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Le Microbiome agit-il l'un sur l'autre avec le système endocrinien humain ?

Saut à :

Tandis que l'effet du microbiome sur l'appareil digestif a été étudié au cours de la dernière décennie, la compréhension de son effet sur le système endocrinien est moins bonne comprise.

Le système endocrinien synthétise et sécrète des hormones pour régler des procédés physiologiques. Intéressant le microbiome d'intestin est un organe endocrinien lui-même ; les études metabolomic et metagenomic ont indiqué les métabolites bactériennes et les composantes qui affectent le fonctionnement d'organe et par la suite, résultats physiologiques. Les métabolites et les composantes dérivées bactériennes peuvent agir localement avec l'hôte, les récepteurs cellulaires de commande ou les achêvements neuraux, ainsi que d'une manière distale par la diffusion circulatoire. Leur mécanisme d'action est paracrine varié, endocrinien et nerveux - pourtant tout converge sur influencer le fonctionnement endocrinien.

Lactobacille de bactéries, illustration 3D. Crédit d
Lactobacille de bactéries, illustration 3D. Crédit d'image : Kateryna Kon/Shutterstock

Quelles sont les différentes métabolites produites ?

Le système gastro-intestinal humain ne peut pas assimiler tous les hydrates de carbone. Type, ces hydrates de carbone non digestibles désigné sous le nom de la fibre alimentaire, et atteignent le microbiota d'intestin dans la région inférieure de GI où ils sont sujets à la perte enzymatique. Ceci fournit plusieurs familles de composés, mieux étudié dont, sont les acides gras à chaîne courte (SCFAs). Le choc de SCFAs sur la santé des personnes est très bien documenté dans la littérature ; ils agissent localement et d'une façon endocrinienne, atteignant les sites distaux tels que le foie, le tissu adipeux, le muscle et le cerveau. Par la suite leurs effets physiologiques sont d'une manière extravagante variables, effectuant le règlement d'énergie, l'inflammation et la modulation du cancer.

Commençant par l'appareil digestif, les études ont expliqué que les changements de la production de peptide d'intestin peuvent se produire modification suivante d'admission de fibre alimentaire ou étriper la modification de microbiome. Par exemple, les études ont impliqué l'admission non digestible d'hydrate de carbone dans la modulation de microbiome d'intestin pour augmenter la satiété et pour réduire la ration alimentaire pour réduire la consommation d'énergie. la modulation Oligofructose-induite du microbiome d'intestin produit cet effet et était évasive avec du sang plus élevé GLP-1 et des niveaux de PYY, régulateurs principaux d'anti-obésité.

Autre que des hydrates de carbone, des acides aminés (en particulier acides aminés à chaînes branchés (BCAAs)) ont été marqués avec des cas physiologiques, à savoir résistance à l'insuline. BCAAs ont été montrés dans plusieurs études, pour provenir d'une manière endémique du microbiota d'intestin. Dans les personnes résistantes d'insuline, avec des enzymes pour la biosynthèse de BCAAs sont enrichis.

Une étude de lancement par F. Backhed a expliqué que le metabolization de l'histidine par microbiota au propionate d'imidazol contribue directement au dysregulation de glucose par l'intermédiaire de l'activation de la voie p38g/p62/mTORC1. Ceci aboutit à l'inhibition de l'IRS, le substrat de récepteur d'insuline qui grippe l'insuline et incite la signalisation de cellules en réponse à ceci. Cependant, pas toutes les métabolites microbiennes dérivées par acide aminé sont marquées avec la résistance à l'insuline ou la sensibilité de glucose ; par exemple, le microbiota métabolisent le tryptophane pour produire des molécules telles que des indol et leurs dérivés. Ceux-ci ont été montrés pour agir en tant que molécules endocriniennes et pour activer le récepteur arylique d'hydrocarbure (AhR). L'acide propionique d'indol (IPA) par exemple, a été montré pour améliorer le métabolisme en renforçant le fonctionnement et la réaction immunitaire de barrage d'intestin ainsi qu'en produisant des effets anti-inflammatoires.

Les études récentes ont montré qu'IPA abaisse le risque de débuts de diabète de type II en protégeant le fonctionnement de cellules de β et en augmentant le desserrage d'insuline. Comme SCFAs, l'indol et son acétate du dérivé indole-3 (I3A), modulent le métabolisme d'hôte en stimulant la sécrétion GLP-1 des L-cellules spécialisées d'enteroendocrine.

