Quel rôle joue le microbiote intestinal dans la santé ?

Le microbiote intestinal remplit de nombreux rôles essentiels à notre santé, allant de l’immunité à la digestion. Quand notre microbiote est déséquilibré, nous pouvons développer des maladies, comme du diabète, des problèmes cardiovasculaires, des allergies…. Dans cet article, nous allons balayer l’ensemble des domaines dans lesquels le microbiote intestinal influence notre santé.

Qu’est-ce que le microbiote intestinal ?

Le microbiote intestinal regroupe les micro-organismes qui vivent dans notre intestin : bactéries, virus, champignons et protozoaires. Il pèse environ 1,5 kg chez un adulte. Plus d’un millier d’espèces de bactéries sont présentes dans la flore intestinale, regroupant plus de 10¹³ cellules. La concentration en micro-organismes est maximale au niveau du gros intestin ou côlon.

Dans l’intestin d’un adulte, quatre grandes familles regroupent 99 % des bactéries :

1. les Bacteroidètes (comme Bacteroides)
2. les Firmicutes (comme Clostridium)
3. les protéobactéries (comme Escherichia coli)
4. les actinobactéries (comme Bifidobacterium).

Les deux groupes les plus importants chez les adultes en bonne santé sont les Firmicutes et les Bacteroidetes.

La composition du microbiote intestinal varie d’un individu à l’autre en fonction de son âge, de son environnement, de son alimentation, de son hérédité… Généralement, un microbiote en bonne santé comprend une grande diversité de bactéries. 

La dysbiose décrit un microbiote intestinal dans lequel la composition microbienne est altérée. La dysbiose est associée au surpoids et à l’obésité. 

Mais à quoi servent ces bactéries qui ont coévolué avec nous ? Les deux principales fonctions du microbiote sont de participer à la digestion et à l’immunité.

Le microbiote intestinal joue un rôle dans la digestion et le métabolisme

Progressivement après la naissance, le microbiote intestinal se met en place. Chez le bébé allaité, les bifidobactéries de l’intestin digèrent des sucres du lait maternel. Plus tard, les bactéries du microbiote continueront à aider l’organisme à digérer des aliments.

Grâce au processus de fermentation, les bactéries du microbiote dégradent des molécules que notre organisme a des difficultés à digérer : les fibres alimentaires. Les bactéries produisent alors des acides gras à chaîne courte (AGCC), des molécules bénéfiques à la santé. Les principaux AGCC sont le butyrate, l’acétate et le propionate. Le butyrate sert de source d’énergie pour les cellules épithéliales du côlon.

Les bactéries de la flore intestinale produisent également des molécules utiles à l’organisme comme des vitamines (K, B12 et B8). Le microbiote intestinal influence également l’absorption du fer par l’organisme.

Le microbiote intestinal est impliqué dans l’immunité

A la naissance, notre système immunitaire est immature. Le microbiote intestinal participe à sa maturation. Progressivement, l’intestin se peuple de micro-organismes : cette flore microbienne commensale est impliquée dans la différenciation des lymphocytes au niveau de la muqueuse intestinale.

Les bactéries intestinales jouent aussi un rôle dans la fonction barrière de l’intestin et empêchent l’installation des bactéries pathogènes dans le tube digestif. Elles activent aussi l’immunité innée et acquise.

Pour mieux comprendre le rôle du microbiote intestinal dans l’immunité, nous vous invitons à lire notre article dédié : Comment les probiotiques améliorent l’immunité

Un rôle dans les maladies inflammatoires de l’intestin

Au cours de sa maturation, le système immunitaire de l’intestin doit apprendre à tolérer les « bonnes bactéries » et à réagir contre les bactéries pathogènes. Mais les bactéries amies et ennemies partagent des molécules communes…

Si le système immunitaire réagit contre des bactéries du microbiote qui sont pourtant sans danger, il peut participer au développement d’une maladie inflammatoire de l’intestin. Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, ou MICI, comprennent la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique (colite ulcéreuse).

Dans les MICI, la composition du microbiote est altérée chez les patients par rapport aux personnes en bonne santé. On observe moins de bactéries aux propriétés anti-inflammatoires et plus de souches pro-inflammatoires. 

