Biotope intestinal

Les scientifiques viennent de découvrir un nouvel organe. Un organe non pas composé de cellules humaines, mais de bactéries. Cette découverte bouleverse la perception que l'on avait du corps humain et ouvre la porte à la compréhension de certaines maladies.

Physiologie Digestive

• Le tractus gastro-intestinal (GI)

Son rôle : Il est responsable de la digestion des aliments, de leur dégradation en protéines, glucides, lipides, sels minéraux, oligo-éléments et autres substances utilisables par l'organisme. Le tractus GI permet également le transport et l’absorption de ces nutriments à travers la muqueuse intestinale vers la circulation sanguine.
Le tractus GI est composé de plusieurs organes : la bouche, l'œsophage, l'estomac, l'intestin grêle et le côlon.
Le côlon est le sujet de notre propos et contribue à trois fonctions importantes de l'organisme :
- La digestion et l'absorption des aliments encore non digérés,
- La concentration des matières fécales par absorption d'eau et d'électrolytes,
- Le stockage et la maîtrise de l’élimination des selles.
- Sur le plan fonctionnel, le côlon peut être divisé en deux parties séparées par le côlon transverse :
- Le côlon droit (cæcum et côlon ascendant ou proximal) joue un rôle majeur dans l'absorption de l'eau et des électrolytes, de même que dans la fermentation des sucres non digérés,
- Le côlon gauche (côlon descendant ou distal, côlon sigmoïde et rectum) intervient surtout dans l'entreposage et l'évacuation des selles.
- Leurs vascularisations sont totalement différentes, ce qui peut expliquer la différence de leurs fonctions.

• Digestion

De la bouche à l'anus, la nourriture subit de multiples transformations chimiques et mécaniques. Ces modifications peuvent être divisées en 3 phases selon le lieu (l'organe) où les aliments sont transformés en nutriments :
- La phase buccale et œsophagienne
- La phase gastrique
- La phase intestinale
Source: Faculté de médecine, Université Laval (fr)

 

Microbiote ou biotope intestinal

- Qu'est-ce donc qu'un microbiote intestinal normal ?

Le microbiote, correspond à l’ensemble des micro-organismes existant dans un milieu donné. Le microbiote intestinal (jadis la flore intestinale) est constitué de toute la communauté microbienne vivant en son sein. Soit environ 1000 milliards à 100'000 milliards de bactéries.

• Le biotope intestinal

La flore intestinale normale compte environ 1012-14 bactéries, soit suivant l'âge, dix à 20 fois le nombre de cellules de l'organisme. C'est dire l'importance de ce « monde microbiologique vivant ».
Les bactéries présentent chez un individu à l'état normal sont des bactéries commensales ou saprophytes, par opposition aux bactéries pathogènes.

biotope intestinal
• Biotop Intestinal. Source : Journal de pédiatrie et de puériculture (2009) (fr)

 

• Composition du microbiote intestinal

Le microbiote intestinal constitue un écosystème complexe composé de plusieurs centaines d'espèces.
La majorité de ces bactéries est anaérobie stricte (Conway, 1995).
40 de ces espèces représentent 99% de ce biotope (Macfarlane et Macfarlane, 1997). 80% des bactéries existantes ne sont pas encore identifiées. Certains micro-organismes retrouvés en grand nombre sont dits autochtones.

 

Deux états constituent le microbiote du côlon :

- L'état planctonique : où les populations bactériennes évoluent de façon libre et isolée dans l'environnement colique.
- L’état sessile : où les bactéries sont fixées à des particules alimentaires ou au mucus intestinal formant alors un biofilm (Macfarlane et al.1997, Probert et Gibson, 2002).

Le mucus constitue une barrière physique face aux organismes potentiellement pathogènes présents dans la lumière intestinale (Lee et al., 2003).
Le mucus possède :
- La capacité d'inhiber l'adhésion des agents pathogènes aux cellules épithéliales. Cette propriété repose en partie sur les mucines (principaux constituants du mucus) produites par les cellules épithéliales.
-La particularité de constituer aussi un micro-environnement pour la microflore autochtone en formant des nutriments et de l’oxygène. (Palestrant et al., 2004).
- Certaines bactéries sont plus adaptées à l'état sessile que planctonique. Les micro-organismes les plus souvent détectés dans le tissu muqueux sont les Bacteroides et les fuso-bactéries. D'autres bactéries comme Bifidobacterium spp., Spirochaetes spp., Helicobacter spp., E. coli et des coques Gram positif sont aussi capables de croître dans le mucus intestinal (Probert et Gibson, 2002). Suivant les ethnies et l’alimentation, les états varient
Source: Collection des mémoires et thèses électroniques de l'Université Laval (fr)

