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La réaction HPA au stress est programmée au début de la vie (au moins chez les rongeurs). Une étude historique du Japon a démontré qu’une exposition précoce au microbiote intestinal réduit les réponses HPA exagérées des souris sans germes à l’âge adulte, mais pas si elles sont administrées à des animaux adultes. Les taux plasmatiques d’ACTH et de corticostérone étaient plus élevés en réponse au stress chez les souris sans germes que chez les souris sans pathogènes spécifiques. Des études ont montré des résultats similaires chez des souris et des rats normaux et sains, c’est-à-dire que le fait de nourrir un probiotique peut atténuer la réponse de l’axe HPA au stress. Enfin, il est important de reconnaître que le stress lui-même a une conséquence majeure sur la composition et la fonction du microbiote intestinal.
Les souris nourries de L. rhamnosus JB-1 pendant 28 jours ont subi des changements dans certains récepteurs de l’acide gamma aminobutyrique (GABA) dans différentes régions du cerveau, une augmentation du comportement anxiolytique et une inhibition de la réponse de la corticostérone au stress aigu. Ces changements étaient compatibles avec les effets des benzodiazépines. Cependant, les effets neurochimiques et comportementaux n’ont pas été trouvés chez les animaux vagotomisés, indiquant que le nerf vague est une voie de communication majeure entre ces bactéries dans l’intestin et le cerveau. Le dépistage de ce type d’activité du système nerveux entérique pourrait éventuellement fournir des traitements potentiels pour l’anxiété et le stress.
Des recherches récentes non publiées montrent que la quantité de neurotransmetteurs GABA et glutamate peut être augmentée dans le cerveau en nourrissant les mêmes bactéries probiotiques aux animaux. Cependant, les effets sont limités, dépendent du temps et dépendent de la présence continue du probiotique de départ.
Il a également été démontré que lorsque les animaux sont nourris avec L. rhamnosus , des effets peuvent être observés non seulement sur le système nerveux local mais aussi sur le plan systémique. En effet, le microbiote intestinal peut clairement influencer la chimie et le comportement du cerveau chez la souris indépendamment du système nerveux autonome, des neurotransmetteurs gastro-intestinaux ou de l’inflammation. Les transplantations fécales de souris NIH Swiss sans pathogène spécifiques, qui sont relativement peu anxieuses, à des souris BALB / c, qui sont relativement anxieuses, ont montré de manière surprenante que le comportement des animaux dépendait de la source de matière fécale / microbiote. La colonisation de souris BALB / c sans germes avec le microbiote de souris NIH Swiss a augmenté le comportement exploratoire, ce qui suggère une diminution de l’anxiété et une augmentation des niveaux hippocampiques de facteur neurotrophique dérivé du cerveau, ce qui est important pour la croissance, la différenciation et la maturation des neurones. À son tour, la colonisation de souris NIH Swiss sans germes avec le microbiote BALB / c a réduit le comportement exploratoire, suggérant une augmentation de l’anxiété. Ces changements n’ont pas été affectés par la vagotomie.
Le régime alimentaire peut également modifier le profil du microbiote intestinal et, par conséquent, le comportement de l’hôte. Li et coll. ont montré que la modification de la composition du régime alimentaire des rongeurs modifiait la mémoire spatiale des receveurs, indiquant que la nutrition et le régime alimentaire doivent être pris en compte dans de telles études.
La recherche avec une bactérie mutante dépourvue de PSA suggère que ce composant est nécessaire et suffisant pour l’activation aiguë des neurones sensoriels intestinaux, c’est-à-dire que le PSA peut imiter les effets de l’organisme parent sur le système nerveux, tout comme il peut imiter ses effets immunologiques. Ainsi, les composants des bactéries peuvent eux-mêmes avoir la capacité d’affecter les fonctions du système nerveux. Ces résultats soutiennent le concept selon lequel le contenu luminal de l’intestin et les bactéries qu’il contient sont des facteurs importants pour déterminer le comportement et même la cognition chez les animaux.