Une étude menée par l’Université Carnegie Mellon (États-Unis) a démontré que les bactéries intestinales peuvent repérer le moment où nous nous alimentons et envoyer des signaux qui aident les cellules intestinales à absorber les nutriments au bon moment de la journée.
Les résultats, publiés par l’université elle-même, révèlent une connexion jusqu’alors inconnue entre le microbiome, les rythmes circadiens et le métabolisme
Les horloges biologiques sont généralement associées à la lumière. Historiquement, la plupart des gens commencent leur journée avec l’aube et la terminent au coucher. Cependant, une nouvelle étude de l’Université Carnegie Mellon suggère que certains des régulateurs du temps les plus importants du corps se situent dans l’intestin.
Zheng Kuang, professeur associé à la Chaire Eberly Family au Département des Sciences Biologiques de l’université et auteur de l’étude, explique : « Ces bactéries n’ont pas accès à la lumière », précise Kuang. « Elles utilisent plutôt les aliments comme signal pour mesurer le temps. Lorsque nous mangeons, elles produisent des molécules qui communiquent avec nos cellules intestinales et aident à coordonner l’absorption des nutriments », ajoute-t-il.
La recherche aborde une question de longue haleine dans la science du microbiome sur la manière dont les bactéries influencent les rythmes quotidiens du corps, affectant la santé en général. De cette façon, les chercheurs ont découvert que la souche de bactéries avec laquelle ils travaillaient métabolise le phytate, un composé naturel présent dans des aliments comme les fruits à coque, les graines et les céréales. En décomposant le phytate, les bactéries produisent des molécules qui activent une protéine dans les cellules intestinales, laquelle, à son tour, active les gènes responsables de l’absorption des nutriments.
Les bactéries aident l’organisme à savoir qu’il y a de la nourriture et que c’est le moment d’en profiter pleinement. « Ces bactéries ont évolué avec les humains pendant des millions d’années », déclare Kuang. « Lorsqu’il y avait de la nourriture disponible, il était bénéfique d’absorber autant de nutriments que possible ».
UTILISATION DE MODÈLES DE SOURIS
L’étude offre également une nouvelle perspective sur les défis que rencontrent les gens aujourd’hui, comme l’obésité. En utilisant des modèles de souris, les chercheurs ont découvert que les bactéries capables d’activer cette voie métabolique favorisaient l’accumulation de graisse lorsque les animaux suivaient des régimes riches en calories.
À première vue, cela pourrait sembler nuisible. Cependant, Kuang soutient que ce système a aidé les humains à survivre durant les périodes de pénurie alimentaire. Pendant la majeure partie de l’histoire de l’humanité, obtenir suffisamment de calories relevait du défi. Les bactéries qui aidaient le corps à extraire davantage d’énergie des aliments offraient un avantage clair.
« Dans le passé, cette relation nous a aidés à grandir et à survivre. Aujourd’hui, nous vivons dans un environnement différent, avec un accès constant à des aliments riches en calories. Un système qui était autrefois bénéfique peut désormais contribuer à des problèmes métaboliques », nuance Kuang.
Pour tester cette idée, les chercheurs ont également étudié des animaux nourris avec des régimes pauvres en nutriments, qui simulaient mieux les conditions des populations malnutries. Chez ces animaux, les bactéries et les molécules qu’elles produisaient améliorent leur croissance, les aidant à obtenir plus de nutriments à partir d’une quantité limitée de nourriture.
Selon Kuang, les bactéries impliquées dans l’absorption des nutriments pourraient être utilisées un jour pour lutter contre la malnutrition. Il convient de noter que les bactéries utilisées dans l’étude se trouvent chez l’être humain et peuvent apparaître à des niveaux plus faibles chez les enfants malnutris que chez les enfants en bonne santé. Dans de futurs travaux, on explorera si l’amplification de ces bactéries pourrait aider les populations souffrant d’insécurité alimentaire à obtenir une meilleure nutrition et à favoriser une croissance saine.
Aussi entrevoit-on des applications agricoles possibles, notamment des approches fondées sur le microbiome qui pourraient améliorer la croissance du bétail. Bien que les applications en nutrition et agriculture prennent encore des années à se concrétiser, les résultats révèlent que les horloges biologiques sont influencées par autre chose que la lumière du soleil.
« La synchronisation entre quand nous mangeons et quand notre corps attend de la nourriture semble être très importante. Notre travail suggère que le maintien de habitudes alimentaires régulières peut favoriser une relation saine entre le microbiome et le corps », expose Kuang.
