Microbiome - qu'est-ce que c'est et quelles sont ses fonctions?

Le microbiome est un type d '«organe» oublié depuis de nombreuses années par la médecine moderne. Pourtant, depuis plus d'une dizaine d'années, grâce au développement des sciences biomédicales, de nombreuses recherches ont été menées, dont les résultats prouvent que le microbiome est plus qu'un simple groupe de micro-organismes habitant notre corps. Qu'est-ce que le microbiome? Pourquoi est-ce si important pour notre santé? Comment en prendre soin?

Table des matières

1. Microbiome, microbiote ou microflore?
2. Le microbiome - en quoi consiste-t-il?
3. Le microbiome - quelles sont ses fonctions?
4. Le microbiome - qu'est-ce qui l'affecte?
5. Maladies du microbiome et de la civilisation
6. Microbiome et obésité
7. Le microbiome et le système nerveux
8. Microbiome - Comment en prendre soin?

Le microbiome (microbiote, microflore) est un groupement de microorganismes caractéristique d'un habitat naturel donné. En tant qu'habitat, nous devons comprendre non seulement la mer ou le sol, mais aussi l'organisme des humains et d'autres animaux. Par conséquent, en plus du microbiome des mers et du sol, on distingue le microbiome intestinal, cutané, génital, auriculaire et oral.

La composition du microbiome varie en fonction de l'habitat qu'il occupe. Actuellement, la plupart des recherches portent sur le microbiome le plus nombreux de notre corps, c'est-à-dire le tube digestif.

Microbiome, microbiote ou microflore?

Le terme «microbiome» a été utilisé pour la première fois en 2001 par le lauréat du prix Nobel Joshua Lederberg, qui l'a utilisé pour décrire l'ensemble du génome de tous les microbes habitant le corps humain. Par conséquent, le terme est utilisé plus souvent dans ce sens.

Lorsque nous parlons de la collecte de tous les micro-organismes en tant que cellules, le terme «microbiote» doit être utilisé.

À son tour, le terme «microflore» est un ancien terme moins fréquemment utilisé, et il remonte à l'époque où la plupart des micro-organismes étaient classés dans le règne végétal (le terme «flore» décrit la totalité des espèces végétales présentes dans une zone donnée).

Le microbiome - en quoi consiste-t-il?

Le microbiome comprend des bactéries, des levures, des champignons, des protozoaires, des virus et des archées. N'oubliez pas qu'ils ne doivent pas toujours être «amicaux» avec leur hôte. Le microbiote peut également inclure des microorganismes potentiellement pathogènes pour l'homme, par ex. Escherichia coli.

En raison de l'énormité des micro-organismes, le microbiome gastro-intestinal mérite une attention particulière, qui se compose principalement de bactéries de 4 sous-groupes:

• Firmicutes (64%)
• Bactéroïdes (23%)
• Protéobactéries (8%)
• Actinobactéries (3%)

Chez les personnes en bonne santé, les sections individuelles du tube digestif sont caractérisées par une diversité variable de micro-organismes. L'estomac et le duodénum sont pratiquement stériles, car le pH acide du suc gastrique crée un environnement défavorable pour la plupart des micro-organismes. Dans l'intestin grêle, leur nombre est plus important, allant de 10 000 à 100 000 dans 1 gramme de contenu alimentaire.

Les bactéries acidophiles du genre prédominent ici Lactobacillus et Streptocoque. Le plus grand nombre de micro-organismes se trouve dans le gros intestin et c'est même un billion de cellules dans 1 gramme de nourriture! La grande majorité sont des microorganismes intolérants à l'oxygène (anaérobies) tels que les bactéries du genre Bifidobactérie qu'il s'agisse Clostridium.

On estime qu'il y a 10 fois plus de micro-organismes dans le tube digestif que de cellules dans le corps humain (environ 100 billions de cellules pesant environ 2 kg), et le nombre de gènes qu'ils contiennent est de 3,3 millions. Par comparaison, le génome humain ne compte que 21 000 gènes.

