Le sommeil dépend de nombreux systèmes de l’organisme : le cerveau, les hormones, le système immunitaire, le métabolisme et l’horloge biologique. Au cours de la dernière décennie, les chercheurs ont découvert que les bactéries intestinales constituent un autre facteur important. Les microbes présents dans l’intestin produisent de petites substances chimiques, modifient les signaux immunitaires, stimulent les nerfs intestinaux et influencent les horloges biologiques locales ; ces effets peuvent modifier le moment et la manière dont vous dormez. Il existe un lien essentiel entre l’alimentation et l’activité intestinale d’une part, et les substances chimiques cérébrales que sont le tryptophane et la sérotonine d’autre part, lesquelles jouent un rôle fondamental dans le cycle veille-sommeil. Nous allons maintenant examiner les nombreuses façons dont les bactéries intestinales influencent à la fois la santé intestinale et le sommeil.
Pourquoi l’intestin est-il important pour le sommeil ?
L’intestin et le cerveau communiquent constamment entre eux. Les microbes intestinaux produisent ou modifient de minuscules molécules qui peuvent passer dans le sang et atteindre d’autres organes ; par exemple, les acides gras à chaîne courte issus de la fermentation des fibres, les indoles dérivés du tryptophane et les acides biliaires modifiés. De plus, certains composants de certaines bactéries (tels que le lipopolysaccharide, ou LPS, issu de la membrane externe des bactéries Gram-négatives) peuvent agir comme des déclencheurs de l’inflammation s’ils traversent une barrière intestinale affaiblie. Ces substances chimiques microbiennes peuvent altérer les signaux immunitaires (en augmentant ou en réduisant l’inflammation), stimuler les nerfs intestinaux et le nerf vague — une voie directe vers le cerveau — et modifier les horloges biologiques locales des organes.
Ces molécules atteignent le cerveau principalement de deux façons : de manière indirecte, lorsqu’elles circulent dans le sang et modifient les médiateurs immunitaires, ou de manière plus directe, en activant les nerfs ou en modifiant l’apport en matières premières dont le cerveau a besoin pour produire des neurotransmetteurs. Étant donné que le sommeil dépend de divers facteurs — notamment les substances chimiques cérébrales (sérotonine, GABA et histamine), des hormones telles que la mélatonine, l’inflammation et les rythmes circadiens —, les modifications du microbiote intestinal peuvent influencer de manière significative le moment et la manière dont vous dormez.
Sérotonine et tryptophane : le lien essentiel avec le sommeil
La sérotonine est une substance chimique cérébrale impliquée dans l’humeur, l’état de veille et la production de mélatonine, l’hormone qui aide à signaler le début de la nuit et à favoriser le sommeil. L’organisme dispose de deux systèmes sérotoninergiques distincts. La majeure partie de la sérotonine est produite dans l’intestin par des cellules entérochromaffines spécialisées qui utilisent une enzyme appelée TPH1. Le cerveau produit sa propre sérotonine à l’intérieur des neurones à l’aide d’une enzyme différente, la TPH2. Il est important de souligner que la sérotonine produite dans l’intestin ne peut pas traverser la barrière hémato-encéphalique ; le cerveau dépend donc de l’acide aminé tryptophane (issu de l’alimentation) comme matière première pour produire sa propre sérotonine.
Cela signifie que les taux de sérotonine dans le cerveau dépendent de deux facteurs : la quantité de tryptophane qui atteint la circulation sanguine et l’efficacité avec laquelle l’enzyme TPH2 neuronale transforme le tryptophane en sérotonine. Les facteurs qui réduisent le tryptophane circulant — tels que certaines activités microbiennes, l’inflammation qui active la voie de la quinurénine ou les carences alimentaires — peuvent diminuer la sérotonine centrale et perturber le sommeil. À l’inverse, les facteurs qui préservent ou augmentent la disponibilité du tryptophane — comme un apport adéquat en protéines dans l’alimentation, une inflammation intestinale réduite et un microbiote favorisant la disponibilité du tryptophane — peuvent contribuer à une synthèse normale de la sérotonine, à la production nocturne de mélatonine et à des horaires et une architecture du sommeil plus sains.
