Le microbiote est un système complexe et l’équilibre de la flore intestinale est en perpétuelle adaptation. Un des réflexes est de prendre des probiotiques pour la flore intestinale. Mais comment agissent-ils ? Les bactéries présentes dans les produits sont-elles vraiment retrouvées dans notre propre microbiote ?
Physiologie du microbiote
Le microbiote intestinal humain est composé d'environ 100 000 milliards (10¹⁴) de micro-organismes. La composition du microbiote intestinal humain est complexe et diverse, regroupant de nombreux types de bactéries, archées (des micro-organismes distincts des bactéries), virus (notamment des bactériophages) et champignons (levures). Ces micro-organismes sont environ 10 fois plus nombreux que les cellules humaines dans le corps, et ils représentent environ 1 à 2 kg de la masse corporelle totale. Ils forment un écosystème microbien diversifié et l’équilibre de la flore intestinale remplit des fonctions essentielles.
Composition
La composition du microbiote peut varier d'une personne à l'autre et dépend de nombreux facteurs comme l'alimentation, l'âge ou encore les conditions de vie. 1,2,3,4
Voici une liste des groupes de micro-organismes dont on connaît le rôle :
1 - Firmicutes (environ 40-60%)
Les Firmicutes sont un des groupes bactériens les plus abondants dans l'intestin. Impliqués dans la fermentation des fibres alimentaires et la production d'acides gras à chaînes courtes (AGCC). On compte parmi eux de nombreuses espèces dont Faecalibacterium prausnitzii, qui représente environ 5%. D’autres Firmicutes ont un rôle un peu différent. Clostridium scindens transforme les acides biliaires et joue un rôle dans la protection contre les infections. Lactobacillus (environ 1%), produit de l’acide lactique et soutient la santé immunitaire et la barrière intestinale. Alors que Dorea métabolise les glucides et produit des AGCC.
2 - Bactéroïdètes (25-30%)
Les Bactéroïdètes sont un autre groupe dominant, largement impliqués dans la dégradation des polysaccharides complexes, y compris les fibres alimentaires, ils produisent certains acides gras. Certains, comme Bacteroides fragilis influencent la régulation immunitaire. Alistipes, elle, a été identifiée comme ayant, entre autres, un rôle dans la santé mentale.
3 - Actinobacteria (3-5%)
Les Actinobacteria, et notamment les Bifidobacterium, sont essentiels dans la digestion des fibres alimentaires et des oligosaccharides. Ils produisent des AGCC, notamment de l’acétate, et sont impliqués dans la modulation de la réponse immunitaire.
4 - Proteobacteria (5%)
Les Proteobacteria regroupent des bactéries pathogènes et opportunistes qui peuvent devenir dominantes dans certains cas de dysbiose. En faible quantité, elles sont normales, mais leur croissance excessive est associée à des pathologies. On compte parmi elles :
- Escherichia (incluant Escherichia coli), dont certaines souches sont bénéfiques, mais d'autres peuvent être pathogènes.
- Proteus
- Klebsiella
- Enterobacter
5 - Bactéries productrices de sulfure d'hydrogène (H2S)
Les bactéries productrices d'H2S peuvent avoir des effets délétères à haute concentration, avec des impacts sur la santé intestinale. On compte parmi elles : Desulfovibrio, Desulfuromonas et Bilophila.
6 - Verrucomicrobia (1-3%)
Les Verrucomicrobia, en particulier Akkermansia muciniphila, sont des bactéries qui dégradent les mucines, protéines du mucus, jouant un rôle crucial dans la santé de la barrière intestinale.
7 - Fusobacteria
Les Fusobacteria sont peu abondantes dans un microbiote sain, et peuvent devenir pathogènes si elles sont présentes en excès.
8 - Archées (Euryarchaeota)
Les archées ne sont pas des bactéries, mais des organismes procaryotes. Elles jouent un rôle important dans le métabolisme de certains gaz intestinaux, notamment le méthane. On compte parmi elles les Methanobrevibacter qui produisent du méthane et participent à la réduction de l’hydrogène, et les Methanosphaera présentes en plus faible quantité.
9 - Virus (Bactériophages et autres virus)
Les virus du microbiote intestinal sont principalement des bactériophages, c’est-à-dire des virus qui infectent les bactéries. Ils modulent la composition bactérienne en influençant les populations de bactéries. Les Caudovirales, Microviridae, et Leviviridae sont trois familles distinctes s’attaquant à différents types de virus.
10 - Champignons (Levures)
Les champignons (ou levures) composent une petite fraction du microbiote intestinal. Ils sont impliqués dans les processus de fermentation et peuvent avoir des interactions bénéfiques ou pathogènes selon leur équilibre. Les Candida peuvent être pathogènes en cas de prolifération excessive. Malassezia est présent à faibles concentrations, il est surtout connu pour sa présence sur la peau, mais il est également retrouvé dans l'intestin où on lui suppose des interactions avec le système immunitaire.