Les bactéries habitant le tube digestif peuvent être divisées en fonction des fonctions qu'elles jouent dans le corps:

• les bactéries protéolytiques (également connues sous le nom de putréfaction) sont des bactéries potentiellement pathogènes dont la prolifération dans l'intestin peut nuire au corps; ils comprennent, entre autres bactéries du genre Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter, Pseudomonas
• les bactéries protectrices (probiotiques) sont des bactéries qui inhibent la croissance des microorganismes pathogènes, scellent l'épithélium intestinal et produisent des nutriments pour la muqueuse intestinale; ils comprennent, entre autres bactéries du genre Lactobacillus et Bifidobactérie
• les bactéries immunostimulantes stimulent les cellules du système immunitaire, réduisent la réponse inflammatoire et stimulent la production d'anticorps IgA à travers la muqueuse; ils comprennent, entre autres bactéries du genre Enterococcus et Escherichia coli. Ce dernier est également potentiellement pathogène dans des conditions défavorables

Le microbiome - quelles sont ses fonctions?

Les micro-organismes intestinaux peuvent métaboliser des substances alimentaires - glucides, protéines, graisses et ceux directement dérivés de l'homme comme les cellules mortes et le mucus. Le microbiome les utilise pour soutenir les activités de base de la vie.

Par conséquent, les fonctions du microbiote peuvent être comparées à un type de bioréacteur qui produit d'innombrables quantités de substances bioactives pendant le processus de fermentation. La quantité et la nature de ces substances dépendront en grande partie de la façon dont nous mangeons.

En plus de soutenir les processus digestifs, le microbiome intestinal:

• produit des vitamines B et de la vitamine K.
• augmente l'absorption des minéraux tels que le magnésium et le calcium
• empêche la colonisation de l'intestin par des bactéries pathogènes
• stimule la maturation des cellules du système immunitaire et soutient son travail
• calme les processus inflammatoires
• influence la maturation et la différenciation des cellules épithéliales intestinales
• inactive les toxines et les cancérogènes
• participe au métabolisme du cholestérol et de la bilirubine

Le microbiome - qu'est-ce qui l'affecte?

• les gènes

Alors que la composition du microbiome intestinal est principalement influencée par des facteurs environnementaux, le génotype de l'hôte influence également le microbiome dans une moindre mesure. Un exemple d'une telle relation sont des variantes du gène FUT2 codant pour l'enzyme fucosyltransférase 2, responsable, entre autres, pour la formation d'antigènes associés aux groupes sanguins.

Les personnes ayant une variante défavorable du gène FUT2 ne produisent pas certains oligosaccharides, dont l'absence les prédispose à une carence des bactéries protectrices du genre Bifidobactérie. Environ 20% des Européens ont une variante défavorable de ce gène.

• âge et mode d'accouchement

Avant l'accouchement in utero, notre tube digestif est stérile. Lors de l'accouchement naturel, le tractus gastro-intestinal est peuplé par le microbiome vaginal de la mère. Ensuite, lors de l'allaitement au lait, des substances prébiotiques (oligosaccharides humains) sont transmises au bébé, ce qui stimule la croissance de bactéries bénéfiques telles que Bifidobactérie.

Les bébés nourris artificiellement peuvent avoir moins de ces bactéries. Il a été démontré que l'accouchement et le mode d'alimentation peuvent être essentiels au bon développement du microbiome et au développement, par exemple, d'allergies. Des différences significatives dans la composition du microbiome ont été observées chez les nourrissons nés naturellement par rapport à ceux accouchés par césarienne.

Après la fin de l'allaitement et l'introduction d'aliments solides, la composition du microbiome intestinal ressemble progressivement à celle d'un adulte. Vers l'âge de 15 ans, il devient relativement stable (si la personne est en bonne santé et mène un mode de vie correct).

La prochaine étape de la vie humaine, au cours de laquelle un changement dans la composition du microbiome intestinal est observé, est la période après environ 65 ans. Chez les personnes âgées, il y a une diminution du nombre de bactéries protectrices du genre Bifidobactérie et une augmentation du nombre de bactéries potentiellement pathogènes, telles que Clostridium.

