| Etude sur les prébiotiques et fonctions gastro-intestinales : revue des effets et des perspective |
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| Archives - Les étapes de la vie |
| Écrit par James Collier Diététicien |
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Conclusions : Depuis l'apparition du concept, de nombreuses études expérimentales et plus récemment cliniques humaines ont montré que certains prébiotiques ont un impact réel sur le fonctionnement de l'intestin, et que leurs effets peuvent être bénéfiques pour la prévention et même la thérapie des désordres intestinaux. Néanmoins, l'effort de recherche est à poursuivre pour établir de façon incontestable l'intérêt de ces nouveaux ingrédients, en particulier chez le sujet en bonne santé. Ainsi, alors que le concept repose sur la modification sélective de la composition bactérienne de l'écosystème intestinal, seuls les effets sur les populations bactériennes dominantes sont bien caractérisés, les effets éventuels sur des groupes bactériens sous-dominants n'ayant généralement pas été déterminés. De même, la majorité des études a été réalisée pendant des périodes de quelques semaines, et l'influence éventuelle de la durée de la consommation n'est pas complètement connue. Il est également indispensable que les effets cliniques préventifs et/ou curatifs des prébiotiques sur les maladies intestinales soient mieux caractérisés chez l'homme. Par exemple, alors que plusieurs données expérimentales suggèrent que les prébiotiques pourraient protéger contre des infections par des germes pathogènes, il n'existe que deux études publiées chez l'homme. Sur le plan mécanistique, il est essentiel que l'impact de la consommation des prébiotiques sur la physiologie intestinale soit compris. En particulier, les effets des prébiotiques sur les facteurs impliqués dans la régulation de la barrière épithéliale intestinale doivent être décryptés. Enfin, beaucoup reste à faire aussi pour mieux caractériser les prébiotiques au sein de notre alimentation. La très grande majorité des études ont porté sur l'inuline et les fructo-oligosaccharides, tandis que les données montrant un bénéfice pour la santé des autres candidats prébiotiques sont très rares. Par ailleurs, il est nécessaire de bien connaître les doses efficaces n'engendrant pas d'effets indésirables, la nature des molécules les plus actives, ainsi que les éventuels effets synergiques ou antagonistes avec les autres composés alimentaires parvenant dans le côlon. Il est également probable que des groupes particuliers de la population pourraient tirer un plus grand profit de ces ingrédients et/ou aliments. Ces deux aspects, apports et besoins, sont encore largement méconnus. Pour en savoir plus : Continuer la lecture de l'article ou consultez la source (voir en fin de page ) L'idée que la microflore bactérienne colique joue un rôle important pour la santé est de plus en plus largement admise. À partir de cette idée ont été médiatisés plusieurs concepts sur « l'équilibre de la flore », « la stimulation d'une flore bénéfique », etc., et sont apparus des produits alimentaires destinés à modifier la composition bactérienne et/ou l'activité métabolique de l'écosystème intestinal. Ces produits peuvent influencer la microflore de deux façons : premièrement, en apportant des micro-organismes vivants, considérés comme bénéfiques, qui, grâce à leur résistance à la digestion (acidité, sels biliaires, etc.), atteignent différents sites intestinaux où ils peuvent être métaboliquement actifs ; deuxièmement, en fournissant des substrats non digestibles qui atteignent le gros intestin et y « nourrissent » de façon spécifique certaines bactéries coliques, considérées comme bénéfiques, favorisant ainsi leur croissance et leur métabolisme. Les premiers produits sont des probiotiques, les seconds sont des prébiotiques. Une troisième catégorie est apparue récemment : les synbiotiques qui combinent des probiotiques et des prébiotiques, soit en simple addition, soit avec l'idée d'une action synergique du mélange. Cette mise au point est focalisée sur les