Acides gras à chaîne courte : propriétés, bienfaits ?

L’alimentation occidentale et sa pauvreté en aliments bruts non raffinés nous prive des fibres qui servent de nourriture aux bactéries alliées qui peuplent notre intestin. Nous privant ainsi en partie des précieux acides gras à chaîne courte qu’elles produisent. Apprenons-en plus sur ces composés bénéfique pour notre santé, et pas uniquement au plan digestif. 

Que sont les acides gras à courte chaîne ?

Les acides gras à courte chaîne (AGCC) sont des substances produites par certaines bactéries composant notre microbiote intestinal, principalement au niveau du côlon. 

Ces métabolites microbiens sont principalement obtenu par fermentation des fibres alimentaires (par exemple, celles du lin) qui n’ont pas pu être digérées et assimilées au niveau de l’intestin grêle. Ces glucides complexes (amidons résistants, cellulose, pectines…) sont apportés par les fruits, légumes, légumineuses et céréales complètes que nous consommons.

Les AGCC sont représentés à 95 % par :

• l’acide acétique (ou acétate) ;
• l’acide propionique (ou propionate) ;
• l’acide butyrique (ou butyrate).

La production d’acétate et de propionate est principalement assurée par des bactéries appartenant au groupe des Bacteroides, celle de butyrate par des bactéries du groupe des Firmicutes.

Les 5 % restants sont représentés par des acides gras à chaîne ramifiée (isobutyrate, 2-méthyl butyrate, isovalérate) constitués à partir d’acides aminés (les unités composants les protéines) : valine, leucine, isoleucine.

Les AGCC pour la santé intestinale

Les acides gras à courte chaîne jouent un rôle important pour la santé de l’intestin, notamment parce qu’ils alimentent les cellules qui composent le revêtement du côlon, les colonocytes. Des petits maux aux maladies chroniques et au cancer, ils peuvent aider à résoudre les problèmes qui l’affectent. 

Des fibres et des AGCC en cas de diarrhée

Les acides gras à courte chaîne stimulent l’absorption des fluides au niveau de l’intestin. La prise d’antibiotiques, qui détruit les bactéries alliées, réduit leur production et provoque des diarrhées. La consommation de fibres alimentaires prébiotiques qui favorisent leur production, ou de ces AGCC en supplément alimentaire, pourrait-elle les atténuer ? Des travaux le confirment :

• l’ajout d’amidons résistants à une solution orale de réhydratation administrée aux enfants de moins de 5 ans améliore son efficacité et atténue les manifestations de la diarrhée aiguë ;
• une étude menée au Bangladesh a montré que l’administration de banane verte, riche en amidons résistants, et de pectine (abondante dans les pommes), améliore les symptômes de la diarrhée persistante chez les enfants de 5 à 12 mois. Ce bénéfice passe notamment par une diminution de la perméabilité intestinale ;
• l’administration de butyrate à la dose de 100 mg par kg de poids corporel et par jour chez un jeune patient de 11 ans souffrant de diarrhée chlorée congénitale, une maladie génétique rare, s’est révélée efficace et bien tolérée. Elle a permis de prévenir les épisodes de déshydratation sévère.

Le butyrate exerce un effet préventif ou curatif contre les infections digestives en stimulant le système immunitaire inné, la première ligne de défense de notre organisme pour combattre les virus, bactéries ou champignons pathogènes.

Il stimule en effet l’activité du gène permettant la production de composés appelés cathélicidine, qui appartiennent à la famille des peptides antimicrobiens. 

La cathélicidine est par exemple en mesure de contrer le développement de la bactérie Helicobacter pylori, responsable d’ulcères d’estomac.

L’action des AGCC contre les maladies inflammatoires de l’intestin

Les AGCC pourraient également soulager les patients souffrant d’une maladie inflammatoire chronique de l’intestin (MICI).

Plusieurs essais cliniques ont été conduits en cas de rectocolite hémorragique : 

• dans une étude pilote suédoise, 22 malades ont ajouté 60 g de son d’avoine (apportant 20 g de fibres) à leur alimentation quotidienne pendant 3 mois. Quatre semaines après le début de l’étude, le taux de butyrate de leurs selles avait augmenté de 36 %. Les symptômes (douleurs abdominales et reflux gastrique) se sont atténués à l’issue des trois mois ;
• des lavements à base de butyrate pendant 8 semaines diminuent le nombre de segments du côlon touchés par la maladie ;
• l’administration par voie orale de butyrate de sodium en plus d’un traitement médicamenteux (de la mésalazine) pendant 6 semaines apparaît un peu plus efficace que le médicament seul pour atténuer les symptômes de la maladie, dans ses formes légères à modérées.

