Le microbiote intestinal, un microcosme essentiel pour la santé physique et mentale

Le microbiote intestinal : un chef d'orchestre de notre santé

Pendant longtemps, les bactéries ont été considérées uniquement comme des agents responsables d'infections. Nous savons aujourd'hui que cette vision est largement dépassée. La très grande majorité des micro-organismes qui vivent en nous sont au contraire indispensables à notre santé. Depuis une quinzaine d'années, les recherches sur le microbiote intestinal ont profondément bouleversé notre compréhension de nombreuses maladies.

Le microbiote est désormais considéré comme un véritable organe à part entière. Il dialogue en permanence avec notre système immunitaire, notre cerveau, nos hormones, notre métabolisme, notre foie, notre peau et même nos mitochondries, véritables centrales énergétiques de nos cellules.

Aujourd'hui, les études scientifiques montrent qu'une altération du microbiote, appelée dysbiose, est associée à de nombreuses maladies chroniques. Elle est retrouvée dans les maladies métaboliques (obésité, diabète, syndrome métabolique), les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin, certaines maladies auto-immunes, les allergies, les maladies cardiovasculaires, les troubles de la fertilité, l'endométriose, le syndrome des ovaires polykystiques, mais également dans de nombreux troubles neurologiques et psychiatriques comme la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer, la sclérose en plaques, les troubles du spectre autistique, les troubles « dys », le TDAH, l'anxiété, les dépressions ou encore certains troubles de l'humeur.

Le microbiote apparaît ainsi comme une cible thérapeutique prometteuse. Restaurer son équilibre ne permet pas de tout guérir, mais constitue aujourd'hui un levier majeur de prévention et d'accompagnement de nombreuses pathologies.

Dans cet article, nous allons comprendre pourquoi notre microbiote influence autant notre santé, comment il se construit dès les premiers instants de la vie et surtout quelles sont les stratégies naturelles permettant d'en prendre soin.

Qu'est-ce que le microbiote ?

Le microbiote correspond à l'ensemble des micro-organismes qui vivent naturellement sur et dans notre organisme : bactéries, virus, levures, champignons microscopiques et quelques archées. La très grande majorité d'entre eux vivent en parfaite symbiose avec leur hôte et participent activement au maintien de notre santé.

Notre organisme n'abrite pas un seul microbiote mais plusieurs écosystèmes spécialisés : le microbiote intestinal, cutané, buccal, vaginal, respiratoire ou encore ORL. Chacun possède une composition spécifique adaptée à son environnement et remplit des fonctions particulières.

Le microbiote intestinal est de loin le plus important. Il est principalement localisé dans le côlon, où les conditions sont particulièrement favorables au développement des bactéries. On estime qu'il renferme près de 38 000 milliards de bactéries, appartenant à plusieurs centaines d'espèces différentes, pour une masse pouvant atteindre 1 à 2 kg.

Loin d'être un simple passager, ce véritable écosystème remplit des fonctions essentielles :

• il participe à la digestion des fibres alimentaires ;

• il fabrique de nombreuses vitamines (vitamine K, vitamines du groupe B notamment) ;

• il produit des acides gras à chaîne courte qui nourrissent les cellules intestinales ;

• il régule le système immunitaire ;

• il protège contre les agents pathogènes ;

• il intervient dans le métabolisme des médicaments et des hormones ;

• il produit ou module de nombreux neurotransmetteurs impliqués dans l'humeur, le sommeil et les fonctions cognitives.

Chaque individu possède une signature microbienne unique, comparable à une empreinte digitale. Cette composition évolue tout au long de la vie sous l'influence de nombreux facteurs : naissance, alimentation, environnement, médicaments, stress, activité physique, sommeil ou encore vieillissement.

La construction du microbiote : une histoire qui commence dès les premiers instants de la vie

Contrairement à ce que l'on pensait il y a encore quelques années, le développement du microbiote débute probablement avant même la naissance. Si l'intestin du fœtus reste très peu colonisé, plusieurs travaux suggèrent que certaines molécules et certains micro-organismes maternels pourraient déjà influencer le développement immunitaire du futur bébé pendant la grossesse.

