Dans une récente étude publiée dans la revue Fermentationles chercheurs ont examiné des études examinant le rôle du butyrate dans les réponses inflammatoires, les propriétés immunologiques et les maladies liées au système immunitaire telles que la dermatite atopique, le lupus érythémateux disséminé, le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), le psoriasis et le cancer.
Sommaire
Arrière-plan
Le butyrate d’acide gras à chaîne courte est créé lorsque de l’amidon résistant non digéré et des fibres alimentaires fermentescibles, et de petites quantités de protéines endogènes et alimentaires sont fermentées par des bactéries dans la lumière de l’intestin. On pense que le butyrate joue un rôle important dans l’immunité systémique et locale en modulant le microbiome intestinal. On pense également qu’il est essentiel dans la gestion des réponses immunologiques et inflammatoires.
Les Bacteroides et les Firmicutes sont les deux phylums prédominants qui produisent du butyrate dans le côlon humain. La production de butyrate est répandue chez les bactéries Gram-positives anaérobies, et Eubactérie rectale et Roseburia espèces appartenant à Clostridium coccoides grappe et Faecalibacterium prausnitzii appartenant à la Clostridium leptum cluster sont les deux groupes producteurs de butyrate les plus importants.
Propriétés du butyrate
Le butyrate est connu pour jouer divers rôles importants dans le système immunitaire et dans le maintien de l’homéostasie intestinale. Il module l’expression des protéines des jonctions serrées et favorise la sécrétion de mucus intestinal, maintenant l’intégrité de la barrière épithéliale dans l’intestin. De plus, le butyrate est considéré comme essentiel dans le métabolisme énergétique cellulaire et le système digestif, fournissant de l’énergie à la couche muqueuse du côlon et régulant l’inflammation, l’expression des gènes, la différenciation cellulaire et la mort cellulaire.
Au sein de l’intestin, le butyrate améliore la diversité du microbiote intestinal, régule l’apport d’électrolytes et de liquides et réduit le stress oxydatif. De manière systémique, le butyrate augmente la sensibilité à l’insuline, diminue les lésions ischémiques et athéroscléreuses, élimine l’ammoniac, stimule la prolifération des peroxysomes et joue un rôle dans la neurogenèse et l’apoptose des cellules tumorales.
Au sein du système immunitaire, le butyrate est un agoniste de divers récepteurs couplés aux protéines G, stimule les cellules anti-inflammatoires telles que les macrophages et les cellules T-régulatrices, réduit l’activation du facteur nucléaire kappa B (NF-κB) et la sécrétion du facteur de nécrose tumorale -alpha (TNF-α), et est impliqué dans l’inhibition des cytokines pro-inflammatoires.
Le butyrate est produit par la conversion directe des glucides en butyrate par l’enzyme butyrate kinase, la conversion indirecte du lactate, du succinate ou de l’acétate, ou par la fermentation des acides aminés de la lysine et du glutamate. En dehors de E. rectale et F. prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Anaerotroncus colihominis, Papillibacter cinnamivores, Subdoligranulum variable, Butyrivibrio espèces, Anaérostripes espèces, Ruminocoque espèces, et Clostridium espèces sont également connues pour produire du butyrate. En outre, Bacteroidetes, Actinomycètes, Spirochèteset Protéobactéries sont également considérés comme producteurs de butyrate.
Utilisations préventives et thérapeutiques du butyrate
Sur la base de ses propriétés anti-inflammatoires, immunomodulatrices et anti-athérogènes et de son rôle dans la biosynthèse du cholestérol et la sensibilité à l’insuline, le butyrate est un agent thérapeutique important. Son rôle dans la prise en charge des maladies inflammatoires de l’intestin, des maladies rénales diabétiques, de l’obésité et du cancer du côlon a été largement étudié. Le butyrate présente également des avantages potentiels pour la santé cardiovasculaire et rénale.
Des études ont également exploré l’application du butyrate dans le traitement de maladies liées à un système immunitaire hyperactif, telles que le lupus érythémateux disséminé, où la dérégulation des réponses immunitaires entraîne une dysbiose du microbiote intestinal. Avec des propriétés de régulation de la diversité microbienne intestinale, le butyrate a montré des résultats prometteurs en augmentant la diversité et en restaurant l’équilibre du microbiome intestinal chez les patients atteints de lupus.
Le butyrate a également été utilisé dans le traitement des affections inflammatoires chroniques de la peau, telles que la dermatite atopique et le psoriasis. Le butyrate peut moduler le pH et limiter la croissance microbienne, réduire la perméabilité de l’épiderme et supprimer l’inflammation cutanée. Le traitement par les acides gras monocaténaires, notamment le butyrate, a permis d’améliorer les fonctions barrières de la peau dans des modèles animaux de dermatite atopique en modifiant le métabolisme des mitochondries dans les kératinocytes épidermiques. De plus, les propriétés de modulation des cellules T-régulatrices du butyrate pourraient également en faire une option de traitement potentielle pour le psoriasis, où l’activité et le nombre de cellules T-régulatrices sont réduits.
La revue a également discuté des études qui ont examiné l’effet de la supplémentation en butyrate chez les patients atteints du VIH et ont signalé que la supplémentation en butyrate seule était considérée comme insuffisante pour augmenter l’intégrité épithéliale ou la reconstitution immunologique des modèles de macaques VIH traités par un traitement antirétroviral. Diverses études ont également étudié l’utilisation de suppléments de butyrate dans le traitement du cancer, en particulier pour restaurer la diversité microbienne intestinale. Les résultats indiquent que si le butyrate seul ne peut pas inhiber la croissance de la tumeur, il a des effets anticancéreux significatifs lorsqu’il est associé à une chimiothérapie. On a également constaté que le butyrate jouait un rôle important dans la modulation des rythmes circadiens et la régulation des niveaux d’hormones du sommeil.
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que le butyrate possède des propriétés immunomodulatrices et anti-inflammatoires importantes et joue un rôle important dans le maintien d’un équilibre sain dans le microbiome intestinal. Les preuves de diverses études ont indiqué que le butyrate peut potentiellement être utilisé comme agent thérapeutique ou prophylactique dans diverses maladies liées au système immunitaire en combinaison avec d’autres thérapies.
