Comment le microbiome intestinal et la diversité des fibres influencent l’évolution des maladies chroniques

La revue met en évidence l’impact puissant des fibres alimentaires sur le microbiome intestinal, montrant comment des fibres spécifiques peuvent réduire les risques d’obésité, de cancer et de maladies cardiaques tout en ouvrant la voie à des solutions alimentaires adaptées.

Revoir: Le microbiome intestinal et les fibres alimentaires : implications dans l’obésité, les maladies cardiométaboliques et le cancer. Crédit d’image : Graphiques 3D d’Alpha Tauri/Shutterstock

Dans une revue récente publiée dans la revue Nature Reviews Microbiologiedes chercheurs belges et irlandais ont synthétisé la littérature étudiant les associations entre des types spécifiques de fibres alimentaires et le risque de maladie chronique. Ils ont élucidé le rôle du microbiome intestinal dans les résultats en matière de fibres alimentaires, en se concentrant sur les trois maladies non transmissibles les plus répandues : l’obésité, les cancers et les conditions cardiométaboliques.

Cette revue contribue au débat en cours sur l’effet de la structure chimique et de la fermentescibilité des fibres alimentaires sur la diversité et la fonction microbiennes intestinales en fournissant des preuves de la relation entre divers types de fibres alimentaires et la composition du microbiome intestinal et en liant épidémiologiquement l’incidence accrue de maladies chroniques courantes avec une insuffisance apport en fibres alimentaires.

L’analyse rassemble en outre les mécanismes potentiels qui sous-tendent ces bienfaits physiologiques, en soulignant que les fibres alimentaires peuvent favoriser sélectivement des taxons bactériens spécifiques, tout en soulignant que des différences interindividuelles significatives dans la composition microbienne intestinale nécessitent des évaluations personnalisées avant que le véritable potentiel thérapeutique du microbiome intestinal puisse être réalisé.

Qu’est-ce que les fibres alimentaires et pourquoi devrions-nous nous en soucier ?

Parfois appelées familièrement « fourrage grossier », les fibres alimentaires sont des composés présents dans les aliments d’origine végétale qui résistent à la digestion par les enzymes digestives humaines. Les fibres alimentaires varient considérablement dans leur structure chimique, étant composées de glucides ou de polysaccharides non amylacés. Ils sont généralement regroupés en fonction de leur solubilité, de leur viscosité et de leur fermentescibilité par les bactéries intestinales, qui affectent la façon dont les fibres sont traitées dans l’organisme et leur impact sur la santé.

Un corpus croissant de littérature soulignant les avantages spécifiques des fibres fermentescibles a accéléré leur popularité, attirant les progrès pharmaceutiques permettant une meilleure isolation des fibres alimentaires des plantes ou même la synthèse chimique de polysaccharides ou d’oligosaccharides non digestibles.

Ces avantages ont conduit à l’inclusion de divers types de fibres alimentaires dans plusieurs recommandations alimentaires nationales et internationales. Ils comprennent un temps de transit amélioré, un piégeage des nutriments et une disponibilité de l’eau dans les selles, affectant directement la digestion et produisant des acides gras à chaîne courte (AGCC), tels que l’acétate, le propionate et le butyrate, qui modulent la santé intestinale et systémique.

Malheureusement, des différences interindividuelles substantielles dans la composition microbienne intestinale ont conduit à des résultats confus dans la plupart des essais de cohorte de petite et moyenne taille, déclenchant un débat approfondi sur les associations causales et fonctionnelles entre la consommation de fibres spécifiques et la santé microbienne intestinale.

La présente revue vise à synthétiser les hypothèses actuelles et les preuves épidémiologiques sur ces associations et à dévoiler leurs implications dans le risque de maladie chronique. L’obésité, les cancers (types spécifiques) et les maladies cardiométaboliques sont les trois maladies chroniques les plus répandues avec le risque de mortalité le plus élevé et font l’objet de cette revue.

Effet de la consommation de fibres alimentaires sur la diversité microbienne intestinale

La capacité des humains à « fermenter » les fibres alimentaires peut être attribuée à des populations bactériennes spécifiques exprimant des enzymes glucidiques actives (CAZymes). Ces enzymes décomposent différentes fibres en fonction de leur complexité, depuis les monomères simples comme les fructanes jusqu’aux polymères complexes comme la pectine, qui nécessitent un plus grand nombre de familles CAZyme. Les types de composés pouvant être traités dépendent de la composition préexistante de la microflore intestinale. Leur production (acides gras à chaîne courte [SCFAs]), à son tour, est supposé modifier le paysage nutritif de l’intestin, influençant ainsi (et potentiellement élargissant) la diversité intestinale future.

Depuis que les enquêtes épidémiologiques établissent régulièrement des associations inverses entre la diversité α microbienne intestinale (richesse et uniformité des communautés) et le risque de maladies chroniques, plusieurs études ont tenté d’utiliser les fibres alimentaires comme compléments alimentaires.

