Probiotiques et acides gras à chaîne courte

Publié le 04/05/2016

Les progrès dans la compréhension de la physiopathologie du microbiote intestinal ont permis de mettre l’accent sur le rôle des acides gras à chaîne courte, en particulier dans le métabolisme énergétique. Cela constitue un axe de recherche en plein essor pour les probiotiques et un domaine d’exploitation potentiel de ces bactéries bénéfiques.

Les acides gras à chaine courte (AGCC) sont produits au niveau de la lumière intestinale à partir de fibres alimentaires non digestibles par l’hôte, telles que l’amidon résistant, grâce à des enzymes bactériennes du microbiote intestinal. On distingue trois principaux AGCC selon le nombre de molécules de carbone (C) qui les composent : l’acétate (2C), le propionate (3C) et le butyrate (4C). À eux trois, ils représentent 95 % des AGCC.

Métabolisme énergétique et santé intestinale

Les AGCC jouent un rôle essentiel dans le métabolisme énergétique. Le butyrate représente de 60 à 70 % des ressources en énergie des colonocytes. Après bêta-oxydation, le butyrate intègre le cycle de Krebs et produit de l’énergie sous forme d’adénosine triphosphate (ATP). Plus globalement, les AGCC constituent une source d’énergie pour les autres organes chez l’homme où ils représentent jusqu’à 10 % de l’apport énergétique quotidien.
Ils sont également reconnus comme des molécules signal, capables de moduler le métabolisme du glucose, des lipides et du cholestérol.
Mais, d’autres rôles ont été révélés grâce à des travaux récents. Notamment, l’acétate agit sur la qualité du mucus qui recouvre l’épithélium intestinal. Des études expérimentales ont mis en évidence une stimulation de la production de mucus chez des souris colonisées par une unique souche bactérienne productrice d’acétate. La colonisation dans un second temps par une deuxième bactérie consommatrice d’acétate a alors entraîné une réduction de l’épaisseur de mucus.
Ainsi, les AGCC jouent non seulement un rôle dans le métabolisme énergétique, mais également dans la santé intestinale.
Ils sont essentiellement produits par deux types de bactéries : les bifidobactéries et les lactobacilles, ce qui a naturellement conduit à évaluer l’impact des probiotiques sur la production d’AGCC.

Quel impact des probiotiques sur la production d’AGCC ?

Les différents travaux menés in vitro ou sur des modèles animaux ont permis de montrer l’action des bactéries probiotiques sur la production d’énergie, mais aussi leurs effets anti-infectieux, qui peuvent passer par la production d’acétate, et anti-inflammatoires, qui peuvent être en partie corrélés à la production de butyrate. Différentes études ont souligné qu’une grande partie de l’acétate produit par les bifidobactéries est utilisée comme source de croissance par d’autres bactéries, selon le phénomène de cross-feeding.
Ainsi, tout un nouveau pan de recherches s’ouvre aujourd’hui sur les probiotiques, avec notamment trois grands axes d’exploration :
– la stimulation de la production d’AGCC, notamment en recourant à des bifidobactéries qui, jusqu’alors, étaient plutôt étudiées et utilisées dans les troubles fonctionnels intestinaux ;
– l’évaluation de l’effet anti-infectieux potentiel de bactéries productrices d’acétate ;
– l’évaluation de l’effet anti-inflammatoire de bactéries productrices de butyrate.
Ces recherches se fondent en particulier sur le recours possible à des consortiums de bactéries afin d’optimiser la production d’AGCC.

Dr Isabelle Hoppenot
D’après un entretien avec Philippe Langella, directeur de recherche à l’institut Micalis de l’INRA de Jouy-en-Josas.

Références
Wrzosek L et al. Bacteroides thetaiotaomicron and Faecalibacterium prausnitzii influence the production of mucus glycans and the development of goblet cells in the colonic epithelium of a gnotobiotic model rodent. BMC Biol 2013 ; 11 : 61.

Fukuda S et al. Bifidobacteria can protect from enteropathogenic infection through production of acetate. Nature 2011 ; 469 (7331) : 543-7.