L'état de santé de la mère joue ainsi un rôle majeur. Son alimentation, son microbiote intestinal et vaginal, son niveau de stress, son exposition aux polluants, au tabac, à certains médicaments — notamment les antibiotiques — ainsi que divers facteurs environnementaux influencent la qualité du microbiote qui sera transmis à l'enfant.

Le véritable ensemencement bactérien se produit ensuite lors de l'accouchement. Au moment du passage dans la filière vaginale, le nouveau-né entre en contact avec le microbiote vaginal et fécal de sa mère. Cette première colonisation constitue une étape essentielle dans la maturation de son système immunitaire et dans l'installation progressive de son microbiote intestinal.

Chez les enfants nés par césarienne, cette colonisation initiale est différente. Le microbiote est davantage constitué de bactéries provenant de la peau, du personnel soignant et de l'environnement hospitalier. Plusieurs études montrent que cette différence s'accompagne souvent d'une moindre diversité bactérienne et d'un retard d'implantation des bifidobactéries. Une naissance par césarienne est associée à une augmentation modérée du risque de certaines allergies, de l'asthme ou de certaines maladies immunitaires, même si de nombreux autres facteurs interviennent également.

Le peau à peau réalisé dès les premières heures de vie constitue un élément essentiel. Il favorise les échanges microbiens entre la mère et son enfant, stimule la colonisation par des bactéries bénéfiques et contribue à la maturation du système immunitaire. Plus largement, les interactions précoces avec l'entourage participent progressivement à enrichir la diversité du microbiote, facteur aujourd'hui considéré comme un marqueur important de bonne santé.

Enfin, l'alimentation du nourrisson représente probablement le déterminant le plus important des premiers mois de vie.

Le lait maternel est un véritable concentré de biologie. Il ne nourrit pas seulement le bébé : il nourrit également son microbiote.

Il contient notamment :

• des bactéries bénéfiques (probiotiques) ;

• des cellules immunitaires et des anticorps ;

• plus de 200 oligosaccharides spécifiques du lait maternel (Human Milk Oligosaccharides ou HMO), véritables prébiotiques qui favorisent la croissance sélective des bifidobactéries ;

• de la lactoferrine, des enzymes, des facteurs de croissance, des lipides complexes et de nombreux composés bioactifs.

Parmi ces HMO, le 2'-fucosyllactose (2'-FL) est particulièrement étudié. Ce prébiotique favorise le développement d'une flore protectrice, participe à la maturation immunitaire et limite l'adhésion de nombreux agents pathogènes à la muqueuse intestinale.

La capacité à produire certains fucosyl-oligosaccharides dépend notamment du gène FUT2. Environ 20 % des populations européennes présentent une faible activité de cette enzyme, ce qui peut influencer la composition du microbiote et être associé à une susceptibilité accrue à certaines infections ou à certaines formes de dysbiose.

Les études montrent qu'en moyenne les enfants allaités présentent un microbiote plus riche en bifidobactéries, une meilleure maturation immunitaire et un risque plus faible de certaines infections ainsi que de plusieurs maladies métaboliques au cours de la vie.

Les fonctions du microbiote intestinal

Longtemps considéré comme un simple acteur de la digestion, le microbiote intestinal est aujourd'hui reconnu comme un véritable organe métabolique. Il communique en permanence avec l'ensemble de notre organisme et influence pratiquement toutes les grandes fonctions physiologiques.

Les scientifiques lui attribuent désormais quatre grandes missions, auxquelles viennent s'ajouter plusieurs fonctions métaboliques découvertes plus récemment.

Le microbiote assure ainsi :

• une fonction digestive et métabolique ;

• une fonction de maintien de l'intégrité de la barrière intestinale ;

• une fonction immunitaire ;

• une fonction de communication avec le système nerveux, appelée axe intestin-cerveau.

À ces quatre fonctions majeures s'ajoutent aujourd'hui un rôle dans la régulation hormonale, le métabolisme énergétique, la détoxification de l'organisme et même le vieillissement.

Une fonction digestive et métabolique

Notre système digestif ne possède pas les enzymes capables de dégrader certaines fibres végétales. Sans le microbiote, une partie importante des aliments traverserait donc notre tube digestif sans être utilisée.

Les bactéries intestinales réalisent un véritable travail de transformation biochimique.

