Fibres et microbiote : les effets sur le « très » long terme

Il faut manger des fibres, on nous le répète depuis la nuit des temps ! Pourquoi ? tout simplement parce que c’est bon pour la santé, vous n’imaginez peut-être pas jusqu’à quel point. Et pourtant, les fibres ne se digèrent pas : difficile à priori, d’y voir un intérêt si on ne s’y penche pas d’un peu plus près ! C’est d’ailleurs parce que les fibres ne se digèrent pas qu’elles sont utiles.

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En effet, tout cela a à voir, encore une fois, avec le microbiote. Et comprendre le microbiote intestinal est un sujet sur lequel de nombreux chercheurs s’activent de plus en plus intensément ces derniers temps. Quels rôles joue-t-il exactement ? Quel est le profil idéal ? Quel est l’impact des influences extérieures (alimentation, infections, prise d’antibiotiques …) ? Quelles conséquences d’un profil inadéquat ? Donc aujourd’hui, on va parler de fibres et de micro-organismes.

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Que sont les fibres ?
Alors quand on vous dit qu’il faut consommer des fibres, vous pensez, à juste titre, aux fruits, légumes, céréales. En fait, les fibres alimentaires correspondent à certains éléments issus des parois des cellules des végétaux (la cellulose par exemple ou encore la lignine des céréales, la pectine des fruits) ou du cytoplasme de cellules végétales (l’inuline par exemple). Dans les grandes lignes, il s’agit de sucres complexes** (des polysaccharides) mais pas n’importe lesquels, ces sucres ne sont pas digérés par l’homme : aucune enzyme ne peut les couper en petits morceaux.

Bien sûr les végétaux fabriquent d’autres sucres complexes, servant de réserves, qui eux, sont parfaitement assimilés par notre organisme. Ils sont alors transformés en nutriments et le plus connu est l’amidon. Nous en avions parlé en détail dans cet article sur la cuisson des pâtes. L’amidon ne fait donc pas partie des fibres : on le digère et on en tire de l’énergie.
Revenons donc aux quatre autres exemples cités.

La cellulose

La cellulose a également fait l’objet d’un article sur ce blog (de la pure cellulose dans le jardin). Voici en quelques grandes lignes les principales caractéristiques de la molécule.
Des molécules de glucose, synthétisées par les végétaux, sont mises bout à bout : de longues chaînes linéaires  apparaissent.
A l’intérieur d’une chaîne, très longue, des liaisons hydrogène  intramoléculaires (notation LH)  rapprochent des groupes chimiques des différents maillons. Enfin, ces longues chaînes se lient aussi entre elles par d’autres liaisons hydrogène glucose-glucose intermoléculaires : des couches d’environ 60 chaînes polymères sont ainsi formées, associées en fibres. Bref, c’est un méga polysaccharide.

Les cycles « glucose » s’associent entre eux pour former des chaînes (à l’intérieur desquelles on trouve des liaisons particulières). Les chaînes sont ensuite reliées entre elles par d’autres liaisons LH : c’est la cellulose

La pectine
Cette molécule a également déjà été décrite sur ce blog (pour parler de la confiture). C’est aussi un constituant important des végétaux, qui maintient la cohésion de la paroi des végétaux. Chimiquement parlant, c’est aussi un polysaccharide mais cette fois-ci il s’agit d’une très longue chaîne, comportant des cycles à 5 atomes de carbone reliés entre eux et des groupes acides (de la forme COOH).

La molécule de pectine

L’inuline
C’est également un polysaccharide ou plutôt un mélange de polysaccharides (utilisé comme réserve d’énergie dans les racines de certaines plantes -telles que la chicorée ou le pissenlit- : autre façon de stocker des réserves que la voie de l’amidon). A la différence de l’amidon cependant, notre organisme ne parvient pas à la digérer.

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L’inuline

** La lignine
Contrairement aux autres molécules évoquées, la lignine, qui fait aussi partie des fibres, n’est pas un polysaccharide. C’est un autre polymère établi à base de composés phénoliques, qui accompagne souvent la cellulose : plus la quantité de lignine est importante dans un organe végétal, plus celui-ci gagne en rigidité (et en protection contre la dégradation biologique).
Voici un exemple de représentation de la lignine.

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La complexe molécule de lignine (exemple de)

Selon leur structure et leur spécificité chimique, on distingue les fibres solubles dans l’eau (pectine, inuline) des fibres non solubles (cellulose par exemple).

Le lien sucres complexes – microbiote et santé

Alors ces sucres complexes constituant une grande partie des fibres ne sont pas digérés (laissons de côté la lignine pour l’instant). Pourquoi ? Leur structure plutôt alambiquée (avec des liaisons bien particulières) fait qu’ils sont très difficiles à couper par les enzymes pancréatiques, ou les enzymes des membranes intestinales.

Par contre, les micro-organismes eux savent faire. Ils produisent des enzymes capables de métaboliser ces structures complexes ce qui est favorable au développement d’une grande diversité de bonnes bactéries. De plus, dégradant ces sucres complexes pour récupérer carbone et énergie, des acides (acides gras à chaîne courte) sont produits ce qui a, entre autres, pour conséquence de diminuer le pH (le développement des pathogènes est bloqué).

