Comment le microbiote se met en place ?
Le microbiote est encore un mystère, on réalise petit à petit son importance pour la santé humaine, mais on ne sait pas vraiment comment le microbiote se met en place, ni quelle est son implication totale dans les processus métaboliques.
Déjà le microbiote influence le cerveau, on le qualifie même de deuxième cerveau et certains chercheurs en font le premier cerveau. Ensuite, le microbiote a une importance capitale dans de multiples processus biologiques du corps. Si le microbiote est en bonne santé, alors tu seras en bonne santé.
De même, si tu as un bon microbiote, tu seras certainement mince, épanoui… Bref, le microbiote a une importance dans tous les éléments du quotidien. C’est pour cela qu’autant de chercheurs s’intéressent au microbiote et se demandent comment le microbiote se met en place.
Comment le microbiote se met en place et que fait-il ?
Le microbiome est une collection de génomes de micro-organismes présents dans un environnement particulier, tandis que le microbiote est une collection de micro-organismes eux-mêmes.
Définition microbiote
Le tractus gastro-intestinal humain contient environ 100 000 milliards de micro-organismes (principalement des bactéries, mais aussi des virus, des champignons et des protozoaires) et le microbiome peut être considéré comme un organe virtuel du corps. Le génome humain est constitué d'environ 23 000 gènes, mais le microbiome code plus de trois millions de gènes qui produisent des milliers de métabolites, lesquels se substituent à de nombreuses fonctions de l'hôte et influencent par conséquent la forme physique, le phénotype et la santé de ce dernier.
Les bactéries intestinales jouent un rôle important dans de nombreux aspects de la santé humaine, notamment les propriétés immunitaires, métaboliques et neurocomportementales.
La composition du microbiote intestinal a généralement été quantifiée à l'aide de méthodes basées sur l'ADN, telles que le séquençage de nouvelle génération des gènes de l'ARN ribosomal 16S et le séquençage shotgun du génome entier, qui permet également de déduire la fonction du microbiote. Les produits métaboliques du microbiote peuvent être mesurés dans les selles à l'aide de méthodes métabolomiques. et dans le sérum en utilisant des méthodes métabolomiques.
Comment le microbiote se met en place ?
Le microbiote intestinal est propre à chacun. Un enfant n’a pas le même microbiote que ses parents, mais il récupère plus de la moitié des micro-organismes de ses parents. Ainsi, le microbiote a un côté héréditaire, un peu comme l’ADN.
C’est principalement le microbiote de la mère qui est transmis lors de l’accouchement. Le nouveau-né va être en contact avec la flore vaginale et fécale, ce qui lui transmet tous les micro-organismes qui constitueront son microbiote. En cas de naissance par césarienne, ce sont tous les micro-organismes de l’environnement du bébé qui lui seront transmis.
Ensuite, pendant les premières années de la vie d’un bébé, son microbiote évolue énormément, se développe et se complexifie. C’est pour cela que le microbiote est propre à chacun. Une fois le microbiote stabilisé, il restera globalement le même pour la vie de l’individu, mais pourra subir d’autres évolutions en cas de changement de mode de vie, d’environnement, d’alimentation…
Maintenant, tu sais comment le microbiote se met en place, et tu vas découvrir comment le microbiote évolue.
Comment le microbiote agit sur la santé ?
Le microbiote a un rôle fondamental sur la santé, et tu vas découvrir pourquoi.
Que fait le microbiote intestinal ?
Le microbiote intestinal a la capacité essentielle de fermenter des substrats non digestibles tels que les fibres alimentaires et le mucus intestinal endogène. Cette fermentation favorise la croissance de micro-organismes spécialisés qui produisent des acides gras à chaîne courte (AGCC) et des gaz. Les principaux AGCC produits sont l'acide acétique, l'acide propionique et l'acide butyrique.
Le butyrate est une source d'énergie majeure pour les cellules du côlon humain, induit l'apoptose des cellules cancéreuses du côlon, active la glycogenèse intestinale et a des effets bénéfiques sur l'homéostasie du glucose et de l'énergie. Le butyrate consomme de grandes quantités d'oxygène par la bêta-oxydation des cellules épithéliales, ce qui maintient l'équilibre de l'oxygène dans l'intestin. Il est essentiel pour générer l'hypoxie et prévenir la dysbiose intestinale.