Elles permettent notamment :

• la synthèse de plusieurs vitamines (vitamine K, vitamines B1, B2, B5, B6, B8, B9, B12 et probablement une participation indirecte au métabolisme de la vitamine D) ;

• la fermentation des fibres alimentaires et des amidons résistants ;

• la dégradation de certains glucides complexes que l'organisme humain est incapable de digérer seul ;

• l'hydrolyse de certaines protéines alimentaires ;

• la transformation des polyphénols alimentaires en métabolites beaucoup plus actifs (urolithines, équol, dérivés des flavonoïdes...) ;

• le métabolisme des acides biliaires ;

• la participation au métabolisme du cholestérol ;

• le recyclage de certains composés par le cycle entéro-hépatique.

Le microbiote intervient également dans la régulation de la motricité intestinale. Il stimule les contractions du tube digestif et facilite ainsi l'élimination des déchets, des toxines et des micro-organismes devenus inutiles. À titre d'exemple, près de 70 % du poids des selles est constitué de bactéries.

Les acides gras à chaîne courte : les véritables messagers du microbiote

La fermentation des fibres alimentaires par certaines bactéries produit trois molécules essentielles :

• l'acétate ;

• le propionate ;

• le butyrate.

Ces acides gras à chaîne courte (AGCC) sont aujourd'hui considérés comme les principaux médiateurs des effets bénéfiques du microbiote.

Le butyrate est probablement le plus important.

Il représente jusqu'à 70 % de l'énergie utilisée par les colonocytes, les cellules qui tapissent le côlon.

Mais ses effets vont bien au-delà.

Il :

• nourrit les cellules intestinales ;

• stimule la production de mucus protecteur ;

• renforce les jonctions serrées responsables de l'étanchéité intestinale ;

• limite l'inflammation chronique ;

• améliore la sensibilité à l'insuline ;

• participe à la prévention du cancer colorectal ;

• influence favorablement le métabolisme énergétique ;

• agit jusque dans le cerveau où il exerce des effets neuroprotecteurs.

Les AGCC sont aujourd'hui au cœur de nombreuses recherches concernant les maladies inflammatoires chroniques, l'obésité, le diabète, les maladies neurodégénératives, la douleur chronique et la dépression.

Une fonction de maintien de l'intégrité de la muqueuse intestinale

Notre intestin représente la plus grande surface d'échange entre l'organisme et le monde extérieur.

Chaque jour, plusieurs dizaines de mètres carrés de muqueuse sont exposés aux aliments, aux bactéries, aux toxines et aux substances chimiques.

Le microbiote constitue le premier gardien de cette frontière.

Il participe :

• au développement des villosités intestinales ;

• à la maturation des cellules digestives ;

• à l'angiogenèse (formation de nouveaux vaisseaux sanguins) ;

• à la production du mucus protecteur ;

• à la synthèse des protéines des jonctions serrées.

Lorsque cet équilibre est rompu, la perméabilité intestinale augmente. Des fragments bactériens, des toxines alimentaires ou des molécules insuffisamment digérées peuvent alors traverser la paroi intestinale et stimuler durablement le système immunitaire.

Cette situation est aujourd'hui impliquée dans de nombreuses maladies inflammatoires, auto-immunes et métaboliques.

Une fonction immunitaire

Près de 70 à 80 % des cellules immunitaires de l'organisme sont localisées au niveau intestinal.

Le microbiote constitue donc un partenaire indispensable du système immunitaire.

Il agit selon plusieurs mécanismes.

Il forme une véritable barrière protectrice

Les bonnes bactéries occupent les sites d'adhésion de la muqueuse intestinale.

Elles empêchent ainsi les bactéries pathogènes de s'installer.

On parle d'exclusion compétitive.

Il produit des substances antimicrobiennes

Certaines bactéries fabriquent naturellement :

• de l'acide lactique ;

• de l'acide acétique ;

• du peroxyde d'hydrogène ;

• des bactériocines (véritables antibiotiques naturels) ;

• différents peptides antimicrobiens.

Ces molécules limitent la prolifération des micro-organismes indésirables.

Il éduque le système immunitaire

Le microbiote apprend en permanence au système immunitaire à distinguer les véritables dangers des éléments inoffensifs.

