
Microbiote intestinal : fonctions et son importance pour la santé
Publié: 13 juin, 2024 | 14'
Comme nous l'avons vu dans des articles précédents, nous savons que le microbiote est l'ensemble des micro-organismes qui colonisent notre corps et qui se trouvent à la fois sur la peau et sur les muqueuses, que ce soit dans le système gastro-intestinal, respiratoire, génito-urinaire ou vaginal, entre autres. Il existe donc différentes communautés bactériennes ou microbiotes, toutes importantes pour notre bien-être et notre santé.
Une d'entre elles, peut-être la plus largement connue, est le microbiote intestinal. Dans cet article, nous explorerons, grâce à la biologiste et docteure en nutrition Rita Cava, les différentes fonctions du microbiote intestinal et comment en prendre soin.
Qu'est-ce que le microbiote intestinal ?
Le microbiote intestinal est considéré comme le plus important pour maintenir notre santé, et il comprend la plus grande quantité de microorganismes symbiotiques ou mutualistes du corps.
Comme l'explique la biologiste et docteure en nutrition Rita Cava : « La muqueuse gastro-intestinale peut abriter jusqu'à 1014 bactéries sur ses 400 m2 de surface, augmentant la colonisation bactérienne de l'estomac jusqu'au côlon ».
Composition du microbiote intestinal
De manière générale, le microbiote intestinal se compose de 6 groupes bactériens : les Firmicutes, les Bacteroidetes, les Actinobacteria, les Proteobacteria, les Fusobacteria et les Verrucomicrobia, dont les Firmicutes et les Bacteroidetes sont les principaux ; des champignons et certains virus sont également présents.
Les bactéries intestinales jouent plusieurs rôles, tels que la fermentation des aliments, la protection contre les pathogènes, la stimulation de la réponse immunitaire et la production de vitamines.
« Tout déséquilibre dans la composition et/ou les fonctions du microbiote intestinal provoque ce qu'on appelle une dybiosis, qui affecte directement la santé générale », explique la biologiste et docteure en nutrition Rita Cava. En revanche, si le microbiote montre stabilité, résistance et interaction symbiotique dans nos intestins, on parle de eubiosis (« conditions saines »).
Fonctions du microbiote intestinal
Le microbiote intestinal est étroitement impliqué dans l'extraction des nutriments, le métabolisme et l'immunité. Voyons en détail certaines de ses fonctions.
Barrière contre les pathogènes : prévenir la colonisation par d'autres micro-organismes pathogènes
Une des principales fonctions du microbiote est d'empêcher la colonisation par des micro-organismes pathogènes. Il le fait grâce à une série de mécanismes à sa disposition, comme l'explique la docteure Cava :
- « Résistance à la colonisation ou exclusion compétitive : le microbiote intestinal peut exclure les pathogènes en raison de la compétition pour les nutriments et/ou stimuler directement la libération de substances antimicrobiennes.
- Immunomodulation : le microbiote intestinal produit des défensines et d'autres substances antimicrobiennes qui éliminent directement les pathogènes. Il stimule également le système immunitaire, qui reconnaît les antigènes du pathogène et déclenche une cascade de réponses immunitaires pour les détruire.
- Coagrégation avec les pathogènes : Certains micro-organismes du microbiote intestinal ont la capacité de se lier aux agents pathogènes et d'empêcher leur adhésion à la muqueuse intestinale.
- Intégrité du tissu : le microbiote est associé aux cellules du tissu intestinal (cellules de Paneth) qui « surveillent » la structure du tissu et, en cas de brèches, produisent des substances antimicrobiennes.
Digestion et nutrition : aider à digérer les aliments
Le microbiote intestinal joue un rôle clé dans le processus digestif. « Les aliments ingérés sont en partie dégradés par les enzymes du tractus gastro-intestinal dans le but de faciliter leur absorption ; l'autre partie non dégradée sert de substrat à l'activité métabolique du microbiote intestinal, notamment dans le côlon », explique la spécialiste.
Voici quelques-uns des processus métaboliques réalisés par le microbiote intestinal :
- Fermentation des glucides complexes (comme l'amidon et les fibres), qui génère des acides gras à chaîne courte (par exemple, le propionate, le butyrate) utilisés comme source d'énergie, tant par le microbiote que par les cellules intestinales, et qui passent également dans la circulation sanguine où ils sont distribués à différents organes.