Diminution Bifidobactérie, qui réduisent l'inflammation de la muqueuse intestinale, peuvent être l'un des facteurs qui exacerbent les processus pathologiques liés à l'âge. Pourquoi cela arrive-t-il? Ceci est en grande partie une conséquence du fait que notre corps devient moins efficace avec l'âge, c'est-à-dire que l'état des dents se détériore, la quantité de salive sécrétée et l'efficacité des organes, par exemple le pancréas, diminuent.

• Régime

Le régime alimentaire est l'un des facteurs les plus influents dans la composition du microbiome intestinal. Si nous fournissons à notre microbiome la bonne quantité de glucides complexes, les micro-organismes produiront des substances telles que les acides gras à chaîne courte (AGCC), par exemple le butyrate ou l'acide lactique, qui ont un effet bénéfique sur le corps, y compris en faisant taire les réponses inflammatoires.

On estime que 10 à 20% des glucides consommés résistent à la digestion par les enzymes intestinales humaines. Ce sont des glucides non digestibles, tels que l'amidon résistant et les polysaccharides non amylacés (par exemple, les pectines et la cellulose), qui sont des «nutriments» idéaux pour le microbiome.

En revanche, si notre alimentation contient un excès d'aliments transformés, de sucres simples, de graisses saturées et de protéines animales, les micro-organismes commenceront à produire des substances nocives telles que des amines biogènes (par exemple la tyramine), du skatole, de l'indole ou de l'ammoniaque. Ces substances peuvent endommager les cellules épithéliales intestinales, provoquer une inflammation et entraîner des perturbations de la perméabilité de la barrière intestinale.

Une étude a été menée dans laquelle la composition du microbiome intestinal des enfants vivant en Italie et s'alimentant selon le modèle alimentaire occidental (riche en protéines animales, en graisses et en sucres simples) a été comparée au régime alimentaire des enfants vivant en milieu rural au Burkina Faso (riche en glucides complexes et pauvre en protéines animales) . Ils ont montré que la composition du microbiome dans les deux groupes différait radicalement.

Chez les enfants d'Italie, le groupe de bactéries caractéristiques des personnes obèses (Firmicutes), il y avait une prolifération de bactéries putréfactives et une teneur réduite en butyrate et autres AGCC a été trouvée dans les fèces. Cela n'a pas été trouvé chez les enfants du Burkina Faso. Cela montre comment les mauvaises habitudes alimentaires affectent la perturbation du microbiome intestinal.

Les régimes pauvres en glucides complexes (par exemple, les fibres solubles) réduisent la diversité du microbiome intestinal, en particulier les bactéries protectrices du genre Bifidobactérie. Un exemple d'un tel régime est le régime FODMAP et un régime sans gluten mal équilibré.

Le régime méditerranéen est le plus favorable dans la recherche, car en plus d'une grande quantité de fibres alimentaires, il contient des polyphénols. Comme le montrent des études récentes, 90 à 95% des polyphénols s'accumulent dans le gros intestin, où ils subissent divers changements biochimiques par le microbiome intestinal.

• Stress psychologique

Il a été démontré dans des souris et des études humaines que le stress psychologique réduit le nombre de bactéries protectrices des genres Lactobacillus et Bifidobactérie. De plus, le stress stimule la croissance de bactéries potentiellement pathogènes Escherichia coli. Cela est probablement dû à la sécrétion de cortisol, une hormone du stress.

Il a également été montré que les polyphénols, comme le resvératrol dans le raisin ou les catéchines dans le thé, ont un effet positif sur la composition du microbiote intestinal, agissant comme prébiotiques.

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Maladies du microbiome et de la civilisation

Le microbiome est souvent comparé à un «organe» qui a été oublié par la médecine moderne. La recherche montre clairement que le microbiome, comme tout autre organe, est capable de recevoir et de répondre aux informations de l'environnement - telles que les changements de pH, la présence de nutriments, de cellules immunitaires et d'hormones. Ce système est appelé quorum sensing et permet un dialogue moléculaire entre le microbiome et les cellules et organes humains.

