Et si notre microbiote parlait à nos horloges internes…

Il est maintenant admis que le microbiote intestinal est interconnecté avec d’autres systèmes comme les systèmes immunitaire, métabolique et nerveux. Bien que le microbiote intestinal ne soit pas exposé à la lumière, il a été démontré sur modèle animal que l’abondance et la fonction de celui-ci variaient sur 24 heures. Cependant les mécanismes de base qui sous-tendent ces phénomènes ne sont pas encore connus. Des chercheurs s’interrogent si la désorganisation du microbiote ne pourrait pas induire des états pathologiques par la modification de la rythmicité homéostatique.

Des inter-relations complexes

Les mécanismes semblent complexes et fortement intriqués. Les perturbations de l’homéostasie métabolique ont une influence sur les rythmes circadiens des hôtes et sur le microbiote intestinal. L’alimentation interviendrait à différents niveaux. Par exemple, un régime riche en lipides pourrait modifier l’expression du gène de l’horloge circadienne à la fois au niveau du SNC et au niveau hépatique ; mais également affecter la production du microbiote intestinal en diminuant, par exemple, la production diurne d’acides gras à chaîne courte. D’autres régimes (cétogène et riche en protéines-pauvre en glucides) commencent à révéler également leur impact sur les variations de l’horloge circadienne et sur la dynamique du microbiote. Tout cela doit cependant encore être approfondi.

Les études portent principalement sur des modèles animaux, mais des données suggèrent que ces dynamiques diurnes du microbiote seraient également importantes chez l’homme.

Les acides gras à chaîne courte

Le microbiote intestinal contribue à la fermentation des fibres alimentaires aboutissant à la production d’acides gras à chaîne courte (butyrate, propionate, acétate). Cette fonction est largement attribuée au Firmicutes. Des études ont montré que ces acides gras à chaîne courte sont utilisés comme source d’énergie par certaines cellules hôtes (hépatocytes, adipocytes,…). Ils participeraient également à certaines voies de régulation, notamment celle du métabolisme du glucose. De nombreuses études soutiennent l’existence d’un lien entre acides gras à chaîne courte et horloges circadiennes.

Les acides biliaires

Ils constitueraient le deuxième groupe majeur de métabolites influençant le microbiote intestinal et la régulation circadienne. Il a été démontré que le microbiote intestinal régulait l’expression hépatique des enzymes impliquées dans la synthèse des acides biliaires. Par ailleurs, ils seraient responsables de la déconjugaison et de la déshydroxylation des acides biliaires. Ces interactions ont des impacts sur l’homéostasie du cholestérol, du glucose et des lipides.

À l’aube des recherches

Toutes ces données nécessitent des recherches supplémentaires car même si des progrès significatifs pour élucider les interactions mécanistiques ont été réalisées, les connaissances actuelles restent encore très lacunaires. Seules quelques molécules produites par le microbiote sont actuellement connues et de nombreuses questions subsistent sur la hiérarchie des interactions évoquées plus haut.

Et pourtant, il semblerait qu’une meilleure compréhension des interactions entre microbiote et cycles circadiens aurait un intérêt dans des maladies comme l’obésité, le diabète de type 2, les maladies inflammatoires chroniques des intestins, ou encore certains troubles neurologiques. Cependant, les obstacles expérimentaux chez l’animal et encore plus chez l’être humain sont nombreux (échantillonnages difficiles, fortes variations interindividuelles rendant les analyses transversales compliquées, …).