Comment les bactéries intestinales modifient le tryptophane et la sérotonine
Les microbes intestinaux influencent le sommeil en modifiant le tryptophane et la sérotonine par le biais de divers mécanismes. Certaines bactéries consomment ou transforment le tryptophane, tandis que d’autres améliorent son absorption, modifiant ainsi la quantité de tryptophane circulant dans le sang. Une diminution du taux de tryptophane dans le sang signifie moins de substrat disponible pour que le cerveau synthétise la sérotonine, ce qui peut rendre plus difficile l’endormissement, le maintien d’un sommeil stable et la production de mélatonine pendant la nuit. Deuxièmement, certains microbes et leurs métabolites (par exemple, les acides gras à chaîne courte) stimulent les cellules entérochromaffines de l’intestin afin qu’elles produisent davantage de sérotonine, ce qui altère la digestion et la signalisation immunitaire ; bien que la sérotonine d’origine intestinale ne traverse pas la barrière hémato-encéphalique, ces changements périphériques peuvent affecter indirectement le sommeil.
Troisièmement, certains produits microbiens (tels que le lipopolysaccharide, ou LPS, mentionné précédemment) provoquent une inflammation qui active des enzymes détournant le tryptophane de la synthèse de la sérotonine pour l’orienter vers la voie de la kynurénine. La voie de la kynurénine est une série d’étapes chimiques que l’organisme utilise pour décomposer le tryptophane en d’autres molécules, telles que la kynurénine et ses métabolites. La kynurénine et ses métabolites peuvent pénétrer dans le cerveau et perturber la transmission des signaux neuronaux, ce qui pourrait avoir un impact négatif sur l’humeur, le système immunitaire et le sommeil. Enfin, la sérotonine est nécessaire à la production de mélatonine ; par conséquent, une quantité moindre de sérotonine dans le cerveau se traduit par une diminution de la mélatonine. Cela peut affaiblir le signal nocturne de l’organisme et perturber le sommeil.
Pourquoi est-ce important pour la santé intestinale et le sommeil ?
Les effets de la sérotonine dépendent de la région cérébrale et du moment de la journée, mais, en général, elle favorise un sommeil normal en permettant la production de mélatonine et en aidant à réguler les systèmes responsables de l’éveil et de la vigilance. Un taux adéquat de sérotonine dans le cerveau facilite l’endormissement, stabilise l’architecture du sommeil et favorise un sommeil profond et réparateur. Lorsque les taux de sérotonine dans le cerveau sont faibles — en raison d’une disponibilité réduite en tryptophane ou d’un détournement accru de celui-ci vers la voie de la kynurénine —, le sommeil a tendance à devenir fragmenté, avec moins de sommeil à ondes lentes (profond), plus de réveils et des modifications du moment et de la durée de la phase paradoxale, ce qui peut avoir un impact négatif sur l’humeur et les fonctions cognitives pendant la journée.
Bien que la sérotonine produite dans l’intestin ne puisse pas traverser la barrière hémato-encéphalique, elle influence les nerfs voisins (en particulier le nerf vague) et les cellules immunitaires, en modifiant les signaux que ces systèmes envoient au système nerveux central. Ces signaux nerveux et immunitaires altérés peuvent augmenter l’état de veille, accroître le niveau d’inflammation ou amplifier les réponses au stress, ce qui, dans chaque cas, peut réduire la profondeur et la continuité du sommeil. À long terme, ces perturbations répétées peuvent altérer la régulation du sommeil et contribuer à la fatigue diurne, aux troubles de l’humeur et à des effets métaboliques, créant ainsi un cercle vicieux qui perturbe encore davantage la fonction intestinale et la composition microbienne.