- Régulation du stockage des lipides, de sorte que son rôle dans l'obésité et le syndrome métabolique suscite actuellement un intérêt et fait l'objet d'études.
- Transformation de composés alimentaires inactifs en molécules bioactives : un exemple est la transformation de certaines isoflavones du soja en composés à activité estrogénique comme l'équol.
Régulation du métabolisme : énergie et microbiote
Le microbiote intestinal joue un rôle fondamental dans la trajectoire empruntée par les nutriments une fois qu'ils sont absorbés par notre organisme.
Les produits de la fermentation du microbiote intestinal sont variés, mais les plus importants sont les acides gras à chaîne courte (AGCC), qui fournissent au moins 10 % de nos besoins quotidiens en énergie.
Ces acides gras (acétate, propionate et butyrate) jouent des rôles qui ont une incidence directe sur les principaux processus métaboliques de notre corps :
- L'acétate est le plus abondant des trois et est un métabolite essentiel pour la croissance des bactéries. Comme mentionné précédemment, il est distribué dans les organes de notre corps où il est utilisé dans le métabolisme du cholestérol et de la lipogenèse (production d'acides gras), ainsi que dans la gluconéogenèse (production de sucres), et peut jouer un rôle dans la régulation centrale de l'appétit. Différentes études cliniques ont établi une corrélation claire entre la concentration d'acétate et une obésité induite par l'alimentation réduite et une diminution de la résistance à l'insuline.
- Le propionate est transféré au foie, où il régule la production de sucres et la satiété par le biais d'un système complexe de signaux qui interagissent avec la teneur en acides gras dans l'intestin et avec la microbiote associée. Le propionate, avec le butyrate, peut également réguler la fonction intestinale et immunitaire.
- Le butyrate est la principale source d'énergie pour les cellules constituant le gros intestin (colonocytes). Cet acide gras, en plus de réguler le cycle régénératif des cellules, active la production de sucres dans l'intestin (gluconéogenèse), ce qui a des effets bénéfiques sur les niveaux de glucose et l'équilibre énergétique. Le butyrate participe également à la régulation du niveau d'oxygène dans l'environnement intestinal et des facteurs pro-inflammatoires, ce qui en fait un mécanisme préventif de la dysbiose du microbiote intestinal. Le butyrate et le propionate semblent également contrôler les hormones intestinales et réduire l'appétit et l'apport alimentaire.
Production des vitamines B et K
En plus de la production d'AGCC, le microbiote intestinal produit d'autres micronutriments tels que les vitamines, qui apportent de nombreux bienfaits tant au métabolisme humain qu'à celui des micro-organismes eux-mêmes.
Le microbiote intestinal est une source de vitamines du groupe B, notamment de la biotine (B7), de l'acide pantothénique (B5), de l'acide folique (B9) et de la vitamine B12.
Elles sont produites dans l'intestin grêle principalement par les bifidobactéries. « Bien que le microbiote produise des vitamines B, les quantités ne sont pas suffisantes pour répondre aux besoins quotidiens, il est donc recommandé de les ingérer par le biais de l'alimentation », souligne la docteure Cava.
La vitamine K (ménaquinone) est une autre vitamine produite par le microbiote de l'intestin grêle, notamment par les genres Bacteroides, Eubacterium, Enterobacter, entre autres. « Bien qu'il ait été démontré que des quantités significatives de ménaquinones sont produites dans l'intestin, l'absorption à partir de cette source n'est pas suffisante pour satisfaire les besoins de tous les processus métaboliques de notre corps », rappelle la spécialiste.
Le microbiote intestinal est également capable de générer des acides aminés à partir de substances telles que l'ammoniac et l'urée.
Maintien du système immunitaire : alliés microscopiques
Le système immunitaire se compose de deux systèmes de réponses interactifs : l'immunité innée (présente dès la naissance) et l'immunité adaptative (acquise par exposition antérieure), et il a été démontré que les deux interagissent largement avec le microbiote.
