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Centre de Recherche en Nutrition Humaine (CRNH) Ouest

Rôle des fibres alimentaires sur la mémoire.

Analyse du métabolisme cérébral du glucose chez le porc par imagerie du 18Fluoro-Déoxy-Glucose en Tomographie d’Emission de Positron (TEP-scan).
© JC Moschetti
Le butyrate produit par la fermentation colique des fibres alimentaires agirait-il sur la mémoire ?
Analyse du métabolisme cérébral du glucose chez le porc par imagerie du 18Fluoro-Déoxy-Glucose en Tomographie d’Emission de Positron (TEP-scan).

Analyse du métabolisme cérébral du glucose chez le porc par imagerie du 18Fluoro-Déoxy-Glucose en Tomographie d’Emission de Positron (TEP-scan).

Le butyrate est un acide gras produit par la fermentation bactérienne de fibres alimentaires au niveau du côlon (gros intestin). Le butyrate joue un rôle important dans la physiologie du côlon. Il est la source principale du métabolisme énergétique de l’épithélium colique dont il régule la prolifération et la différenciation cellulaire. Bien que retrouvé en faible quantité dans la circulation sanguine, certaines études suggèrent que le butyrate pourrait agir positivement sur l’hippocampe, une structure du cerveau impliquée dans la mémoire. Le métabolisme énergétique des cellules cérébrales, qui dépend du glucose, est essentiel à leur activité. Dans notre étude, notre hypothèse était que le butyrate, absorbé au niveau du tube digestif, pourrait moduler le métabolisme énergétique des neurones et favoriser ainsi le fonctionnement de l’hippocampe.

Afin de vérifier cette hypothèse, une étude par imagerie cérébrale a été réalisée chez le porc, un modèle animal dont la structure du cerveau est similaire à celle de l’homme. Deux groupes d’animaux ont reçu, soit de l’eau de boisson seule, soit de l’eau additionnée de butyrate. Au bout de 3 semaines, les animaux ont reçu une injection d’un analogue du glucose, le 18Fluoro-Déoxy-Glucose (18FDG). Le 18FDG permet de « visualiser » le métabolisme cérébral du glucose par la technique d’imagerie de Tomographie d’Emission de Positron (Figure). L’imagerie a ainsi mis en évidence une augmentation du métabolisme du glucose au niveau de l’hippocampe des animaux ayant bu du butyrate. De plus, une analyse histologique a révélé une augmentation de la prolifération des neurones de l’hippocampe. Ces résultats suggèrent donc que l’ingestion orale de butyrate pourrait moduler le fonctionnement de l’hippocampe. Des études complémentaires seront nécessaires pour conclure à un impact du butyrate sur la mémoire. Ces études pourraient révéler un nouvel intérêt de la consommation de fibres dans l’alimentation.

Partenaires: Ce travail a été réalisé par l’équipe de D. Val-Laillet (UMR NuMeCan, INRA, INSERM, Université de Rennes), en collaboration avec la plateforme d’imagerie PRISM (Unité de Service Ani-Scans, INRA, St Gilles) et de l’UMR PHAN, dans le cadre du Pari Scientifique régional « Épimémo » coordonné par J.P. Segain (UMR PHAN, Université de Nantes, Centre INRA Pays de la Loire).

Publication associée: Val-Laillet D., Guérin S., Coquery N., Nogret I., Formal M., Romé V., Le Normand L., Meurice P., Randuineau G., Guilloteau P., Malbert C.H., Parnet P., Lallès J.P., Segain J.P. Oral sodium butyrate impacts brain metabolism and hippocampal neurogenesis, with limited effects on gut anatomy and function in pigs. FASEB J. 2017 Dec 14. pii: fj.201700547RR.

doi: http://dx.doi.org/10.1096/fj.201700547RR