11 - Protozoaires
Bien que les protozoaires, aussi appelés parasites, soient moins étudiés dans ce contexte, ils sont présents et jouent un rôle dans la régulation des populations microbiennes et la santé intestinale. Blastocystis et Entamoeba sont deux familles de protozoaires microscopiques qui peuvent être présentes sans causer de symptômes, mais elles sont parfois associées à des troubles gastro-intestinaux chez certains individus. Le microbiote est extrêmement riche et varié. L’importance de son rôle est aujourd’hui démontrée, mais son étude n’en est qu’à ses débuts.
Effets du microbiote sur la santé
Le microbiote intestinal est au cœur de la santé humaine. Composé de trillions de micro-organismes, il est le garant de la digestion des nutriments et micronutriments qui sont les briques de construction du corps. Il est aussi producteur d’un certain nombre de substances essentielles à la santé. Sa diversité et son équilibre influencent le bien-être global, de la santé intestinale à la modulation de systèmes éloignés comme le système immunitaire, la peau ou le cerveau.
- Renforcer la barrière intestinale : Un microbiote sain protège la paroi intestinale en favorisant l'intégrité des cellules qui la composent, protégeant ainsi de nombreuses substances nocives.
- Moduler le système immunitaire : Les micro-organismes intestinaux jouent un rôle clé dans la production de substances qui influencent le système immunitaire à travers tout l'organisme. Parmi ces substances, les acides gras à chaînes courtes (AGCC), les métabolites et les peptides antimicrobiens ont un effet direct sur l’immunité. 6
- Produire des substances bénéfiques : Le microbiote produit des acides gras à chaînes courtes (comme le butyrate) qui nourrissent les cellules intestinales, ainsi que des vitamines B et K, essentielles au métabolisme et à la coagulation sanguine.
- Axe intestin-cerveau : Les interactions entre le microbiote et le système nerveux central influencent l'humeur et le comportement à travers la production de neurotransmetteurs entre autres.6
- Axe intestin-peau : Un microbiote équilibré peut contribuer à une meilleure santé cutanée.7
- Axe intestin-muscle : Le microbiote impacte la santé musculaire en facilitant la disponibilité des nutriments essentiels pour la croissance et la récupération musculaire, notamment par la production d'acides gras bénéfiques. 8
Différents types de bactéries probiotiques
Les probiotiques sont des bactéries ou d’autres micro-organismes apportés tout au long de la vie par l’alimentation. Ces bactéries probiotiques sont minoritaires dans notre flore intestinale. D’autre part, les probiotiques ingérés ne résident que de manière transitoire dans les intestins.
1 - Bifidobactéries :
B breve, longu, bifidum, lactis, etc, les différentes souches de ce genre, présentent chacune un rôle distinct. Les bifidobactéries sont particulièrement présentes dans le côlon. Elles produisent entre autres des acides gras bénéfiques. Ce groupe est prédominant chez les nourrissons allaités et tend à diminuer avec l'âge.
2 - Lactobacilles :
La liste des lactobacilles est longue. Majoritairement présents dans l’intestin grêle, ils jouent un rôle dans l'équilibre du microbiote dans sa fonction digestive. Certaines semblent avoir un rôle plus précis, comme Lactobacillus gasseri qui influencerait l’organisme sur des axes précis.
3 - Il existe de nombreuses autres souches probiotiques :
- Streptococcus thermophilus : Utilisée dans la fermentation des produits laitiers, elle en influence la digestion.
- Bacillus coagulans : Elle favorise l’équilibre du microbiote et sa capacité de digestion. 9
- Saccharomyces boulardii : Cette levure probiotique enrichit le microbiote pour une digestion normale des sucres et de l’amidon des céréales. Elle est riche en vitamines B, des vitamines essentielles au métabolisme des glucides et des graisses.
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Action des probiotiques sur la flore intestinale
Les probiotiques sont minoritaires dans notre microbiote
La grande majorité des bactéries présentes dans notre intestin est différente de celles apportées par les probiotiques. D’autre part, dans une alimentation quotidienne riche en probiotiques, le nombre de probiotiques ingérés peut varier de 1 à 10 milliards de cellules par portion, selon la source. En comparaison, le microbiote intestinal humain abrite entre 100 et 1000 milliards de micro-organismes par gramme de contenu intestinal. Bien que les probiotiques constituent une fraction relativement petite de notre microbiote, leur impact sur l’équilibre de la flore intestinale et le bien-être général peut être considérable.
Alors comment agissent-ils ?
