Les scientifiques découvrent comment les composés dérivés du sucre des bactéries intestinaux influencent le métabolisme, aidant à contrôler la glycémie, à réduire l'accumulation de graisses et à ouvrir la voie à de nouvelles thérapies probiotiques.
Étude: Les microbes intestinaux préférant du saccharose empêchent l'obésité de l'hôte en produisant des exopolysaccharides. Crédit d'image: Kateryna Kon / Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Communications de la natureles chercheurs ont étudié le rôle des exopolysaccharides dérivés du microbiote intestinal (EPS) dans la régulation métabolique et la physiologie de l'hôte.
Sommaire
Arrière-plan
Les bactéries de votre intestin pourraient-elles influencer votre glycémie à côté de votre alimentation? Avec des troubles métaboliques comme l'obésité et le diabète atteignant les proportions épidémiques, les scientifiques explorent de nouveaux mécanismes biologiques qui régulent le métabolisme au-delà du régime et de l'exercice.
Le microbiote intestinal humain est un régulateur vital de la santé, influençant le métabolisme, l'immunité et la prévention des maladies. Il abrite des milliards de bactéries qui traitent les composants alimentaires et génèrent des molécules bioactives. Parmi ceux-ci, les EP produits par des bactéries intestinales spécifiques, notamment Streptococcus salivariusémergent comme des acteurs clés de la santé métabolique.
Ces polysaccharides modulent les réponses immunitaires, améliorent la fonction de barrière intestinale et interagissent avec les voies métaboliques de l'hôte. Avec l'obésité et le diabète en augmentation, la compréhension du rôle du microbiome intestinal est cruciale. Bien que les études suggèrent que le BPA microbien a un impact sur le métabolisme, leurs mécanismes précis restent flous. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour établir comment les EP bactériens, en particulier à partir de S. SalivariuS, influence la réglementation métabolique de l'hôte.
À propos de l'étude
Des échantillons fécaux de 472 donneurs humains ont été prélevés selon les directives éthiques. L'étude n'a pas précisé une tranche d'âge et les personnes ayant une utilisation antibiotique récente, une apport probiotique ou des troubles métaboliques ont été exclues. Les échantillons ont été stockés à -80 ° C avant le traitement. Les bactéries capables de produire du EPS ont été isolées à l'aide de techniques de culture anaérobie et identifiées en utilisant le séquençage métagénomique du fusil de chasse et le séquençage de l'acide ribonucléique ribosomal 16S (ARNr).
Des expériences de souris ont été menées à l'aide de souris C57BL / 6J et sans germes logées dans des conditions contrôlées. Les souris ont été affectées à des régimes standard ou riches en graisses, avec ou sans supplémentation EPS. Des tests de tolérance au glucose et des tests de sensibilité à l'insuline ont été effectués pour évaluer les effets métaboliques. Des échantillons de sang ont été prélevés pour mesurer les niveaux de glucose, d'insuline et d'hormone intestinale.
Pour étudier les altérations du microbiome, le séquençage métagénomique et le séquençage d'ARNr 16S ont été réalisés pour analyser la composition du microbiote intestinal. Les concentrations d'acides gras à chaîne courte (SCFA) ont été mesurées en utilisant la chromatographie en phase gazeuse. Des tests de cytokines ont été effectués pour déterminer les niveaux d'inflammation systémique. Des études de cage métaboliques ont été réalisées pour évaluer les dépenses énergétiques, l'apport alimentaire et l'activité physique.
Les analyses statistiques comprenaient le test t de l'élève pour les données paramétriques et le test U de Mann-Whitney pour les données non paramétriques. Des analyses de corrélation ont été effectuées entre l'abondance bactérienne, les niveaux de SCFA et les marqueurs métaboliques. Une valeur de p <0,05 a été considérée comme statistiquement significative.
Résultats de l'étude
Une tension de Streptococcus salivarius (S. Salivarius) a été identifié comme le producteur d'EPS dominant dans le microbiote intestinal humain. Cette souche a influencé le métabolisme de l'hôte en modulant les niveaux d'hormones intestinaux et les SCFA. Chez les sujets humains, les individus avec une abondance plus élevée de S. Salivarius Avait des taux de glycémie plus faibles et une sensibilité à l'insuline améliorée. Cependant, ces résultats étaient corrélationnels, ce qui signifie qu'ils ne prouvent pas que S. salivarius provoque directement des améliorations métaboliques chez l'homme.
