Fiche de révision : Microbiote intestinal et santé

📋 Plan du Cours

1. Microbiote, microbiome et holobionte
2. Acquisition et composition intestinale
3. Eubiose et fonctions intestinales
4. Dysbiose et inflammation
5. Axes entre intestin et organes
6. Axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien
7. Clostridioides difficile et microbiote
8. Probiotiques et interactions intestinales
9. Transplantation de microbiote fécal
10. Alimentation, médicaments et microbiote

📖 1. Microbiote, microbiome et holobionte

🔑 Notions clés & Définitions

• Microbiote : Ensemble des micro-organismes et des virus hébergés par un organisme.
• Microbiome : Génome des micro-organismes hébergés, appelé métagénome, ainsi que les biomolécules issues de l’expression de ces gènes.
• Holobionte : Ensemble formé par un hôte pluricellulaire et les micro-organismes qu’il héberge.

📝 Points essentiels

• Le microbiote humain représente un potentiel génétique estimé à 150 fois celui du génome humain.

• Les sites d’interface cités pour les microbiotes humains sont :
  • la peau
  • l’appareil digestif
  • l’appareil génital
  • l’appareil respiratoire

💡 Astuce mémo

Microbiote = organismes ; microbiome = génomes et biomolécules.

📖 2. Acquisition et composition intestinale

★ À maîtriser

• Le microbiote intestinal représente environ 1 à 2 kg chez l’adulte et comprend environ 1 500 espèces bactériennes et 10¹³ micro-organismes. - M.F. Maciel-Fiuza et al., 2023

• Cinq phyla bactériens regroupent 90 % du microbiote intestinal :

  • Bacteroidetes
  • Firmicutes
  • Actinobacteria
  • Proteobacteria
  • Fusobacteria

• Le microbiote s’enrichit dès la naissance et sa composition est influencée notamment par le mode de naissance, l’alimentation de la première année et l’antibiothérapie précoce.

Compléments

• Le ratio Bacteroidetes/Firmicutes indiqué dans le cours est de 1/1.

• Le microbiote comprend :

  • des bactéries
  • des champignons
  • des protozoaires
  • des nématodes
  • des archées
  • des virus
  • des bactériophages

• La métagénomique permet d’extraire et de séquencer l’ADN bactérien afin d’étudier les liens entre pathologies et génomes bactériens.

📖 3. Eubiose et fonctions intestinales

🔑 Notions clés & Définitions

• Eubiose : État de microbiote équilibré, fonctionnel et qualitatif.

★ À maîtriser

• Le microbiote intestinal digère certains polysaccharides végétaux et synthétise certaines vitamines, notamment les vitamines K et D.

• La fermentation microbienne produit notamment :

  • l’acétate
  • le propionate
  • le butyrate

• Les acides gras à chaîne courte favorisent la production de molécules anti-inflammatoires et réduisent celle de molécules pro-inflammatoires (Rooks and Garrett, 2016).

Compléments

• Le microbiote est caractérisé notamment par :

  • des échanges génétiques
  • une régulation
  • du mutualisme
  • de la compétition

• Les acides aminés ramifiés cités sont :

  • la valine
  • la leucine
  • l’isoleucine

📖 4. Dysbiose et inflammation

🔑 Notions clés & Définitions

• Dysbiose : Altération du microbiote.

★ À maîtriser

• Un régime trop riche en graisses et en sucres et trop pauvre en fibres est associé à une incidence accrue du diabète, de l’obésité et de l’inflammation.

• Les antibiotiques à spectre non sélectif peuvent réduire les espèces commensales, déséquilibrer le microbiote et favoriser la prolifération de pathobiontes tels que C. difficile, Enterococcus et Bacteroides.

Compléments

• La dysbiose consécutive à une antibiothérapie peut entraîner :

  • une diarrhée associée aux antibiotiques
  • une colite pseudomembraneuse
  • un mégacôlon toxique comme complication

• Le stress environnemental et le contexte hormonal peuvent modifier les microbiotes, notamment le microbiote génital lors de l’aménorrhée ou de la ménopause.

💡 Astuce mémo

Antibiotiques → perte de commensaux → prolifération de pathobiontes.

📖 5. Axes entre intestin et organes

★ À maîtriser

• Le microbiote intestinal interagit avec les tissus et les organes, notamment avec la sphère psychiatrique, par l’intermédiaire de plusieurs voies de communication.

• La communication implique notamment :
  • le nerf vague
  • le système immunitaire
  • le système endocrinien
  • le système circulatoire

Compléments

• Le nerf vague, également appelé nerf X ou nerf pneumo-gastro-entérique, relaie des signaux chimiques jusqu’au système nerveux central.

• Une étude publiée en 2024 dans BMC Psychiatry, regroupant 17 études et 160 000 personnes, associe la consommation de produits ultra-transformés à une augmentation de 33 % du stress chronique et de 30 % de la dépression (Ejtahed et al., 2024). - Association between junk food consumption and mental health problems in adults: a systematic review and meta-analysis

📖 6. Axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien

★ À maîtriser

• 🔄 Lors d’un stress, la réponse suit cette séquence :

  1. L’hypothalamus stimule l’hypophyse antérieure.
  2. L’hypophyse antérieure libère l’ACTH.
  3. L’ACTH stimule les glandes surrénales.
  4. Les glandes surrénales libèrent du cortisol.

