Le tryptophane est un acide aminé clé de l’alimentation humaine qui est décomposé par les micro-organismes intestinaux, qui le convertissent en plusieurs métabolites ayant divers effets sur la santé humaine. Une étude récente publiée dans la revue Microbiologie naturelle examine le métabolisme du tryptophane en réponse à un apport accru en fibres alimentaires.
Étude: Les fibres alimentaires dirigent le métabolisme microbien du tryptophane via des interactions métaboliques dans le microbiote intestinalCrédit photo : Tatjana Baibakova / Shutterstock.com
Sommaire
Métabolisme du tryptophane dans l'intestin
Dans le tube digestif, le tryptophane est décomposé en indole, en acide indole lactique (ILA) ou en acide indole propionique (IPA). Des taux élevés d'indole sont associés à une maladie rénale chronique, tandis que l'ILA a des effets protecteurs contre les allergies alimentaires. L'IPA est inversement associé au diabète de type 2 et il a été démontré qu'il est bénéfique pour l'intégrité de la muqueuse intestinale et réduit le risque d'athérosclérose.
D’autres métabolites du tryptophane maintiennent les barrières épithéliales et la fonction immunologique, régulent l’inflammation et les principales voies métaboliques et offrent une protection contre les maladies infectieuses. À l’inverse, certaines molécules, comme l’indole, sont métabolisées par le foie en une toxine qui s’accumule dans la maladie rénale chronique, aggravant par la suite la maladie. Des taux élevés d’indole intestinal augmentent également le risque de maladie rénale chronique. Clostridiodes difficile infection du côlon.
L'indole est le métabolite du tryptophane le plus abondant chez l'homme et la souris, puisqu'il représente jusqu'à 75 % de tous les métabolites du tryptophane. De nombreux micro-organismes catabolisent le tryptophane en indole par la tryptophanase ou en ILA/IPA par d'autres voies.
Plusieurs études ont suggéré les avantages des fibres alimentaires dans la réduction de la dégradation des protéines en sous-produits toxiques par les microbes du côlon. Les fibres alimentaires augmentent également le transit des aliments dans l’intestin, ce qui augmente la disponibilité des glucides dans le côlon, empêchant ainsi le catabolisme des protéines.
Des études récentes ont indiqué une association potentielle entre l'apport en fibres fermentescibles et le métabolisme du tryptophane. L'étude expérimentale actuelle vise à explorer le rôle des glucides fermentescibles sur le métabolisme du tryptophane dans l'intestin.
À propos de l'étude
Les chercheurs ont mené in vitro et in vivo expériences sur des souris pour évaluer la compétition entre les microbes intestinaux pour le tryptophane comme substrat et ses produits finaux métaboliques.
C. sporogènes, P. anaérobie, B. thetaiotaomicronet E. coli ont été sélectionnées comme souches bactériennes représentatives pour étudier le microbiome intestinal dans un milieu artificiel. in vitro environnement. Ces résultats ont ensuite été comparés à des expériences réalisées à l’aide de communautés microbiennes complexes isolées d’échantillons de selles humaines.
Qu’a montré l’étude ?
Dans le modèle à trois communautés, les deux in vivo et in vitro les expériences ont montré que E. coli en compétition avec C. Sporogènes pour métaboliser le tryptophane. Escherichia coli produit de l'indole, alors que C. sporogènes produit de l'ILA et de l'IPA.
La supplémentation en glucides, même à faibles concentrations, inhibe Escherichia coli activité tryptophanase de deux à quatre fois, réduisant ainsi la production d'indole. C. sporogenes n'a pas utilisé de glucides, même lorsqu'ils étaient complétés par des concentrations de glucose cinq à dix fois supérieures, indiquant ainsi sa préférence pour les acides aminés.
Ces résultats indiquent que la concurrence entre E. coli et C. sporogènes est influencé par la disponibilité des glucides dans le milieu de croissance plutôt que par l'abondance des bactéries métabolisant le tryptophane.
Bien que les sucres simples contenus dans l’alimentation n’atteignent pas le côlon, ils proviennent de la dégradation des fibres alimentaires. Lorsque de la pectine, un glucide complexe, a été ajoutée au milieu de croissance, Bactéroïdes thetaiotamicron décomposé la pectine en sucres simples, assurant ainsi une alimentation croisée Escherichia coli.
La supplémentation en pectine est régulée positivement Escherichia coli gènes, régulant l'utilisation des produits de dégradation des fibres de 16 à 64 fois. Cela a conduit à des niveaux d'indole inférieurs sans aucun changement dans E. coli abondance, comme Escherichia coli ont montré une préférence pour les sucres simples par rapport au tryptophane.
Alors que l’abondance de C. sporogenes diminuaient avec la consommation de pectine, les niveaux d'ILA et d'IPA augmentaient à mesure que davantage de tryptophane devenait disponible pour C. sporogènesDe plus, l’inhibition de la production d’indole a augmenté de manière significative le tryptophane disponible pour d’autres voies métaboliques dans l’intestin.
Les cultures fécales humaines ont montré des phénomènes similaires, corroborant ainsi l’observation selon laquelle les niveaux d’indole diminuent avec l’augmentation de l’apport en fibres alimentaires. Lorsque le microbiote fécal a été transplanté chez des souris gnotobiotiques, les résultats étaient similaires, démontrant que les fibres alimentaires suppriment la production d’indole par plusieurs espèces intestinales.
Conséquences pour la santé humaine
Nos résultats expliquent pourquoi la consommation de fibres fermentescibles supprime la production d’indole mais favorise la génération d’autres métabolites du tryptophane associés à des bienfaits pour la santé.”
La disponibilité des substrats microbiens et des glucides fermentescibles dans l'intestin affecte la direction du métabolisme du tryptophane. Par conséquent, l'abondance relative des métabolites du tryptophane est modifiée par leurs effets sur des espèces bactériennes spécifiques.
Les résultats de l’étude ont de profondes implications pour les recommandations alimentaires visant à améliorer la santé intestinale et à prévenir le développement de troubles métaboliques. Une consommation accrue de fibres fermentescibles peut entraîner un changement dans le métabolisme microbien intestinal qui augmente la production de métabolites qui soutiennent l’intégrité de la muqueuse intestinale, l’immunité et la santé métabolique.