Mais les fibres jouent d’autres rôles. Celles qui sont insolubles se mettant  gonfler en présence d’eau, provoquent une augmentation du volume dans l’estomac (impact sur la satiété) et celui des selles d’où un effet stimulant sur le transit.
Celles qui sont solubles se transforment en un gel visqueux dont la circulation est ralentie : gardées plus longtemps dans l’estomac, elles améliorent la durabilité de la satiété. Le gel permet également de diminuer le passage des sucres et des graisses dans le sang d’où un impact (à moyen et long terme) sur les risques d’apparition de maladies cardio-vasculaires.

Bref, les fibres ont un rôle nutritionnel certain, favorisent le bon microbiote utile pour une bonne immunité et influencent même le comportement (nous en avions parlé un peu ici concernant le jeune enfant allaité).

Voilà où en est, dans les grandes lignes, l’état des connaissances sur le rôle des sucres complexes des fibres.
Mais de récents travaux de recherche ont montré qu’une baisse de notre consommation de fibres pourrait modifier significativement et ce, de façon parfois irréversible et sur plusieurs générations, le profil du microbiote, avec toutes les conséquences que cela comporte.

L’effet de l’alimentation : ce que nous indiquent des recherches récentes

Les travaux ont été publiés dans Nature [1] en janvier dernier par des équipes américaines de Standford University, Harvard University et Princeton University (Sonnenburg E. D. et al.). Les auteurs rappellent que les civilisations modernes se tournent de plus en plus vers un régime plutôt appauvri en fibres (d’où les rappels récurrents des médecins et nutritionnistes) ce qui conduit à une baisse importante de la diversité au sein du microbiote. Or pour rétablir cette biodiversité garantie d’une bonne santé, le retour à un régime plus riche en fibres, après une trop longue période de vache maigre (côté micro-organismes) n’est pas efficace : la perte de biodiversité est toujours présente et cet  impact s’intensifie sur plusieurs générations (jusqu’à extinction de certaines populations de bactéries). Pour retrouver le microbiote originel, il est alors nécessaire de réintroduire les espèces manquantes : une sorte de reprogrammation.

L’expérience a été réalisée sur des souris de 4 semaines, dont la flore intestinale était identique à celle de l’homme. Elles ont d’abord été soumises à un régime riche en fibres (polysaccharides) pendant 6 semaines. Séparées en deux groupes, elles ont soit continué à consommer le même régime (groupe de contrôle) soit été soumises à un nouveau régime pauvre en fibres (groupe test) pendant 7 semaines, puis retour au régime normal pendant encore 6 autres semaines.

Le microbiote des deux groupes, identique au départ, a montré une perte de biodiversité qui s’est maintenue bien après la reprise du régime d’origine.

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L’expérience s’est alors poursuivie jusqu’à 4 générations (pour chacun des deux groupes), chacune d’elle consommant la même alimentation que la génération parente avec une période de reprise d’un régime riche en fibres. Là encore, les résultats sont intéressants : la perte de biodiversité s’intensifie à chaque descendance de façon de plus en plus irréversible (pas de correction possible avec reprise d’un régime alimentaire plus sain). Les auteurs s’interrogent également sur la possibilité d’une perte de capacité enzymatique des familles de bactéries encore présentes après plusieurs générations.
La transplantation fécale a alors été testée : réintroduction « physique » des bonnes bactéries manquantes. Après 10 jours, le microbiote était revenu identique à celui du groupe de contrôle.

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Conclusion
Bref, cette expérience semble indiquer que toute modification de régime alimentaire -même sur quelques semaines- a des conséquences marquées sur le profil de la flore intestinale. La modification peut même être irréversible et jouer sur la descendance : ça donne sacrément à réfléchir. Quand on sait que la transplantation fécale chez l’homme (ne tremblez pas !) est désormais possible (détails sur le blog de ma collègue de Coffee Break Science) et donne de bons résultats pour certaines maladies, on se dit que concrètement la solution « existe » pour renverser la tendance.
Quoiqu’il en soit, avant d’en arriver-là (parce que, quand même !) consommons régulièrement des fibres dès le plus jeune âge et tout au long de notre vie (fruits et légumes, céréales) sans trop y déroger.  La solution « probiotique » est également une piste à creuser. Rappelons aussi que le lait maternel riche en oligosaccharides prépare le terrain (relire : lait humain, des alliés pour la vie). Tout cela est crucial car la preuve est faite qu’une mauvaise hygiène alimentaire influence bien plus que notre propre personne : malheureusement « nous transmettons » notre profil intestinal avec les conséquences qui y sont liées !

Liens et références
1- Erica D. Sonnenburg et al., « Diet-induced extinctions in the gut microbiota compound over generations », Nature 529, pp 212–215, 2016 – doi:10.1038/nature16504

https://en.wikipedia.org/wiki/Microbiota_accessible_carbohydrates
http://www.meandmydiabetes.com/2014/11/16/justin-sonnenburg-fiber-starving-microbial-self/

2 comments for “Fibres et microbiote : les effets sur le « très » long terme

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