suite”>ARN
messagers en cours de traduction (le transcriptome) produit par différentes parties de l’intestin de souris et de les séquencer. Comment font-ils ? Ils créent des souris transgéniques exprimant une petite séquence protéique (un tag) destinée à s’exprimer spécifiquement dans la partie de l’ARN messager qui va subir la traduction (l’Pour fabriquer une protéine, le gène délivre à la cellule un code de fabrication, composé en partie de « briques » appelées exons, lesquels doivent…” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/genetique-exon-146/” data-more=”Lire la suite”>exon). Les outils du génie génétique leur permettent de rendre ce tag spécifique à certaines cellules (les neurones dans cette expérience). Les cellules vont se mettre à exprimer le tag. Il suffit ensuite d’un Structure d’un anticorps
Un anticorps est un complexe protéique. Si chaque organisme doté d’un système immunitaire code pour des milliards d’anticorps différents, ils possèdent tous les mêmes caractéristiques globales. Ce sont…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/a/5/4/a543c37e56_50034150_anticorps-yohan-gfld.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/medecine-anticorps-93/” data-more=”Lire la suite”>anticorps
spécifique du tag pour isoler et concentrer (on fait ce qu’on appelle une immunoprécipitation) les ARN messagers en cours de traduction. On peut alors les séquencer et connaître le transcriptome des cellules étudiées.

Ils ont comparé, pour leur étude, des souris avec ou sans microbiote. Première chose intéressante : moins le microbiote est riche (en L’espèce est l’entité fondamentale des classifications, qui réunit les êtres vivants présentant un ensemble de caractéristiques morphologiques, anatomiques,…” data-url=”https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/zoologie-espece-2261/” data-more=”Lire la suite”>espèces) plus le transcriptome diffère, notamment dans les régions de l’Fonction de l’iléon
L’iléon correspond à la troisième et dernière partie de l’intestin grêle, faisant directement suite au jéjunum, et qui se prolonge par la première partie du côlon, le cæcum. Sa fonction est de continuer l’absorption des…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/7/5/a/75a2615052_50035653_ileon-dr.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-ileon-7233/” data-more=”Lire la suite”>iléon
et du Fonction du côlon
Aussi appelé gros intestin, le côlon fait suite à l’intestin grêle et forme la dernière partie du système digestif. Il est constitué de plusieurs parties :
le cæcum (d’où part l’appendice vermiforme) ;le côlon ascendant (droit) ;le…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/7/7/d/77d7587a29_50035488_colon-healthallrefer.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-colon-6869/” data-more=”Lire la suite”>côlon
. Le microbiote, cet organe à part entière, engendre l’expression de métabolites divers et variés dont des neuropeptides, comme celui qui a retenu l’attention des chercheurs : le neuropeptide CART+ (pour Cocaine and amphetamine regulated transcript).

CART est un neuropeptide particulièrement bien connu des personnes qui travaillent dans la recherche fondamentale pour comprendre les déterminants de la prise alimentaire. Il est aussi exprimé dans l’hypothalamus, participe à des fonctions de régulation du poids corporel et à celle de la récompense pour ne citer que ces deux paramètres. 

La présence de ce On parle de dipeptides, de tripeptides lorsque…” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-peptide-292/” data-more=”Lire la suite”>peptide a intrigué les investigateurs. Ils voulaient connaître sa provenance et sa ligne d’arrivée. Pour ce faire, ils ont utilisé un virus modifié pour infecter uniquement les neurones sécréteurs de CART et exprimer une Rôles des protéines
Les protéines peuvent assurer des fonctions très diverses au sein de la cellule ou de l’organisme. 
Elles peuvent avoir :
un rôle structural (comme l’actine ou la tubuline qui…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/4/6/e/46e94f9da7_50034188_actine-thomas-splettstoesser-cc.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-proteine-237/” data-more=”Lire la suite”>protéine
fluorescente lorsque l’infection est effective. Les expérimentateurs se servent là d’une propriété intrinsèque aux La fonction d’infection permet au virus de s’introduire dans des fichiers de programme, dans des fichiers…” data-url=”https://www.futura-sciences.com/tech/definitions/informatique-virus-informatique-2434/” data-more=”Lire la suite”>virus : ils infectent les neurones de façon rétrograde (c’est-à-dire, en retournant à leur point de départ). Grâce à cela, ils ont pu observer que les neurones CART partaient de l’intestin pour aller vers les viscères (on dit qu’ils sont « viscérofugeaux ») et qu’ils innervaient spécifiquement le le ganglion sympathique ;le ganglion lymphatique.
Le ganglion sympathique
Le ganglion sympathique, aussi appelé ganglion nerveux, est une structure du système nerveux. Ce tissu biologique est composé…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/8/b/3/8b30a34044_50034441_ganglion-poulet-wikipedia-by-sa-25.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/medecine-ganglion-2693/” data-more=”Lire la suite”>ganglion
mésentérique supérieur, qui est relié au Fonction du pancréas
Le pancréas est une glande mixte, car elle est à la fois exocrine et endocrine. Ses principales fonctions sont de synthétiser des enzymes digestives dans le tube digestif et de réguler la glycémie…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/3/3/9/3390c5ffc4_50035536_pancreas-dr.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-pancreas-6962/” data-more=”Lire la suite”>pancréas
et au stockage ;épuration ;synthèse.
Fonctions du foie
Stockage. Le foie reçoit une grande partie du sang provenant directement du système digestif. Il est capable de stocker les…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/1/a/8/1a8b4a9362_50035538_foie-sop-inria.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-foie-6966/” data-more=”Lire la suite”>foie
 via le système nerveux sympathique.