En raison de l'influence multiniveau du microbiome sur notre corps, il n'est pas surprenant que les troubles qualitatifs et quantitatifs du microbome, appelés dysbiose intestinale, puissent affecter l'émergence de nombreuses maladies de civilisation, telles que:

• obésité
• Diabète
• maladies auto-immunes
• les allergies
• troubles dépressifs
• autisme
• La maladie d'Alzheimer

Une percée dans la recherche sur la relation entre le microbiome et la santé humaine a été le projet "Human Microbiome Project" lancé en 2007 par l'American National Institute of Health. Il utilise les méthodes les plus modernes de biologie moléculaire, qui ont permis de déterminer les différences dans la composition du microbiome humain en fonction de la latitude, du génotype, de l'âge et du régime alimentaire.

Microbiome et obésité

Les premières études pointant sur la relation entre le microbiome intestinal et l'obésité ont été menées chez la souris. Il a été remarqué que les souris obèses ont - par rapport aux souris maigres - perturbées les proportions entre les bactéries du groupe Firmicutes (trop) je Bactéroïdes (pas assez).

On pense actuellement que le microbiome intestinal peut influencer le développement de l'obésité par au moins trois mécanismes:

• en produisant des kilocalories supplémentaires (4 à 10% de l'énergie obtenue à partir des aliments est générée par le microbiome, c'est environ 80-200 kcal / jour)
• induisant une inflammation de faible niveau (appelée endotoxicémie métabolique, qui peut provoquer une résistance à l'insuline)
• régulation du centre de la faim et de la satiété (le microbiome influence, entre autres, la sécrétion du glucagon-like peptide-1 et peptide YY, et le temps du transit intestinal)

Le microbiome et le système nerveux

Des études expérimentales chez la souris ont montré que le microbiome intestinal influence le développement du système nerveux, la réponse au stress et le comportement. De plus en plus d'études indiquent également une relation directe entre le microbiome intestinal et les troubles dépressifs.

Dans ce contexte, le soi-disant l'axe intestin-cerveau et le nerf vague, qui sont responsables de la transmission des signaux de l'intestin au cerveau.

D'autres mécanismes par lesquels les micro-organismes peuvent influencer notre comportement sont leur participation au métabolisme du tryptophane (c'est un précurseur de la synthèse de «l'hormone du bonheur» - la sérotonine) ou directement par la synthèse de neurotransmetteurs, par exemple des bactéries du genre Escherichia et Enterococcus peut produire de la sérotonine et du genre Lactobacillus GABA (un neurotransmetteur responsable de l'apaisement et de la relaxation).

De plus, la recherche indique la participation du microbiome intestinal au développement de troubles tels que:

• autisme
• schizophrénie
• TDAH
• trouble bipolaire

Bon à savoir

Le SIBO, ou prolifération bactérienne de l'intestin grêle, est un type de dysbiose intestinale qui implique une croissance excessive de bactéries dans l'intestin grêle qui sont caractéristiques du gros intestin.

Le SIBO est à l'origine de troubles digestifs et d'absorption. Il coexiste avec de nombreuses maladies, telles que:

• syndrome du côlon irritable (84%)
• maladie cœliaque (66%)
• reflux gastro-œsophagien (50%)
• hypothyroïdie (54%)
• pancréatite (35%)

Les causes de SIBO peuvent être:

• troubles de la motilité intestinale
• antiacides
• maladies de l'estomac
• déficiences enzymatiques digestives
• vieillesse
• antibiothérapie

Le microbiome - comment en prendre soin?

