Rôle de la sérotonine et tryptophane dans la digestion?

[Nutrimuscle-Conseils]

The Dual Role of Serotonin in Colorectal Cancer
Vinicius Kannen Trends in Endocrinology & Metabolism Volume 31, Issue 8, August 2020, Pages 611-625


Highlights
Both brain and peripheral cells can synthesize 5-HT from the essential amino acid tryptophan, although intestinal enteroendocrine cells produce the most substantial amount of this hormone in the human body.

The serotonergic system encompasses a range of elements required for its synthesis, storage, release, transport, signaling, and degradation, from which it modulates essential functions in keeping with the body homeostasis.

Genetic, behavioral, or environmental factors may deregulate the serotonergic system functions, promoting a significant number of pathological conditions. This has been expanded to include different types of cancer.

A deregulated serotonergic system may be related to the development of colorectal cancer, because it can either promote or inhibit tumorigenesis in the colon through a combined modulation of DNA repair mechanisms and immune response.

[Nutrimuscle-Conseils]

Serotonin (5-HT) has complex effects on the central nervous system (CNS), neuroendocrine mechanisms, immunological reactions, intestinal microbiome, and cancer. It has been associated with more severe signs and symptoms of colitis, as well as promoting colorectal cancer (CRC) cells toward expansion. However, recent findings revealed that impairments in 5-HT synthesis lead to high levels of DNA damage in colonocytes, which is linked with inflammatory reactions promoting the development of CRC. Here, we review the diverse roles of 5-HT in intestinal homeostasis and in CRC and discuss how improved understanding of the modulation of the 5-HT pathway could be helpful for the design of novel anticancer therapies.

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[Nutrimuscle-Conseils]

Les intestins sont la principale source de synthèse de sérotonine (5-HT) dans le corps

[Nutrimuscle-Conseils]

The ever-changing roles of serotonin
Lauren A.Jones The International Journal of Biochemistry & Cell Biology Volume 125, August 2020, 105776

Serotonin (5-HT) has traditional roles as a key neurotransmitter in the central nervous system and as a regulatory hormone controlling a broad range of physiological functions. Perhaps the most classically-defined functions of 5-HT are centrally in the control of mood, sleep and anxiety and peripherally in the modulation of gastrointestinal motility. A more recently appreciated role for 5-HT has emerged, however, as an important metabolic hormone contributing to glucose homeostasis and adiposity, with a causal relationship existing between circulating 5-HT levels and metabolic diseases. Almost all peripheral 5-HT is derived from specialised enteroendocrine cells, called enterochromaffin (EC) cells, located throughout the length of the lining of the gastrointestinal tract. EC cells are important luminal sensory cells that can detect and respond to an array of ingested nutrients, as well as luminal gut microbiota and their associated metabolites. Intriguingly, the interaction between gut microbiota and EC cells is dynamic in nature and has strong implications for host physiology. In this review, we discuss the traditional and modern functions of 5-HT and highlight an emerging pathway by which gut microbiota influences host health.

Serotonin, also known as 5-hydroxytryptamine (5-HT), is an important neurotransmitter, growth factor and hormone that mediates a range of physiological functions. In mammals, serotonin is synthesized from the essential amino acid tryptophan by the rate-limiting enzyme tryptophan hydroxylase (TPH), for which there are two isoforms expressed in distinct cell types throughout the body. Tph1 is mainly expressed by specialized gut endocrine cells known as enterochromaffin (EC) cells and by other non-neuronal cell types such as adipocytes (Walther et al., 2003). Tph2 is primarily expressed in neurons of the raphe nuclei of the brain stem and a subset of neurons in the enteric nervous system (ENS) (Yabut et al., 2019). As 5-HT cannot readily cross the blood-brain barrier, the central and peripheral pools of 5-HT are anatomically separated and as such, act in their own distinct manners (Martin et al., 2017c). In this review we discuss the peripheral roles of serotonin, with particular focus on the interaction of gut-derived serotonin with the gut microbiota, and address emerging evidence linking this relationship with host homeostasis.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Les rôles en constante évolution de la sérotonine
Lauren A.Jones The International Journal of Biochemistry & Cell Biology Volume 125, août 2020, 105776

