Le cerveau en tant que centre de pilotage du corps

Le cerveau communique constamment avec le reste du corps

Il reçoit des informations de la part des organes sensoriels, notamment notre langue, nos yeux, notre peau, nos oreilles, notre nez, ainsi que par l’intermédiaire de récepteurs qui surveillent l’état interne du corps. Il envoie également des informations aux organes et aux tissus, comme les muscles.

Beaucoup de ces voies de communication sont par nature bioélectriques : les neurones reçoivent, traitent et transmettent les informations. Ces informations transitent généralement via des axones sous la forme d’impulsions électriques, comme nous l’avons dit dans la première vidéo de cette activité.

Il existe cependant d’autres mécanismes de signalisation entre le cerveau et le reste du corps. Certains de ces mécanismes sont regroupés sous la dénomination d’axes hypothalamo-hypophysaires (HH).

Les axes HH, qu’est-ce que c’est ?

Les axes hypothalamo-hypophysaires sont des systèmes constitués de différents composants qui agissent ensemble dans un système régulé par des mécanismes de rétroaction et de précompensation.

Tous ces axes démarrent dans l’hypothalamus, une zone qui relie le cerveau au système endocrinien par sa connexion avec l’hypophyse, le deuxième élément « fixe » de ce groupe de mécanismes. La troisième partie du nom des différents axes indique le rôle du système ou de l’organe cible final. Par exemple, les glandes surrénales font partie de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien et la thyroïde fait partie de l’axe hypothalamo-hypophyso-thyroïdien.

À titre d’exemple, nous décrirons ce dernier : l’hypothalamus produit une hormone appelée thyréolibérine (TRH), qui va jusqu’à l’hypophyse. Cette dernière produit à son tour une autre hormone, la thyréostimuline, ou TSH, dont le but est de stimuler l’activité de la thyroïde et sa production des hormones thyroïdiennes, T3 et T4, qui ont un effet sur tout le corps.

Bien sûr, si l’hypothalamus n’avait pas un moyen de « vérifier » la quantité d’hormones thyroïdiennes dans le sang, il ne pourrait pas réguler leur quantité. En fait, les hormones thyroïdiennes inhibent la production de TRH et de TSH. Ce système de rétroaction vise à maintenir un taux hormonal stable, aux alentours du taux qui a été « fixé » à ce moment-là.

Que font les axes hypothalamo-hypophysaires ?

Ces axes régulent les processus physiologiques du corps humain, comme le taux métabolique, le comportement en matière de consommation de nourriture et de boissons, l’utilisation d’énergie, la pression artérielle, la croissance, la réponse au stress, le travail et l’accouchement.

La médiation de l’interaction entre les glandes, les hormones et les parties du cerveau s’effectue au niveau d’axes spécifiques, par exemple :

• L’axe hypothalamo-hypophyso-gonadique (axe HHG) contrôle le développement, le vieillissement et la reproduction en régulant les cycles utérin et ovarien chez les animaux.
• L’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (axe HHS) est responsable des réactions au stress et régule de nombreux processus corporels, notamment la digestion, le système immunitaire, l’humeur et les émotions, la sexualité, le stockage de l’énergie et les dépenses d’énergie.
• L’axe hypothalamo-hypophyso-thyroïdien (axe HHT) est responsable de la régulation du métabolisme.

Qu’en est-il de l’axe intestin-cerveau ?

L’axe intestin-cerveau est similaire en termes de concept aux exemples que nous avons mentionnés ci-dessus : il fait référence à la signalisation biochimique entre le cerveau et d’autres organes. Il ne s’agit pas seulement d’un axe neuroendocrinien : il englobe l’axe HHS et d’autres aires du cerveau, le système nerveux autonome, le système immunitaire, le nerf vague, l’intestin et les bactéries qui y vivent (notre microbiote intestinal).

C’est donc un système extrêmement complexe, qui transporte des informations dont la nature peut être très différente de l’une à l’autre. Le cerveau peut influer sur la motilité, la sécrétion d’hormones intestinales et l’équilibre microbien. Il peut également donner le signal de démarrage de la digestion avant même que nous ne mangions une seule bouchée de nourriture, en donnant l’ordre à l’estomac de commencer à produire des sucs gastriques.

D’autre part, la communication n’est pas unidirectionnelle : par exemple, les bactéries intestinales produisent divers produits chimiques (tels que des neurotransmetteurs et des acides gras à chaîne courte) qui peuvent avoir un effet sur la fonction cérébrale et moduler l’humeur et le comportement. L’intestin lui-même peut moduler les processus cérébraux, par exemple en produisant des hormones telles que la ghréline, la leptine et le peptide YY, qui peuvent augmenter ou diminuer notre appétit et notre consommation de nourriture.

Nous discuterons de l’axe intestin-cerveau, et en particulier du rôle que le microbiote y joue, pendant la dernière semaine de notre cours.