« Cette interaction est bidirectionnelle », explique Cava : « cela signifie que les signaux du système immunitaire peuvent affecter le microbiote intestinal et, vice versa, le microbiote intestinal peut également affecter le système immunitaire ».
Voyons comment le microbiote intestinal interagit avec les deux réponses immunitaires.
- Réponse immunitaire innée : les effets du microbiote sur la réponse immunitaire innée sont médiés par la modulation du tissu immunitaire de l'intestin (tissu lymphoïde) et du processus inflammatoire, la libération d'immunoglobulines (comme l'IgA) et d'autres cellules immunitaires, ainsi que la sécrétion de métabolites (tryptophane, indoles, butyrate). Ces stimuli activent à la fois les fonctions barrières décrites précédemment et la production d'autres médiateurs qui régulent et coordonnent la réponse des cellules immunitaires pour éviter l'invasion de pathogènes. Plus précisément, le microbiote maintient la structure de la muqueuse intestinale en empêchant à la fois la pénétration des agents pathogènes et une activation excessive de l'immunité et de l'inflammation générale, ce qui peut provoquer ce que l'on appelle une perméabilité intestinale.
- Réponse immunitaire adaptative : le microbiote régule la réponse immunitaire adaptative en différenciant et en maturant les cellules B et T (types de globules blancs), en les déplaçant vers le site de l'infection et en modulant également l'activité inflammatoire associée, préservant ainsi la fonction de barrière intestinale. Les actions des cellules immunitaires de la réponse adaptative varient considérablement, car elles dépendent directement du type d'espèce bactérienne qui les a engendrées.
Régulation neuroendocrinienne
L'activité métabolique du microbiote intestinal génère des signaux endocriniens et nerveux qui agissent sur le système nerveux, où il peut moduler les fonctions cognitives, l'état d'humeur et le comportement.
Cet axe d'action du microbiote intestinal est appelé axe microbiote-intestin-cerveau. Voici quelques exemples :
- Le microbiote intestinal stimule la production, l'activité et le renouvellement des neurotransmetteurs tels que la sérotonine, le GABA et les catécholamines (adrénaline et noradrénaline), qui peuvent à leur tour réguler l'activité intestinale. Un exemple de cette interrelation est la production par les micro-organismes intestinaux du tryptophane, précurseur de la sérotonine, qui est impliquée dans la régulation des états d'humeur ; l'action de la sérotonine contribue également à l'intégrité de la barrière intestinale en régulant la perméabilité intestinale et la réponse immunitaire de la muqueuse.
- La production intestinale d'acides gras à chaîne courte (AGCC) stimule la production d'un type de métabolites (hormones endocrines intestinales) qui régulent le métabolisme du glucose, la sensibilité à l'insuline, la thermogenèse et l'appétit, et ces effets agissent sur le foie, les tissus adipeux et le système nerveux.
- La microbiote régule également la sécrétion de glucocorticoïdes par les cellules intestinales, qui participent à l'activité anti-inflammatoire, au métabolisme du cholestérol et régulent la capture de l'insuline par les cellules.
Maintien et régénération de la muqueuse intestinale
Le microbiote muconutritif joue un rôle fondamental dans le maintien de l'intégrité de la barrière épithéliale, de la couche de mucus qui tapisse la muqueuse intestinale, ainsi que de la couche muqueuse elle-même, indispensable pour la défense contre les agents pathogènes, pour éviter la pénétration de composants inflammatoires de l'alimentation et pour servir de nourriture à de nombreux autres micro-organismes du microbiote.
Qu'est-ce qui peut perturber le microbiote intestinal ?
Le déséquilibre du microbiote intestinal engendre ce qu'on appelle la dysbiose. Des facteurs externes tels que l'utilisation d'antibiotiques et d'autres médicaments, le stress, les facteurs génétiques, l'alimentation, le mode de vie, etc., sont impliqués dans l'origine de la dysbiose.
“En fait,” précise Rita Cava : “ce point est si important qu'une dysbiose chez une femme enceinte peut affecter le type de microbiote transmis au fœtus et par conséquent, le développement de l'immunité innée, ce qui peut avoir des conséquences à court et à long terme”.
