Le microbiote : une fonction digestive - programme de cycle 4

 Les différents segments de l'appareil digestif et la densité des bactéries du microbiote (en nombre par gramme de contenu) dans chacun des segments

_{adapté d'après Sartor RB, Gastroenterology, 2008}

• Ce que nous ingérons suit un long parcours qui commence dans la bouche, se poursuit dans l'estomac, puis l'intestin dont la plus grande partie est représentée par l'intestin grêle (en vert sur le schéma ci-contre) avec ses 8 mètres de long. La paroi de l'intestin grêle est tapissée de villosités où se produit le passage dans la circulation sanguine des nutriments issus de la digestion.  La portion terminale de l'intestin est le colon (en rouge sur le schéma ci-contre). C'est là qu'on trouve la plus grande densité de bactéries du microbiote
• Depuis quelques années, les scientifiques se sont penchés sur le rôle joué par le microbiote colique dans la digestion et l'absorption.
• Nos propres enzymes ne permettent pas la digestion de la totalité des protides et glucides que nous ingérons. La partie non digérée -en particulier les   fibres alimentaires- se retrouve dans le colon, où le microbiote colique entre en action. Des réactions de fermentation portant sur ces glucides et protides permettent aux bactéries d’obtenir l’énergie nécessaire à leur croissance et entrainent de ce fait la production d’une diversité de nutriments qui sont absorbés et utilisés par l’hôte.
• Les lipides non absorbés dans l’intestin grêle subissent eux aussi des transformations opérées par les bactéries du microbiote colique, qui jouent donc un rôle important dans le métabolisme des graisses.
• En plus des glucides, des protéines et des lipides, de nombreux microconstituants sont présents dans les aliments que nous consommons. Une part importante parvient au côlon où ils sont transformés par le microbiote. Cela permet la détoxication de composés potentiellement nocifs.

 Extrait du livre "Le charme discret de l'intestin" (Giulia Enders, éditions Acte Sud, avril 2015)

"Ces souris stériles¹ sont un peu bizarres (...). Par rapport à leur congénères "habitées", elle mangent plus² et mettent plus de temps à digérer. Elles ont des appendices énormes, des intestins rabougris, sans villosités (...). En leur injectant un cocktail de bactéries³ provenant d'autres souris, on peut observer des effets étonnants. Quand on leur administre des bactéries de sujets diabétiques (de type 2), les souris de laboratoire développent rapidement les  premiers problèmes de métabolisation des sucres. Quand on leur administre les bactéries intestinales de sujets en surpoids, leur tendance à l'embonpoint augmente aussi".

 ¹ L'auteur fait référence à des souris de laboratoire dépourvues de microbiote (naissance stérile par césarienne, cages désinfectées au chlore et alimentation à la vapeur, souffle d'air filtré). De tels animaux, vides de tout germe, n'existent pas dans la nature. 

² Des publications scientifiques précisent que des rongeurs sans microbiote ont besoin de 30% de calories supplémentaires pour maintenir leur masse corporelle par rapport à des animaux témoins.

³ L'auteur fait référence à des expériences de transfert de microbiote d'un animal à un autre. Le protocole de transfert de microbiote est redevable à Jeffrey Gordon au début des années 2000. Pour que des bactéries colonisent l'intestin de souris axéniques, il faut diluer dans de l'eau les selles de souris normales puis pulvériser le mélange obtenu sur le pelage des souris axéniques. En se léchant, ces dernières avalent les bactéries qui se retrouvent donc dans leur propre intestin. L'affaire est dans le sac !   

 Taux d'augmentation de la masse grasse de souris initialement sans microbiote après 2 semaines de colonisation par un microbiote provenant de souris minces ou obèses

Prise de poids occasionnée par un régime riche en graisses chez des souris stériles (= sans microbiote) et des souris "habitées" (= avec microbiote)

_{Source : modifié d'après The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage (Fredrik Bäckhed, Hao Ding, Ting Wang
, Lora V. Hooper, Gou Young Koh, Andras Nagy, Clay F. Semenkovich, and Jeffrey I. Gordon), PNAS novembre 2004}

Camille a lu dans une revue qu'il y aurait 100 000 milliards de bactéries vivant dans notre intestin ! Cela lui parait énorme, il se demande à quoi elles peuvent bien servir et si on héberge tous les mêmes bactéries. Intrigué, il s'est porté volontaire pour faire un exposé en classe. Son professeur lui confie quelques documents pour préparer son exposé.

À partir des documents fournis, aide Camille à démontrer les bienfaits du microbiote intestinal pour la fonction digestive de l'homme et à prouver que le microbiote est différent d'un individu à un autre.