L'acide propionique migre vers le foie et régule la gluconéogenèse et la signalisation de la satiété par le biais d'interactions avec les récepteurs d'acides gras dans l'intestin. L'acide acétique est l'AGCS le plus abondant et est un métabolite essentiel pour la croissance d'autres bactéries, mais il atteint les tissus périphériques et est utilisé dans le métabolisme du cholestérol et la lipogenèse et peut être impliqué dans la régulation centrale de l'appétit.
Les enzymes bactériennes intestinales participent au métabolisme des acides biliaires, produisant des acides biliaires non conjugués et secondaires qui agissent comme des molécules de signalisation et des régulateurs métaboliques, affectant des voies importantes chez l'hôte.
Microbiote intestinal et obésité
Le microbiote intestinal semble être impliqué dans le développement et la progression de l'obésité. Les souris stériles chez qui le microbiote est prélevé dans les fèces de personnes obèses prennent plus de poids que les souris chez qui le microbiote est prélevé chez des personnes de poids sain. Une vaste étude menée auprès de jumeaux au Royaume-Uni a révélé que le genre Christensenella était rare chez les personnes obèses. Cela empêchait la prise de poids lorsqu'il était donné à des souris stériles.
Ce micro-organisme et d'autres, tels que l'Akkermansia, ont été corrélés à une diminution du dépôt de graisse viscérale. La plupart des preuves de confirmation proviennent de modèles de souris. Pour autant, la prise de poids à long terme chez l'homme (plus de 10 ans) est corrélée à une faible diversité de la microflore. Cette association est plus marquée chez les femmes que chez les hommes.
La dysbiose du microbiote intestinal favorise l'obésité induite par l'alimentation et les complications métaboliques. Cela se ferait vraisemblablement par le biais de divers mécanismes, notamment une dysrégulation immunitaire, une altération de la régulation énergétique, une altération de la régulation hormonale intestinale et des mécanismes inflammatoires (tels que les endotoxines lipopolysaccharidiques qui traversent la barrière intestinale et pénètrent dans la circulation portale).
Diversité de la microflore et santé
Il a été observé de manière reproductible que les patients souffrant de maladies inflammatoires de l'intestin, de rhumatisme psoriasique, de diabète de type 1, d'eczéma atopique, de maladie cœliaque, d'obésité, de diabète de type 2, et d'athérosclérose ont une diversité bactérienne plus faible que les témoins sains. L'association entre une diversité réduite et la maladie suggère que les écosystèmes intestinaux riches en espèces sont plus robustes aux impacts. En effet, dans les écosystèmes intacts, les micro-organismes fonctionnellement apparentés peuvent compenser les fonctions d'autres espèces qui font défaut.
Toutefois, des études d'intervention récentes ont montré qu'une augmentation significative de la teneur en fibres alimentaires peut entraîner une réduction temporaire de la diversité, car les micro-organismes qui digèrent les fibres deviennent spécifiquement abondants, ce qui modifie leur composition et réduit leur diversité par le biais d'interactions compétitives.
Cette méthode est efficace dans les cas graves d'infections à Clostridium difficile réfractaires aux médicaments et est maintenant utilisée de façon routinière à cette fin dans le monde entier. Par exemple, la transplantation de fèces d'un donneur maigre et sain (homologue) chez un receveur atteint du syndrome métabolique est plus efficace que l'utilisation de fèces autologues.
Aussi, on note une amélioration de la sensibilité à l'insuline avec des changements dans la composition du microbiote. Comprendre comment le microbiote se met en place permet de savoir comment faire grandir un enfant pour que son microbiote soit sain.
Effets des aliments et des médicaments sur le microbiote intestinal
Certains aliments et régimes alimentaires peuvent influer sur l'abondance de différents types de bactéries dans l'intestin, ce qui peut avoir une incidence sur la santé. Tu sais comment le microbiote se met en place, et tu vas découvrir comment il peut évoluer.
Les édulcorants hautement concentrés ont un pouvoir sucrant plusieurs fois supérieur à celui du sucre tout en minimisant les calories et sont souvent utilisés comme substitut du sucre. Bien qu'ils soient "généralement reconnus comme sûrs" par les organismes de réglementation, certaines études animales ont montré que ces substituts du sucre peuvent avoir un effet négatif sur le microbiote intestinal.
