Des lactobacilles producteurs de sérotonine au service du transit intestinal
Certaines souches de lactobacilles intestinaux — Limosilactobacillus mucosae et Ligilactobacillus ruminis — produisent de la sérotonine bioactive qui pourrait contribuer à la santé intestinale, améliorant la densité neuronale colique et normalisant le transit.
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A propos de cet article
La sérotonine est essentielle au système digestif : elle régule des fonctions gastro-intestinales essentielles (péristaltisme, vasodilatation, sensibilité viscérale) et favorise le développement et le maintien du système nerveux entérique. Si la production de sérotonine est en majorité endogène (en 2 étapes : tryptophane -> 5-HTP -> sérotonine), certaines bactéries entériques humaines sont suspectées d’y contribuer. Des scientifiques viennent de les identifier et d'évaluer l'activité physiologique de cette sérotonine microbienne sur l'innervation colique et la motilité intestinale.
95 % Environ 95 % du pool de sérotonine de l’organisme provient de l’intestin, où elle est synthétisée, stockée et libérée par les cellules entérochromaffines.
Des lactobacilles producteurs de sérotonine
Les résultats confirment que le microbiote intestinal synthétise de la sérotonine et contribue aux niveaux intestinaux de cette substance : in vitro (cultures anaérobies), le microbiote fécal humain de volontaires sains produit de la sérotonine ; in vivo, on retrouve de la sérotonine dans les selles de souris génétiquement incapables d’en synthétiser dès lors qu’on les dote d’un microbiote. Les bactéries responsables ? Les chercheurs ont identifié un duo de lactobacilles producteurs de sérotonine (nommé Ls), composé de Ligilactobacillus ruminis et de Limosilactobacillus mucosae. Ls ne produit pas de 5-HTP ni de sérotonine à partir du tryptophane (étape 1 de la synthèse), mais produit de la sérotonine en présence de 5-HTP (étape 2). Cette étape 2 de décarboxylation du 5-HTP en sérotonine nécessite la présence simultanée des deux bactéries du consortium.
Effets d’une colonisation intestinale par le duo bactérien
Chez des souris axéniques et incapables de fabriquer de la sérotonine endogène, une colonisation par les seules souches Ls augmente les niveaux de sérotonine entérique, favorise l'innervation colique et le nombre de neurones immunoréactifs à la sérotonine. En revanche, la sérotonine sérique des souris n’est pas modifiée, suggérant que la sérotonine bactérienne régule principalement les fonctions intestinales locales.
La communauté Ls telle qu’isolée produit de la sérotonine in vitro. En revanche, cet effet n’est pas reproduit en conditions de culture avec les souches pures (L. mucosae ou L. ruminis) ni avec leur co-culture reconstituée, alors que cette co-culture augmente la sérotonine fécale in vivo. Cela suggère que la production microbienne de sérotonine peut dépendre de conditions intestinales spécifiques (substrats, pH, oxygène, cofacteurs, interactions microbiennes).
Les cellules entérochromaffines des mammifères synthétisent la sérotonine en 2 étapes à partir de l’acide aminé aromatique tryptophane (Trp) :
1. L’hydroxylation du Trp produit le précurseur de la sérotonine, le 5-hydroxytryptophane (5-HTP). Les tryptophanes hydroxylases (TPH), appartenant à la plus grande famille des hydroxylases d’acides aminés aromatiques (AAAH), réalisent cette première étape, limitante, de la synthèse de la sérotonine.
2. Le 5-HTP est ensuite décarboxylé par les décarboxylases d’acides aminés aromatiques pour former la sérotonine.
Restaurer la motilité intestinale des patients ?
Enfin, Ls normalise le temps de transit intestinal chez des souris axéniques. Or, chez les patients atteints du syndrome de l’intestin irritable, l'abondance fécale de L. mucosae (mais pas de L. ruminis) s’avère significativement plus faible, par rapport aux témoins sains. Et moins cette bactérie est présente, plus les selles sont dures. Un mécanisme lié au microbiote pourrait-il affecter la biosynthèse locale de sérotonine et la motilité intestinale chez ces patients ? Selon les auteurs, des recherches futures pourraient déterminer si ces bactéries productrices de sérotonine sont capables de restaurer des niveaux physiologiques de sérotonine chez les patients souffrant de troubles de la motilité intestinale.