Par exemple, il y a plus de bactéries Desulfovibrio dans les MICI. Desulfovibrio utilise des composés soufrés et produit des molécules qui endommagent les cellules épithéliales et augmentent l’inflammation.

De plus, la diversité du microbiote diminue dans les MICI : il y a moins de bactéries Firmicutes, mais aussi de bactéries produisant des AGCC. Conséquence : cela affecte la croissance des cellules épithéliales qui utilisent le butyrate comme source d’énergie. 

En revanche, il existe une augmentation des bactéries qui digèrent le mucus, comme Ruminococcus gnavas and Ruminococcus torques. Or le mucus protège l’épithélium intestinal et améliore la fonction barrière de l’intestin.

Dans la maladie de Crohn, l’intestin compte aussi plus de bactéries Escherichia coli adhérentes invasives (AIEC en anglais). Ces bactéries pathogènes sont impliquées dans la maladie. Elles adhèrent à l’épithélium intestinal, ce qui a pour effet d’altérer la fonction barrière de l’intestin et la diversité du microbiote. Il s’en suit une réponse inflammatoire.

Le microbiote semble donc impliqué dans les MICI, mais aussi dans le syndrome du  côlon irritable. Les douleurs abdominales et ballonnements pourraient être liés à la dysbiose. En effet, selon la composition de la flore intestinale, les bactéries produisent plus ou moins de gaz.

Le microbiote serait également lié à d’autres maladies inflammatoires que celles touchant l’intestin, en particulier les rhumatismes inflammatoires. Par exemple, les patients souffrant de spondylarthrite ankylosante peuvent présenter une inflammation intestinale. De même, dans la polyarthrite rhumatoïde, la flore bactérienne de l’intestin grêle est souvent altérée, surtout chez les patients dont la maladie est plus active.

Implication dans le diabète

Un certain type de microbiote intestinal peut-il favoriser le diabète ? C’est ce que suggère une étude israélienne parue en 2015, dans laquelle les chercheurs ont suivi 800 personnes non-diabétiques qui ont mangé les mêmes repas pendant sept jours. Il apparaît que la glycémie des participants varie beaucoup même s’ils mangent la même chose. Pour les auteurs, ce serait lié aux différences de microbiotes. 

Voici quelques caractéristiques observées chez des patients diabétiques :

• la fonction barrière de l’intestin est altérée chez les patients diabétiques : la perméabilité intestinale est plus importante et la couche de mucus plus fine,
• le microbiote des patients diabétiques de type 1 est enrichi en bactéries de type Bacteroides, Blautia, Streptococcus et Rikenellacea ; en revanche il contient moins de bactéries produisant du butyrate ou détruisant le mucus comme Akkermansia muciniphila,
• chez les diabétiques de type 2, la maladie peut être liée à de mauvaises habitudes alimentaires associées à une sédentarité. Le microbiote contient souvent plus de bactéries Bacteroides, Intestinibacter, Escherichia coli et Desulfovibrio.

Enfin, la greffe fécale du microbiote d’un donneur mince sans diabète chez des hommes obèses et résistants à l’insuline améliore la sensibilité à l’insuline. Le microbiote influence donc la glycémie et la résistance à l’insuline. Deux grands mécanismes ont été identifiés.

Premièrement, les bactéries du microbiote produisent du butyrate et autres AGCC. En plus d’être une source d’énergie, les AGCC jouent un rôle dans la prise énergétique. Le microbiote des personnes en bonne santé fabrique plus d’AGCC, ce qui aurait un effet positif pour réduire la prise alimentaire et améliorer la sensibilité à l’insuline. Les AGCC sont absorbés au niveau du côlon et participent à la régulation du métabolisme.

Deuxièmement, habituellement, la barrière intestinale ne laisse pas passer de composés bactériens dans le sang. Mais si elle est perméable, des molécules de l’enveloppe bactérienne, notamment le LPS (lipopolysaccharide), rejoignent la circulation sanguine. 

Le passage de ces molécules bactériennes favorise un état inflammatoire. Chez l’animal comme chez l’homme, il a été observé une augmentation de la concentration en LPS dans le sang des individus obèses et diabétiques. Cette présence du LPS dans le sang est liée à une baisse de la sensibilité à l’insuline.