Implications pour la santé lorsque le microbiote est perturbé
Comme nous pouvons le constater, la dysbiose ou le déséquilibre du microbiote intestinal entraîne une sélection inappropriée de certains micro-organismes (par exemple, la surcroissance du genre bactérien Clostridium) ou favorise la colonisation de pathogènes, ayant un impact négatif sur la santé de notre corps.
“Si le facteur déclencheur est intense ou persistant dans le temps, le processus peut conduire à une maladie, généralement de type chronique ou récurrente et de nature inflammatoire”, ajoute l'experte.
Examinons quelques cas :
- Obésité : Les données d'études menées sur des personnes obèses montrent une dysbiose caractérisée par une moindre diversité de micro-organismes dans le microbiote intestinal (par exemple, une augmentation des Firmicutes et une diminution des Bactéroïdètes), ce qui entraîne une augmentation du tissu adipeux due à l'extraction accrue d'énergie provenant d'un régime alimentaire souvent riche en graisses et en sucres. De plus, la barrière intestinale est affectée, ce qui entraîne une concentration élevée d'antigènes stimulant le système immunitaire et le développement d'une résistance à l'insuline ; de plus, certaines études indiquent que l'activité métabolique du microbiote obèse envoie des marqueurs spécifiques au système nerveux, qui semblent modifier les préférences alimentaires (par exemple, les récepteurs gustatifs altérés pour les graisses et les sucres).
- Système cardiovasculaire : La modification du microbiote intestinal entraîne une altération de son activité métabolique, réduisant la production d'AGCC et générant également une augmentation de métabolites néfastes (par exemple, le TMAO), qui affectent négativement la fonction cardiovasculaire. La réduction des niveaux d'AGCC (acétate, butyrate et propionate) entraîne des déséquilibres dans le métabolisme du cholestérol, le contrôle de l'inflammation et l'intégrité de la barrière intestinale, ce qui entraîne une élévation des lipides dans le sang et des dysfonctionnements au niveau des vaisseaux sanguins, pouvant entraîner une élévation de la pression artérielle. De même, des métabolites tels que le TMAO affectent à la fois la régulation de la réponse immunitaire, de l'inflammation et du cholestérol, ce qui entraîne la
- Système gastro-intestinal : La dysbiose du microbiote intestinal est également impliquée dans le développement de maladies gastro-intestinales. L'une des plus fréquentes est la maladie inflammatoire de l'intestin (MII), dans laquelle la proportion entre les Bactéroïdètes et les Firmicutes diminue, entraînant une inflammation locale, une dérégulation de la réponse immunitaire et une altération de la fonction de barrière intestinale causée par une déficience en AGCC. L'altération de la fonction de barrière de la muqueuse intestinale (perméabilité intestinale) entraîne également une augmentation des espèces microbiennes mucolytiques intestinales (qui altèrent l'intégrité des tissus et réduisent la viscosité du mucus intestinal), aggravant ainsi leur fonctionnalité et stimulant une réponse inflammatoire grave.
Comment prendre soin et nourrir votre microbiote intestinal ?
La citation d'Hippocrate selon laquelle «que ton aliment soit ton médicament et que ton médicament soit ton aliment», ainsi que la phrase du philosophe allemand Feuerbach selon laquelle «nous sommes ce que nous mangeons», constituent le cadre parfait pour comprendre comment l'alimentation influence notre santé en général.
Dans le cadre de la gestion du maintien d'un système intestinal sain, “il existe plusieurs stratégies diététiques qui modulent la composition ou l'activité métabolique et immunitaire du microbiote intestinal, qui peuvent être utiles avec l'aide d'un spécialiste”, indique la spécialiste.
Voici quelques-unes des plus connues.
Probiotiques et prébiotiques : renforcer votre flore
Les probiotiques et les prébiotiques sont actuellement les ingrédients fonctionnels les plus étudiés et utilisés pour la modulation du microbiote. Ils sont fréquemment utilisés sous forme de compléments alimentaires par voie orale, et les différences de dosage et les caractéristiques individuelles sont les principaux facteurs qui affectent leur efficacité.
Mais qu'est-ce que c'est et quel est leur intérêt pour la santé du microbiote intestinal ?
