L’axe cerveau-intestin

Pionniers de l’application probiotique dans l’axe cerveau-intestin

Nous avons tous expérimenté l’incroyable lien entre notre cerveau et nos intestins. Au moment où nous devons être à notre meilleur (c.-à-d. Un événement important, un examen, le premier jour d’un nouveau travail, une grande réunion, etc.), notre instinct semble avoir un esprit bien à lui. Qui est à blâmer? De plus en plus de points de preuves scientifiques sur l’axe cerveau-intestin, également appelé notre «second cerveau», sont considérés par les scientifiques comme un dialogue bidirectionnel entre nos systèmes nerveux et digestif.

Les probiotiques ont suscité de nombreux espoirs et promesses en raison de leurs interactions avec l’axe cerveau-intestin. En tant que pionnier de l’industrie des probiotiques depuis 1934, Lallemand Solutions Santé s’est engagé à contribuer fortement à ce nouveau domaine de recherche depuis 2006; documentant les avantages spécifiques de trois de ses probiotiques phares (Probio’Stick®, Lacidofil®, Bifidobacterium bifidum Rosell®-71) avec la publication de 17 études mécanistes et de 4 études cliniques.

PERSPECTIVE HISTORIQUE DE LA SCIENCE DANS LE BGA AVEC LES PROBIOTIQUES DE LSS

Apprendre des rongeurs

L’idée qu’un apport alimentaire en bactéries bénéfiques vivantes pourrait aider à traiter un trouble de l’humeur («mélancolie») a déjà été publiée par Porter en 1910. Cependant, il a fallu encore soixante ans pour avoir les premières indications que le microbiote était impliqué dans le dialogue cerveau-intestin [Bähr, 1970]. Dans les années qui ont suivi, des études in vivo utilisant des modèles de provocation avec des microorganismes infectieux ont démontré l’impact des microorganismes digestifs sur le comportement, via l’activation des mécanismes immuno-neuraux.

Ce n’est qu’en 2006 que la première étude in vivo testant un probiotique dans un modèle de stress psychologique chronique a été menée. En utilisant le stress lié à l’évitement de l’eau, Zareie et al. ont montré que Lacidofil® était efficace pour prévenir les anomalies intestinales induites par le stress, telles que l’adhésion bactérienne et la translocation. L’année suivante, la même équipe [Gareau 2007] a confirmé ces résultats dans un modèle différent. En outre, ils ont également montré une amélioration de la perméabilité de l’intestin avec le même probiotique et le fait que le probiotique était capable de normaliser le niveau d’hormone de stress dans le corps.

En 2008, le Pr Desor, expert en sciences cognitives de l’Université de Pointcaré en France, a démontré que dans une situation de stress aigu, les rats traités avec un autre probiotique, Probio’Stick®, présentaient un comportement similaire à celui des rats traités au valium.

En 2010, Gareau et al. a mené une nouvelle étude in vivo avec Lacidofil® confirmant l’implication de l’axe HPA dans la médiation des avantages des probiotiques dans les situations de stress. L’équipe est ensuite allée plus loin en examinant l’effet du microbiote sur les fonctions cognitives. Ils ont démontré que le microbiote joue un rôle dans la formation de la mémoire et que le probiotique pourrait prévenir le dysfonctionnement de la mémoire induit par le stress.

En parallèle, l’équipe du professeur Rousseau, de l’Université de Montréal au Canada, a mené plusieurs études sur un modèle de dépression chez le rat (dépression post-infarctus du myocarde (MI)). Ce modèle de dépression s’accompagne d’une production de cytokines pro-inflammatoires, la «mort programmée» des cellules cérébrales, ou apoptose, dans le système limbique, parties du cerveau impliquées dans des émotions telles que la dépression. Il est également associé à une augmentation de la perméabilité intestinale et à un comportement de type dépression. Dans une première étude, Girard et al, 2009 ont montré que l’administration prophylactique de Probio’Stick® avant un IM permettait de réduire l’apoptose dans le système limbique du rat. Cette étude innovante a montré un lien direct entre l’administration de probiotiques et le cerveau. Ils ont également montré que le traitement probiotique était capable de réduire de manière significative les signes comportementaux de dépression chez le rat.

Plus tard, une équipe de l’INRA en France dirigée par le Dr Ait-Belgnaoui a montré que le prétraitement avec la formule Probio’Stick avait des effets directs au niveau du cerveau dans un modèle de stress et que ces effets étaient spécifiques à la souche.

