Les situations de stress chronique ou les réponses au stress dérégulées constituent des facteurs de risque bien établis pour le développement de pathologies neurologiques telles que la dépression et l’anxiété. Par la sécrétion d’hormones (catécholamines, principalement l’adrénaline, et glucocorticoïdes), les glandes surrénales jouent un rôle-clé dans la réponse adaptative au stress. Il est désormais bien établi que le microbiote intestinal influence de manière significative les réponses émotionnelles et neuroendocriniennes au stress. De nombreuses données issues de divers modèles précliniques indiquent que le microbiote intestinal régule la réponse de l’axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien au stress aigu et chronique. En revanche, l’influence du microbiote intestinal sur le tissu médullosurrénalien, responsable de la production et de la libération des catécholamines (premières hormones libérées en réponse au stress), a fait l’objet de peu d’attention.
Nathalie Guérineau, dans l’équipe « Canaux ioniques : excitabilité neuronale et canalopathies » animée par Philippe Lory à l’IGF, et Sylvie Rabot, dans l’équipe « Alimentation, microbiote intestinal, maladies cérébrales et métaboliques » animée par Philippe Gérard à l’Institut Micalis (INRAE, Jouy-en-Josas), ont piloté une étude visant à caractériser l’influence du microbiote intestinal sur la biosynthèse des hormones surrénaliennes, chez des rats soumis à une période de stress chronique, suivie ou non d’un stress aigu.
Les auteurs ont comparé l’expression des enzymes impliquées dans la biosynthèse des catécholamines (médullosurrénale) et de la corticostérone (corticosurrénale) chez des rats mâles adultes, de la lignée F344, conventionnels (SPF), versus des rats dépourvus de microbiote (germ-free, GF), soumis ou non à deux semaines de stress chronique modéré et imprévisible, suivies ou non d’un stress métabolique aigu. Tandis que l’expression des enzymes de la corticosurrénale n’est pas drastiquement modifiée par les facteurs de stress, l’expression de la phényléthanolamine-N-méthyltransférase, enzyme médullosurrénalienne catalysant la conversion de la noradrénaline en adrénaline, est significativement augmentée, et ce de manière spécifique chez les rats GF ayant subi stress chronique et aigu. Chez ces mêmes animaux, le contenu en adrénaline du tissu médullosurrénalien est augmenté, tandis qu’il est diminué chez les rats SPF soumis aux mêmes conditions de stress.
Par ailleurs, cette étude a confirmé la capacité du stress chronique à modifier la composition du microbiote intestinal chez des rats SPF. Cet effet s’est accompagné d’une perturbation de certaines activités métaboliques du microbiote, notamment les voies de biodégradation des glucides, des alcools et des amines biogènes. L’impact éventuel de ces modifications sur la physiologie intestinale reste à explorer.
Outre l’identification du microbiote intestinal comme nouveau régulateur de la fonction médullosurrénalienne, cette étude contribue plus généralement à enrichir nos connaissances sur les interactions entre les circuits périphériques et centraux impliqués dans la réponse au stress.
Ce travail vient d’être publié dans la revue Journal of Neurochemistry.
Contribution du microbiote intestinal à la régulation de la fonction endocrine du tissu médullosurrénalien : résumé des modifications en lien avec les catécholamines. Chez les rats stressés dépourvus de microbiote (GF), le stress induit une augmentation de l’expression du transcrit codant l’enzyme de synthèse de l’adrénaline (PNMT), ainsi que du contenu intra-surrénalien en adrénaline (épinéphrine). Chez les rats conventionnels (SPF), le stress modifie la composition du microbiote intestinal et une diminution du contenu intra-surrénalien en adrénaline et noradrénaline (norépinéphrine) est observée.
