L'axe microbiote-intestin-cerveau

Aperçu: G.M.

L'importance de l'axe intestin-cerveau dans le maintien de l'homéostasie a longtemps été appréciée. Cependant, au cours des 15 dernières années, le microbiote (des milliards de micro organismes à l'intérieur et sur notre corps) est devenu l'un des principaux régulateurs du fonctionnement de l'intestin et du cerveau et a permis de mieux comprendre l'importance d'un axe distinct microbiote intestin cerveau  . Cet axe gagne de plus en plus de terrain dans les domaines qui étudient les bases biologiques et physiologiques des troubles psychiatriques, neurodéveloppementaux, liés à l’âge et neurodégénératifs. Le microbiote et le cerveau communiquent entre eux par différentes voies, notamment le système immunitaire, le métabolisme du tryptophane, le nerf vague et le système nerveux entérique, impliquant des métabolites microbiens tels que les acides gras à chaîne courte, les acides aminés à chaîne ramifiée et les peptidoglycanes. De nombreux facteurs peuvent influer sur la composition du microbiote au début de la vie, y compris l'infection, le mode d'accouchement, l'utilisation d'antibiotiques, la nature de la nutrition, les facteurs de stress environnementaux et la génétique de l'hôte. À l'autre extrême de la vie, la diversité microbienne diminue avec le vieillissement. Le stress, en particulier, peut avoir un impact significatif sur l'axe microbiote-intestin-cerveau à toutes les étapes de la vie. De nombreux travaux récents ont impliqué le microbiote intestinal dans de nombreuses affections, notamment l'autisme, l'anxiété, l'obésité, la schizophrénie, la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer. Les modèles animaux ont joué un rôle primordial dans la relation entre la régulation des processus neuronaux fondamentaux, tels que la neurogenèse et la myélinisation, et l'activation du microbiome par la microglie. De plus, des études humaines translationnelles sont en cours et amélioreront considérablement le domaine. Les futures études porteront sur la compréhension des mécanismes sous-jacents de l'axe microbiote-intestin-cerveau et sur les stratégies d'intervention et les stratégies thérapeutiques à base microbienne pour les troubles neuropsychiatriques.

Physiol Rev. 2019 Oct 1;99(4):1877-2013. doi: 10.1152/physrev.00018.2018.

The Microbiota-Gut-Brain Axis

Cryan JF¹, O'Riordan KJ¹, Cowan CSM¹, Sandhu KV¹, Bastiaanssen TFS¹, Boehme M¹, Codagnone MG¹, Cussotto S¹, Fulling C¹, Golubeva AV¹, Guzzetta KE¹, Jaggar M¹, Long-Smith CM¹, Lyte JM¹, Martin JA¹, Molinero-Perez A¹, Moloney G¹, Morelli E¹, Morillas E¹, O'Connor R¹, Cruz-Pereira JS¹, Peterson VL¹, Rea K¹, Ritz NL¹, Sherwin E¹, Spichak S¹, Teichman EM¹, van de Wouw M¹, Ventura-Silva AP¹, Wallace-Fitzsimons SE¹, Hyland N¹, Clarke G¹, Dinan TG¹.

Author information

1

APC Microbiome Ireland, University College Cork, Cork, Ireland; Department of Anatomy and Neuroscience, University College Cork, Cork, Ireland; Department of Psychiatry and Neurobehavioural Science, University College Cork, Cork, Ireland; and Department of Physiology, University College Cork, Cork, Ireland.

Abstract

The importance of the gut-brain axis in maintaining homeostasis has long been appreciated. However, the past 15 yr have seen the emergence of the microbiota (the trillions of microorganisms within and on our bodies) as one of the key regulators of gut-brain function and has led to the appreciation of the importance of a distinct microbiota-gut-brain axis. This axis is gaining ever more traction in fields investigating the biological and physiological basis of psychiatric, neurodevelopmental, age-related, and neurodegenerative disorders. The microbiota and the brain communicate with each other via various routes including the immune system, tryptophan metabolism, the vagus nerve and the enteric nervous system, involving microbial metabolites such as short-chain fatty acids, branched chain amino acids, and peptidoglycans. Many factors can influence microbiota composition in early life, including infection, mode of birth delivery, use of antibiotic medications, the nature of nutritional provision, environmental stressors, and host genetics. At the other extreme of life, microbial diversity diminishes with aging. Stress, in particular, can significantly impact the microbiota-gut-brain axis at all stages of life. Much recent work has implicated the gut microbiota in many conditions including autism, anxiety, obesity, schizophrenia, Parkinson's disease, and Alzheimer's disease. Animal models have been paramount in linking the regulation of fundamental neural processes, such as neurogenesis and myelination, to microbiome activation of microglia. Moreover, translational human studies are ongoing and will greatly enhance the field. Future studies will focus on understanding the mechanisms underlying the microbiota-gut-brain axis and attempt to elucidate microbial-based intervention and therapeutic strategies for neuropsychiatric disorders.

PMID:31460832

DOI:10.1152/physrev.00018.2018