La sérotonine (5-HT) a des rôles traditionnels en tant que neurotransmetteur clé dans le système nerveux central et en tant qu'hormone régulatrice contrôlant un large éventail de fonctions physiologiques. Les fonctions de la 5-HT les plus classiquement définies sont peut-être au niveau central dans le contrôle de l'humeur, du sommeil et de l'anxiété et au niveau périphérique dans la modulation de la motilité gastro-intestinale. Un rôle plus récemment apprécié pour la 5-HT est cependant apparu comme une hormone métabolique importante contribuant à l'homéostasie et à l'adiposité du glucose, avec une relation causale entre les niveaux de 5-HT circulants et les maladies métaboliques. La quasi-totalité de la 5-HT périphérique est dérivée de cellules entéro-endocrines spécialisées, appelées cellules d'entérochromaffine (CE), situées sur toute la longueur de la muqueuse du tractus gastro-intestinal. Les cellules EC sont des cellules sensorielles luminales importantes qui peuvent détecter et répondre à un éventail de nutriments ingérés, ainsi que du microbiote intestinal luminal et de leurs métabolites associés. Curieusement, l'interaction entre le microbiote intestinal et les cellules EC est de nature dynamique et a de fortes implications pour la physiologie de l'hôte. Dans cette revue, nous discutons des fonctions traditionnelles et modernes de la 5-HT et mettons en évidence une nouvelle voie par laquelle le microbiote intestinal influence la santé de l'hôte.

La sérotonine, également connue sous le nom de 5-hydroxytryptamine (5-HT), est un neurotransmetteur, un facteur de croissance et une hormone importants qui assurent la médiation d'une gamme de fonctions physiologiques. Chez les mammifères, la sérotonine est synthétisée à partir de l'acide aminé essentiel tryptophane par l'enzyme limitant le taux de tryptophane hydroxylase (TPH), pour laquelle il existe deux isoformes exprimées dans des types cellulaires distincts dans tout le corps. La Tph1 est principalement exprimée par les cellules endocrines intestinales spécialisées appelées cellules d'entérochromaffine (CE) et par d'autres types de cellules non neuronales telles que les adipocytes (Walther et al., 2003). La Tph2 est principalement exprimée dans les neurones des noyaux de raphé du tronc cérébral et un sous-ensemble de neurones du système nerveux entérique (ENS) (Yabut et al., 2019). Comme la 5-HT ne peut pas franchir facilement la barrière hémato-encéphalique, les pools central et périphérique de 5-HT sont anatomiquement séparés et, en tant que tels, agissent de leurs propres manières distinctes (Martin et al., 2017c). Dans cette revue, nous discutons des rôles périphériques de la sérotonine, avec un accent particulier sur l'interaction de la sérotonine dérivée de l'intestin avec le microbiote intestinal, et abordons les nouvelles preuves reliant cette relation avec l'homéostasie de l'hôte.

[Nutrimuscle-Conseils]

Associations between plasma tryptophan and indole-3-propionic acid levels and mortality in patients with coronary artery disease
Qing Li, The American Journal of Clinical Nutrition, 21 June 2022

Background
Indole-3-propionic acid (IPA), a microbiota-produced tryptophan metabolite, has been shown to exhibit cardioprotective effects in animal models. However, the relation of IPA with cardiovascular risk in humans is currently unknown.

Objectives
This prospective study aimed to investigate whether plasma tryptophan and IPA levels are associated with decreased risks of mortality.

Methods
Ultrahigh-performance liquid chromatography–tandem mass spectrometry was used to measure plasma tryptophan and IPA levels in 1,829 coronary artery disease (CAD) patients. Cox proportional hazards regression models were used to estimate the associations between tryptophan and IPA levels and the risk of cardiovascular and all-cause mortality.

