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L'intestin, notre deuxième cerveau?


Published
June 8, 2020

Le système nerveux entérique

Vous avez sans doute entendu parler de « notre 2ème cerveau ». L’intestin serait notre 2ème cerveau. Mais pourquoi ?

Si vous vous souvenez un peu de vos cours de biologie, l’intestin apparaît comme un organe formidable. Il possède les 4 grands types de tissus animaux : un épithélium, du tissu conjonctif, du tissu musculaire et évidemment du tissu nerveux. Mais ce qui rend l’intestin vraiment unique c’est le fait que le système nerveux est INTRINSÈQUE.

Quèsaco? C’est-à-dire que les corps cellulaires des cellules nerveuses se situent directement dans l’intestin (il y a également une innervation extrinsèque, mais on en parlera une prochaine fois). On appelle ce système le SYSTÈME NERVEUX ENTÉRIQUE (SNE).

Il y a dans le tractus gastro-intestinal autant de neurones que dans votre moelle épinière. L’organisation du système est très simple :



Il y a 2 plexus ganglionnés (amas de cellules nerveuses), situés dans la sous-muqueuse (plexus sous-muqueux) et entre les 2 couches musculeuses (plexus myentérique). Chacun de ces plexus a une fonction distincte. Il existe dans le SNE tous les types de neurones possibles : sécrétomoteurs à VIP/Acétylcholine, motoneurones inhibiteurs à NOS, motoneurones excitateurs à Substance P/acétylcholine, interneurones à sérotonine…

Si on regarde au microscope, ça donne ça:



Si on regarde de plus près (dans l’iléon cette fois-ci, avec une coupe épaisse de 80 µm), on voit bien comment l’intestin est un organe très innervé.

Du coup, le 2ème cerveau ? Bah quand on regarde chez les autres espèces, on retrouve un SNE (ou un analogue fonctionnel) chez des espèces sans système nerveux central (Cnidaires) ou des espèces avec un système nerveux central ventral... Toujours est-il que l’organisation de ce système est très semblable (cf. image ci-dessous, tirée de Furness et al., Neurogastroenterol. Motil., 2018). Non seulement c’est semblable mais on retrouve quasiment les mêmes neurotransmetteurs.

Comment se met-il en place chez nous? Pendant le développement (précisément après la gastrulation), l’ectoderme qui donne naissance au système nerveux et à l’épiderme va former des crêtes neurales.

Parmi ces crêtes, les crêtes vagales vont se mettre à migrer le long du tube digestif en formation. Et c’est parti mon kiki !

Les crêtes neurales vont d’abord migrer de l’œsophage vers le côlon. Puis elles vont faire une deuxième migration pour donner le plexus sous-muqueux. Et voilà, un beau SNE en place. Ici on les voit migrer dans l’intestin embryonnaire (Avetisyan et al., J Clin Invest, 2015).

Et alors à quoi ça sert finalement ? Vous sentez bien quand votre intestin bouge après avoir mangé ? C’est le SNE qui innerve vos muscles et permet les mouvements de péristaltisme et segmentation. Sauf que parfois le SNE n’est pas bien mis en place et la partie distale du côlon ne possède pas de ganglions. C’est la maladie de Hirschsprung. On se retrouve donc avec une partie du côlon aganglionaire qui, faute d’avoir de motilité, devient très grande. On parle de mégacôlon.

Mégacôlon (Image Wikimedia Commons)

Il s’agit d’une maladie multigénique, non mendélienne, où plusieurs gènes ont été identifiés. On a des modèles de souris qui récapitulent partiellement la maladie, tel que la souris invalidée pour les protéines Sox10 ou Ret, qui sont des marqueurs de cellules souches neuronales. Aujourd’hui cette maladie essentiellement pédiatrique est traitée par chirurgie, afin d’éviter notamment une colite entérohémorragique (urgence vitale à la naissance!). Une fois la partie aganglionaire enlevée, généralement les symptomes s'améliorent largement.

D’ailleurs, il existe une maladie parasitaire qui fait la même chose : elle induit une dégénérescence des fibres nerveuses du côlon et aboutit à un megacôlon. C’est la maladie de Chagas, transmise par des punaises de la famille des Triatominae.

Triatominae (Image Wikimedia Commons)

L'innervation extrinsèque de l'intestin

En plus de son propre système nerveux, l'intestin est relié au système nerveux central par des nerfs périphériques. Ces fibres nerveuses peuvent faire synapse avec le SNE ou alors projecter directement dans la muqueuse intestinale. L'anatomie du système est la suivante (image tirée de mon manuscrit de thèse):



En rouge sur l'image, c'est l'innervation par le système parasympathique. Dans ce cas, les ganglions (là où se trouvent les corps neuronaux) sont loin de l'organe cible. Le neurotransmetteur est généralement l'acétylcholine. En vert, c'est l'innervation sympathique. Dans ce cas, les ganglions se trouvent collés à la moelle épinière. Le neurotransmetteur est généralement la noradrénaline.

L'innervation parasympathique est essentiellement le fait du NERF VAGUE (celui-là même qui fait les malaises vagaux). Il s'agit du nerf crânien X, celui qui innerve notamment les viscères. Les corps cellulaires sont situés à la base du cerveau, dans le ganglion nodose. L'intestin transmet donc au cerveau des informations (par exemple sur la teneur en calories/sucres/lipides d'un repas). Ces informations sont reprises par le cerveau au niveau du TRONC CÉRÉBRAL, une partie distale de de l'encéphale contenant notamment le complexe vagal dorsal.

Une petite partie de l'innervation parasympathique est le fait de nerfs qui partent directement du sacrum vers le rectum et qui sont impliqués dans les mécanismes de défécation. On n'en parlera pas ici.

L'innervation sympathique est quant à elle assurée par les nerfs grand et petit splanchnique (et toujours le rectum par une innervation différente, qui affecte également la vessie). La plupart de ces nerfs sont mixtes, c'est-à-dire qu'ils ont une composante motrice (du système nerveux central vers la périphérie) et une composante sensorielle (de la périphérie vers le système nerveux central).

Savez-vous que cette innervation est impliquée dans le fait que vous "goûtiez" le piment et la moutarde à l'entrée ET À LA SORTIE?

Qu’est-ce qui donne à la moutarde ce goût si particulier et ce picotement ? C’est une molécule appelée isothiocyanate d’allyl.

Isothiocyanate d'allyl

Dans la bouche, cette molécule va se lier à une protéine appelée TRPV1 (Transient Receptor Potential cation channel subfamily V member 1). C’est un canal calcique à cations, qui peut être ouvert par d’autres molécules, notamment la capsaïcine contenue dans les piments.

Capsaïcine

Canal TRPV1

En plus de ces molécules, le canal s’ouvre par la chaleur, d’où cette sensation de « chaud » avec le piment ou la moutarde. OK, mais quel rapport avec l’intestin ?

Eh bien, figurez-vous que ce canal est très important dans la nociception (perception de la douleur). Les nocicepteurs sont présents dans des fibres sensitives de l’intestin. Ils vont notamment détecter une douleur ou même signaler lors d’une infection par Salmonella. Bon, quand vous mangez très pimenté, ça fait mal quand ça rentre et ça fait mal quand ça sort. Eh bien ce sont vos TRPV1, très présents dans l’intestin, qui sont réactivés par la capsaïcine, non digérée (très hydrophobe). Et du coup ça fait mal !


Filipe De Vadder

Chercheur padawan - Du metal et de la science