Une étude a également été menée auprès de personnes souffrant de la maladie de Crohn. L’administration de 4 g de butyrate par jour pendant 8 semaines chez 12 patients a allégé les symptômes chez 9 d’entre eux, et 7 ont même connu une rémission complète.

Des lavements à base de butyrate diminuent la sensibilité viscérale chez des personnes en bonne santé. Cette approche pourrait ainsi soulager les personnes souffrant du syndrome de l’intestin irritable, chez lesquelles elle est augmentée. Cette affection chronique de l’intestin se distingue des deux précédentes car elle n’a pas de composante inflammatoire. Cette propriété pourrait également bénéficier aux bébés souffrant de coliques.

Le butyrate exerce une protection contre le cancer colorectal

Un lien entre des perturbations du microbiote intestinal et le cancer colorectal a été mis en évidence par certains travaux. 

Une équipe chinoise a par exemple montré des différences entre les populations microbiennes présentes dans l’intestin des malades par rapport aux personnes épargnées par la maladie :

• une quantité accrue de Bacteroïdes et de bactéries pathogènes comme les Fusobacterium et Campylobacter ;
• une diminution des populations de bactéries productrices de butyrate, Faecalibacterium et Roseburia.

Or, ce déficit en butyrate n’est pas sans conséquence. En effet, il exerce une protection contre le développement du cancer colorectal. Ses effets bénéfiques passent par plusieurs mécanismes :

• il améliore les mouvements du côlon (sa motilité) ; 
• il exerce un effet anti-inflammatoire ;
• il augmente l’irrigation viscérale ;
• il favorise l’apoptose (la mort) des cellules cancéreuses ;
• il s’oppose à la progression des cellules tumorales.

Son effet préventif pourrait également être lié à un autre facteur : il contribue à acidifier l’intestin, ce qui limite l’absorption des substances carcinogènes. Il existe de plus un cercle vertueux : un milieu acide favorise le développement des bactéries productrices de butyrate, qui gagnent du terrain par rapport aux bactéries non productrices comme les Bacteroides.

Le butyrate s’accumule dans les cellules du revêtement du côlon devenues cancéreuses, ce qui lui permet d’exercer efficacement son activité.

Chez la souris, des chercheurs américains ont montré que les fibres alimentaires exercent un effet protecteur contre le cancer colorectal uniquement si le microbiote des animaux est capable de produire du butyrate, confirmant l’importance de ce composé.

Une analyse de 35 études épidémiologiques a conclu que les personnes ayant les plus forts apports alimentaires en céréales complètes, riches en fibres, ont un risque réduit de cancer colorectal, de l’estomac et de l’œsophage.

Le rôle des AGCC dans le métabolisme énergétique

La majeure partie des AGCC produite dans le côlon est absorbée par la paroi intestinale et gagne la circulation sanguine pour être distribuée dans l’organisme à des fins multiples. Les effets de ces composés bénéfiques concernent ainsi la santé globale. Ils facilitent notamment la dépense énergétique et sont de précieux alliés pour lutter contre l’obésité et le diabète. 

Un déficit de production des AGCC associé à l’obésité et au diabète

Des déséquilibres du microbiote contrariant la production de ces composés pourraient favoriser les troubles du métabolisme.

Des chercheurs ont par exemple constaté la raréfaction d’une espèce bactérienne, Akkermansia muciniphila, qui produit de l’acétate et du butyrate, chez des souris obèses et atteintes de diabète de type 2. L’abondance de cette bactérie est d’ailleurs inversement proportionnelle au poids corporel, non seulement chez l’animal mais aussi chez l’être humain.

Lorsque les scientifiques les ont nourri avec des fibres prébiotiques, les populations de cette bactérie sont revenues à la normale et le profil métabolique des animaux s’est amélioré. L’administration directe de la bactérie permet de limiter les dégâts provoqués par une alimentation déséquilibrée, limitant la prise de poids, l’inflammation du tissu graisseux et la résistance à l’insuline. 

L’un des mécanismes qui explique cet effet favorable sur le métabolisme repose sur la capacité du butyrate à renforcer la barrière intestinale. Les cellules épithéliales qui tapissent l’intestin sont étroitement liées les unes aux autres par des jonctions serrées, qui empêchent le passage de substances indésirables. Le butyrate agit directement sur celles-ci en favorisant leur étanchéité.

Ceci est capital : en cas d’obésité, la perméabilité intestinale est altérée et permet à des éléments indésirables (fragments d’aliments ou de microbes) de la franchir et gagner l’organisme, ce qui conduit à une inflammation chronique à bas bruit et à la résistance à l’insuline. 

Une équipe de chercheurs britanniques et espagnol a par ailleurs montré que l’acétate agit directement au niveau cérébral pour réduire l’appétit.

