Microbiote et rythme circadien

Wednesday, February 12, 2020 | 5 months ago

Le rythme circadien

L’alternance du jour et de la nuit et plus particulièrement de l’exposition à la lumière et à l’obscurité déterminent l’horloge interne du corps humain. Cette horloge régule les processus métaboliques, sur un cycle d’environ 24h. Le système digestif est lui aussi soumis à ce rythme circadien, et la composition du microbiote intestinal subit des changements oscillatoires durant la journée en relation avec cette horloge biologique. La prise alimentaire a également un rôle dans la régulation de cette horloge, surtout sur celle du système digestif. 1 2

Chez les mammifères, le noyau suprachiasmatique est le centre de la régulation circadienne. Le jour, les hormones CLOCK et BMAL1 agissent sur ce noyau, tandis que la nuit ce sont plutôt les cryptochromes et les protéines « period » qui sont exprimées. Des signaux hormonaux et nerveux sont envoyés en réponse, et cela permet de donner le rythme de l’expression de gènes oscillants, permettant ainsi de caler le fonctionnement de divers processus métabolique sur l’alternance jour/nuit.3

Les horaires de travail décalés et les voyages avec décalage horaire peuvent perturber le rythme circadien. La susceptibilité pour les maladies physiologiques telles que le diabète, les maladies cardiovasculaires et le risque d’infection, est affectée par ces perturbations. 3 4

 

La composition du microbiote intestinal fluctue

Le rythme circadien a une influence sur plusieurs fonctions du système digestif comme l’absorption des nutriments, et aussi sur la composition de la flore intestinale, mais l’inverse est également vrai. Le microbiote intestinal et l’horloge circadienne du système digestif sont en relation et s’influencent l’un et l’autre.1

 Une étude sur des souris a montré qu’après traitement antibiotique, la diminution du microbiote intestinal résulte en une plus faible amplitude du rythme circadien.5 Dans une autre étude ont été identifiées des fluctuations diurnes de l’abondance de près de 15% de l’ensemble des bactéries du microbiote. Ces bactéries dont l’abondance fluctue au cours de la journée appartiennent à des ordres bactériens majoritaires dans la composition du microbiote tels que les Lactobacillales dont font partie les bactéries lactiques, les Clostridiales et les Bacteroidales qui comprennent les genres Bacteroides et Prevotella. Les oscillations de ces groupes bactériens entraînent des changements spécifiques de la composition du microbiote au cours de la journée et de la nuit. Lactobacillus reuteri par exemple est fortement soumis à ces oscillations. 3

 

Les perturbations du rythme circadien

Le jet-lag et les horaires en décalés déstabilisent le rythme circadien, ce qui perturbe le cycle de pic et de baisse d’hormones comme l’insuline et le cortisol. Cela affecte le sommeil et les fonctions métaboliques pouvant à terme favoriser le développement de pathologies comme l’obésité, le diabète ou bien l’hypertension. 6

Les composantes du système immunitaire, dont font parties les bactéries intestinales7, subissent aussi des oscillations circadiennes. Les infections de bactéries entériques comme Salmonella thyphimurium ne déclenchent pas la même intensité de réponse immunitaire et n’ont pas le même potentiel de colonisation suivant le moment de la journée où elles ont lieu. Les pathogènes profiteraient des perturbations du rythme circadien pour mieux s’implanter, et certains l’influencent directement. La diarrhée du voyageur serait d’ailleurs en partie due au jet-lag, et pas seulement à l’hygiène et au changement d’alimentation.8

L’impact d’une perturbation du rythme circadien a toutefois plus d’impact sur un microbiote intestinal déjà appauvris à cause d’un régime alimentaire pauvres en fibres et riche en graisses saturées entre autre.4

 

Le conseil de Luxia Scientific

Mangez bien et à des heures régulières. Essayez de vous réveiller et de vous coucher à la même heure chaque jour. Si vous partez en voyage à l’autre bout du monde, une cure de probiotiques peut donner un petit coup de pouce à votre flore intestinale. La souche Saccharomyces boulardii CNCM I-745 semble efficace en prévention des diarrhées du voyageur9 10. Elle est présente par exemple dans Ultra Levure® (Biocodex) et Ultraflora® Duo (Bionutrics).

 

Par Laurence Sénéchal-Chevallier, Luxia Scientific

 

Références :

  1. Rosselot, A. E., Hong, C. I. & Moore, S. R. Rhythm and bugs: Circadian clocks, gut microbiota, and enteric infections. Curr. Opin. Gastroenterol. 32, 7–11 (2016).
  2. Voigt, R. M., Forsyth, C. B., Green, S. J., Engen, P. A. & Keshavarzian, A. Circadian Rhythm and the Gut Microbiome. Int. Rev. Neurobiol. 131, 193–205 (2016).
  3. Thaiss, C. A. et al. Transkingdom Control of Microbiota Diurnal Oscillations Promotes Metabolic Homeostasis. Cell 159, 514–529 (2014).
  4. Voigt, R. M. et al. Circadian Disorganization Alters Intestinal Microbiota. PLOS ONE 9, e97500 (2014).
  5. Mukherji, A., Kobiita, A., Ye, T. & Chambon, P. Homeostasis in Intestinal Epithelium Is Orchestrated by the Circadian Clock and Microbiota Cues Transduced by TLRs. Cell 153, 812–827 (2013).
  6. Scheer, F. A. J. L., Hilton, M. F., Mantzoros, C. S. & Shea, S. A. Adverse metabolic and cardiovascular consequences of circadian misalignment. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 4453–4458 (2009).
  7. Kamada, N., Seo, S.-U., Chen, G. Y. & Núñez, G. Role of the gut microbiota in immunity and inflammatory disease. Nat. Rev. Immunol. 13, 321–335 (2013).
  8. Bellet, M. M. et al. Circadian clock regulates the host response to Salmonella. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 110, 9897–9902 (2013).
  9. Kollaritsch, H. H., Kremsner, P., Wiedermann, G. & Scheiner, O. Prevention of traveller’s diarrhea: Comparison of different non-antibiotic preparations. 13.
  10. Kollaritsch, H., Holst, H., Grobara, P. & Wiedermann, G. [Prevention of traveler’s diarrhea with Saccharomyces boulardii. Results of a placebo controlled double-blind study]. Fortschr. Med. 111, 152–156 (1993).