Il favorise ainsi la tolérance immunitaire et limite les réactions excessives responsables des allergies ou de certaines maladies auto-immunes.

À l'inverse, une dysbiose favorise un état inflammatoire chronique de bas grade aujourd'hui impliqué dans le diabète, les maladies cardiovasculaires, les maladies neurodégénératives et certains cancers.

Une fonction de communication avec le cerveau

L'intestin est souvent surnommé notre « deuxième cerveau ».

Cette expression est loin d'être exagérée.

La paroi digestive possède plus de 200 millions de neurones, constituant le système nerveux entérique.

Celui-ci communique en permanence avec le cerveau grâce à plusieurs voies :

• le nerf vague ;

• le système immunitaire ;

• les hormones digestives ;

• les métabolites bactériens ;

• les neurotransmetteurs produits directement ou indirectement par le microbiote.

Environ 95 % de la sérotonine de l'organisme est produite dans l'intestin. Bien qu'elle ne traverse pas la barrière hémato-encéphalique, elle joue un rôle majeur dans la motricité digestive, la modulation immunitaire et influence indirectement le fonctionnement cérébral. Le microbiote participe également à la production ou à la régulation du GABA, de la dopamine, de la noradrénaline, de l'acétylcholine et de nombreux autres médiateurs chimiques impliqués dans la gestion des émotions, du sommeil, de la mémoire et de la douleur.

Les recherches sur l'axe microbiote-intestin-cerveau se multiplient.

Une dysbiose est aujourd'hui retrouvée dans de nombreuses pathologies neurologiques et psychiatriques :

• dépression ;

• anxiété ;

• troubles bipolaires ;

• troubles du spectre autistique ;

• TDAH ;

• maladie de Parkinson ;

• maladie d'Alzheimer ;

• sclérose en plaques ;

• douleurs neuropathiques ;

• fibromyalgie.

Chez l'animal, des expériences spectaculaires de transplantation de microbiote ont montré qu'il était possible de transférer certains comportements comme l'anxiété, l'agressivité ou les réponses au stress d'un individu à un autre.

Chez l'être humain, les résultats sont encore en cours d'évaluation, mais plusieurs essais cliniques suggèrent déjà qu'une modulation du microbiote pourrait améliorer certains symptômes digestifs, cognitifs ou comportementaux dans des contextes bien précis. Les mécanismes et l'ampleur de ces effets restent toutefois activement étudiés.

Un véritable chef d'orchestre de notre santé

À mesure que les recherches progressent, une évidence s'impose : le microbiote ne se contente pas de digérer nos aliments.

Il participe au fonctionnement de pratiquement tous les organes.

Il influence notre immunité, notre métabolisme, notre poids, notre inflammation, notre production d'énergie, notre équilibre hormonal, nos capacités cognitives, notre humeur et même notre perception de la douleur.

Lorsqu'il est diversifié et équilibré, il contribue au maintien de la santé. À l'inverse, lorsqu'il s'appauvrit ou se déséquilibre, on parle de dysbiose, un état aujourd'hui associé à un nombre croissant de maladies chroniques.

Dans le prochain article, nous verrons comment une dysbiose s'installe, quels en sont les principaux signes et surtout quelles stratégies nutritionnelles, micronutritionnelles et d'hygiène de vie permettent de restaurer durablement l'équilibre du microbiote.

[1] Safari , Awaz Aziz Saeed1 , Shukir Saleem Hasan1 and Lida Moghaddam-Banaem, The effect of mother and newborn early skin-to-skin contact on initiation of breastfeeding, newborn temperature and duration of third stage of labor Kolsoom, Journal international de l’allaitement maternel, 2018

[2] Lorpela K “Fucosylated oligosaccharides in mother’s milk alleviate the effects of caesarean birth on infant gut microbiota” Sci Rep.2018 Sep 13;8(1):13757.

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[4] Probiotics, gut microbiota, and their influence on host health and disease, Mol. Nutr. Food Res. 61, 1, 2017, 1600240.

[5] Gao X, Cao Q, Cheng Y et al. Chronic stress promotes colitis by disturbing the gut microbiota and triggering immune system response. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018;115:E2960-E2969.