Le microbiote intestinal est lié à la santé cardiovasculaire

Le microbiote pourrait aussi intervenir dans la santé cardiovasculaire. De plus en plus d’études suggèrent un lien entre le microbiote et le risque cardiovasculaire. Avant de parler du microbiote intestinal, rappelons que le microbiote de la bouche est impliqué dans la maladie parodontale, qui augmente le risque cardiovasculaire. 

Les bactéries du microbiote intestinal peuvent modifier des molécules provenant de l’alimentation pour donner des composés néfastes à la santé des artères. Ce mécanisme pourrait expliquer que la consommation de certains aliments, comme la viande, augmente le risque cardiovasculaire.

Les produits animaux contiennent de la choline et de la carnitine. Dans l’intestin, ces molécules sont converties en triméthylamine, lorsque la flore intestinale est en mauvaise santé. Dans le foie, la triméthylamine est oxydée en TMAO (oxyde de triméthylamine). Or un taux élevé de TMAO dans le sang augmente le risque cardiovasculaire. Il faut noter le rôle important joué par le microbiote intestinal dans ce processus.

Sur ce sujet, je vous recommande la lecture de l’article détaillé : TMAO : faut-il avoir peur de la choline et de la carnitine ?

Lien avec les allergies

Vu que le microbiote participe à la maturation du système immunitaire, il semble raisonnable de penser qu’il influence la fréquence des allergies. La composition du microbiote de l’enfant dépend de son alimentation, de son environnement, de son hérédité, des traitements antibiotiques qu’il a subis, de la façon dont il est né (césarienne ou voie basse)…

Dans les années 1980, l’épidémiologiste David Strachan a émis l’hypothèse hygiéniste pour expliquer la montée des allergies : selon lui, l’excès d’hygiène dans la petite enfance augmenterait le risque d’allergie et d’asthme chez les enfants. Le manque de contact avec des micro-organismes affecterait la maturation du système immunitaire, qui ensuite réagirait de manière exagérée face à des allergènes.

Plusieurs observations soutiennent cette thèse. Ainsi il a été observé que les enfants qui ont grandi dans des fermes au contact d’animaux présentaient moins de risques de développer de l’asthme. Inversement, ceux qui vivent dans des villes occidentales développent plus souvent de l’asthme, des allergies alimentaires ou de la dermatite atopique.

L’hypothèse hygiéniste a été complétée plus récemment par la « théorie des vieux amis » : nous coévoluons avec des bactéries depuis des millénaires et nous avons besoin de ces micro-organismes qui font souvent partie de notre microbiote intestinal. Or notre mode de vie, avec un usage important de produits désinfectants, d’antibiotiques, pourrait déstabiliser nos « vieux amis », ce qui aurait pour effet d’accroître les allergies.

Différents travaux suggèrent un lien entre le microbiote et les allergies. Ainsi, des bactéries semblent impliquées dans les allergies alimentaires : certaines souches sont plus présentes chez les enfants allergiques à l’œuf, par exemple.

L’intestin est relié à d’autres organes essentiels

Dans le cas de l’asthme, le microbiote des poumons intervient dans l’inflammation des voies aériennes. Mais le microbiote intestinal pourrait lui aussi jouer un rôle. Des perturbations du microbiote intestinal influencent la santé pulmonaire, grâce à l’axe « intestin-poumons ».

En effet il existe une corrélation entre la composition du microbiote pulmonaire et celle du microbiote de l’intestin : le régime alimentaire influence le microbiote pulmonaire. De plus, le microbiote intestinal influence l’immunité, y compris dans les poumons : des messagers moléculaires sont transportés par le système lymphatique et des cellules immunitaires sont recrutées dans l’intestin pour rejoindre les poumons.

L’axe « intestin-poumon » est moins étudié que l’axe « intestin-cerveau », beaucoup mieux décrit.

Nous développons les relations entre le microbiote intestinal et le cerveau dans un autre article : Quel est l’effet des probiotiques sur le cerveau ?

Enfin, récemment a aussi été proposé un axe « intestin-rein » car les malades souffrant de maladie rénale chronique présentent un microbiote intestinal altéré. Cette dysbiose augmente la perméabilité intestinale et l’inflammation systémique.

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