Results
During the median 9.2-year follow-up, 424 all-cause deaths occurred, of which 272 were cardiovascular deaths. Plasma tryptophan and IPA levels were significantly associated with a reduced risk of cardiovascular and all-cause mortality. CAD patients with the highest quartile of tryptophan and IPA levels had multivariable-adjusted hazard ratios of 0.62 (95% confidence interval [CI], 0.43, 0.89) and 0.71 (95% CI 0.50, 0.99), respectively, for cardiovascular mortality and 0.67 (95% CI, 0.50, 0.90) and 0.75 (95%CI 0.57, 0.99), respectively, for all-cause mortality compared with that in CAD patients in the lowest quartile. After multivariable adjustments, one standard deviation increase in the continuous plasma tryptophan and IPA levels were respectively associated with 16% and 14% decreases in the risk of cardiovascular mortality and with 13% and 14% decreases in the risk of all-cause mortality. Restricted cubic splines displayed linear associations between plasma tryptophan and IPA levels and cardiovascular and all-cause mortality among CAD patients.

Conclusions
Our findings suggest that plasma tryptophan and IPA levels are significantly associated with decreased risk of cardiovascular and all-cause mortality in CAD patients. Further studies are needed to determine the clinical diagnostic and therapeutic values of tryptophan and IPA levels on the risk of mortality among CAD patients.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Associations entre les taux plasmatiques de tryptophane et d'acide indole-3-propionique et la mortalité chez les patients atteints de maladie coronarienne
Qing Li, The American Journal of Clinical Nutrition, 21 juin 2022

Arrière plan
Il a été démontré que l'acide indole-3-propionique (IPA), un métabolite du tryptophane produit par le microbiote, présente des effets cardioprotecteurs dans des modèles animaux. Cependant, la relation entre l'IPA et le risque cardiovasculaire chez l'homme est actuellement inconnue.

Objectifs
Cette étude prospective visait à déterminer si les taux plasmatiques de tryptophane et d'IPA sont associés à une diminution des risques de mortalité.

Méthodes
La chromatographie liquide à ultra haute performance et la spectrométrie de masse en tandem ont été utilisées pour mesurer les taux plasmatiques de tryptophane et d'IPA chez 1 829 patients atteints de coronaropathie. Des modèles de régression des risques proportionnels de Cox ont été utilisés pour estimer les associations entre les niveaux de tryptophane et d'IPA et le risque de mortalité cardiovasculaire et toutes causes confondues.

Résultats
Au cours du suivi médian de 9,2 ans, 424 décès toutes causes confondues sont survenus, dont 272 décès cardiovasculaires. Les taux plasmatiques de tryptophane et d'IPA étaient significativement associés à un risque réduit de mortalité cardiovasculaire et toutes causes confondues. Les patients atteints de coronaropathie avec le quartile le plus élevé de niveaux de tryptophane et d'IPA avaient des rapports de risque multivariés ajustés de 0,62 (intervalle de confiance [IC] à 95 %, 0,43, 0,89) et 0,71 (IC à 95 % 0,50, 0,99), respectivement, pour la mortalité cardiovasculaire et 0,67 (IC à 95 %, 0,50, 0,90) et 0,75 (IC à 95 %, 0,57, 0,99), respectivement, pour la mortalité toutes causes confondues par rapport à celle des patients coronariens du quartile inférieur. Après ajustements multivariés, une augmentation d'un écart type des taux plasmatiques continus de tryptophane et d'IPA était respectivement associée à des diminutions de 16 % et 14 % du risque de mortalité cardiovasculaire et à des diminutions de 13 % et 14 % du risque de mortalité toutes causes confondues. Les splines cubiques restreintes affichaient des associations linéaires entre les taux plasmatiques de tryptophane et d'IPA et la mortalité cardiovasculaire et toutes causes confondues chez les patients coronariens.

conclusion
Nos résultats suggèrent que les taux plasmatiques de tryptophane et d'IPA sont significativement associés à une diminution du risque de mortalité cardiovasculaire et toutes causes confondues chez les patients coronariens. D'autres études sont nécessaires pour déterminer les valeurs diagnostiques cliniques et thérapeutiques des niveaux de tryptophane et d'IPA sur le risque de mortalité chez les patients coronariens.