Le microbiote: un organe à part entière

Le microbiote intestinal est un véritable “organe” au potentiel adaptatif immense niché dans notre tube digestif (tableau 1). Les germes qui le composent, leurs fonctions, et les relations qu’ils entretiennent avec les constituants de notre organisme varient selon leur environnement. Le microbiote intestinal est une interface indispensable entre les aliments ingérés et notre barrière intestinale. Selon l’état de cette interface, la digestion peut avoir un fort rendement ou, au contraire, déclencher des réactions locales, aigues et plus ou moins vives, ou chroniques, aboutissant à une mauvaise assimilation des nutriments.

Un lien avéré entre microbiote altéré, surpoids et pathologies

L’accumulation des données médicales issues de la recherche suggère que les altérations du microbiote intestinal sont associées à la prise de poids, à l’obésité et au diabète (1). A l’inverse, il a été montré qu’un comportement alimentaire sain pouvait améliorer la diversité et la qualité du microbiote (2), inverser les réponses toxiques, notamment inflammatoires, et diminuer le poids (tableau 2). Cela a été brillamment démontré par les études de transfert de microbiotes « sains » dans le tube digestif de sujets obèses (3).

Améliorer la richesse et la diversité du microbiote aurait plusieurs avantages : meilleure assimilation des nutriments (3), diminution de l‘inflammation de bas grade, augmentation de la sensibilité à l’insuline (4), à la leptine…. La bonne diversité des microbes intestinaux peut donc réduire ces troubles.

Jeûne & microbiote: où en sont les recherches?

Le jeûne est une intervention diététique non classique, quoique très ancienne. Les études sérieuses mêlant les effets du jeûne et les fonctions du microbiote restent encore rares, sont publiées dans des revues ultraspécialisées trop rarement lues par les médecins cliniciens malgré certains résultats physiopathologiques reconnus, documentés et prometteurs. Cependant, il convient de rester prudent quant aux applications cliniques qui pourraient découler de ces recherches. Le constat de la physiologie, de l’expérience et des études va dans ce sens mais il y n’y a pas encore suffisamment de données confirmant le degré d’importance du rôle du microbiote dans les effets bénéfiques du jeûne.

Quel est l’impact du jeûne sur le microbiote?

Le microbiote a besoin de nourritures, et de bonnes nourritures, pour garder toutes ses facultés protectrices ! Supprimer toute ou une partie des nutriments habituels devrait donc avoir un impact sur la composition, la qualité et les fonctions du microbiote. Nous avons un modèle d’étude intéressant : la chirurgie bariatrique. Ce n’est pas du jeûne à proprement parler, car les malades opérés continuent de manger. Mais les effets « barrages » de cette chirurgie réduisent de façon très significative le volume du bol alimentaire. Il a été montré que la restriction alimentaire imposée par la chirurgie fait perdre du poids. Ce qui a surpris le corps médical c’est la découverte que cette restriction alimentaire imposée était responsable de répercutions hormonales et métaboliques majeures (5-6). Le jeûne post-opératoire et la diminution du bol alimentaire liés à la chirurgie (de type by-pass) sont responsables de modifications du microbiote en termes de diversité, de quantité et de qualité. Il a été noté des inversions de proportions entre les différents germes (notamment amélioration du rapport Firmicutes / Bacteroidetes), associées à une amélioration du métabolisme du glucose. Certains groupes bactériens, comme Feacalibacterium, anormalement représentés en cas de phénomènes inflammatoires et de résistance à l’insuline, disparaissaient en cas de guérison du diabète de type II préopératoire.

Est ce une crise “énergétique” pour le microbiote?

Lors d’un jeûne hydrique, le bol alimentaire disparait ; le tube digestif continue à fonctionner grâce à la persistance de mouvements péristaltiques et aux sécrétions persistantes (essentiellement hydriques) endodigestives. Le jeûne pourrait représenter une « crise énergétique » pour les micro-organismes, en raison de la non-disponibilité des nutriments d’origine externe. Ce qui est décrit, c’est en fait l’effet inverse. L’amélioration est quasi constante, tant sur le plan physique que psychique. A la fin d’un jeûne quel qu’il soit, la perte de poids est habituelle, les douleurs chroniques disparaissent, la tension se normalise, les résultats biologiques s’améliorent avec diminution de la glycémie, de la résistance à l’insuline, et l’amélioration des paramètres inflammatoires, entre autres. Les questionnaires étudiant la qualité de vie montrent des effets positifs significatifs (8). Ces expériences positives, qui font la renommée des centres de jeûne, suggèrent que les actions du microbiote sont soit préservées, soit remplacées.