« Un large éventail d’activités permet la dégradation des mélanges complexes de fibres alimentaires présents dans les produits végétaux. Les fibres alimentaires « simples » composées principalement d’un monomère, comme le fructane, nécessiteront l’activité d’une ou deux familles de CAZymes, tandis que les fibres alimentaires plus complexes, comme la pectine, nécessiteront au moins sept familles de CAZymes. Les produits issus de la dégradation des fibres alimentaires par CAZymes – constitués de monosaccharides à cinq ou six carbones – sont absorbés par les bactéries grâce à des systèmes de transport pour l’utilisation des glycanes.

Malheureusement, ces recherches ont donné des résultats confus : alors qu’une poignée d’études ont observé une augmentation de la diversité microbienne, d’autres n’ont signalé aucune augmentation de ce type, tandis que d’autres encore ont constaté une diminution. Cette variabilité des résultats s’explique en partie par la variabilité individuelle de la composition microbienne avant la consommation de fibres, ce qui suggère que des interventions alimentaires adaptées pourraient être nécessaires.

Intestin, fibres et maladies

L’Organisation mondiale de la santé (OMS) considère l’obésité et le cancer comme les deux défis de santé publique les plus importants du siècle en cours, ce qui se justifie si l’on considère que ces maladies sont responsables de 29 % (19,4 millions) et 15 % (9,8 millions) de tous les décès humains. en 2021.

Heureusement, on sait que l’obésité et plusieurs types de cancer sont attribuables à des facteurs évitables, notamment l’alimentation, le tabagisme et la consommation d’alcool. Il a été prouvé que des habitudes alimentaires saines, y compris le régime méditerranéen (MD), réduisaient considérablement le risque de maladie dans des études épidémiologiques et nutritionnelles/microbiennes intestinales.

Les fibres alimentaires et la santé intestinale sont toutes deux connues pour améliorer indépendamment l’obésité et les résultats cardiométaboliques. Même si le mécanisme qui sous-tend le premier résultat est bien établi, ceux qui déterminent le second restent controversés. Cependant, de plus en plus de preuves suggèrent que les fibres fermentescibles peuvent influencer les voies métaboliques et l’inflammation grâce à leur interaction avec le microbiome intestinal.

De même, il a été démontré que les fibres alimentaires réduisent le risque de cancers spécifiques (colorectal et du sein), mais les mécanismes à l’origine de ces observations restent inconnus.

Compte tenu du rôle du microbiome intestinal dans la fermentation des fibres alimentaires, son rôle dans l’amélioration des résultats des maladies chroniques est indéniable. Cependant, l’absence de liens de causalité cohérents entre les modifications microbiennes intestinales et l’évolution de la maladie signifie que des recherches supplémentaires sont nécessaires.

« Cinq mécanismes principaux impliquant le microbiote intestinal ont été rapportés. Premièrement, la fermentation des fibres conduit à la production d’AGCC tels que le butyrate, largement décrits comme antitumoraux. Deuxièmement, les acides biliaires secondaires (BA), qui peuvent favoriser la formation de tumeurs, peuvent être modulés par l’apport en fibres. Le profil des BA peut être modulé par les fibres alimentaires, à la fois via le microbiote intestinal et indépendamment du microbiote intestinal. Troisièmement, les lignanes liées aux fibres alimentaires peuvent être métabolisées par les bactéries en entérolignanes. Quatrièmement, certaines fibres alimentaires peuvent réduire l’activité bactérienne de la β-glucuronidase, diminuant ainsi la formation et la réabsorption des toxines, limitant ainsi le risque de carcinogenèse. Enfin, l’apport en fibres alimentaires peut favoriser l’immunité antitumorale.

Conclusions et orientations futures

Cette revue synthétise les connaissances actuelles sur les implications des associations microbiennes intestinales-fibres alimentaires contre les maladies chroniques, à savoir l’obésité, les cancers et les conditions cardiométaboliques. Il fournit des preuves des effets bénéfiques d’une consommation élevée de fibres alimentaires sur les risques (réduction) et les résultats des maladies, mais met en évidence les lacunes dans notre compréhension des mécanismes qui sous-tendent ces observations. La variabilité interindividuelle significative de la composition microbienne intestinale, en particulier, a produit des résultats confus, suscitant un débat substantiel et une incertitude dans les recommandations alimentaires.

Les futures investigations doivent soit adopter des tailles de cohortes étendues, tenant ainsi compte de la variabilité microbienne intestinale, soit (de préférence) adopter des protocoles d’évaluation personnalisés qui exploitent la diversité microbienne intestinale unique d’un individu pour combattre de manière optimale les maladies chroniques. Cette dernière approche est coûteuse et demande beaucoup de main d’œuvre, mais peut permettre des interventions diététiques ou des traitements pharmacologiques d’une sécurité et d’une efficacité sans précédent.