Les probiotiques agissent dans notre intestin par leur adhérence sur la muqueuse intestinale. Cette adhérence est cruciale, car elle favorise leur interaction avec les cellules intestinales et nos propres bactéries. Ils adhèrent à la muqueuse intestinale grâce à des molécules spécifiques sur leur surface. Leur efficacité dépend en partie de cette adhésion qui leur permet de rester dans l'intestin pendant des périodes prolongées.10 Ce temps de séjour est essentiel pour exercer leurs effets bénéfiques, car il favorise leur interaction avec les bactéries intestinales. De plus, les probiotiques sécrètent des composés bioactifs, dont les acides gras à chaînes courtes.11 C’est de cette manière que les probiotiques agissent sur la flore intestinale.
Aider à équilibrer directement le microbiote
Les probiotiques contribuent à restaurer l'équilibre du microbiote en augmentant la population de bactéries bénéfiques. En colonisant l'intestin, ces micro-organismes favorisent la croissance de souches bénéfiques, notamment en créant un contexte favorable à leur développement grâce à leurs sécrétions. Les probiotiques contribuent donc à promouvoir un microbiote diversifié et sain.12
Travailler en synergie avec les fibres alimentaires
Les probiotiques interagissent avec les fibres alimentaires qui favorisent la santé intestinale et le transit, car ces fibres servent de substrat pour les bactéries bénéfiques, renforçant leur activité métabolique. Cette synergie favorise la fermentation des fibres, produisant des AGCC et d'autres métabolites bénéfiques. Les probiotiques, malgré leur faible nombre dans le microbiote, peuvent donc avoir un impact significatif sur la flore intestinale.
Comment s’assurer que le probiotique aide à l’équilibre de la flore intestinale ?
Les probiotiques commercialisés en compléments alimentaires ne sont pas aussi divers que ceux de l’alimentation. Ils ont été étudiés et sélectionnés pour leur efficacité. C’est pourquoi un certain nombre de règles sont à observer lors de leur choix.
Souches identifiées
Les bactéries ayant un genre et une espèce commune (ex : Lactobacillus rhamnosus) peuvent avoir des bienfaits communs, mais chaque souche (ex : Lactobacillus rhamnosus ATCC 53103 ) a des effets qui lui sont propres. C’est pourquoi il est important de choisir des souches probiotiques efficaces, répondant à une problématique et validées par la communauté scientifique. Un professionnel formé à la micronutrition peut être consulté pour plus de précisions.
Résistantes aux acides gastriques et gastro-résistantes
Pour être certain que les souches arrivent intactes dans l’intestin, les gélules doivent être gastro-résistantes.
Capacité d’adhésion dans l’intestin et temps de séjour
L’adhésion des probiotiques aux cellules intestinales semble primordiale pour assurer leur temps de séjour et leur efficacité. Des études in vitro testent l’adhérence, cependant celle-ci reste difficile à estimer dans l’organisme.
Validées scientifiquement
Certaines souches ont été testées à de nombreuses reprises dans des études cliniques. Leur efficacité ayant été démontrée, elles s’avèrent plus sûres.
Concentration optimale
La concentration joue un rôle prépondérant dans l’efficacité des probiotiques. L’adhésion à la paroi intestinale peut être augmentée par une concentration élevée, et ainsi influencer le temps de séjour et l’efficacité. Observer ces différents critères permet d’optimiser l’utilisation des probiotiques.
Conclusion
Le microbiote intestinal est un écosystème dynamique, composé de groupes bactériens ayant des rôles variés. De l’équilibre de la flore intestinale découle l’équilibre de nombreux autres systèmes de l’organisme. Les bactéries probiotiques modifient la flore intestinale en créant un contexte favorable au développement des bonnes bactéries. Bien choisir les souches et la façon dont elles sont encapsulées est indispensable pour obtenir une efficacité optimum des probiotiques.
Sources
1 - What is the Healthy Gut Microbiota Composition? A Changing Ecosystem across Age, Environment, Diet, and Diseases. Microorganisms. 2019
2 - A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature. 2010
3 - Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011
4 - Diversity, stability and resilience of the human gut microbiota. Nature. 2012
5 - The microbial metabolites, short-chain fatty acids, regulate colonic Treg cell homeostasis, Science, 2013
6 - Gut microbiota regulates maturation of the adult enteric nervous system via enteric serotonin networks, PNAS, 2018
7 - Role of the gut microbiome i: A systematic review", Journal of Drugs in Dermatology, 2011
8 - The gut microbiota influences skeletal muscle mass and function in mice, Science Translational Medicine, 2019
9 - Effects of Bacillus coagulans Unique IS-2: a double-blind, randomized, placebo-controlled study,Nutrition Journal, 2009.
10 - Adhesion mechanisms mediated by probiotics and prebiotics and their potential impact on human health, AMB, 2019
11 - Short-chain fatty acids-producing probiotics: A novel source of psychobiotics, 2022
12 - Effects of probiotics on gut microbiota: mechanisms, 2013