Effets métaboliques du microbiote intestinal

La première fonction métabolique du microbiote du côlon est la fermentation des substrats alimentaires qui n’ont pas été absorbés dans la partie haute du tractus gastro-intestinal: fibres, glucides, oligosaccharides, protéines, peptides et acides aminés.

Des substances endogènes telles que le mucus produit par les cellules épithéliales ont également un rôle à jouer à cet égard. Cette activité complexe donne naissance à des matières qui traversent facilement la paroi intestinale, tout en apportant énergie et nourriture à la croissance bactérienne.

Fermentation des glucides

La fermentation des glucides est une source d’énergie importante dans le côlon. Les principaux métabolites produits durant cette fermentation sont les acides lactiques et les acides gras à chaîne courte (AGCC): acétique, propionique et butyrique. La plus grande partie des AGCC ainsi formés est absorbée via l’intestin, pour fournir de l’énergie aux colonocytes ou être métabolisés au niveau hépatique.

Les métabolites produits par certaines bactéries coliques peuvent aussi être exploités par d’autres bactéries: c’est ce qu’on appelle le cross-feeding. Il existe par exemple des bactéries qui fabriquent de l’acide butyrique par la transformation de l’acide lactique et de l’acide acétique, un phénomène fréquent dans le côlon humain.

L’acide butyrique est également indispensable à la santé de l’intestin: les cellules épithéliales vivantes tirent de l’acide butyrique environ 70% de leur énergie. L’acide propionique est acheminé vers le foie en vue de la glycogenèse. Et l’acide acétique sert de carburant à différents tissus.

L’accumulation de métabolites dans le côlon réduit le pH dans la lumière de l’intestin. Cette acidité relative freine le développement des bactéries pathogènes. Certains travaux ont par ailleurs démontré qu’un environnement acide réduit l’activité des enzymes procarcinogènes, tels que la ß-glucuronidase ou la ß-glucosidase, diminuant ainsi le risque de cancer du côlon.

Plus important encore est l’effet trophique des AGCC sur l’épithélium intestinal. La différenciation des cellules épithéliales est fortement influencée par l’interaction avec les micro-organismes résidents. Les trois principaux AGCC stimulent la différenciation et la prolifération cellulaires dans l’épithélium.

Fermentation des protéines

Contrairement au métabolisme des glucides, les produits finaux de la fermentation protéique sont potentiellement toxiques. Parmi ces substances nocives, on retrouve l’ammoniac et les composés phénoliques, mais aussi le sulfure d’hydrogène (H2S), un gaz à l’odeur caractéristique d’oeuf pourri.

C’est ainsi que l’intégrité de la couche unicellulaire de la paroi intestinale s’abîme. Dans la partie distale du côlon, les substrats sont moins abondants, et le pH plus proche de l’état neutre. La putréfaction s’en trouve moins importante en termes quantitatifs, et les populations bactériennes sont assez stables.

Références

Cummings et al., 1987. Cummings et al., 1996. Ballongue et al., 1997. Gordon et al., 1997. Macfarlane et al., 1992.