Si la voie intestin-cerveau trouvée chez la souris existe également chez l’homme, elle pourrait être utilisée comme méthode efficace pour améliorer l’exercice et promouvoir une meilleure santé globale.
Des chercheurs ont découvert une voie intestin-cerveau chez la souris qui augmente les performances physiques.
Selon une étude publiée dans La naturedirigée par des chercheurs de la Perelman School of Medicine du Université de Pennsylvanie, certains types de bactéries intestinales peuvent activer les nerfs de l’intestin pour augmenter la volonté de faire de l’exercice. L’étude chez la souris a identifié une voie intestin-cerveau qui explique comment ces bactéries peuvent améliorer les performances physiques.
L’étude a révélé que les variations des performances de course parmi un groupe de souris de laboratoire étaient principalement causées par la présence d’espèces bactériennes intestinales spécifiques chez les souris avec de meilleures performances. Les chercheurs ont identifié que cet effet est lié aux petites molécules appelées métabolites que ces bactéries produisent. Ces métabolites activent les nerfs sensoriels dans l’intestin qui, à leur tour, augmentent l’activité dans une région du cerveau qui contrôle la motivation pendant l’exercice.
“Si nous pouvons confirmer la présence d’une voie similaire chez l’homme, cela pourrait offrir un moyen efficace d’augmenter les niveaux d’exercice des gens pour améliorer la santé publique en général”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Christoph Thaiss, Ph.D., professeur adjoint de microbiologie. à Penn Medicine.
Thaiss et ses collègues ont mis en place l’étude pour rechercher largement les facteurs qui déterminent la performance physique. Ils ont enregistré les séquences du génome, les espèces bactériennes intestinales, les métabolites sanguins et d’autres données pour des souris génétiquement diverses. Ils ont ensuite mesuré la quantité de course volontaire quotidienne des animaux, ainsi que leur endurance.
Les chercheurs ont analysé ces données à l’aide de l’apprentissage automatique, recherchant les attributs des souris qui pourraient le mieux expliquer les différences interindividuelles importantes des animaux dans les performances de course. Ils ont été surpris de constater que la génétique ne semblait expliquer qu’une petite partie de ces différences de performances, alors que les différences dans les populations bactériennes intestinales semblaient être beaucoup plus importantes. En fait, ils ont observé que donner aux souris des antibiotiques à large spectre pour se débarrasser de leurs bactéries intestinales réduisait de moitié les performances de course des souris.
En fin de compte, au cours d’un processus de travail de détective scientifique de plusieurs années impliquant plus d’une douzaine de laboratoires distincts à Penn et ailleurs, les chercheurs ont découvert que deux espèces bactériennes étroitement liées à de meilleures performances, Eubactérie rectale et Coprococcus eutactusproduisent des métabolites appelés gras
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>acide[{“attribute=””>acid amides (FAA). Ce dernier stimule les récepteurs appelés récepteurs endocannabinoïdes CB1 sur les nerfs sensoriels intégrés à l’intestin, qui se connectent au cerveau via la colonne vertébrale. La stimulation de ces nerfs parsemés de récepteurs CB1 provoque une augmentation des niveaux de dopamine, un neurotransmetteur, pendant l’exercice, dans une région du cerveau appelée striatum ventral.
Le striatum est un nœud essentiel du réseau de récompense et de motivation du cerveau. Les chercheurs ont conclu que la dopamine supplémentaire dans cette région pendant l’exercice stimule les performances en renforçant le désir de faire de l’exercice.
“Cette voie de motivation intestin-cerveau pourrait avoir évolué pour relier la disponibilité des nutriments et l’état de la population bactérienne intestinale à la volonté de s’engager dans une activité physique prolongée”, a déclaré le co-auteur de l’étude, J. Nicholas Betley, Ph.D. , professeur agrégé de biologie à l’École des arts et des sciences de l’Université de Pennsylvanie. “Cette ligne de recherche pourrait devenir une toute nouvelle branche de la physiologie de l’exercice.”
Les résultats ouvrent de nombreuses nouvelles voies d’investigation scientifique. Par exemple, il y avait des preuves des expériences que les souris les plus performantes ont connu un “high du coureur” plus intense – mesuré dans ce cas par une réduction de la sensibilité à la douleur – suggérant que ce phénomène bien connu est également au moins en partie contrôlé par l’intestin. bactéries. L’équipe prévoit maintenant d’autres études pour confirmer l’existence de cette voie intestin-cerveau chez l’homme.
En plus d’offrir éventuellement des moyens bon marché, sûrs et basés sur l’alimentation pour faire courir les gens ordinaires et optimiser les performances des athlètes d’élite, a-t-il ajouté, l’exploration de cette voie pourrait également fournir des méthodes plus simples pour modifier la motivation et l’humeur dans des contextes tels que la dépendance et la dépression.
Référence : “Une voie intestinale-cerveau dépendante du microbiome régule la motivation pour l’exercice” par Lenka Dohnalová, Patrick Lundgren, Jamie RE Carty, Nitsan Goldstein, Sebastian L. Wenski, Pakjira Nanudorn, Sirinthra Thiengmag, Kuei-Pin Huang, Lev Litichevskiy, Helen C. Descamps, Karthikeyani Chellappa, Ana Glassman, Susanne Kessler, Jihee Kim, Timothy O. Cox, Oxana Dmitrieva-Posocco, Andrea C. Wong, Erik L. Allman, Soumita Ghosh, Nitika Sharma, Kasturi Sengupta, Belinda Cornes, Nitai Dean , Gary A. Churchill , Tejvir S. Khurana , Mark A. Sellmyer , Garret A. FitzGerald , Andrew D. Patterson , Joseph A. Baur , Amber L. Alhadeff , Eric JN Helfrich , Maayan Levy , J. Nicholas Betley et Christoph A Thaïss, le 14 décembre 2022, La nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-05525-z
L’étude a été financée par les National Institutes of Health, le Pew Charitable Trust, la Edward Mallinckrodt, Jr. Foundation, le Agilent Early Career Professor Award, le Global Probiotics Council, la IDSA Foundation, la Thyssen Foundation, le Human Frontier Science Program, et Penn Medicine, y compris le Fonds d’innovation du doyen.
