Régulant le rythme de la flore iléale, la méthode de perte de poids du régime de 8 heures a une base scientifique

Ces dernières années, les scientifiques ont accordé de plus en plus d’attention à la flore intestinale, et de nombreuses maladies sont étroitement liées au déséquilibre de la flore intestinale. La flore intestinale désigne les micro-organismes présents dans les intestins humains. Différentes espèces de bactéries peuvent synthétiser différentes vitamines nécessaires à la croissance et au développement humains. Ils peuvent également synthétiser des acides aminés avec des résidus de protéines, participer au métabolisme des glucides et des protéines et favoriser l'absorption des éléments minéraux. Ils jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus physiologiques.

Des études récentes ont suggéré qu’un rôle supplémentaire du microbiome intestinal est de coordonner les rythmes circadiens intestinaux et hépatiques.

Le régime alimentaire et les cycles d’alimentation/jeûne peuvent entraîner des oscillations diurnes dans les communautés microbiennes intestinales et les métabolites secondaires dans la lumière intestinale. Ces changements oscillatoires sont nécessaires à l’expression des horloges circadiennes périphériques et de leurs régulateurs métaboliques hépatiques et intestinaux associés qui contrôlent l’homéostasie du glucose, du cholestérol et des acides gras et la santé métabolique de l’hôte. Cependant, l’utilisation du modèle d’épuisement du microbiome intestinal pour étudier la relation entre le microbiome intestinal et l’horloge circadienne périphérique présente un inconvénient. Cette approche modèle ne peut pas expliquer si les perturbations induites par l’alimentation dans la dynamique de la communauté microbienne affectent le métabolisme de l’hôte par le biais d’une désynchronisation circadienne.

L’alimentation à durée limitée (TRF) présente de nombreux avantages sur la santé métabolique de l’hôte. Dans un modèle de régime alimentaire riche en graisses chez la souris (indépendamment du régime obésogène), le TRF a réduit l'obésité et l'inflammation, amélioré la tolérance au glucose et l'homéostasie du cholestérol et inversé le syndrome métabolique préexistant. La plupart des études sur le microbiome intestinal se sont concentrées sur le gros intestin ou sur un substitut plus accessible : les matières fécales. Cependant, d’autres régions de l’intestin jouent un rôle plus important dans l’équilibre métabolique de l’hôte, en particulier l’iléon, qui possède des fonctions digestives et d’absorption et une composition microbienne uniques. Malgré cela, peu d’études ont mis en évidence l’importance du microbiote iléal et son impact sur la santé métabolique de l’hôte.

Le 5 juillet 2022, des scientifiques de l'Université de Californie et d'autres institutions ont publié un long article de recherche intitulé « Le régime alimentaire et les habitudes alimentaires modulent la dynamique diurne du microbiome iléal et du transcriptome » dans Cell Reports. L'équipe a analysé systématiquement la composition du microbiote iléal et les changements dynamiques du transcriptome dans des conditions de régime alimentaire normal, de régime riche en graisses et de régime riche en graisses à durée limitée afin de déterminer les effets du régime riche en graisses et du temps de repas sur les types et les rythmes circadiens du microbiote iléal.

Les chercheurs ont d’abord analysé les effets du HFD et du TRF sur la composition microbienne iléale et le rythme circadien. Des échantillons iléaux ont été prélevés sur trois groupes de souris nourries avec un régime riche en graisses à durée limitée (FT), un régime riche en graisses gratuit (FA) et un régime normal (NA) à différents moments chaque jour pour étudier la dynamique diurne de la lumière intestinale et des bactéries adhérentes.

Les résultats ont montré que le TRF pouvait améliorer le poids corporel et les niveaux de glycémie induits par un régime riche en graisses lorsque les calories alimentaires étaient les mêmes. Un régime riche en graisses a considérablement réduit la diversité alpha et la diversité bêta du microbiote iléal. La composition du microbiome des souris du groupe soumis à un régime alimentaire riche en graisses restreint et du groupe soumis à un régime alimentaire riche en graisses libre était légèrement différente, ce qui indique que le type de régime a un impact plus important sur la composition du microbiome iléal que la méthode d'alimentation. Les genres Lactococcus et Erysipelothrix ont été enrichis dans le groupe à régime riche en graisses libres par rapport au groupe à régime riche en graisses restreint. De plus, la richesse des micro-organismes qui maintenaient les oscillations rythmiques chez les souris soumises à un régime riche en graisses était inférieure à la moitié de celle des souris du groupe à régime normal, tandis que les souris soumises à un régime riche en graisses restreint présentaient des niveaux similaires de fluctuations périodiques que les souris témoins, indiquant que les rythmes circadiens microbiens sont liés aux bienfaits du TRF sur la fonction métabolique.

L'équipe de recherche a étudié l'abondance relative du microbiote iléal au fil du temps dans différentes conditions d'alimentation et de consommation afin de clarifier les oscillations périodiques des communautés microbiennes iléales et de déterminer leur importance dans le métabolisme de l'hôte. Les résultats ont montré que le genre bactérien dominant dans toutes les conditions expérimentales était Firmicutes, et que des bactéries lactiques ont été trouvées dans tous les groupes expérimentaux, et que leur abondance était considérablement réduite pendant la période active (période sombre) des souris dans des conditions d'alimentation riche en graisses. De plus, le Staphylococcus aureus a montré une augmentation rapide au début de la période d'obscurité, tant dans le groupe suivant un régime alimentaire normal que dans le groupe suivant un régime riche en graisses à durée limitée.

