Les neurotransmetteurs
Les neurotransmetteurs permettent la communication entre les neurones du système nerveux. Ils jouent donc un rôle primordial !
Or, le corps humain et les bactéries du microbiote partagent un même langage, celui des neurotransmetteurs. En effet, les micro-organismes du microbiote sont aussi capables de produire des substances neurochimiques normalement propres aux mammifères. Dans les substances pouvant être synthétisées par le microbiote on retrouve notamment :
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Les Catécholamines
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Le GABA
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L’Histamine
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La sérotonine (5-HT)
Ainsi, elles disposent aussi de tous les éléments nécessaires à leur synthèse et leur dégradation, notamment des enzymes.
Les catécholamines et la sérotonine présentent un intérêt important dans la communication microbiote-cerveau.
Les catécholamines :
Les catécholamines les plus courantes sont l'adrénaline (l’épinéphrine), la noradrénaline (la norépinéphrine) et la dopamine.
La dopamine :
La dopamine influence directement notre comportement. En effet, c'est
elle qui nous provoque la sensation de plaisir lorsque l’on produit des actions nécessaires à la survie de l'espèce (manger par exemple), des actions secondaires (écouter de la musique, regarder un film), et qui active notre système de la récompense. Ainsi elle est responsable de notre motivation, nos désirs sexuels, nos addictions, nos humeurs…
Les nerfs du système entérique ont la capacité de synthétiser la dopamine et la noradrénaline. Cependant, ils ne possèdent pas l'enzyme qui convertit la norépinéphrine (précurseur de l’épinéphrine) en épinéphrine (biologiquement active) : la phényléthanolamine N-méthyltransférase.
Or, certaines bactéries du microbiote produisent une enzyme similaire à celle-ci, la bêta-glucuronidase. Une étude (7) a d'ailleurs démontré que la colonisation de souris sans germe par une souche d’Escherichia coli entraîne la production de catécholamines. Cependant, ce phénomène n’a pas eu lieu lors de la colonisation avec une souche mutante déficiente dans le gène de la β-glucuronidase.
Ainsi, la production d’adrénaline et de noradrénaline par les nerfs du système entérique peut être largement influencée par les enzymes bactériennes du microbiote.
La sérotonine :
La noradrénaline :
C’est le précurseur de l’adrénaline, une hormone sécrétée suite à un stress ou une demande d’énergie importante.
La sérotonine (5-HT) est un neurotransmetteur produit à partir de tryptophane.
Cependant, le tryptophane ne sert pas toujours à produire de la sérotonine. Et non ! Environ 90 % du tryptophane disponible sert à la production de kynurénine (un type de molécule). Un dérèglement dans la production de kynurénine peut entraîner des troubles neurodégénératifs et certaines maladies psychiatriques telles que la dépression et la schizophrénie.
Le Tryptophane :
Le tryptophane est un l’un des 9 acides aminés essentiels pour l'humain, c'est-à-dire que l’homme
ne peut pas le synthétisé . Le corps tire donc tout le tryptophane dont il a besoin de l'alimentation.
Plusieurs processus enzymatiques sont nécessaires pour dégrader le tryptophane en kynurénine. Les enzymes impliquées dans cette dégradation diffèrent selon le type de tissu. Par exemple dans l’intestin, c’est l'indoleamine-2,3-dioxygénase (IDO-1) qui s’en charge alors que dans le foie, c’est la tryptophane-2,3-dioxygénase (TDO).
Une étude (8) a montré que la disponibilité du tryptophane pour la production de kynurénine était réduite chez des souris sans germe. Inversement, ils ont remarqué l’augmentation de production de sérotonine.
Les bactéries du microbiote peuvent-elles donc contrôler la manière dont le tryptophane est utilisé ?
Et bien oui ! Le TDO est, en effet, régulé par les glucocorticoïdes. Mais qui module la circulation des glucocorticoïdes dans notre corps? Les bactéries du microbiote !
Les glucocorticoïdes :
Les glucocorticoïdes sont des hormones stéroïdiennes sécrétées par les glandes surrénales.
De même l’IDO est immunoréactif.
Et qui joue un rôle extrêmement important dans les réponses immunitaires de notre organisme ? Encore et toujours le microbiote.
C’est donc via le contrôle glucocorticoïde et le système immunitaire que le microbiote régule la production de kynurénine, ce qui peut avoir des conséquences physiologiques pour notre cerveau.