Des métabolites microbiens à l’inflammation en passant par la barrière hémato-encéphalique, les chercheurs étudient comment l’alimentation méditerranéenne pourrait influencer la neurodégénérescence, tout en révélant une lacune cruciale dans les preuves.
Revue : Effet neuroprotecteur médié par le microbiome intestinal du régime méditerranéen : une revue narrative du vieillissement cognitif, de la maladie d’Alzheimer et de la maladie de Parkinson. Crédit d’image : LipeBorges_Foto / Shutterstock
Une revue narrative récente publiée dans la revue Nutriments ont découvert que des preuves humaines directes démontraient que le régime méditerranéen (MARYLAND)-les changements induits par le microbiome médient ses effets neuroprotecteurs potentiels qui restent limités.
Sommaire
Arrière-plan
Maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer (ANNONCE) et la maladie de Parkinson (PD) constituent un segment de maladies en pleine croissance qui impose un fardeau important au patient ainsi qu’aux ressources sociétales, économiques et de santé publique.
En l’absence de thérapies curatives en vue, des stratégies sont nécessaires pour préserver la santé du cerveau et prévenir ou retarder l’apparition et la progression de la maladie.
Le MD fait partie des modifications de mode de vie les plus prometteuses pour réduire le risque de déclin cognitif. Il se caractérise par une consommation élevée de fruits, de légumes, de céréales complètes, de légumineuses, de noix et de graines, ainsi que d’huile d’olive extra vierge (EVOO), le poisson, la volaille et les produits laitiers fermentés avec modération.
Cela fournit des niveaux élevés de composés bioactifs, notamment des acides gras oméga-3, des vitamines et des minéraux, qui atténuent le stress oxydatif, régulent l’inflammation, améliorent la fonction vasculaire et réduisent la neuroinflammation et les lésions neuronales.
L’observance du traitement médical est liée à un déclin cognitif plus lent et à un risque réduit de démence, en particulier de MA. Pourtant, le rôle du microbiome intestinal dans ces effets reste flou.
Le microbiome intestinal comprend des milliards de microbes intestinaux qui sont importants pour l’homéostasie intestinale, immunitaire et neurologique. Ils communiquent avec le système nerveux central via l’axe intestin-cerveau, en transmettant des signaux via des métabolites microbiens, des médiateurs immunitaires, des hormones et des influx nerveux vagaux.
La dysbiose, ou perturbation du microbiome intestinal, implique une composition microbienne altérée, une diversité réduite et une fonction microbienne altérée, ce qui peut compromettre la barrière épithéliale intestinale. Cela peut entraîner une augmentation de la perméabilité intestinale, permettant la translocation de microbes et de composants microbiens pro-inflammatoires, tels que les lipopolysaccharides (LPS), dans la circulation systémique, favorisant ainsi une inflammation chronique de bas grade.
L’inflammation systémique peut par la suite augmenter la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique, le stress oxydatif et l’activation microgliale au sein du système nerveux central, processus impliqués dans la neurodégénérescence.
Compte tenu des preuves directes limitées selon lesquelles les modifications du microbiome induites par la DM interviennent dans la neuroprotection associée, la revue narrative actuelle a cherché à évaluer leur rôle.
Composants MD et métabolites microbiens
Le MD peut favoriser la diversité microbienne et la résilience métabolique au sein du microbiome intestinal. Il fournit divers substrats métaboliques aux microbes du côlon, notamment des fibres et d’autres glucides non digestibles provenant de grains entiers, de légumineuses, de fruits et légumes, de noix et de graines.
Leur fermentation peut générer des acides gras à chaîne courte (SCFA), comme le butyrate, qui favorisent la fonction épithéliale et la production de mucus, et soutiennent l’intégrité de la barrière intestinale. En limitant la translocation et grâce à leurs effets immunomodulateurs, les SCFA peuvent réduire l’inflammation locale et systémique, le stress oxydatif et le dysfonctionnement métabolique.
Pourtant, les SCFA ne sont pas universellement bénéfiques ; leurs effets dépendent du métabolite spécifique et de l’environnement de l’hôte.
D’autres métabolites microbiens associés à la MD comprennent les acides biliaires secondaires, qui ont des propriétés métaboliques et immunorégulatrices, et les indoles, qui régulent l’immunité muqueuse et la signalisation inflammatoire et soutiennent l’intégrité épithéliale.
