vignette|L'axe intestin-cerveau désigne la relation bidirectionnelle entre le tractus gastro-intestinal et le développement et certaines des fonctions du cerveau.
L'axe intestin-cerveau, récemment découvert, désigne l'ensemble des échanges bioélectrochimiques entre le tractus gastro-intestinal et le système nerveux central (SNC). Il assure une communication (bidirectionnelle) entre le système digestif et le cerveau : il relie les fonctions intestinales aux centres cérébraux de l'émotion et de la cognition. et il relie les centres émotionnels et cognitifs du cerveau aux fonctions intestinales périphériques.. Cet axe ne doit pas être imaginé comme une ligne droite et unique reliant le cerveau à l'intestin ; c'est un entrelac où circulent dans les nerfs, le réseau sanguin et le réseau lymphatique des informations nerveuses, hormonales et immunitaires qui ne sont pas arrêtées par la barrière hématoencéphalique.
La notion d'axe microbiote-intestin-cerveau insiste sur l'importance récemment démontrée du microbiote intestinal dans l'interaction, soulignant le rôle clé de la flore intestinale (microbiote intestinal) dans la régulation du stress, des émotions et du comportement, un champ de recherche encore émergeant, qui ouvre des perspectives en matière de santé et notamment de santé mentale.... Cet « axe intestin-cerveau » mobilise notamment les nerfs, les hormones, le système immunitaire et le microbiote intestinal, et inclut tous les systèmes internes qui relient le cerveau au tube digestif : le système nerveux central et les voies (branches) sympathique et parasympathique du système nerveux autonome ainsi que le système nerveux entérique (propre à l'intestin) et le nerf vague ; les systèmes hormonaux et immunitaires (neuroendocriniens et neuro-immuns) ; l'axe du stress (HPA, dont l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien) ; et le microbiote intestinal. Tous ces éléments interagissent pour coordonner les fonctions digestives, émotionnelles et immunitaires. On sait depuis 2015 que les substances chimiques libérées par le microbiote intestinal peuvent influencer le développement cérébral dès la naissance, en « régulant la chimie cérébrale et en influençant les systèmes neuroendocriniens associés à la réponse au stress, à l'anxiété et à la mémoire »..
Histoire médicale Dans l'antiquité, notamment sous l'impulsion d'Hippocrate (- siècle av. J.-C.) et de Galien (- siècle apr. J.-C.), les débuts de la médecine établissaient un lien entre les entrailles (système digestif notamment) et la santé psychique et physique, mais en se basant sur des intuitions ou des théories comme la théorie des humeurs. Les phrases originelles d'Hippocrate sont perdues, mais il semble avoir souvent évoqué l'importance des intestins et, par extension, de l'alimentation sur la santé globale (incluant l'état mental), avec l'idée que « toutes les maladies commencent dans l'intestin » (dont l'authenticité n'est pas prouvée mais est cohérente avec l'approche hippocratique qui met l'accent sur le rôle central de la digestion et de la diététique dans la santé et la maladie ; tout dysfonctionnement intestinal perturbe les humeurs, pouvant donc affecter l'ensemble du corps, y compris le tempérament et l'esprit, une idée dont on trouvera plusieurs variantes dans d'autres civilisations et périodes de l'Histoire). Le système humoral de Galien (héritier d'Hippocrate) considérait que la mélancolie (tristesse et chagrin) était causée par un excès de la bile noire (atrabile), liée aux organes abdominaux. Le terme hypocondrie (littéralement « sous le cartilage », en référence aux hypochondres) désignait initialement les troubles physiques (notamment digestifs) de cette région qui étaient observés chez les personnes mélancoliques, soulignant la connexion entre l'abdomen et l'état mental. Selon Galien : Galien relie donc des troubles mentaux (ceux du « mélancolique » et du « maniaques ») à une action « sympathique » du système digestif sur le cerveau.