L’endonutrition : une sélection naturelle et une source d’énergie

Le jeûneur utilise des substrats énergétiques (glucose, protides puis surtout lipides) mobilisés à partir de nos propres tissus corporels. Ces changements (switch) de métabolisme alimentaire permettent de passer en mode « endonutrition » en « court-circuitant » la digestion classique. Ce mode de remplacement, en mettant au repos le tube digestif, augmenterait les effets protecteurs locaux du microbiote en général et du butyrate (un des acides gras protecteurs, à chaines courtes, produit par le microbiote lui-même à partir des fibres digérées) en particulier. Cette mise au repos reste incomplète. La persistance de sécrétions hydriques digestives (plusieurs litres par 24 heures, réabsorbées par le colon), de la motilité automatique de l’intestin grâce au complexe migrant moteur (drainage continu) et de la desquamation des cellules intestinales digérées dans la lumière digestive fournit un minimum de conditions pouvant expliquer le maintien des fonctions du microbiote restant.

Un microbiote renforcé

Un microbiote intestinal normal et sain doit générer des conditions qui empêchent la colonisation par des micro-organisme pathogènes. C’est ce qu’on appelle la résistance à la colonisation. Cette résistance peut être atténuée de manière transitoire en cas de perturbation du microbiote (on parle de dysbiose, notamment du fait d’une diminution de la quantité et de la diversité des micro-organismes qui le compose au profit de germes pathogènes). Les agents pathogènes peuvent avoir alors la possibilité d’atteindre des niveaux élevés. Est-ce que le jeûne peut diminuer cette résistance aux infections exogènes du microbiote ? Les études montrent que la restriction calorique observée chez les animaux n’entraîne pas nécessairement une perte de richesse et de diversité microbiennes intestinales. Le renouvellement des microbes s’adapte aux situations spécifiques de jeûne ou de réalimentation. Le microbiote, en cas de jeûne, ne disparait pas. Tout en étant moins représenté en terme de volume, il se renforce, débarrassé des germes responsables originellement d’une éventuelle dysbiose. L’effet protecteur persiste donc.

Une protection durable?

Chez l’homme il existe peu d’études comparant les changements de microbiote après la pratique de jeûne.  En 2019, Robin Mesnage (9) a effectué un beau travail en étudiant l’évolution du microbiote chez 16 hommes avant et après 10 jours de jeûne, puis après 3 mois. Dans cette étude les Bacteroides (40,7%) sont devenus dominants après la période de jeûne, en raison d’une forte diminution de l’abondance relative des Firmicutes (39,9%), connue pour dégrader des polysaccharides végétaux alimentaires (mêmes résultats obtenus lors de l’étude du microbiote intestinal après chirurgie bariatrique). Trois mois après la reprise alimentaire, les microbiotes des sujets étaient revenus à un niveau basal par rapport à la valeur initiale établie avant le jeûne. Dans la même étude les concentrations des principaux acides gras à chaines courtes (acétate, propionate, butyrate) n’ont pas été modifiées par le jeûne. La quantité en valeur absolue n’est pas décrite mais le volume des fèces étant logiquement diminué, on peut extrapoler que le volume de butyrate peut être réduit pendant un jeûne long. Il faut insister sur l’extrapolation de ce concept, tant le mystère de l’évolution des métabolites endo digestifs est encore flou et très partiellement étudié. Tout au plus on a pu montrer chez l’animal que la densité microbienne était fortement réduite pendant le jeûne (animal en hibernation) et que les cellules de la paroi intestinale avaient tendance à s’atrophier, avec moins de villosités. En revanche, les niveaux des acides gras ont augmenté de manière significative 3 mois après le jeûne, par rapport aux niveaux pré-intervention dans l’étude de Robin Mesnage, ce qui suggère un degré de protection optimisé en post jeûne. L’absence de diminution de la diversité est aussi un point positif. La diversité microbienne est un facteur de bonne santé du microbiote intestinal. Cette baisse a été décrite en cas d’obésité, de diabète (de type II) et de pathologies intestinales inflammatoires. Cette diversité sauvegardée ou améliorée pendant le jeûne est un autre signe orientant vers la bonne santé.

Le jeûne limite l’agression du microbiote par les substances toxiques

Un autre argument pourrait permettre d’expliquer les effets bénéfiques cliniques du jeûne. La disparition de toute ingestion de nourriture élimine tout risque d’absorption de nutriments toxiques, de substances agressives et autres perturbateurs endocriniens. « L’alimentation » des mauvaises bactéries serait alors aussi très fortement diminuée. Les bonnes bactéries, plus adaptables, retrouveraient une place suffisante pour une homéostasie microbienne satisfaisante malgré la diminution des nutriments d’origine extérieure. L’agression microbienne toxique locale cesserait, des assauts inflammatoires de chaque repas en permettant les réparations éventuelles de la barrière intestinale.