EVOO fournit des acides gras monoinsaturés (AGMU), principalement de l’acide oléique et des composés phénoliques qui peuvent avoir des effets prébiotiques, favorisant potentiellement la croissance de bactéries productrices d’AGCC dans le microbiome. Cela peut augmenter la production d’AGCC et influencer la fonction épithéliale intestinale et l’inflammation.
Les poissons gras fournissent des acides gras polyinsaturés oméga-3 à longue chaîne (AGPI) acide eicosapentaénoïque (EPA) et l’acide docosahexaénoïque (ADH), tandis que certaines noix, en particulier les noix, fournissent de l’acide alpha-linolénique oméga-3 d’origine végétale. Les acides gras oméga-3 peuvent réduire le stress oxydatif et la signalisation inflammatoire, réguler les réponses immunitaires et modifier le profil du microbiome et des métabolites, bien que ces effets varient en fonction du régime alimentaire, de la composition du microbiome, de la dose et de l’état métabolique.
Les produits laitiers fermentés comme le yaourt et le kéfir produisent des microbes vivants et des composés de fermentation qui influencent le microbiome et les voies métaboliques, ainsi que la signalisation immunitaire intestinale. Pourtant, les avantages des probiotiques dépendent du produit et de la souche.
Mécanismes de neuroprotection liés au microbiome
Les composants MD et les métabolites microbiens renforcent la capacité antioxydante, exercent une activité anti-inflammatoire et soutiennent l’intégrité de la barrière intestinale.
Les métabolites microbiens, en particulier les SCFA, peuvent également soutenir les lymphocytes T régulateurs (Treg) fonction. Les Treg aident à maintenir la tolérance immunitaire envers les antigènes alimentaires et les commensaux. Ces effets peuvent aider à limiter une inflammation excessive et soutenue, en réduisant les cytokines inflammatoires circulantes. Cela peut à son tour atténuer la signalisation neuroinflammatoire.
N-oxyde de triméthylamine (TMAO) est produit par le métabolisme microbien et hôte de la choline alimentaire, de la bétaïne et de la carnitine. Des niveaux élevés ont été associés dans certaines études à un dysfonctionnement métabolique et vasculaire, ainsi qu’à une inflammation et au stress oxydatif, tous impliqués dans la neurodégénérescence.
Les auteurs préviennent cependant que la composition alimentaire peut influencer la production de TMAO et potentiellement affecter la santé du cerveau, alors que le TMAO n’a pas d’effets nocifs uniformes.
Pris ensemble, ces résultats suggèrent que les métabolites microbiens associés à la MD pourraient influencer la physiologie immuno-inflammatoire de l’hôte, présentant ainsi un mécanisme plausible de neuroprotection.
Fonction barrière intestinale
La fonction de barrière épithéliale intestinale est essentielle à l’homéostasie intestinale et à la tolérance immunitaire. Les composants MD et le métabolisme microbien associé favorisent la santé des colonocytes, la fonction épithéliale et la production de mucus, protégeant ainsi l’intégrité de la barrière intestinale. En parallèle, leur activité anti-inflammatoire et antioxydante peut soutenir l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique en atténuant l’inflammation systémique.
À son tour, cela peut limiter l’activation microgliale chronique, réduire la neuroinflammation et préserver la résilience neuronale et la fonction synaptique. Les auteurs décrivent la régulation microgliale comme un point de convergence potentiel pour de multiples mécanismes neuroprotecteurs médiés par le remodelage du microbiome associé au MD.
Fonction mitochondriale
Un stress oxydatif prolongé est un contributeur majeur à la neurodégénérescence, car les neurones sont particulièrement sensibles aux dommages causés par les espèces réactives de l’oxygène (ROS). Les mitochondries sont essentielles pour fournir ATP pour les besoins énergétiques des neurones, mais sont également des sources et des cibles majeures de ROS, reliant étroitement le dysfonctionnement mitochondrial au stress oxydatif.
Le dysfonctionnement mitochondrial et le stress oxydatif contribuent à la pathogenèse de la MA et de la MP. Les composants du MD tels que les polyphénols, les graisses insaturées et d’autres composés bioactifs, ainsi que les SCFA produits par les microbes associés au MD, peuvent ensemble augmenter la capacité antioxydante, réduire l’inflammation systémique et limiter les dommages mitochondriaux, réduisant potentiellement le risque de lésions neuronales.