Les chercheurs ont ensuite étudié si les gènes rythmiques de l’hôte affectent la composition et le rythme circadien du microbiote iléal. Les chercheurs ont utilisé des souris Cry1;Cry2 double knockout (CDKO) pour tester si les gènes d'horloge sont importants pour la dynamique du microbiome. Les rythmes microbiens dans l'iléon des souris CDKO-NA ont été complètement abolis et l'analyse PCoA a reflété les rythmes d'alimentation et de sommeil perturbés de ces souris. Les bactéries les plus courantes trouvées dans l’iléon des souris appartenaient aux familles Erysipelothrix et Lactobacillaceae. Ces résultats suggèrent que l’horloge circadienne moléculaire de l’hôte est associée à la dynamique du microbiote iléal et que l’interférence avec l’horloge circadienne de l’hôte peut perturber le rythme circadien du microbiote iléal en interférant avec les habitudes alimentaires.

Étant donné que la dynamique quotidienne du microbiome influence le transcriptome hépatique, nous avons émis l’hypothèse que le transcriptome iléal serait également affecté par les oscillations intraluminales. Par rapport au NA, les transcriptions ont été significativement diminuées dans le régime riche en graisses, mais sont restées partiellement inchangées dans le FT. Il y avait 1 862 gènes codant pour des protéines avec des cycles diurnes qui se chevauchaient entre les trois groupes d’alimentation. Le HFD a perturbé les rythmes chez les souris HFD à flux libre en induisant un décalage de phase vers la lumière, tandis que le TRF a maintenu ces transcriptions chez les souris FT. Cela suggère que la dynamique intraluminale rythmique est liée au rythme circadien du TRF à l'horloge biologique périphérique de l'hôte. L'analyse de l'enrichissement génétique de la période commune entre les groupes de régime alimentaire normal et les groupes de régime alimentaire restreint riche en graisses a montré qu'ils étaient liés au métabolisme des phospholipides, à l'autophagie et au rythme circadien. Le HFD a perturbé les principaux gènes du rythme circadien, notamment Rev-erb, Per3, Clock, Bmal1 et Cry1, qui sont tous restés inchangés dans le TRF.

Les échantillons d’iléon de souris différaient selon les régimes alimentaires et les conditions de logement, ce qui peut indiquer que le phénotype métabolique seul ne dicte pas l’activité transcriptionnelle dans l’iléon. Le TRF a eu un effet plus important sur l’expression des gènes, comme l’augmentation du nombre de gènes DE iléaux dans FT et FA par rapport à NA et FA. Le HFD perturbe les changements diurnes dynamiques dans le transcriptome des gènes DE.

Les niveaux d'expression des gènes impliqués dans la réponse immunitaire aux bactéries ont été réduits dans les régimes riches en graisses, en particulier les ⍺-défensines.

Le TRF a amélioré la sensibilité à l'insuline et l'obésité chez les souris HFD. Ainsi, dans le contexte de l’oscillation circadienne du microbiome intestinal et de l’horloge iléale, comment le mode alimentaire affecte-t-il les voies de signalisation métabolique intestinale ? Les chercheurs ont découvert qu’un régime riche en graisses perturbait les voies de signalisation du GLP-1 (une hormone iléale majeure régulatrice de la glycémie) et des acides biliaires, mais que le régime TRF inversait les voies de signalisation altérées. Les niveaux d'expression de Gcg et de Dpp4 ont diminué et le rythme circadien a été perdu lors d'une alimentation riche en graisses. Cependant, le TRF maintient la dynamique diurne des deux et conduit à des changements dans l'expression génétique d'autres transporteurs impliqués dans la signalisation du GLP-1. De plus, les réserves d'acides biliaires, le transport, la réabsorption et la signalisation étaient également altérés dans le groupe de régime riche en graisses libres, mais pouvaient encore être inversés par TRF.

En résumé, les oscillations compositionnelles du microbiome intestinal sont essentielles aux rythmes circadiens périphériques normaux, tous deux perturbés dans l’obésité induite par l’alimentation (DIO). Bien que l'alimentation restreinte dans le temps (TRF) maintienne la synchronisation circadienne et prévienne l'apparition de DIO, elle a peu d'effet sur la dynamique du microbiote intestinal caecal. Par conséquent, d’autres régions de l’intestin, en particulier l’iléon, plaque tournante de la signalisation des incrétines et des acides biliaires, peuvent jouer un rôle important en influençant les rythmes circadiens périphériques. Cette étude démontre l’impact du régime alimentaire et du rythme alimentaire sur la composition et le transcriptome du microbiome iléal de la souris. DIO a supprimé les rythmes dynamiques de la composition du microbiome iléal et du transcriptome. Le TRF a partiellement restauré les rythmes circadiens dans le microbiome et le transcriptome iléaux, augmenté la libération de GLP-1 et modifié les pools d'acides biliaires iléaux et la signalisation FXR, ce qui peut expliquer comment le TRF exerce ses bienfaits métaboliques.

Cette étude fournit suffisamment de données pour explorer le rythme circadien du microbiome et du transcriptome iléaux, fournissant une base scientifique pour comprendre pleinement le rôle important de l'iléon dans la relation entre la flore intestinale et l'apparition de la maladie, et ouvre également le voyage de l'iléon au stade de la flore intestinale.

Références :

Le régime alimentaire et les habitudes alimentaires modulent la dynamique diurne du microbiome iléal et du transcriptome. Cell Rep. 2022 5 juil.;40(1):111008. est ce que je: 10.1016/j.celrep.2022.111008.