prébiotiques et plus particulièrement sur leur intérêt pour le fonctionnement et la santé de l'intestin. Le concept des prébiotiques Gibson et Roberfroid , les fondateurs du concept, ont défini les prébiotiques comme « des ingrédients alimentaires qui influencent de façon bénéfique l'hôte en stimulant sélectivement la croissance et/ou l'activité d'un ou d'un nombre limité de groupes bactériens dans le côlon et qui améliorent ainsi la santé de l'hôte ». Cette définition met l'accent sur la relation nécessaire entre l'effet bénéfique du prébiotique et son impact sur les bactéries de l'écosystème colique. Les prébiotiques agissent donc par des voies dont le principal carrefour est un effet sur la flore intestinale endogène. Ils sont en cela spécifiques et différents, bien que complémentaires, des fibres alimentaires et des probiotiques. Néanmoins, les concepts de fibres alimentaires et de prébiotiques se recouvrent partiellement. Les deux types de produits ont en commun leur non digestibilité dans l'intestin grêle, ainsi que leurs effets sur la flore colique. La différence majeure entre les deux types de produits est donc la spécificité de l'utilisation des prébiotiques par la flore colique, qui favorise la croissance et l'activité de seulement quelques populations bactériennes considérées comme favorables, alors que la fermentation de la majorité des fibres alimentaires est non spécifique et implique la totalité des bactéries dominantes. Par ailleurs, beaucoup de prébiotiques sont composés uniquement de glucides et ne sont pas associés aux micro-constituants présents dans les parois végétales qui contribuent probablement fortement aux effets bénéfiques des fibres alimentaires. Il existe de nombreux candidats à l'appellation prébiotique. La plupart sont des glucides d'origine végétale ou synthétique, mais d'autres sont d'origine animale ou microbienne. Des protéines ou certains peptides ainsi que des lipides pourraient aussi être des prébiotiques. Les prébiotiques les plus connus et les mieux caractérisés sont les fructanes, polymères de fructose, parmi lesquels on trouve l'inuline, présente dans plusieurs végétaux (oignons, ail, asperges, artichauts, bananes, certaines céréales, etc.) et généralement extraite des tubercules de chicorée, et les fructo-oligosaccharides (FOS) produits soit par hydrolyse de l'inuline, soit par biosynthèse à partir de saccharose et fructose. D'autres oligosaccharides possèdent aussi des propriétés prébiotiques, caractérisés principalement in vitro : les galacto-oligosaccharides (GOS), ou trans-galacto-oligosaccharides (TOS), les xylo-oligosaccharides (XOS), les maltodextrines résistantes, le lactulose, etc. Par ailleurs, la petite taille des chaînes moléculaires semblant un critère favorisant les propriétés prébiotiques des glucides, des oligomères de nombreux glucides (pectines, alginates, guar, etc.) sont testés. Néanmoins, les preuves sont encore tout à fait insuffisantes pour considérer tous ces produits comme des prébiotiques. À côté des petites molécules, des gros polymères glucidiques peuvent être prébiotiques. Ainsi, la gomme d'Acacia, fibre soluble sans viscosité, stimule de façon spécifique la prolifération des bactéries productrices d'acide lactique in vitro et augmente la concentration fécale des bifidobactéries chez l'homme sans affecter les concentrations des anaerobes totaux . D'autres molécules pourraient apparaître rapidement dans ce champ à croissance rapide . Néanmoins, pour l'instant, les prébiotiques les plus étudiés, et dont les effets sur la physiologie de l'hôte sont les plus documentés, sont l'inuline et les FOS ou oligofructose. La démonstration que les nouveaux candidats répondent à tous les critères du concept original des prébiotiques n'est pas encore suffisante pour la majorité d'entre eux. Les effets sur la flore intestinale Les effets sur la flore intestinale fondent la définition des prébiotiques. On a longtemps cru que, à partir du moment où la composition bactérienne de la flore intestinale était fixée, dès le plus jeune âge pour chaque individu, l'alimentation ne l'influençait