• manger des légumes et des fruits riches en polyphénols (myrtilles, myrtilles, framboises) et en substances prébiotiques «nourrissantes» pour les microorganismes intestinaux (légumineuses, agrumes, topinambour, poireaux, oignons, asperges, bananes)
• mangez des glucides complexes tels que le riz brun, le son d'avoine et le son d'avoine, qui contiennent des fibres solubles qui stimulent la production de butyrate
• manger des graisses de bonne qualité, par exemple dans l'huile d'olive
• buvez du thé vert car il contient des polyphénols comme les catéchines
• augmenter la consommation de légumes marinés, par exemple le chou, les concombres, les betteraves et les produits laitiers, par exemple le yaourt, le kéfir, car ils sont une source de microorganismes probiotiques
• évitez les grandes quantités d'alcool, et si vous en consommez déjà, choisissez du vin rouge qui contient des polyphénols comme le resvératrol
• Éliminez la malbouffe transformée, les boissons sucrées, les biscuits et les barres de votre alimentation car ils sont une source de sucres simples et de gras trans
• éviter le stress psychologique et, si cela est impossible, utiliser des techniques de relaxation
• prendre soin de dormir suffisamment
• exercice régulier

Littérature

1. Gałęcka M. et Szachta P. Kyberkompakt - l'importance du diagnostic microbiologique moderne du tractus gastro-intestinal. Infections 5/2013.
2. De Filippo C. et al.Impact du régime alimentaire sur la formation du microbiote intestinal révélé par une étude comparative chez des enfants d'Europe et d'Afrique rurale. Proc Natl Acad Sci États-Unis. 2010, 17, 107 (33), 14691-6. accès en ligne
3. Tomás-Barberán F.A. et al.Interactions du microbiote intestinal avec les polyphénols alimentaires et conséquences pour la santé humaine. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2016, 19 (6), 471-476. accès en ligne
4. Le génotype de Wacklin P. et al.Secretor (gène FUT2) est fortement associé à la composition des bifidobactéries dans l'intestin humain. PLoS One 2011, 6, e20113. accès en ligne
5. De Filippis F. et al.L'adhésion élevée à un régime méditerranéen a un impact bénéfique sur le microbiote intestinal et le métabolome associé. Intestin. 2016, 65 (11), 1812-1821. accès en ligne
6. Reddel S. et al.L'impact des régimes à faible teneur en FODMAP, sans gluten et cétogènes sur la modulation du microbiote intestinal dans des conditions pathologiques. Nutriments. 2019, 12, 11 (2), E373. accès en ligne
7. Wołkowicz T. et al.Le microbiome du tube digestif et sa dysbiose en tant que facteur important affectant l'état de santé du corps humain. Med. Exp. Mikrobiol., 2014, 66: 223-235. accès en ligne
8. Ostrowska L. L'influence du microbiote intestinal sur les troubles métaboliques et l'obésité - le point de vue d'un interniste et diététicien Gastroenterologia Kliniczna 2016, 8, 2, 62-73. accès en ligne
9. Gulas E. et al. Comment la microbiologie peut-elle influencer la psychiatrie? Relations entre la flore intestinale et les troubles mentaux. Psychiatre. Moitié. 2018, 9, 1-17. accès en ligne

A propos de l'auteur

Karolina Karabin, MD, PhD, biologiste moléculaire, diagnosticienne de laboratoire, Cambridge Diagnostics Polska Biologiste avec une spécialisation en microbiologie et diagnosticienne de laboratoire avec plus de 10 ans d'expérience en laboratoire. Diplômé de l'École de médecine moléculaire et membre de la Société polonaise de génétique humaine, responsable des bourses de recherche au Laboratoire de diagnostic moléculaire du Département d'hématologie, d'oncologie et de maladies internes de l'Université de médecine de Varsovie. Elle a défendu le titre de docteur en sciences médicales dans le domaine de la biologie médicale à la 1ère faculté de médecine de l'Université de médecine de Varsovie. Auteur de nombreux travaux scientifiques et populaires dans le domaine du diagnostic de laboratoire, de la biologie moléculaire et de la nutrition. Au quotidien, en tant que spécialiste dans le domaine du diagnostic de laboratoire, il dirige le département fonctionnel de Cambridge Diagnostics Polska et coopère avec une équipe de diététiciens de la CD Dietary Clinic. Il partage ses connaissances pratiques sur le diagnostic et la thérapie diététique des maladies avec des spécialistes lors de conférences, de formations, de magazines et de sites Web. Elle s'intéresse particulièrement à l'influence du mode de vie moderne sur les processus moléculaires du corps.

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