Dans une revue publiée dans la revue Science avancée, les chercheurs ont discuté de l’interaction du système immunitaire et de la régulation sympathique des organes métaboliques vitaux tels que le pancréas, l’intestin, le foie et les tissus adipeux. Les conclusions de cette revue contribuent à améliorer notre compréhension de la régulation métabolique des organes et ouvrent la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les maladies métaboliques.
Revue : Le milieu sympathique-immunitaire dans la santé et les maladies métaboliques : aperçus du pancréas, du foie, de l’intestin et des tissus adipeux. Crédit d’image : Sciences de la vie/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
L’innervation sympathique est cruciale pour maintenir l’homéostasie métabolique. Les progrès en neuroanatomie et en évaluation fonctionnelle ont approfondi nos connaissances du réseau neuronal régulant les processus métaboliques, offrant ainsi une précision dans l’étude du système nerveux. La régulation métabolique par le système nerveux sympathique (SNS) interagit avec le système immunitaire, permettant au corps de détecter et de répondre efficacement à divers défis internes et environnementaux. La présente revue met en évidence les relations neuro-immunes complexes affectant le métabolisme du foie, de l’intestin, du pancréas et des tissus adipeux, révélant potentiellement de nouvelles voies thérapeutiques pour ces systèmes interconnectés.
Paysage sympathique-immunitaire dans le pancréas
Le pancréas joue un rôle vital dans les fonctions endocriniennes et exocrines de l’organisme. Bien que le rôle du système nerveux dans la régulation du pancréas soit établi, de plus en plus de preuves suggèrent une implication supplémentaire du système immunitaire. Le pancréas reçoit une innervation sympathique des segments de la moelle épinière thoracique et lombaire supérieure. Le contrôle sympathique, médié par la noradrénaline (NE), influence les vaisseaux sanguins, les îlots pancréatiques et les cellules acineuses exocrines. La stimulation sympathique augmente généralement la glycémie en raison d’une élévation du glucagon, d’une réduction de la sécrétion d’insuline et d’une diminution du flux sanguin, tandis que l’inhibition sympathique a l’effet inverse. De plus, l’innervation sensorielle afférente contribue à l’activité globale, garantissant une fonction pancréatique et un métabolisme du glucose appropriés.
L’innervation sympathique dans les îlots pancréatiques influence la modulation immunitaire, jouant un rôle crucial dans la protection contre le diabète auto-immun. Dans le diabète de type 1 (DT1), une perte du nerf sympathique est observée, impactant la réponse auto-immune. L’inhibition de l’innervation sympathique ou du blocage des récepteurs α1-adrénergiques arrête efficacement la réponse auto-immune. Les îlots pancréatiques abritent des macrophages résidents présentant un état pro-inflammatoire, contribuant à l’inflammation et aux lésions du nerf sympathique. Le ciblage des récepteurs adrénergiques sur les cellules immunitaires réduit les cytokines pro-inflammatoires, préserve la fonction des cellules β et atténue le développement du DT1 chez la souris.
L’innervation sympathique et le milieu immunitaire du pancréas. A) Le pancréas reçoit des fibres préganglionnaires sympathiques de T5 à T12 de la moelle épinière, tandis que les fibres postganglionnaires proviennent principalement des ganglions coeliaques et des ganglions mésentériques supérieurs. Les nerfs sympathiques se projettent vers divers compartiments de l’organe, régulant le métabolisme du glucose du pancréas. B) La diaphonie sympathique-immunitaire dans les environnements sains et malades du pancréas. Le pancréas héberge des macrophages résidents et des lymphocytes T à l’état d’équilibre, dont le nombre augmente dans le diabète de type 1 (DT1), entraînant une perte de l’innervation sympathique et des lésions des cellules β pancréatiques. Il a été rapporté que la stimulation électrique du nerf pancréatique (PNES) réduit l’incidence du DT1, inhibe les états pro-inflammatoires suite à la stimulation du LPS et prévient la prolifération des lymphocytes T autoréactifs dans les ganglions lymphatiques du pancréas (pLN).