En 2013, Ohland a démontré chez des souris de type sauvage (souris «normales») et des souris déficientes en IL-10 (sujettes aux infections) que le comportement de type anxiété et la mémoire étaient négativement affectés par une alimentation de style occidental en fonction de l’état inflammatoire. Ce changement pourrait être prévenu par la supplémentation en L. helveticus Rosell®-52.

En 2016, l’équipe Cowan (Université de New South Wales, Sydney, Australie) a démontré que Lacidofil® pouvait rétablir des trajectoires de développement normales de comportements liés à l’émotion chez des rats nouveau-nés exposés à un stress précoce. Ensuite, ils ont fait un pas de plus avec des expériences sur des rats mâles sur deux générations pour déterminer si les effets générationnels du stress sur l’apprentissage sont manifestes chez les enfants en bas âge et si les probiotiques peuvent contribuer à inverser les effets du stress paternel sur les enfants. L’équipe a démontré, pour la première fois, des associations aversives plus durables et une plus grande récidive chez la progéniture (génération F1) de rates exposées à la séparation maternelle (génération F0) et que ces effets du stress paternel sur le développement de la mémoire et de la disparition chez la progéniture ont été inversés par le probiotique.

Les premières preuves cliniques

Peut être destiné à d'autres utilisations que le complément alimentaire en fonction de la réglementation locale.

Tant de résultats convaincants chez les modèles animaux ne pouvaient céder le pas à une vague croissante d’essais cliniques. Entre 2005 et 2018, nous avons identifié un total de 27 études cliniques publiées utilisant des probiotiques dans l’axe de l’intestin au cerveau. 15 d’entre elles concernaient un état pathologique grave ou pathologique, les 12 autres ont été menées sur des adultes en bonne santé présentant un niveau de stress non pathologique; nous allons nous concentrer sur cette dernière catégorie.

En 2008, il a été démontré que Probio’Stick®, une formule probiotique spécifique, atténuait les symptômes gastro-intestinaux liés au stress chez les personnes en bonne santé, comme les douleurs abdominales ou les nausées, pour la première fois chez l’homme.

Une deuxième étude pionnière sur ce probiotique a été publiée en 2010. Il a été prouvé cliniquement pour la première fois qu’un probiotique pouvait aider à modérer le sentiment général d’anxiété et à favoriser un bon équilibre de l’humeur chez les personnes aux prises avec un stress léger à modéré résultant d’événements mots: personnes actives et en bonne santé [Messaoudi 2010]. Dans cette étude randomisée à double insu et contrôlée par placebo, les signes psychologiques de stress occasionnel ont été évalués à l’aide d’une gamme d’échelles d’évaluation psychologique validées. La prise quotidienne d’un mois de Probio’Stick® a considérablement amélioré les signes généraux et la capacité du sujet à faire face au stress des événements de la vie quotidienne. De plus, ces résultats étaient corrélés à une diminution des taux de cortisol libre urinaire, un biomarqueur du stress. Il a été conclu que l’amélioration des symptômes chez les sujets présentant un niveau de stress faible à léger suggère la valeur de l’apport prophylactique de Probio’Stick® en termes de confort digestif et de bien-être général.

Les scientifiques ont validé l’examen universitaire en tant que modèle de stress psychologique chez des adultes en bonne santé. C’est un moyen relativement facile d’accéder à une large population de personnes en bonne santé soumises simultanément à un stress psychologique comparable. Un essai clinique randomisé publié en 2015 a été réalisé aux États-Unis à l’Université de Floride sur des étudiants en bonne santé pendant six semaines environ, au cours d’examens semestriels. Les résultats principaux de l’étude étaient l’effet de trois souches probiotiques différentes sur la proportion de jours de symptômes du rhume / grippaux dans ce modèle de stress psychologique, afin d’évaluer l’effet probiotique sur les défenses naturelles (Langkamp-Henken et al., 1996). 2015). Cependant, les niveaux de stress auto-déclaré, de cortisol salivaire et de symptômes gastro-intestinaux ont également été évalués dans le cadre de l’essai. Une analyse statistique plus poussée de l’étude a permis d’évaluer l’effet des probiotiques sur le stress et les symptômes associés au stress. Les résultats de cette analyse secondaire (Culpepper et al., 2016) ont montré que, avec la souche probiotique Bifidobacterium bifidum Rosell®-71 les symptômes de la diarrhée induite par le stress ont été réduits. L’effet du manque de sommeil sur le stress a été réduit: avec moins d’heures de sommeil, les participants ont signalé des niveaux de stress plus faibles sur Bifidobacterium bifidum Rosell®-71 que sur le placebo.

