DIVERSITÉ DU MICROBIOTE INTESTINAL HUMAIN

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Auteure : Séverine Zirah (Maître de conférences, MNHN)
Avec la contribution de Romina Seyed (Professeure-relais, MNHN)

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Nous abritons plusieurs centaines de milliards de bactéries dans notre tube digestif

Chez l’adulte, les bactéries intestinales représentent de l’ordre de 1014 cellules (soit 1 à 2 kg de biomasse). Les études sur la composition du microbiote ont été révolutionnées grâce au développement des méthodes de séquençage d’ADN haut débit. L’amplification et le séquençage de certains gènes très conservés (ex : gène codant l’ARN ribosomal 16S pour les bactéries) permet de faire un bilan des espèces présentes dans les différents compartiments de l’intestin. Le microbiote intestinal humain consiste en approximativement 1000 espèces bactériennes, 5 genres d’archées et 66 genres de champignons1. Cette diversité est néanmoins dominée par 5 principaux phyla bactériens (les Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Proteobacteria et Verrucomicrobia) et un phylum d’archées (Euryarchaeota).

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Les communautés microbiennes varient le long de notre tube digestif

Le microbiote varie à la fois le long de l'intestin, avec une densité croissante de l'estomac au colon (Figure 1), mais aussi de façon radiale, entre la lumière et les muqueuses. Chez l'adulte, le duodénum et le jéjunum sont colonisés principalement par des bactéries aérobies et anaérobies facultatives tandis que de l’iléum au colon on trouve des bactéries anaérobies (Figure 1). Le microbiote de l’intestin grêle est principalement transitoire (c’est-à-dire qu’il se développe localement et temporairement, et est généralement issu de l’alimentation). Le colon abrite la plus importante densité bactérienne, avec une part importante de communautés résidentes (c’est-à-dire permanentes).

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Figure 1.  Densité bactérienne dans les différents compartiments du système intestinal. L’unité cfu désigne le nombre d’unités formant une colonie. Elle permet de dénombrer les bactéries (cultivables) vivantes (d’après Collignon & Butel2 et O’Hara & Shanahan3). © MNHN.

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La colonisation du microbiote intestinal débute à la naissance

Les caractéristiques distinctives du microbiote de chaque bébé sont acquises en quelques semaines à quelques mois, avec pendant cette période une importante variabilité. Les premières bactéries intestinales ont besoin de dioxygène pour se multiplier (bactéries aérobies : entérocoques, staphylocoques…). En consommant le dioxygène présent dans l’intestin, elles favorisent ensuite l'implantation de bactéries qui ne prolifèrent qu’en absence de ce gaz (bactéries anaérobies : Bacteroides, Clostridium, Bifidobacterium…)4. La composition du microbiote est influencée par l’environnement, le mode de délivrance (voie vaginale / césarienne) et l’alimentation du nourrisson (lait maternel / préparations lactées). La diversification alimentaire conduit progressivement à la diversification et à une stabilisation du microbiote entre 1 et 2 ans. Ensuite, la composition du microbiote d’un individu sain varie peu, bien que certains facteurs environnementaux l’affectent, en particulier l’alimentation et la prise d’antibiotiques (Figure 2).

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Figure 2. Variation du microbiote intestinal humain : (a) au cours des 838 premiers jours ; (b) Au cours de la vie et paramètres environnementaux / du mode de vie qui l’influencent (d’après Spot, Koren & Ley5) (figure à télécharger au format pdf.) © MNHN

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L’étude de microbiotes humains met en lumière trois principaux groupes, nommés « enterotypes »6 :

  • Le type 1, caractérisé par un nombre élevé de Bacteroides (phylum des Bacteroidetes), et associé aux régimes riches en viandes (lipides saturés et protéines),
  • Le type 2, caractérisé par la prédominance de Prevotella (phylum des Bacteroidetes), lié aux régimes riches en céréales (sucres et fibres),
  • Le type 3, dominé par Ruminococcus (phylum des Firmicutes), favorisé par la consommation d’alcool et de lipides polyinsaturés.

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Le rôle du microbiote intestinal a été appréhendé à partir des années 1980, grâce à des modèles animaux axéniques (dépourvus de micro-organismes) ou gnotobiotiques (colonisés par une ou plusieurs espèces bactériennes déterminées). Le microbiote intestinal a un rôle majeur dans la nutrition (cf article « Microbiote et nutrition ») et l’immunité de l’hôte (cf article « Microbiote et immunité »).

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Bibliographie :

  1. Kverka, M. & Tlaskalova-Hogenova, H. Intestinal Microbiota: Facts and Fiction. Dig. Dis. 35,139 -147 (2017).
  2. Collignon, A. & Butel, M.J. Establishment and Composition of the Gut Microflora. In: Gut microflora: Digestive physiology and pathology, John Libbey, Paris, pp. 19-35 (2006).
  3. O’Hara, A. M. & Shanahan, F. The gut flora as a forgotten organ. EMBO Reports 7, 688–693 (2006).
  4. Burcelin R, Zitvogel L, Fond G, Sokol H. Microbiote intestinal et santé (2016).
  5. Spot, A., Koren, O. & Ley, R. Unravelling the effects of the environment and host genotype on the gut microbiome. Nature Reviews Microbiology 9, 279–290 (2011).
  6. Lewis et al., Linking Long-Term Dietary Patterns with Gut Microbial Enterotypes. Science (2011)

Sur le même thème : "Microbiote intestinal humain et nutrition", "Microbiote intestinal humain et immunité" et "L'immunité intestinale".

Pour en savoir plus : "Des bactéries dans le tractus digestif".

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Last modified: Thursday, 20 December 2018, 12:13 PM