Comme le révèle une étude menée par Duke University publiée dans Science, le fait de ressentir de la nausée avant une présentation importante ou la somnolence après un gros repas indique une connexion entre l'intestin et le cerveau. Or, les chercheurs croient maintenant qu'un éventail de maladies, allant des troubles de l'appétit et de l'obésité à l'arthrite et à la dépression, pourraient se manifester dans l'intestin. Cependant, ces derniers soulignent que la manière dont les messages dans ce soi-disant "second cerveau" se propageaient de notre estomac au cerveau restaient incompris. Pendant des décennies, les chercheurs ont estimé que les hormones présentes dans le sang étaient le canal indirect entre l'intestin et le cerveau.
Les chercheurs croient que les lignes de communication derrière ce "sentiment intestinal" sont plus directes et rapides qu'une diffusion d'hormones. En utilisant un virus de la rage soulevé par fluorescence verte, les chercheurs ont détecté un signal lorsqu’il se déplaçait des intestins au tronc cérébral des souris. Ils ont été surpris de voir le signal croiser une seule synapse en moins de 100 millisecondes, ce qui est plus rapide qu'un clin d'œil.
Alors que la communauté scientifique parlait de l'appétit en quelques minutes à quelques heures. les chercheurs croient maintenant qu'on doit parler de quelques secondes. Ces derniers croient que la découverte a des implications profondes pour la compréhension de l'appétit. Beaucoup des inhibiteurs de l'appétit qui ont été développés ciblent les hormones à action lente, pas les synapses à action rapide. Et c'est probablement la raison pour laquelle la plupart d'entre eux ont échoué.
Comme le soulignent les chercheurs, le cerveau absorbe des informations provenant des cinq sens, soit le toucher, la vue, l'ouïe, l'odorat et le goût, grâce à des signaux électriques qui voyagent le long de longues fibres nerveuses situées sous la peau et les muscles. Ces signaux se déplacent rapidement. Les nutriments contenus dans l'intestin ont stimulé la libération d'hormones, qui ont pénétré dans le sang quelques minutes à plusieurs heures après avoir mangé, pour finalement exercer leurs effets sur le cerveau.
Les chercheurs soupçonnaient le cerveau de percevoir plus rapidement les signaux de l'intestin. Ils ont remarqué que les cellules sensorielles qui tapissent l'intestin partageaient beaucoup des mêmes caractéristiques que leurs cousines sur la langue et dans le nez. En 2015,les chercheurs une étude de référence dans le Journal of Clinical Investigation révélant que ces cellules intestinales contenaient des terminaisons nerveuses ou des synapses, suggérant qu'elles pourraient puiser dans un circuit neuronal.
Pour l'étude, les chercheurs ont entrepris de cartographier ces circuits. Ces derniers ont injecté un virus de la rage portant une étiquette fluorescente verte dans l'estomac de souris. Ils ont observé que le virus avait marqué le nerf vague avant d'atterrir dans le tronc cérébral, leur indiquant qu'il y avait un circuit direct.
Les chercheurs ont recréé le circuit neural intestin-cerveau en faisant croître des cellules intestinales sensorielles de souris dans le même plat avec des neurones vagaux. Ils ont observé les neurones ramper le long de la surface du plat pour se connecter aux cellules de l'intestin et commencer à déclencher des signaux. Lorsqu'ils ont ajouté du sucre au mélange, la cadence de tir s'est accélérée. Ils ont mesuré la rapidité avec laquelle les informations sur le sucre dans le tube digestif ont été communiquées et ont été surpris de constater qu'il était de l'ordre de quelques millisecondes.
Les chercheurs croient qu'un neurotransmetteur comme le glutamate, qui est impliqué dans la transmission d'autres sens comme l'odorat et le goût, pourrait agir comme messager. Bien sûr, lorsque les chercheurs ont bloqué la libération de glutamate dans les cellules intestinales sensorielles, les messages ont été réduits au silence. Ces derniers mentionnent avoir des données qui suggèrent que la structure et la fonction de ce circuit seront les mêmes chez l'homme.
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