L’acide acétique favorise également la production des enzymes au niveau du foie qui permettent d’oxyder les acides gras, ce qui empêche l’accumulation des graisses dans l’organisme.

Le butyrate refrène quant à lui l’expression de 9 gènes impliqués dans la production de cholestérol au niveau de l’intestin²³, ce qui pourrait contribuer à lutter contre l’hypercholestérolémie.

Les bénéfices des AGCC en cas d’obésité

L’administration d’AGCC pourrait-elle améliorer le métabolisme des personnes souffrant d’obésité ? De petites études ont testé leurs effets : 

• L’infusion de sodium acétate directement dans le côlon distal (la seconde partie du côlon, la plus près du rectum) chez 6 hommes souffrant d’obésité a conduit à une augmentation de l’oxydation des lipides à jeun. L’infusion dans la première partie du côlon (le côlon proximal) n’a pas eu cet effet. Ce qui n’a rien de surprenant : c’est bien dans cette partie du côlon que l’acétate est présent en plus grande quantité.
• Une autre étude du même type, menée auprès de 12 hommes obèses, a confirmé que l’instillation d’un mélange d’AGCC riche en acétate, propionate ou butyrate permet de brûler les graisses plus efficacement à jeun. De plus, les mélanges riches en acétate et riche en propionate augmentent la dépense d’énergie au repos.
• Une supplémentation orale en butyrate permet d’atténuer l’inflammation généralisée chez des hommes obèses.

La consommation d’aliments riches en AGCC est-elle efficace pour perdre du poids ? 

Certains aliments contiennent naturellement de l’acétate et les intégrer à ses menus pourrait donc être un moyen de bénéficier de ses effets.

Une étude menée au Japon a montré que la consommation de vinaigre (15 ou 30 ml par jour) conduit à une réduction du poids, de l’indice de masse corporelle, de la zone de graisse abdominale et du niveau des triglycérides par rapport à un placebo.

La consommation de Kimchi, plat traditionnel coréen composé de légumes fermentés qui contient de l’acétate, permet une perte de poids par rapport à la consommation du même type de plat mais non fermenté pendant 2 semaines.

La consommation de Kimchi, comme celle de vinaigre, provoque une réduction du ratio Firmicutes /Bacteroidetes et augmente les quantités de bactéries productrices d’acétate (par exemple A. muciniphila, Lactobacillus).

En agissant contre l’obésité et l’hypercholestérolémie, le butyrate pourrait être un allié contre certaines affections affectant le cerveau, comme la maladie d’Alzheimer.

L’axe intestin-cerveau est en effet incriminé dans la survenue de la maladie. Chez des souris présentant un excès de cholestérol, l’administration de butyrate permet de réduire l’accumulation des peptides β-amyloïde en diminuant la production de l’enzyme nécessaire à leur formation. Elle permet en outre d’améliorer certains aspects de la mémoire, même à un stade avancé de la maladie.

Les AGCC contre les maladies allergiques inflammatoires

En modulant l’activité de certains acteurs de la réponse immunitaire, les AGCC pourraient jouer un rôle essentiel contre les manifestations allergiques.

• Des chercheurs hollandais ont montré que l’administration de probiotiques (Bifidobacterium bifidum W23,Bifidobacterium animalis. lactis W52, Lactococcus lactis W58) à l’âge de trois mois protège contre le développement de l’eczéma pendant la petite enfance.
• La même équipe a mis en évidence un déficit en AGCC chez les enfants de trois mois qui développeront de l’eczéma (souvent vers l’âge d’un an) par rapport aux enfants qui seront épargnés par la maladie.
• Les AGCC, tout particulièrement le butyrate, pourrait atténuer les phénomènes inflammatoires affectant les poumons en cas d’asthme.

Le butyrate dans le traitement de maladies génétiques

Le butyrate est prometteur chez les personnes atteintes de drépanocytose et β-thalassémie, deux maladies génétiques qui affectent l’hémoglobine, la protéine des globules rouges chargée de transporter l’oxygène dans le sang. 

Il est en effet en mesure de stimuler la production d’hémoglobine fœtale, qui n’est normalement plus active après la naissance mais qui représente une voie de secours pour pallier les déficits de ces malades. 

Plusieurs essais cliniques ont prouvé l’efficacité de l’administration de butyrate par voie orale (sous forme de phénylbutyrate de sodium) ou injection intraveineuse (sous forme de butyrate d’arginine).

Le butyrate est validé aux États-Unis comme traitement dans les maladies du cycle de l’urée, qui provoquent une accumulation d’ammoniaque (issu de la dégradation des protéines) dans le sang contre laquelle cet AGCC est en mesure de lutter.

Il est à l’étude contre l”adrénoleucodystrophie liée à l’X, une maladie qui affecte le fonctionnement d’un compartiment de la cellule, le péroxysome.

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