De l’intestin au cerveau : les cellules nerveuses détectent ce que nous mangeons
L’intestin et le cerveau communiquent l’un avec l’autre afin d’adapter la satiété et le taux de sucre dans le sang pendant la consommation d’aliments.
Le nerf vague est un important communicateur entre ces deux organes. Des chercheurs du Max Planck Institute for Metabolism Research de Cologne, du Cluster of Excellence for Ageing Research CECAD de l’université de Cologne et de l’hôpital universitaire de Cologne ont examiné de plus près les fonctions des différentes cellules nerveuses du centre de contrôle du nerf vague et ont fait une découverte très surprenante : bien que les cellules nerveuses soient situées dans le même centre de contrôle, elles innervent différentes régions de l’intestin et contrôlent également de manière différenciée la satiété et la glycémie. Cette découverte pourrait jouer un rôle important dans l’élaboration de futures stratégies thérapeutiques contre l’obésité et le diabète.
Lorsque nous consommons des aliments, des informations sur les aliments ingérés sont transmises du tractus gastro-intestinal au cerveau afin d’adapter les sensations de faim et de satiété. Sur la base de ces informations, le cerveau décide, par exemple, si nous continuons ou arrêtons de manger. En outre, notre taux de sucre dans le sang est adapté par le cerveau. Le nerf vague, qui s’étend du cerveau jusqu’au tractus gastro-intestinal, joue un rôle essentiel dans cette communication. Dans le centre de contrôle du nerf vague, appelé ganglion nodulaire, se trouvent différentes cellules nerveuses, dont certaines innervent l’estomac tandis que d’autres innervent l’intestin. Certaines de ces cellules nerveuses détectent des stimuli mécaniques dans les différents organes, comme l’étirement de l’estomac pendant l’alimentation, tandis que d’autres détectent des signaux chimiques, comme les nutriments provenant des aliments que nous consommons. Mais les rôles que jouent ces différentes cellules nerveuses dans la transmission des informations de l’intestin au cerveau, et la manière dont leur activité contribue à l’adaptation du comportement alimentaire et des niveaux de sucre dans le sang, étaient encore peu clairs.
“Pour étudier la fonction des cellules nerveuses du ganglion nodosal, nous avons mis au point une approche génétique qui nous permet de visualiser les différentes cellules nerveuses et de manipuler leur activité chez la souris. Cela nous a permis d’analyser quelles cellules nerveuses innervent quel organe, en indiquant quel type de signaux elles détectent dans l’intestin”, explique Henning Fenselau, responsable de l’étude. “Cela nous a également permis d’activer et de désactiver spécifiquement les différents types de cellules nerveuses pour analyser leur fonction précise.”
Des aliments différents activent des cellules nerveuses différentes
Dans leurs études, les chercheurs se sont principalement intéressés à deux types de cellules nerveuses du ganglion nodosé, dont la taille ne dépasse pas un millimètre. “L’un de ces types de cellules détecte l’étirement de l’estomac, et l’activation de ces cellules nerveuses amène les souris à manger beaucoup moins”, explique Fenselau. “Nous avons identifié que l’activité de ces cellules nerveuses est essentielle pour transmettre des signaux inhibiteurs de l’appétit au cerveau et aussi pour diminuer le taux de sucre dans le sang.” Le deuxième groupe de cellules nerveuses innerve principalement l’intestin. “Ce groupe de cellules nerveuses détecte les signaux chimiques provenant de nos aliments. Cependant, leur activité n’est pas nécessaire à la régulation de l’alimentation. Au contraire, l’activation de ces cellules fait augmenter notre taux de sucre dans le sang”, explique Fenselau. Ainsi, ces deux types de cellules nerveuses dans le centre de contrôle du nerf vague remplissent des fonctions très différentes.
“La réaction de notre cerveau lors de la consommation d’aliments est probablement une interaction de ces deux types de cellules nerveuses”, explique la Fenselau. “Les aliments très volumineux étirent notre estomac et activent les types de cellules nerveuses innervant cet organe. À un certain moment, leur activation favorise la satiété et donc l’arrêt de l’ingestion de nourriture supplémentaire, et coordonne en même temps les adaptations des niveaux de sucre dans le sang. Les aliments à forte densité nutritionnelle ont tendance à activer les cellules nerveuses de l’intestin. Leur activation augmente la glycémie en coordonnant la libération du glucose de l’organisme, mais elles n’empêchent pas la poursuite de la prise alimentaire.” La découverte des différentes fonctions de ces deux types de cellules nerveuses pourrait jouer un rôle crucial dans le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques contre l’obésité et le diabète.
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