Il a été démontré que le sucralose, l'aspartame et la saccharine perturbent l'équilibre et la diversité du microbiote intestinal. Les rats nourris au sucralose pendant 12 semaines présentaient des proportions significativement plus élevées de bactéroïdes, de clostridies et de bactéries aérobies totales dans l'intestin et un pH fécal significativement plus élevé que les rats non nourris au sucralose.
Les souris nourries au sucralose pendant 6 mois présentaient une expression accrue des gènes inflammatoires bactériens dans l'intestin. Cela a augmenté les métabolites fécaux qui étaient plus susceptibles d'être perturbés.
Des souris nourries avec des concentrations relativement faibles de deux émulsifiants couramment utilisés, la carboxyméthylcellulose et le polysorbate, ont présenté une diversité microbienne réduite par rapport aux souris nourries sans émulsifiant. Les bactéroïdes et les verruques ont été réduits et on a constaté un enrichissement en protéobactéries qui favorisent l'inflammation associée au mucus.
Manipulation du microbiote intestinal par le régime alimentaire
Lorsque des Afro-Américains et des Africains vivant en milieu rural ont changé de régime alimentaire pendant seulement deux semaines, des différences marquées ont été observées. Les bactéries connues productrices de butyrate chez les Afro-Américains consommant le régime alimentaire des Africains vivant en milieu rural ont augmenté, la production de butyrate a été multipliée par 2,5 et la synthèse des acides biliaires secondaires a été supprimée.
Une autre étude comparant des changements extrêmes entre des régimes à base de protéines végétales et animales a constaté ces changements après seulement cinq jours. Cependant, un microbiote sain est résistant aux changements temporels provoqués par des interventions alimentaires, ce qui signifie que les réponses homéostatiques rétablissent la composition originale de la communauté. Ce type d’expérience montre comment le microbiote intestinal se met en place et évolue avec des changements alimentaires.
Nous entrons dans une ère où nous pouvons transformer notre santé grâce à l'alimentation et mesurer ses effets sur notre microbiome et nos métabolites. Les fibres sont un nutriment important pour un microbiome sain et ont été négligées dans le cadre du débat très controversé sur le sucre et les graisses.
L'impact négatif des médicaments et des ingrédients alimentaires transformés sur le microbiome ne peut plus être ignoré. Idéalement, des preuves cliniques sont nécessaires pour évaluer les changements dans la composition du microbiote intestinal et l'état de santé par le biais d'essais contrôlés randomisés et de transplantations de microbiote fécal utilisant une matrice cohérente de prébiotiques et de probiotiques, qui peuvent être retranscrits dans la pratique clinique.
Tu sais maintenant comment le microbiote se met en place et quel est son rôle. Si tu veux avoir un microbiote sain, pense à avoir une alimentation de qualité. Puis, si tu veux mincir et faire évoluer ton physique, le microbiote n’est pas tout, il faut aussi adopter les bonnes techniques. Je t’explique comment faire cela dans mon challenge gratuit !
Photo de couverture : Julien Tromeur
Sources : Bull, M. J., & Plummer, N. T. (2014). Part 1: The Human Gut Microbiome in Health and Disease. Integrative medicine.
Rath, C. M., & Dorrestein, P. C. (2012). The bacterial chemical repertoire mediates metabolic exchange within gut microbiomes. Current opinion in microbiology.
Goodrich, J. K., Waters, J. L., Poole, A. C., Sutter, J. L., Koren, O., Blekhman, R., Beaumont, M., Van Treuren, W., Knight, R., Bell, J. T., Spector, T. D., Clark, A. G., & Ley, R. E. (2014). Human genetics shape the gut microbiome. Cell.
Wiley, N. C., Dinan, T. G., Ross, R. P., Stanton, C., Clarke, G., & Cryan, J. F. (2017). The microbiota-gut-brain axis as a key regulator of neural function and the stress response: Implications for human and animal health. Journal of animal science.
Nettleton, J. E., Reimer, R. A., & Shearer, J. (2016). Reshaping the gut microbiota: Impact of low calorie sweeteners and the link to insulin resistance?. Physiology & behavior.