Le microbiote dégradé par le stress

Le jeûne se pratique le plus souvent dans un cadre protégé, en rupture des phénomènes habituels stressants de la vie quotidienne. De plus en plus de preuves relient le stress à la dysbiose, et inversement. Le microbiote est encore un médiateur sous-estimé des réponses au stress et des séquelles associées. Inversement, la diminution des situations stressantes négatives permettrait un retentissement favorable local au niveau du microbiote, avec possibilité d’amplification de la production de métabolites neuro transmettrices positives.

Il est important de souligner que la pratique du jeûne en institution, outre la surveillance médicale, est accompagnée d’autres activités, comme la pratique d’activités physiques adaptées, de suivis diététiques, et d’accompagnement psychologiques. Ces activités complémentaires ont des impacts positifs forts sur le microbiote (10) et doivent être poursuivies après le jeûne.

Le jeûne un stress positif sur notre microbiote

Expliquer clairement et précisément les effets du jeûne, à la fois sur notre organisme et sur notre microbiote, est une gageure. Loin de représenter une agression sans réponse, notre corps répond très positivement aux situations de jeûne. Il est certain que les effets positifs décrits dans cet article ont leurs limites. Il est pourtant indispensable de comprendre pourquoi cet état de jeûne a des répercutions cliniques, biologiques et psychologiques aussi positives. Les nombreux rôles de nos microbiotes dans ces situations de restrictions n’ont pas été encore clairement et suffisamment définis et attribués. Nous savons jeûner (même si notre culture alimentaire récente nous a « épargné ») grâce à nos gènes, qui, depuis des millions d’années (bien avant Homo Sapiens) nous permettent de nous passer périodiquement de nourriture.En jeûnant, loin d’affamer nos milliards de germes intestinaux, nous constatons qu’ils s’organisent, s’adaptent et se renforcent, pour nous permettre de supporter l’épreuve de la restriction. Ce renforcement est étonnamment bénéfique pour tout l’organisme et conforte le jeûne comme outil thérapeutique à part entière. Il reste beaucoup de chemin encore pour convaincre de changer d’habitudes alimentaires notamment en proposant des périodes régulières de jeûne. C’est pourtant bon pour nos organismes, et pour la planète.

Docteur Philippe Guérin

« Mon corps est un jardin, ma volonté est son jardinier »

William Shakespeare

Sources

1. Lynch SV, Pedersen O. The Human Intestinal Microbiome in Health and Disease. N Engl J Med 2016; 375: 2369–2379.

2. Vrieze A, Van Nood E, Holleman F, et al Transfer of intestinal microbiota from lean donors increases insulin sensitivity in individuals with metabolic syndrome. Gastroenterology 2012; 143: 913–916

3. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, et al An obesity‐associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature 2006; 444: 1027–1031.

4. Maria Carlota Dao, Amandine Everard, Karine Clément, and Patrice D. Cani. Losing weight for a better health: Role for the gut microbiota. Clin Nutr Exp. 2016 Apr; 6: 39–58.

5. Steven K Malin  and Col.  Effects of various gastrointestinal procedures on β-cell function in obesity and type 2 diabetes. Surg Obes Relat Dis 2016 Jul;12(6):1213-9.

6. Haijun Liu and Col. Role of gut microbiota, bile acids and their cross‐talk in the effects of bariatric surgery on obesity and type 2 diabetesJ Diabetes Investig. 2018 Jan ; 9(1): 13–20.

7. Miguel A. Ortega, Type 2 Diabetes Mellitus Associated with Obesity (Diabesity). The Central Role of Gut Microbiota and Its Translational Applications. Nutrients. 2020 Sep; 12(9): 2749.

8. Wilhelmi de Toledo F, Grundler F, Bergouignan A, Drinda S, Michalsen A. Safety, health improvement and well-being during a 4 to 21-day fasting period in an observational study including 1422 subjects. PLoS One. 2019 Jan 2;14(1).

9. Mesnage R, Grundler F, Schwiertz A, Le Maho Y, Wilhelmi de Toledo F.Changes in human gut microbiota composition are linked to the energy metabolic switch during 10 d of Buchinger fasting. J Nutr Sci. 2019 Nov 12;8

10. Allen JM, Mailing LJ, Niemiro GM, Moore R., Cook MD, White BA, Holscher HD, Woods JA L’exercice modifie la composition et la fonction du microbiote intestinal chez les humains maigres et obèses. Med. Sci. Exercice sportif. 2018; 50 : 747–757.