Comment le transit intestinal et le pH façonnent le rôle du microbiome dans le métabolisme et la santé, offrant ainsi des informations sur les stratégies nutritionnelles personnalisées.
Étude : La physiologie et l’environnement intestinaux expliquent les variations dans la composition et le métabolisme du microbiome intestinal humain. Crédit d'image : Nouvelle Afrique/Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Microbiologie naturelleles chercheurs ont étudié comment la physiologie intestinale et les facteurs environnementaux contribuent aux variations de la composition et du métabolisme du microbiome intestinal humain.
Sommaire
Arrière-plan
Le régime alimentaire influence la composition du microbiome intestinal et le métabolisme, mais même avec des régimes alimentaires identiques, des variations significatives subsistent, suggérant des facteurs contributifs supplémentaires.
Il a été démontré que le temps de transit intestinal a un impact sur la composition du microbiome, un transit plus long étant associé à une dégradation accrue des protéines microbiennes et à une production de méthane.
Les acides gras à chaîne courte (AGCC) sont généralement bénéfiques, tandis que les métabolites issus de la protéolyse, tels que le sulfure d'hydrogène et l'ammoniac, sont associés à des effets néfastes sur la santé. Les modifications du pH intestinal affectent également les communautés microbiennes.
Comprendre ces dynamiques est essentiel pour concevoir des stratégies alimentaires personnalisées efficaces qui améliorent la santé intestinale. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour explorer comment les facteurs physiologiques tels que le temps de transit et le pH interagissent avec l’alimentation pour influencer le microbiote intestinal et la santé de l’hôte, permettant ainsi des stratégies alimentaires personnalisées.
À propos de l'étude
Une étude observationnelle de neuf jours intitulée « Recommandations diététiques personnalisées basées sur l'interaction entre l'alimentation, le microbiome et les conditions abiotiques dans l'intestin (PRIMA) » a été menée à l'Université de Copenhague entre avril et décembre 2021. Elle a recruté 63 participants en bonne santé de Danemark.
Les participants ont fourni un consentement éclairé écrit, en respectant les directives éthiques. Parmi le groupe initial, 61 ont terminé l’étude, dont deux ont été exclus pour cause de maladie et d’utilisation d’antibiotiques.
Les participants (âgés de 18 à 75 ans, indice de masse corporelle (IMC) de 18,5 à 29,9 kg/m²) ont été exclus s'ils souffraient de maladies telles qu'une maladie inflammatoire de l'intestin ou s'ils prenaient récemment des antibiotiques. Ils ont été récompensés par des cartes-cadeaux et invités à maintenir leur régime alimentaire habituel tout en évitant le maïs sucré, l'alcool, le tabac et les exercices intenses avant le prélèvement des échantillons.
Des échantillons quotidiens de selles, des relevés alimentaires, des échantillons d'urine et d'autres mesures telles que les schémas de défécation, les symptômes gastro-intestinaux et les tests sanguins et respiratoires à jeun ont été collectés. Les participants ont ingéré une capsule de motilité sans fil (SmartPill), qui a fourni des données détaillées sur le pH luminal, la température et la pression pour mesurer les temps de transit intestinal.
Des mesures anthropométriques et un test de repas standardisé ont également été effectués. Le profilage métabolique a été réalisé sur des échantillons d'urine et de matières fécales, et le profilage du microbiome a utilisé le séquençage de l'ARN ribosomal 16S (ARNr).
Résultats de l'étude
Les participants, âgés de 39 ± 13,5 ans avec un IMC moyen de 23,6 ± 2,8 kg/m², ont été invités à maintenir leur régime alimentaire et leur mode de vie habituels tout au long de la période d'étude. L’étude comprenait deux visites au cours desquelles des échantillons de sang à jeun ont été prélevés pour mesurer les niveaux de glucose, d’insuline et de peptide C. Des échantillons d'haleine ont été prélevés pour évaluer les concentrations d'hydrogène et de méthane.
Lors de la première visite, les participants ont reçu un petit-déjeuner standardisé, représentant 25 % de leurs besoins énergétiques quotidiens, afin d'assurer la cohérence avant qu'un sous-ensemble (n = 50) n'ingère un SmartPill. Le SmartPill a mesuré les temps de transit et le pH de l’intestin entier et segmentaire. Contrairement aux études précédentes utilisant des repas simples pour le suivi du transit, cette étude a utilisé un repas complexe pour mieux refléter les interactions réelles entre l’alimentation et le microbiote. Des échantillons d'urine et d'haleine postprandiale ont été collectés pour fournir davantage d'informations sur les réponses métaboliques des participants.
Les participants ont également enregistré des relevés alimentaires quotidiens sur 24 heures à l'aide de la plateforme Myfood24 et ont noté leurs habitudes intestinales telles que la consistance des selles (à l'aide de l'échelle de forme des selles de Bristol), la fréquence des selles et l'heure de la défécation.
Des échantillons d'urine quotidiens (échantillon du premier matin) et de matières fécales (premières selles) ont été collectés. La teneur en eau fécale, un marqueur indirect du temps de transit et de l'humidité des selles, a été évaluée pour tous les échantillons.
Les métabolomes urinaires et fécaux ont été profilés à l'aide d'une chromatographie liquide-spectrométrie de masse non ciblée (LC-MS), et la composition du microbiome intestinal a été déterminée à l'aide du séquençage du gène de l'ARNr 16S, ajusté en fonction de la charge microbienne afin de garantir une précision quantitative.
L’étude a révélé des variations intra- et interindividuelles de la stabilité de l’environnement intestinal, telles qu’observées dans les fluctuations quotidiennes de facteurs tels que le pH des selles, l’humidité des selles et la charge microbienne.
Les mesures segmentaires du temps de transit et du pH fournies par le SmartPill ont montré une large gamme de valeurs, mettant en évidence une variabilité substantielle de la dynamique gastro-intestinale parmi les participants.
Les résultats ont indiqué que l’humidité et le pH des selles contribuaient de manière significative aux variations intra-individuelles et interindividuelles du microbiome et des métabolomes intestinaux. Ces connaissances mettent l’accent sur le rôle central du temps de transit intestinal et du pH colique en tant que déterminants clés de la composition microbienne et de l’activité métabolique.
La métabolomique non ciblée a identifié plusieurs métabolites microbiens, hôtes et dérivés des aliments en corrélation avec le temps de transit et le pH. Par exemple, les produits de fermentation microbienne comme les SCFA étaient associés à des temps de transit plus courts, tandis que les sous-produits protéolytiques étaient plus répandus avec des temps de transit plus longs.
Conclusions
Pour résumer, cette étude a démontré une variabilité significative du temps de transit et du pH chez les individus en bonne santé, expliquant les différences dans la composition du microbiome et le métabolisme hôte-microbiote.
Des facteurs tels que le temps de transit et le pH ont influencé l’activité microbienne, soulignant l’importance de l’environnement intestinal dans la formation des réponses du microbiote. Des métabolites spécifiques étaient associés à des temps de transit plus longs, avec des implications cliniques potentielles pour la gestion de conditions telles que la constipation.
Ces résultats ouvrent la voie à de futures recherches sur des interventions diététiques adaptées prenant en compte à la fois les facteurs physiologiques et microbiens pour optimiser la santé intestinale.