Après avoir résolu l’énigme du labyrinthe neuronal, on se demande à quoi peuvent bien servir ces neurones. Quelles sont leurs fonctions ? On procède alors à des expériences où l’on va activer puis désactiver les cellules productrices de CART et observer ce qu’il se passe. Pour ce faire, les chercheurs ont inséré un récepteur modifié dans les neurones CART qui ne peut être activé qu’avec la présence d’un ligand synthétique (une La liaison dite covalente simple…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/d/0/e/d0e3dc7e1e_76472_molecule.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/chimie-molecule-783/” data-more=”Lire la suite”>molécule de synthèse qui permet d’activer le récepteur modifié, ici la Clozapine-N-oxyde). Alors que se passe-t-il lorsqu’on active et désactive les neurones CART ?

Lorsqu’ils sont actifs, on observe une diminution de la prise alimentaire chez la souris, couplée à une augmentation de la glycémie et une diminution de l’insulinémie. En désactivant spécifiquement les neurones CART, on assiste à des réactions opposées : diminution de la glycémie, augmentation de l’insulinémie. Cette désactivation vient aussi interférer avec le fonctionnement « normal » de la néoglucogenèse (la voie métabolique qui permet de créer du glucose à partir d’autres Botanique
En horticulture, support ou base sur lequel peuvent se développer les végétaux. Ce peut être aussi bien des sédiments, de la vase, des roches… que des granulats spécifiques à un bassin…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/d/d/c/ddc09ec4e8_50034245_plante-terre-dr-01.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/chimie-substrat-816/” data-more=”Lire la suite”>substrats
). En effet, la production de glucose hépatique à partir du Structure du pyruvate
Le pyruvate est un α-cétoacide de formule CH3-CO-COOH, qui porte une fonction acide carboxylique (COOH) et une fonction cétone.
Fonction du pyruvate
Le…” data-image=”https://cdn.futura-sciences.com/buildsv6/images/midioriginal/c/c/b/ccb8a5a9e6_50036338_pyruvate-benjah-wiki-dp.jpg” data-url=”https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-pyruvate-8636/” data-more=”Lire la suite”>pyruvate
s’en trouve réduite. On a donc ici la preuve que ces neurones ont une fonction glucorégulatrice, ce qui n’est pas étonnant au vu des organes qu’ils innervent (le foie et le pancréas qui sont les deux acteurs majeurs de la régulation de la glycémie).

Pour résumer simplement et conclure sur cette découverte : grâce à cette expérience, on sait désormais que le microbiote induit une sécrétion plus ou moins importante (selon sa composition) d’une famille de neuropeptides (CART) par certains neurones du système nerveux entérique, qui innervent indirectement le foie et le pancréas, résultant en une fonction glucorégulatrice (une fonction vitale de l’organisme) sans l’intervention du système nerveux central.

Les questions que cela pose

Comme souvent en science, une découverte n’est pas une fin en soi. Au contraire, elle est généralement génératrice de questions supplémentaires. Que se passe-t-il entre le microbiote et la sécrétion des peptides ? Par quels mécanismes la glycémie est-elle régulée par ces neurones ? Quelles sont les spécificités de la composition du microbiote qui induisent la sécrétion de ces neuropeptides ? Sont-elles similaires chez tous les individus ? Diffèrent-elles selon l’environnement ? Serait-il possible d’imaginer un traitement via l’alimentation ou via un traitement médicamenteux pour optimiser la sécrétion de ces peptides et combattre des maladies telles que le diabète ou l’obésité ? Cela sera-t-il suffisant pour venir à bout de ces maladies complexes, systémiques, aux multiples mécanismes ? Est-ce le seul mécanisme intestinal permettant cette glucorégulation ? 

Vous l’aurez compris, les interrogations ne manquent pas. Les découvertes nous font généralement mieux mesurer l’étendue de notre ignorance que celle de notre connaissance. Rappelons que cette expérience émane de la recherche fondamentale. Il y a là aussi de vraies questions politiques et économiques qui se posent quant à notre rapport à la connaissance. Nous pensons au fait que la plupart des recherches ne sont financées que si elles ont un projet bien établi et une rentabilité économique prévisible. Pourtant, pour prendre un exemple des plus éculés, si on se souvient des conséquences de la théorie de la relativité d’Albert Einstein, on peut en conclure ceci : les prévisions humaines biaisées ne sont pas des bons indicateurs de ce que va entraîner comme changement profond et retombée sociale et économique, une théorie ou une découverte fondamentale. C’est un changement de paradigme qu’il faut opérer dans la façon dont se pratique la recherche aujourd’hui. Comme son nom l’indique, la recherche fondamentale est… fondamentale.

Note : Cet article a été rendu possible grâce à l’aide précieuse de Filipe De Vadder, qui n’est pas auteur de l’étude vulgarisée, mais chercheur en physiologie intestinale. 

Ce qu’il faut retenir

  • Notre système nerveux entérique a énormément de fonctions primordiales dans notre intestin. 
  • Une expérience démontre qu’il a aussi des fonctions de régulation du glucose et de l’insuline indépendamment de la maison mère, le système nerveux central.
  • Cette découverte ouvre plus de questions que de réponses, comme souvent en science, et pose aussi question sur les rapports politiques et économiques entretenus avec la recherche fondamentale.

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