• Rôle du microbiote intestinal

La muqueuse intestinale, a une surface d’échange considérable de plus de 300 m2. Elle est en permanence exposée à une quantité très importante d'antigènes, qu'ils soient d'origine alimentaire ou bactérienne. La flore bactérienne intestinale joue des rôles essentiels au niveau des systèmes immunitaires, intestinal et périphérique.
Ce biotope intestinal constitue une « barrière » permettant de limiter la colonisation par des bactéries pathogènes. L'équilibre de la flore intestinale résulte d'interactions microbiennes au sein du microbiote intestinal sous la forme de compétitions pour les substrats nutritifs ou les sites d'adhérence et de modifications de l'environnement intestinal par des produits du métabolisme bactérien : pH, bactériocines, acides organiques, etc. La flore intestinale est donc un biotope majeur, indispensable à l'acquisition et au maintien des fonctions digestives
Source: Journal de pédiatrie et de puériculture (2009) (fr)

 

• Facteurs d'agression du microbiote intestinal

Un certain nombre de facteurs thérapeutiques, toxiques ou diététiques altèrent durablement le microbiote.

- L'antibiothérapie

Qu'elle soit administrée par voie orale ou intraveineuse, toute antibiothérapie doit être parfaitement indiquée et adaptée à la situation, donc ciblée.
Aussi, les antibiotiques issus du monde agricole, absorbés par les animaux avant l’abattage comme traitement ou dopage, auraient un retentissement certain sur notre microbiote. Ils se retrouvent dans la circulation sanguine donc dans le muscle, c’est-à-dire la viande que nous mangeons. En finalité, manger de la viande c’est ingérer des antibiotiques à large spectre.
L’antibiotique est un agent qui détruit les bactéries, donc pour se défendre contre cet agresseur, la bactérie va muter pour lutter contre lui ou libérer des protéines dirigées contre l’antibiotique. A raison de maintes et maintes traitements de la sorte nous comprenons bien qu’au bout de la chaîne nous ne puissions plus être défendus par des traitements antibiotiques ciblés, car les bactéries deviennent multi résistantes. Cette multi résistance au sein des hôpitaux crée le problème de santé public jamais égalé, le futur fléau sanitaire : l’infection nosocomiale.

C’est en hôpital que l’on trouve le concentré le plus important de germes hautement pathogènes.

- L’effet pervers de l’antibiothérapie

Un traitement antibiotique a un effet de destruction sur certaines souches bactériennes de la flore commensale donc va laisser le champ libre à la recolonisation et au développement de bactéries pathogènes sur lesquelles l’antibiotique n’a pas d’action.
Ce qui aboutit à une compétition et à la conclusion suivante :
Qu’une antibiothérapie devrait toujours être suivie d’une recolonisation bactérienne contrôlée.
Mais 80% des bactéries coliques ne sont pas identifiées. Il y a un problème de taille…

- L'utilisation des traitements anti-acide

Le traitement par anti H2 du reflux gastro-oesophagien avéré ou de l’ulcére gastro-oesophagien, altère considérablement le microbiote. L'alcalinisation gastrique supprime l'une des principales barrières à la colonisation par des bactéries éventuellement pathogènes.
Il a été montré que les traitements anti-acides augmentent le risque de diarrhée infectieuse.[Canani RB, Cirillo P, Roggero P, et al. Therapy with gastric acidity inhibitors increases the risk of acute gastroenteritis and community-acquired pneumonia in children. Pediatrics 2006; 117:e817—20.] 

- Les gestes médicaux invasifs

Toute effraction ou geste invasif qui ne passe pas une barrière acide tel que l’estomac, sont responsables de toute la problématique de la transmission de l’infection vers la septicémie.
Ce qui prouve que les infections urinaires et rénales (pyélonéphrite) ont un retentissement septique majeur. De plus la proximité des orifices à celui de l’émissaire ne fait qu’aggraver la problématique

- Carence en fibres alimentaires

Une alimentation ne comprenant peu ou pas de fibres alimentaires ne favorise pas l'implantation ni le maintien d'une flore équilibrée et laisse le champ libre à la flore pathogène.