Mécanismes DM possibles communs à la prévention de la MA et de la MP
De multiples voies interconnectées influencent le risque de MA et de MP. Amyloïde-β (Aβ) les peptides s’agrègent pour former des oligomères, des fibrilles et des plaques caractéristiques de la MA. Ce processus est affecté par des facteurs tels que APOEl’α-synucléine et la β2-microglobuline (β2M).
L’agrégation de l’α-synucléine est essentielle à la pathogenèse de la maladie de Parkinson car elle induit un dysfonctionnement et une inflammation mitochondriales. Une telle agrégation a été documentée dans le tissu nerveux intestinal et les biopsies du côlon de personnes atteintes de MP prodromique, confortant l’hypothèse selon laquelle les modifications de la maladie liées à la MP pourraient commencer dans l’intestin et se propager via le nerf vague jusqu’au cerveau.
Bien qu’une B2M élevée soit liée à une agrégation accrue d’Aβ dans la MA, elle est associée à l’inhibition de l’agrégation de l’α-synucléine dans la MP.
Bon nombre de ces processus peuvent être influencés par des composants alimentaires et des métabolites microbiens associés à la MD, tels qu’une production accrue d’AGCC et une signalisation inflammatoire réduite. Les patients atteints de MA ont une abondance moyenne plus faible de taxons producteurs d’AGCC et une abondance plus élevée de bactéries pro-inflammatoires. Ces changements sont associés à une augmentation de la plaque amyloïde et à une pathologie tau, ainsi qu’à un déclin cognitif.
Les auteurs suggèrent que ces associations pourraient indiquer un effet potentiel en amont du MD sur les processus neurodégénératifs.
La présence de la variante du gène APOE ε4 est un facteur de risque génétique établi pour la MA à apparition tardive et a également été associée à la susceptibilité à la MP, à l’âge d’apparition, au déclin cognitif et à la démence liée à la maladie de Parkinson. Cet allèle est associé à une activation inflammatoire et immunitaire centrale et périphérique. Les modifications du microbiome associées à la DM sont associées à une régulation potentiellement bénéfique de la signalisation inflammatoire systémique et intestinale. L’interaction entre le portage de MD et APOE ε4 pourrait être à l’origine de la variation interindividuelle des résultats parmi les groupes adhérents à MD et justifie une enquête plus approfondie.
Pertinence pour les résultats en matière de santé
Des études humaines ont établi un lien entre une plus grande observance du traitement médical et des changements favorables du microbiome, un risque plus faible d’événements cardiométaboliques majeurs et de meilleurs résultats neurologiques. Pourtant, il existe peu de preuves directes que le remodelage du microbiome induit par la DM entraîne une réduction à long terme du risque de MA et de MP.
Les preuves mécanistiques sont également moins développées pour la MP que pour la MA, la plupart des études humaines examinant le risque de maladie ou les caractéristiques prodromiques plutôt que de montrer comment les modifications du microbiome induites par la MD influencent la pathologie de la MP.
Les différences dans la conception et la méthodologie des études peuvent fortement influencer les types d’expositions alimentaires et les altérations du microbiome observées. Cette hétérogénéité rend difficile l’évaluation du rôle des modifications du microbiome dans la neuroprotection associée à la DM.
La causalité inverse est une autre préoccupation que les études prospectives doivent aborder. L’observance médicale fait également souvent partie d’un mode de vie plus large favorisant la santé. Les facteurs socio-économiques peuvent également confondre les réductions observées du risque de neurodégénérescence associées à la DM.
Ensemble, ces limitations expliquent l’absence de lien causal établi entre l’alimentation, le microbiome et le cerveau dans la DM.
Conclusions
Cette revue a synthétisé des preuves fragmentées liant l’observance du MD à la fonction du microbiome, à la régulation immunitaire, à la fonction de barrière intestinale et aux changements cérébraux liés à la neurodégénérescence. Les preuves soutiennent des liens biologiquement plausibles entre ces processus, mais les résultats n’établissent pas la directionnalité de ces associations ni ne démontrent que le remodelage du microbiome associé à la DM est à l’origine des avantages neurologiques du régime.
Des essais contrôlés randomisés à long terme ou des études d’intervention longitudinales bien conçues seraient nécessaires pour clarifier ces relations. L’utilisation de l’intelligence artificielle (IA) dans les technologies de santé portables peuvent faciliter la capture des habitudes alimentaires avec un fardeau moindre pour les participants, tout en intégrant d’autres marqueurs physiologiques avec des marqueurs alimentaires et liés au microbiome. Cette approche pourrait faire progresser la nutrition de précision dans ce domaine.