Autres façons importantes dont les microbes influencent le sommeil
La sérotonine est un maillon clé, mais les microbes intestinaux influencent également le sommeil d’autres manières. Les bactéries qui se nourrissent de fibres produisent des acides gras à chaîne courte (AGCC) qui peuvent aider à approfondir le sommeil et influencer les cellules cérébrales. Certains microbes produisent des composants de base de neurotransmetteurs tels que le GABA et la dopamine, qui agissent sur les récepteurs ou les nerfs intestinaux. Les microbes influencent également l’inflammation — une inflammation chronique de faible intensité perturbe le sommeil — et leurs signaux peuvent modifier l’activité du nerf vague, altérant ainsi rapidement l’état de vigilance du cerveau.
Les microbes intestinaux suivent les rythmes circadiens et contribuent à réguler les horloges biologiques par le biais de leurs métabolites ; ils modifient également les acides biliaires et le métabolisme, ce qui peut influencer la température corporelle et le sommeil. Lorsque le microbiome est déséquilibré — un état appelé dysbiose —, les métabolites microbiens toxiques peuvent perturber davantage le sommeil et nuire à la santé cérébrale.
Résultats de la recherche et mesures pratiques pour améliorer le sommeil par le biais de l’intestin
Des études menées sur des animaux montrent que la modification du microbiome altère le sommeil et les substances chimiques cérébrales. Chez l’être humain, il existe un lien entre le déséquilibre intestinal et la mauvaise qualité du sommeil, et de petits essais portant sur certains probiotiques ou prébiotiques montrent des améliorations modérées du sommeil.
Il existe des mesures concrètes qui peuvent aider à orienter le métabolisme du tryptophane vers une sérotonine plus saine et un meilleur sommeil :
- Consommez suffisamment de protéines (pour obtenir du tryptophane) et beaucoup de fibres pour nourrir les bactéries productrices de AGCC.
- Évitez les aliments et les habitudes qui favorisent l’inflammation intestinale, tels que les aliments hautement transformés ou la consommation excessive d’alcool.
- Envisagez de prendre des prébiotiques ou des probiotiques spécifiques (les résultats varient selon la souche).
- Réduisez l’inflammation générale grâce à une alimentation saine, à l’exercice physique et au traitement des infections intestinales.
- Maintenez une exposition régulière à la lumière et des horaires fixes pour les repas, afin de favoriser les horloges biologiques de votre corps et de votre microbiote.
Limites et questions en suspens
La sérotonine intestinale et la sérotonine cérébrale ne sont pas identiques : les variations de la sérotonine périphérique ne reflètent pas directement les taux cérébraux ; par conséquent, la mesure de la sérotonine intestinale ne donne qu’une image indirecte des taux de sérotonine dans le cerveau. De plus, les microbiomes individuels varient considérablement en fonction de l’alimentation, de la génétique, des traitements médicamenteux et de l’environnement ; par conséquent, les effets sur le métabolisme du tryptophane, la production de sérotonine et le sommeil peuvent varier considérablement d’une personne à l’autre.
Nous ne savons pas encore quelles bactéries spécifiques, combinaisons de microbes ou substances chimiques microbiennes favorisent de manière fiable l’utilisation du tryptophane pour la production de sérotonine, plutôt que de suivre la voie de la quinurénine, chez l’être humain, ni si la modification du microbiome peut apporter des bienfaits durables sur le sommeil. Les études menées à ce jour sont limitées par la petite taille des échantillons, la courte durée des suivis, des méthodes de mesure incohérentes et la difficulté à distinguer les effets du microbiome de ceux de l’alimentation et de l’inflammation. En raison de ces problèmes, des essais cliniques chez l’homme plus vastes, de plus longue durée et bien contrôlés sont nécessaires.
La santé intestinale est importante pour mieux dormir
Les bactéries intestinales influencent le sommeil de nombreuses façons, mais la voie tryptophane → sérotonine → mélatonine constitue un maillon clé entre l’alimentation, l’activité intestinale et la chimie cérébrale qui régule les horaires et la qualité du sommeil. Favoriser un microbiote intestinal diversifié et riche en fibres, ainsi que limiter l’inflammation intestinale, sont des mesures pratiques qui peuvent aider à mieux dormir, même si des approches personnalisées et davantage de recherches sont nécessaires.