Le microbiota peut-il régler la fonction cérébrale ?

Les microbes d'intestin peuvent produire les neurotransmetteurs classiques du cerveau. Leur effet est communiqué par l'intermédiaire du système nerveux entérique, qui est branché au système nerveux autonome (ANS). L'effet des neurotransmetteurs peut être localisé c.-à-d. affectant la motilité et le desserrage intestinal d'hormone, ou être centralisé, affectant l'humeur et la cognition. Les exemples comprennent l'histamine ; ceci est dérivé de l'histidine et a été montré à l'asthme d'augmentation chez l'homme, proposant son rôle dans la modulation immunisée. Une autre neurotransmetteur produite est sérotonine et ceci a été impliqué dans plusieurs procédés physiologiques comprenant la motilité et l'immunité d'intestin. D'ailleurs, le microbiota a été montré à l'humeur d'affect ; les souris sans germes pathogènes ont un axe trop actif (HPA) de hypothalamique-pituitaire-adrénergique qui est associé à l'émotion négative.

La maladie neurologique Alzheimer, démence, processus cognitif de maladie dégénérative de concept de synapse. Crédit d
La maladie neurologique Alzheimer, démence, processus cognitif de maladie dégénérative de concept de synapse. Crédit d'image : Photos de ci/Shutterstock

La corroboration de ceci qui trouve est une étude qui a expliqué cette gestion de la perte réduite infantis probiotic de sérotonine de B. dans le cerveau, proposant que cette substance probiotic possède des propriétés d'antidépresseur.

D'autres neurotransmetteurs produites par le microbiota comprennent l'acide gamma-aminobutyrique (GABA), et les catécholamines, telles que la nopépinéphrine et la dopamine, qui sont les modulateurs principaux du système neuroendocrine.

Le microbiota peut également relâcher les gaz qui agissent en tant que neurotransmetteurs. Celles-ci comprennent l'oxyde nitrique (NO) et le sulfure d'hydrogène (HS)2. Celles-ci produisent un effet physiologique sur l'intestin ; AUCUN est dérivé de l'enzyme de synthase d'oxyde nitrique (bNOS), tandis que le HS2 est dérivé du métabolisme bactérien de la cystine. Les deux empêchent des cellules musculaires lisses, et ainsi les chercheurs ont spéculé que cet effet pourrait faciliter le contrôle de la glycémie car l'inhibition de la motilité proximale d'intestin a été montrée pour améliorer cette condition.

Composantes microbiennes - un rôle en tant qu'effecteurs endocriniens ?

Hormis les métabolites bactériennes, les composantes bactériennes spécifiques peuvent également agir en tant que les facteurs modulant l'endocrine d'hôte fonctionne. Ils agissent par l'interaction avec des récepteurs exprimés localement ou d'une manière distale par l'hôte. La protéase caséinolytique bactérienne B (ClpB) est le peptide d'hôte qui agit en tant que mimetic conformationnel de l'hormone α-mélanocyte-stimulante (un MSH) qui règle l'homéostasie d'énergie chez l'homme.

ClpB est associé à la ration alimentaire accrue ; simultanément, les souris avec des tensions d'Escherichia coli manquant de l'exposition de synthèse de ClpB ont modifié des comportements alimentaires comparés pour régler des souris. Ceci confirme le rôle de ClpB dans la modulation de la ration alimentaire d'hôte.

Une autre protéine bactérienne capable d'affecter le métabolisme d'hôte a été discutée dans une étude dans laquelle la gestion de la protéine extérieure de membrane Amuc_1100 de muciniphila d'A. a été montrée pour améliorer le fonctionnement de barrage d'intestin et montre certains des bienfaits dans l'intestin vu dans le cas de la bactérie sous tension.

Le rôle du microbiome d'intestin comme organe endocrinien lui-même ainsi qu'un associé au système endocrinien humain est supporté par plusieurs études. Cependant, le rôle exact que chaque substance microbienne joue et l'armement complet des molécules qu'ils produisent reste à déterminer. Néanmoins, pendant que la recherche continue à culminer, la capacité d'armer ce pouvoir bactérien aux fins de l'application thérapeutique devient possible.

Sources

Further Reading

Last Updated: Aug 13, 2019

Hidaya Aliouche

Written by

Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

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