- Prébiotiques : Ils sont définis par la FAO comme étant "une composante alimentaire non vivante qui confère un bénéfice pour la santé de l'hôte en lien avec la modulation du microbiote".
La fermentation des glucides est une activité fondamentale de la microbiote intestinale, et les prébiotiques représentent un type spécifique de fibres alimentaires dont la fermentation par la microbiote stimule des changements mesurables dans sa composition, généralement une augmentation de l'abondance relative de bactéries considérées comme bénéfiques (bifidobactéries ou certaines bactéries productrices de butyrate), ainsi qu'une réduction du temps de transit intestinal, augmentant le volume des selles et le nombre d'évacuations.
Les prébiotiques les plus connus sont l'inuline, les fructo-oligosaccharides (FOS), le lactulose et les galacto-oligosaccharides (GOS). On utilise également le lactulose (un disaccharide de galactose et de fructose) et le lactitol (galactose et un polyol dérivé du glucose). Ils sont présents dans le lait, les légumes, les fruits, les légumes, les céréales, les légumineuses et les fruits secs.
- Probiotiques : sont définis, à la fois par la FAO et par l'OMS, comme des "micro-organismes vivants qui, lorsqu'ils sont consommés en quantités appropriées dans le cadre d'un aliment, confèrent un bénéfice pour la santé à l'hôte".
Les micro-organismes les plus utilisés comme probiotiques sont les levures (i.e., Saccharomyces) et des bactéries de différents genres (Lactobacillus, Enterococcus, Bifidobacterium, Propionibacterium, entre autres). Parmi les avantages de l'utilisation de probiotiques, on trouve la réversion des symptômes de la mauvaise digestion (i.e., intolérance au lactose), le rétablissement de la microbiote intestinale normale (i.e., diarrhées causées par le rotavirus), entre autres.
Régimes favorables à la microbiote
Le régime alimentaire est l'un des facteurs les plus cruciaux dans la composition de la microbiote intestinale, au point que de simples modifications des ingrédients alimentaires peuvent entraîner des changements dans sa composition en 2 jours seulement.
En général, dans les régimes alimentaires à faible consommation de fibres et à forte consommation de graisses saturées, de protéines, de céréales raffinées, de sucre et de sel, il y a une diminution du nombre total de bactéries, en particulier des espèces bénéfiques de Lactobacillus spp. et Bifidobacterium spp.
Cela, comme l'explique la spécialiste Rita Cava, "favorise l'inflammation en causant une perméabilité intestinale, produit des métabolites toxiques, altère les niveaux de lipides et de glucose dans le sang et les réponses immunitaires".
Quels seraient les régimes les plus bénéfiques pour la maintenance ou la récupération de la microbiote intestinale ?
Il est bien connu comme l'un des modèles alimentaires les plus sains en raison d'une faible consommation de graisses saturées au profit d'une plus grande consommation de graisses monoinsaturées et d'acides gras polyinsaturés (huile d'olive, poisson), de la consommation d'antioxydants provenant des fruits et légumes, d'une consommation élevée de fibres d'origine végétale (légumes, céréales complètes, légumineuses et fruits secs) et d'un apport faible en protéines d'origine animale, en particulier les viandes rouges. Dans ce régime, la microbiote intestinale est abondante en Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. et Prevotella spp., des bactéries directement liées à la régulation du poids et à l'amélioration des profils lipidiques et du cholestérol. En revanche, la présence de Clostridium spp. et de certaines entérobactéries est réduite, ce qui prévient les processus inflammatoires.
Ce régime exclut les aliments pouvant avoir un impact négatif sur la diversité et la quantité de la microbiote intestinale, augmenter la perméabilité de la paroi intestinale et altérer la couche muqueuse, tels que les aliments riches en graisses et protéines d'origine animale, les farines raffinées ou les sucres simples, typiques de l'alimentation occidentale (fast food et boissons gazeuses). Pour éviter cela, il recommande la consommation de fruits et légumes, d'amidons résistants à la dégradation, de certaines protéines, d'acides gras polyinsaturés de type omega-3, entre autres, qui créent un environnement très peu inflammatoire, préservant l'intégrité de la structure intestinale ainsi que la stabilité de la microbiote intestinale.