Des perturbations du rythme circadien affectent le microbiote intestinal

 

VisuelWebMicrobioteRythmeCircadien

Objectif de cette étude*

Evaluer l’impact, sur le microbiote intestinal, de modifications du rythme circadien et de la nature du régime alimentaire.

*Voigt et al., PLOS one, Mai 2014

Ce qu’il faut retenir

Cette étude a mis en évidence qu’un décalage régulier des rythmes circadiens associé à un régime alimentaire à haute teneur en graisse et en sucre perturbait la composition du microbiote avec une diminution des Bacteroidetes au profit des Firmicutes, Protéobactéries et Verrucomicrobia, un environnement microbien de nature « inflammatoire ». A l’inverse, aucune modification du microbiote n’a été observée chez les souris nourries avec un régime alimentaire « équilibré », qu’elles aient ou non été soumises à un décalage de rythme jour/nuit. Cependant, chez ces animaux « sainement » nourris, la prise de poids a été plus importante lorsqu’ils devaient s’adapter chaque semaine à un nouveau rythme jour/nuit.

Le point de vue de l’expert (Angèle Guilbot, Responsable scientifique, Groupe Larena-Santé)

Le rythme circadien est gouverné par une horloge centrale, localisée au niveau de l’hypothalamus qui, en fonction de la période jour/nuit, envoie des signaux différents vers les horloges périphériques (muscles, cœur, foie, ..). La synchronisation de tous ces acteurs est indispensable pour le fonctionnement coordonné des voies métaboliques. Nous savons depuis peu que le microbiote est indispensable à l’homéostasie intestinale via son action sur l’horloge biologique des cellules épithéliales (Mukherji et al). La relation microbiote-horloge s’avère être un véritable dialogue puisque la perturbation du rythme circadien modifie la composition de la flore vers un profil de type « inflammatoire », lorsque l’alimentation est riche en graisses et en sucres. Un rythme de vie régulier, sans modification fréquente, associé à une alimentation saine permettrait donc de préserver un microbiote à l’équilibre et ainsi favoriser la synchronisation des voies métaboliques pour un état de santé optimal. En situation de déphasage de rythme circadien ou de perturbation de l’alimentation (composition ou rythme des repas), un apport en pré et/ou probiotiques pourrait contribuer à prévenir les modifications de la flore et limiter l’inflammation intestinale.

Le contexte

L’obésité, le syndrome métabolique et les maladies inflammatoires intestinales sont des pathologies dans lesquelles des dysbioses ou des troubles du rythme circadien ont été rapportés. Cependant, malgré cette constatation, la relation potentielle entre dysrythmie et dysbiose n’avait encore jamais été investiguée. Dans cette étude, des chercheurs ayant précédemment montré qu’une modification du rythme circadien favorisait l’hyperperméabilité intestinale (Summa et al), ont poursuivi leurs expérimentations en caractérisant l’impact d’une perturbation du rythme circadien sur la composition du microbiote.

Méthodologie de l’étude

Des souris ont été réparties en 2 groupes : 1 groupe conservant une alternance jour/nuit identique pendant toute la durée de l’expérience et un second groupe d’animaux pour lesquels le rythme circadien était modifié chaque semaine pendant 22 semaines. Chaque groupe d’animaux a été nourris avec un régime classique (12 premières semaines) puis a reçu pendant les 10 semaines suivantes un régime riche en sucres et graisses (36% protéines, 29% de glucides et 35% de lipides). Les fèces ont été collectées à 12 et 22 semaines pour la caractérisation bactérienne.

Résultats

La modification du rythme circadien chez les souris nourries avec un régime standard (équilibré) n’a pas d’effet sur le microbiote : la répartition des phylums présents dans l’intestin n’est pas modifiée. En revanche, lorsque le régime alimentaire est hyperlipidique et hyperglucidique, les communautés bactériennes du microbiote sont fortement impactées : augmentation moyenne des  Firmicutes, Protéobactéries et Verrucumicrobia et réduction des Bacteroidetes (Figure 1). Lorsque le rythme circadien n’est pas modifié, bien que le ratio Firmicutes/Bacteroidetes soit augmenté chez les souris « richement » nourries (ND+SG), la répartition des populations bactériennes chez ces animaux n’est pas statistiquement différente de celle observée chez les souris ayant reçu le régime alimentaire « standard » (ND) dans les conditions de cette expérimentation.

 

MicrobioteRythmeCircadienFigure1

Figure 1 | Répartition des bactéries au sein du microbiote intestinal en fonction des conditions expérimentales (* : différence significative)
ND : rythme circadien non décalé, D : rythme circadien décalé, ND+SG : rythme circadien non décalé + régime riche en sucres et graisses, D+SG : rythme circadien décalé + régime riche en sucres et graisses

Les effets, sur le poids, du régime alimentaire et de la régularité de l’alternance jour/nuit, ont également été évalués au cours de l’étude. Alors que les souris nourries avec un régime « riche » ont en moyenne un poids semblable que le rythme ait été ou non perturbé, les souris ayant reçu un régime équilibré prennent davantage de poids lorsqu’on leur impose de s’adapter chaque semaine à une nouvelle alternance jour/nuit (Figure 2).

MicrobioteRythmeCircadienFigure2

Figure 2 | Evolution de la courbe de poids chez les souris ayant reçu un régime alimentaire standard ou ayant reçu une alimentation riche en sucres et graisses.

CONCLUSION

Les noyaux supra-chiasmatiques régulent l’ensemble des cycles circadiens tels que l’état de veille/sommeil, les variations de température corporelle ou de sécrétions hormonales. Perturber le rythme circadien affecte non seulement ces processus mais aussi le microbiote lorsque l’alimentation est riche en sucres et graisses. Ces modifications de rythme sont alors à l’origine d’une dysbiose dont le profil de redistribution des populations bactériennes est connu pour être associé à des pathologies inflammatoires.

> Téléchargez l’intégralité du ConneXience n°14 – Mai 2014

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