Dans les modèles de souris, l'administration EPS a considérablement amélioré la tolérance au glucose et la sensibilité à l'insuline. Des souris sans germes colonisées avec S. Salivarius Des niveaux de peptide-1 de type glucagon présentaient des niveaux de glucagon plus élevés (GLP-1), favorisant l'homéostasie du glucose. Les souris complétées par EPS ont également montré un poids corporel et une masse grasse réduits par rapport aux témoins. La surveillance à long terme des souris alimentées par l'EPS a démontré des améliorations soutenues des marqueurs métaboliques. La sensibilité à l'insuline est restée plus élevée et le gain de poids corporel a été contrôlé sur 16 semaines.
Le séquençage métagénomique a révélé que l'EPS modifiait la composition du microbiote intestinal, augmentant l'abondance de bactéries productrices de SCFA telles que les bacteroides et les membres du groupe Bacteroidales S24-7. L'analyse SCFA a confirmé une augmentation des niveaux d'acétate et de propionate, soutenant une activité de fermentation microbienne améliorée. De plus, les marqueurs inflammatoires ont été significativement réduits chez les souris traitées par EPS, indiquant un effet protecteur contre l'inflammation métabolique.
Une analyse plus approfondie a révélé que les souris traitées avec l'EPS présentaient des marqueurs réduits de l'inflammation, tels que mesurés par des niveaux circulants plus faibles de cytokines pro-inflammatoires. Cela suggère que les EPS dérivés de l'intestin peuvent jouer un rôle protecteur contre l'inflammation métabolique, un facteur clé de l'obésité et de la résistance à l'insuline.
L'analyse de corrélation entre la composition du microbiote intestin humain et les marqueurs métaboliques a en outre confirmé que les individus avec une abondance relative plus élevée de S. Salivarius Avait amélioré la régulation du glucose et l'indice de masse corporelle inférieure (IMC). La présence de ces bactéries était significativement associée à des niveaux accrus de SCFA, soutenant davantage le rôle de l'EPS dans la modulation métabolique. Cependant, les variations dans S. Salivarius Les souches et les influences alimentaires peuvent affecter la production d'EPS, ce qui signifie que les avantages métaboliques observés chez la souris peuvent ne pas se traduire entièrement en humains.
Pour valider davantage ces résultats, un profilage métabolomique a été réalisé pour évaluer les changements dans les voies métaboliques de l'hôte. Les souris traitées au EPS ont présenté des augmentations significatives des métabolites associées à une amélioration du métabolisme énergétique, notamment une fonction mitochondriale améliorée et une oxydation des acides gras.
Ces résultats suggèrent que l'EPS module non seulement le microbiote intestinal, mais a également un impact direct sur le métabolisme énergétique de l'hôte. Notamment, les effets observés dépendaient de la production de SCFA par des microbes intestinaux plutôt que par l'EPS agissant seul. Les effets observés ont persisté même après la fin de l'intervention alimentaire, indiquant les avantages potentiels à long terme de la supplémentation en EPS.
De plus, l'apport alimentaire et les dépenses énergétiques ont été évalués. Les souris recevant un EPS ont présenté une consommation alimentaire plus faible malgré une dépense énergétique similaire par rapport aux témoins. Cela suggère que l'EPS peut influencer les signaux de satiété, potentiellement par modulation hormonale intestinale. Les niveaux de GLP-1 et de YY peptidiques étaient significativement élevés chez les souris traitées par EPS, soutenant davantage cette hypothèse.
Conclusions
Pour résumer, cette étude met en évidence le rôle des EPS dérivés du microbiote intestinal dans la régulation du métabolisme. S. Salivariusune bactérie dominante productrice d'EPS dans l'intestin, a été associée à des marqueurs métaboliques améliorés chez l'homme et à un métabolisme du glucose amélioré chez la souris.
La supplémentation en EPS a entraîné une baisse de la glycémie, une sensibilité accrue à l'insuline et une inflammation réduite dans les modèles humains et souris. Cependant, bien que ces résultats suggèrent des avantages métaboliques potentiels, d'autres études sont nécessaires pour déterminer les mécanismes spécifiques, les variations de déformation et les effets à long terme des S. Salivarius chez l'homme.
Ces résultats suggèrent que les interventions ciblées au microbiote, telles que les probiotiques ou les prébiotiques, peuvent offrir des avantages thérapeutiques aux troubles métaboliques. Compte tenu de l'augmentation mondiale de l'obésité et du diabète, ces résultats soulèvent des questions importantes: les futures thérapies probiotiques pourraient-elles aider à prévenir les troubles métaboliques? Les EPS dérivés de l'intestin peuvent-ils maintenir la clé de la santé métabolique à long terme?