• Le cortisol exerce un rétrocontrôle négatif au niveau de l’hypophyse et de l’hypothalamus afin de limiter une libération excessive de cortisol.

Compléments

• Une hyperactivité chronique de l’axe HHS peut entraîner une élévation durable du cortisol et des modifications métaboliques, neuronales, cardiovasculaires et immunologiques parfois associées à la dépression.

💡 Astuce mémo

Hypothalamus → hypophyse → surrénales.

📖 7. Clostridioides difficile et microbiote

🔑 Notions clés & Définitions

• Clostridioides difficile : Clostridioides difficile est un bacille Gram positif, anaérobie strict et sporogène, responsable d’infections souvent caractérisées par des diarrhées après une antibiothérapie.

★ À maîtriser

• Clostridioides difficile est une cause majeure de diarrhée nosocomiale et produit deux toxines pro-inflammatoires, TcdA et TcdB.

• Après ingestion, les formes sporulées résistent à l’estomac, germent dans l’intestin grêle, puis les bactéries se multiplient dans le côlon, produisent les toxines TcdA et TcdB et sont excrétées sous formes végétatives ou sporulées.

• Clostridium scindens convertit les sels biliaires primaires en sels biliaires secondaires, ce qui s’oppose à la multiplication et à la colonisation par C. difficile (Buffie, 2015).

Compléments

• Les toxines TcdA et TcdB attaquent les éléments du cytosquelette, notamment par condensation de l’actine, et entraînent la mort cellulaire.

💡 Astuce mémo

Ingestion → estomac → intestin grêle → côlon → excrétion.

📖 8. Probiotiques et interactions intestinales

🔑 Notions clés & Définitions

• Probiotiques : Micro-organismes vivants administrés qui confèrent des effets bénéfiques pour la santé humaine par une interaction bénéfique avec l’hôte.

★ À maîtriser

• Les interactions entre probiotiques et muqueuse gastro-intestinale impliquent des macromolécules de surface reconnues par les récepteurs PRR de l’hôte.

Compléments

• Les facteurs de surface probiotiques cités sont : les flagelles, les polysaccharides de surface, les acides téichoïques des bactéries Gram positives

• Le cours cite Propionibacterium freudenreichii comme traitement étudié dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, notamment la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique.

📌 La consommation excessive de probiotiques sous forme de compléments peut perturber le microbiote et être dommageable, notamment chez les personnes immunodéprimées ou atteintes de certains cancers.

📖 9. Transplantation de microbiote fécal

🔑 Notions clés & Définitions

• Transplantation de microbiote fécal : La transplantation de microbiote fécal (TMF) transfère les matières fécales d’un donneur sain dans l’intestin d’un receveur afin de traiter un trouble associé à une altération du microbiote (S. Porcari et al., 2023).

★ À maîtriser

• La TMF est indiquée comme traitement des infections récurrentes à Clostridioides difficile, en alternative aux antibiothérapies par vancomycine ou fidaxomicine.

📌 La TMF est assimilée à un médicament dérivé du corps humain, relève du Code de la Santé Publique, ne dispose pas d’autorisation de mise sur le marché et doit être préparée sous responsabilité pharmaceutique.

Compléments

• Les premiers essais de TMF cités datent de 2013.

• Le cours cite également les troubles dépressifs et les troubles du spectre autistique parmi les indications étudiées de la TMF.

• La réussite d’une TMF dépend notamment de la compatibilité donneur-receveur et du préconditionnement du donneur et du receveur, notamment par un régime alimentaire pré-transplantation. - Porcari et al., Key determinants of success in fecal microbiota transplantation: From microbiome to clinic, 2023

📖 10. Alimentation, médicaments et microbiote

📝 Points essentiels

• Un régime occidental riche en graisses et pauvre en fibres déséquilibre le microbiote et peut être associé à une incidence accrue de l’obésité et du cancer ainsi qu’à une sociabilité diminuée (Katherine T. Weber, 2024). - The gut microbiome and Sociability, April 2024

• Chez les animaux, une alimentation maternelle de type occidental pendant la gestation est associée à davantage de stress et à la transmission d’un microbiote déséquilibré à la descendance. - Katherine T. Weber, The gut microbiome and Sociability, April 2024

• Chez les descendants étudiés, le traitement par des probiotiques comme Lactobacillus reuteri est associé à une atténuation des symptômes, à une baisse de l’obésité et du cancer et à une amélioration de la sociabilité. - Katherine T. Weber, The gut microbiome and Sociability, April 2024

• Lactobacillus vaginalis peut convertir la daidzine alimentaire en daidzéine par une β-galactosidase, et la daidzéine réduit le stress oxydatif et la mort cellulaire associés à la toxicité hépatique du paracétamol chez la souris (Zeng, 2015). - Liberation of daidzein by gut microbial β-galactosidase suppresses acetaminophen induced hepatotoxicity in mice