L'histoire des idées sur une relation intestin-estprit se poursuit au , avec les concepts de dyspepsie et de « neurasthénie gastrique » (entéronéphroptose traumatique) qui font référence à l'influence de l'intestin sur les émotions et la pensée humaineManon Mathias and Alison M. Moore (eds), Gut Feeling and Digestive Health in Nineteenth-Century Literature, History and Culture. New York: Palgrave, 2018. .Alison M. Moore, Manon Mathias et Jørgen Valeur, Écologie microbienne de la santé et des maladies, volume 30 (1), numéro spécial sur l'axe axe intestin-cerveau en histoire et culture, 2019..
La première des interactions cerveau-intestin scientifiquement découverte fut la « phase céphalique » de la digestion (libération des sécrétions salivaires, gastriques et pancréatiques en réponse à des signaux sensoriels tels que l'odorat et la vue des aliments, mise en évidence par Pavlov...
Une étude menée en 2004 a suscité l'intérêt en découvrant que les souris nées et maintenues artificiellement sans microbiote intestinal (germ-free ou GF) présentaient une réponse exagérée de l'axe HPA au stress par rapport aux souris possédant leur microbiote intestinal habituel.
En octobre 2016, la plupart des travaux sur le rôle de la flore intestinale dans l'axe intestin-cerveau avaient été menés sur des animaux ou sur la caractérisation des divers composés neuro-actifs que la flore intestinale peut produire. Les études chez l'homme étaient encore modestes et émergentes.. On ignorait encore si les modifications du microbiote intestinal étaient la cause ou la conséquence d'une pathologie, ou des deux à la fois, et si elles pouvaient éventuellement impliquer divers mécanismes de rétroaction dans l'axe intestin-cerveau..
Le microbiote intestinal vignette|Bifidobacterium adolescentis Gram. vignette|Lactobacillus sp 01.
Le microbiote intestinal est la communauté complexe de micro-organismes qui vivent dans le tube digestif de l'homme ou d'autres animaux. Le métagénome ou microbiome intestinal est l'agrégat de tous les génomes du microbiote intestinal.. L'intestin est la niche dans laquelle le microbiote humain habite.. ; .
Chez l'homme, le microbiote qui siège au sein du tube digestif est celui qui contient le plus grand nombre de bactéries et le plus grand nombre d'espèces par rapport aux autres zones du corps.. Chez l'homme, le microbiote intestinal s'établit dès la naissance. Des différences se marqueront selon le mode d'accouchement, par voie naturelle ou par césarienne, selon qu'il y a eu ou pas d'allaitement naturel. Le microbiote atteint une certaine maturité et stabilité relative vers l'âge de 2 ans. À ce moment, l'épithélium intestinal et, plus précisément, l'intégrité de la barrière muqueuse intestinale qu'il constitue se sont développés de manière à pouvoir supporter et même soutenir les bactéries commensales, tout en formant une barrière efficace contre les organismes pathogènes que l'intestin contient inévitablement...
Entre le microbiote intestinal et son hôte humain ce n'est pas simplement une relation commensale qui s'installe, à savoir une coexistence pacifique et non préjudiciable pour chacune des deux parties, mais c'est une véritable relation mutualiste qui opère. Les micro-organismes intestinaux sont bénéfiques pour l'hôte, notamment en récupérant l'énergie des glucides et autres fibres alimentaires non digérés et non absorbés par la muqueuse de l'intestin grêle. Ces substances subissent une fermentation par ces bactéries, qui les métabolisent en une multitude gaz (H2, CH4, H2S,CO2...) et de divers acides gras à chaîne courte (AGCC) également nommés acides gras volatils (AGV) comportant, entre autres l'acétate, le butyrate et le propionate. Les bactéries intestinales jouent également un rôle important dans la synthèse des vitamines B et de la vitamine K, ainsi que dans le métabolisme des acides biliaires, des stérols et des xénobiotiques.. L'importance systémique des AGCC et des autres composés qu'ils produisent ressemble à l'action des hormones et la flore intestinale représente un réel organe endocrinien. Toute dysbiose intestinale est corrélée à de nombreuses affections, dont les pathologies inflammatoires et auto-immunes..
La composition du microbiote intestinal évolue au fil du temps, en fonction des changements de régime alimentaire, des infections, des médicaments administrés à l'hôte, dont particulièrement les antibiotiques auxquels il doit faire face, et plus globalement de l'évolution de l'état de santé général.