- Gastroentérite aiguë

Une banale gastroentérite aiguë (GEA) virale ou bactérienne altère la flore intestinale. Certaines sont des diarrhées infectieuses aiguës graves dont l'une des composantes est un déséquilibre durable de la flore intestinale.
Source: Journal de pédiatrie et de puériculture (2009) (fr)
- Les métaux lourds
L’absorption de métaux lourds (par les poissons en fin de chaine alimentaire : le thon, l’espadon…) comme le cuivre ou le zinc, transforment les bactéries saprophytes en bactéries pathogènes. Cette notion est toute récente et amène la réflexion sur les produits toxiques que nous ingérons.

• Constitution du microbiote intestinal de l’enfant

- Le microbiote intestinal se constitue durant les premiers mois de la vie. Réalisé en plusieurs étapes de la vie, il se fait suivant la fixation successive de colonies de bactéries:
- Colonisation du tube digestif
Dans l'utérus de la mère, le fœtus possède un tractus intestinal stérile. La colonisation du tube digestif est un phénomène rapide, qui débute lors de l'accouchement. Lors de cette première étape, cette colonisation est fonction principalement des facteurs environnementaux et du mode d'accouchement. En effet, les enfants nés par césarienne ne seront pas colonisés par les mêmes micro-organismes que les enfants nés par voies naturelles (Moreau et al., 1986). De plus, les conditions environnementales et d'hygiène suivant le lieu de naissance pourront aussi influencer sur l'acquisition du microbiote intestinal.
Au cours des premiers jours de vie, une succession de microflores va s'opérer :
- Le 1er jour de la naissance, le potentiel d'oxydoréduction de l'environnement du colon favorise l'établissement d'une microflore dominée par des microorganismes aérobies principalement composée de streptocoques et d'entérobactéries (flore de la peau).
(Favier et al., 2002; Moreau et al., 1986 ; Sakata et al., 1985).
- Après 2 ou 3 jours de vie, la microflore anaérobie stricte commence à coloniser l'habitat colique: les bifidobactéries semblent s'établir en premier, suivies des Bacteroides , Clostridium et Fusobacterium (Chierici et al., 1997; Moreau et al., 1986).

- Cette étape de colonisation de l'habitat colique ne s'opère pas sous l'influence du régime alimentaire du nourrisson (lait maternel ou formules de lait infantile). Ce n'est qu'après l'établissement de la microflore que la nature du lait va permettre de favoriser le développement de certaines souches bactériennes parmi toutes celles potentiellement capables de se développer dans le colon.
Source: Collection des mémoires et thèses électroniques de l'Université Laval (fr)
Source: Revue médicale suisse - 2012 (fr)

La révolution

Le microbiote est estimé à 400 à 600 espèces bactériennes différentes. Elles forment une biomasse de 1012-14 bactéries et contenant 100 fois plus de gènes que la totalité du génome humain.
A la naissance, le tube digestif est stérile, le processus de colonisation bactérienne commence.
Plusieurs facteurs influencent ce processus initial : l'âge gestationnel, le mode d'accouchement, la nutrition néonatale et des facteurs génétiques.
Le microbiote évolue jusqu'à la deuxième année de vie puis atteint un état définitif qui normalement restera stable jusqu'à l'âge adulte.

Le microbiote est soumis à de multiples facteurs pouvant le modifier et le déréguler. C’est la dysbiose qui n'est autre qu'un déséquilibre entre les bactéries commensales et les bactéries pathogènes. La dysbiose s'avère être le dénominateur commun de l’émission des bactéries pathogènes.
Les infections à bactéries comme le Clostridium Difficile, Klebsielles, Pseudomonas, Echerichia Coli… sont les responsables et coupables de milliers de décès chez des personnes dont le pronostic vital n’était pas engagé.
L’émissaire est donc le colon et la porte d’entrée est l’urètre.
La prévalence prouve bien que la proximité est le facteur prépondérant.

Conclusion

La reconnaissance de ces mécanismes et la modulation de la composition du microbiote intestinal sont au centre de toutes les préoccupations. Les nouvelles théories reconnaissent le péril fécal comme l’origine des infections hospitalières dites nosocomiales. En effet, tous les arguments convergent vers l'implication des micro-organismes issus du colon dans la pathogenèse des infections nosocomiales.
Ceci a pour conséquence de réorganiser l’approche des déchets humains en collectivité et donc de concevoir des technologies innovantes.
Technologies innovantes dans la connaissance du processus de résistance aux antibiotiques mais aussi dans la collecte et l’éviction des matières fécales.