Paysage sympathique-immunitaire dans le foie
Le foie est un organe vital qui régule l’hémodynamique, l’homéostasie du glucose et des lipides ainsi que les processus immunitaires. Il reçoit l’innervation sympathique des neurones des ganglions coeliaques et mésentériques supérieurs. L’activité sympathique du foie influence le métabolisme du glucose, favorisant la glycogénolyse, la gluconéogenèse hépatique et inhibant la production de glycogène. Cette régulation implique les récepteurs α-adrénergiques et les neuropeptides. Les études sur la transplantation hépatique suggèrent un rôle potentiel du système nerveux autonome (SNA) dans la régulation du métabolisme hépatique à long terme. Dans la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD), une activité sympathique accrue et une diminution du tonus parasympathique contribuent à la progression de la maladie.
Les cellules immunitaires du foie sont étroitement associées aux axones des neurones sympathiques. Dans le carcinome hépatocellulaire (CHC), l’innervation sympathique active les récepteurs α1-adrénergiques des cellules de Kupffer, favorisant ainsi le développement du CHC et entretenant l’inflammation. Les nerfs sympathiques influencent le nombre de cellules NKT, le traitement par NE rétablissant les cellules NKT hépatiques et modulant la production de cytokines. Des études indiquent le rôle de l’innervation sympathique dans la protection du foie contre l’hépatite fulminante et dans la promotion de la régénération via l’axe ILC1-IL-22 (abréviation de cellules lymphoïdes innées de type 1-interleukine 22). La relation bidirectionnelle entre les nerfs sympathiques et les cellules immunitaires du foie nécessite des recherches plus approfondies pour une compréhension globale des mécanismes sous-jacents.
Paysage sympathique-immunitaire dans l’intestin
Le tractus gastro-intestinal (GI) est le plus grand réservoir immunitaire du corps, composé d’une variété de cellules collectivement régulées par une innervation complexe. Au cours du développement, les axones des neurones sympathiques suivent les artères et s’étendent jusqu’à la paroi intestinale. L’innervation sympathique module les fonctions digestives, notamment la sécrétion, la motilité, la sensation et la prolifération des cellules épithéliales, avec des récepteurs spécifiques présents dans les cellules souches intestinales et diverses cellules épithéliales intestinales. Le SNS est impliqué dans diverses affections, telles que les infections parasitaires intestinales, les maladies inflammatoires de l’intestin (MII) et le syndrome du côlon irritable (SCI).
Les interactions neuro-immunes du tractus gastro-intestinal influencent les cellules immunitaires comme les macrophages, les lymphocytes, les mastocytes, les cellules dendritiques et les cellules lymphoïdes innées (ILC). L’innervation sympathique contribue aux phénotypes distincts des macrophages dans différentes régions gastro-intestinales, influençant les réponses protectrices des tissus et les résultats de l’infection. Les unités neurones-ILC2 dans l’intestin mettent en évidence un circuit de régulation dans lequel les neurones adrénergiques influencent l’activité ILC2, qui est cruciale pour les réponses immunitaires contre les infections helminthiques. De plus, les bactéries possédant des récepteurs adrénergiques fonctionnels répondent aux catécholamines de l’hôte, ce qui indique des stratégies potentielles pour lutter contre les infections bactériennes dans l’intestin.
Paysage sympathique-immunitaire dans les tissus adipeux
De plus en plus de preuves suggèrent que le tissu adipeux n’est pas simplement un réservoir de graisse passif mais un organe endocrinien métaboliquement actif contribuant à l’homéostasie du glucose, à la thermogenèse, à la résistance à l’insuline et aux réponses immunitaires. L’innervation sympathique se retrouve dans les tissus adipeux blancs et bruns. Les macrophages du tissu adipeux, les éosinophiles, les ILC2 et d’autres sous-ensembles de cellules immunitaires répondent aux signaux sympathiques, affectant des fonctions telles que la thermogenèse et l’inflammation. La perturbation de l’interaction neuro-immune peut compromettre l’intégrité nerveuse et la fonction tissulaire, soulignant l’importance de préserver l’équilibre neuro-immunitaire pour une santé métabolique optimale.
Conclusion
La présente revue met l’accent sur le rôle crucial de l’innervation sympathique dans l’orchestration des processus métaboliques dans divers organes, soulignant son impact sur les microenvironnements immunitaires. Le potentiel de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant le système nerveux sympathique est reconnu pour gérer des affections telles que les troubles métaboliques, la douleur chronique, les problèmes cardiovasculaires et le cancer.