Que savons-nous de l’axe microflore-intestin-cerveau ?

La réponse au stress chez les mammifères est principalement régulée et contrôlée par l’axe hypothalamus-hypophyso-surrénalien (axe HPA). Cette composante dominante du système neuroendocrinien contrôle la réponse au stress et régule les processus corporels tels que la digestion et l’immunité. Un des principaux médiateurs hormonaux biochimiques de cette voie est le glucocorticoïde, le cortisol.

Des facteurs externes (embouteillage, peur, hostilité, travail, examens, etc.) peuvent être à l’origine du stress ressenti au quotidien. Dans la voie efférente (du cerveau à l’intestin), ce stress provoque un flux d’hormones le long de notre axe HPA qui libère du cortisol. Le cortisol réagit par voie systémique et conduit à l’ouverture de jonctions serrées (espace entre les cellules épithéliales de l’intestin), induisant ainsi une perte de perméabilité intestinale.

Des agents pathogènes ou des antigènes peuvent alors pénétrer dans l’organisme et provoquer une réponse inflammatoire. L’inflammation stimule la libération de cortisol supplémentaire à partir d’un cycle d’inflammation perpétuel et d’une perte accrue de la fonction de barrière. Notre cerveau et nos intestins communiquent au moyen d’un réseau intestinal comprenant 100 à 200 millions de nerfs. C’est pourquoi l’intestin est également connu comme le deuxième cerveau. Le système nerveux entérique permet une communication bidirectionnelle à travers les vaisseaux sanguins (après le passage de barrières intestinales) et les voies nerveuses à travers le nerf vague. Il est essentiel que notre système nerveux central et notre système nerveux entérique communiquent à partir du cerveau pour la digestion (motilité), mais aussi la satiété et les douleurs abdominales.

On a récemment émis l’hypothèse que les signaux du cerveau pourraient avoir un impact sur la composition microbienne afin de répondre aux besoins de l’organisme. L’intestin peut également envoyer un message au cerveau par le biais de composés neuroactifs tels que la sérotonine, qui passe systématiquement par la circulation sanguine jusqu’au cerveau. Le microbiote intestinal est un facteur majeur dans cette communication puisqu’il métabolise les aliments ingérés en tryptophane, acide gamma-aminobutyrique (GABA), en composés de type opioïde et en autres substances biochimiques potentiellement neuroactives. L’entérochromaffine, des cellules endocrines intestinales spécialisées situées dans l’intestin, produit de grandes quantités de neurotransmetteur, la sérotonine, à partir du tryptophane et de l’histamine, qui pourraient être à l’origine de certains des effets majeurs sur la signalisation au cerveau. Certaines espèces bactériennes sont capables de produire ces indolamines neuroactives à partir de tryptophane. Les bactéries peuvent également moduler la libération de cytokines par nos cellules immunitaires entériques qui, à leur tour, par des actions systémiques peuvent moduler notre système limbique (c’est-à-dire la partie du cerveau impliquée dans les émotions, l’apprentissage et la mémoire) via le nerf vague. La relation interactive entre les cellules immunitaires et le microbiote a fait l’objet de nombreuses études et est relativement bien définie. De plus, une partie du microbiote peut digérer les glucides en acides gras à chaîne courte (SCFA, tels que l’acétate et le butyrate), qui sont ensuite absorbés par les cellules épithéliales intestinales. Ces métabolites peuvent également jouer un rôle dans la neuro-signalisation entérique.

Tout ce qui peut causer une dysbiose peut avoir un impact sur l’axe cerveau-intestin. Cela peut être dû à des changements de régime alimentaire, à la prise d’antibiotiques ou d’autres médicaments, ou à une infection. La dysbiose signifie un changement dans le microbiote et potentiellement une perte de diversité bactérienne qui pourrait perturber les mécanismes positifs et entraîner la production de différents signaux neuroactifs, une production moindre de métabolites et une production accrue de cytokines inflammatoires. Tous ces éléments peuvent envoyer au cerveau des messages négatifs pouvant entraîner une apoptose (mort cellulaire programmée) et une perte de neuroplasticité dans les régions limbiques du cerveau associées à l’humeur, au comportement, à l’apprentissage et à la mémoire (par exemple l’hypothalamus, l’hippocampe et l’amygdale). ). Il a été démontré que certains probiotiques, administrés par voie orale, réduisent l’inflammation et inversent l’apoptose induite par le stress dans le système limbique, restaurent la neuroplasticité et réduisent l’anxiété chez l’adulte en bonne santé.