plus. L'apparition des prébiotiques a montré que cette vision n'était pas exacte et qu'il était possible de moduler l'équilibre entre les populations bactériennes dominantes chez l'enfant et l'adulte, au moins pendant un certain temps. Cette modulation a plusieurs conséquences sur l'activité métabolique de la flore et influence à la fois la fermentation et d'autres activités enzymatiques impliquées dans les nombreuses fonctions des bactéries coliques. Modification de la composition bactérienne L'effet le plus connu et généralement utilisé pour démontrer les propriétés prébiotiques d'un ingrédient est l'augmentation sélective de la concentration fécale des populations dominantes de bactéries produisant de l'acide lactique, c'est-à-dire les bifidobactéries chez l'homme, ou les lactobacilles chez le rat et la souris. Chez l'homme adulte, la concentration fécale de bifidobactéries est comprise entre 109 et 1010 unités/g de selles , mais est plus basse chez le sujet âgé . Associée à l'augmentation de la proportion des bifidobactéries induite par les prébiotiques, une diminution de la quantité relative d'autres populations bactériennes dominantes, telles que les Bacteroides, les fusobactéries ou les clostridies, a été quelquefois observée . Toutefois, le bénéfice santé d'une telle réduction n'est pas établi. Une relation positive a été mise en évidence entre la dose de FOS et la quantité de bifidobactéries dans les selles , l'effet ayant été observé dès la dose de 5 g/j . Toutefois, plus que de la dose ingérée, l'amplitude de l'effet semble dépendre de la quantité initiale de bifidobactéries chez le sujet, les sujets présentant une concentration initiale inférieure à 109 répondant de façon plus prononcée à l'ingestion du prébiotique . La majorité des études chez l'homme ont montré que l'effet persistait pendant toute la durée de l'ingestion du prébiotique, puis diminuait progressivement à son arrêt. Tous ces essais ont cependant porté sur de courtes durées d'ingestion, de 1 à 4 semaines au maximum. Chez le rat, l'ingestion de FOS pendant 2 semaines a augmenté de façon spécifique les concentrations fécales des bactéries lactiques (de 108,3 à 109,6 unités/g), en particulier des lactobacilles ; sa prolongation au-delà de 1 mois a conduit à la disparition de l'effet, qui n'était pas ré-apparu après 6 mois de consommation chronique . En revanche, les modifications métaboliques, telle que la production des acides gras à chaîne courte (AGCC) induites par les FOS dans la flore caecale étaient conservées pendant toute la durée de l'ingestion. Ces résultats suggèrent que les prébiotiques pourraient avoir un effet transitoire sur le profil bactérien, celui-ci retrouvant sa configuration initiale après 4 à 6 semaines, mais qu'ils modifieraient de façon persistante (pendant leur ingestion) l'activité métabolique de la flore colique. Ils soulignent également la nécessité d'analyser les effets à long terme des prébiotiques chez l'homme. Par ailleurs, les effets éventuels des prébiotiques sur les populations sous-dominantes sont quasiment ignorés. Une étude récente chez la souris montre que l'inuline a induit des changements majeurs dans les proportions de bactéries encore inconnues . L'utilisation de plus en plus large des prébiotiques, y compris chez les nourrissons et les jeunes enfants, implique que l'analyse approfondie des effets des prébiotiques soit réalisée sur l'ensemble des populations bactériennes, et pas seulement sur quelques espèces bien connues. La modification du profil bactérien de la flore colique peut avoir plusieurs conséquences sur la santé. Une des plus immédiatement envisageables est une augmentation de la résistance à la colonisation par des micro-organismes pathogènes. Parmi les mécanismes potentiels d'une telle action, les acides organiques produits par les bifidobactéries sont bactériostatiques et contribuent à abaisser le pH luminal à un niveau défavorable aux germes pathogènes. Par ailleurs, une compétition pour l'occupation des sites de colonisation peut s'exercer entre les bactéries stimulées par les prébiotiques et les pathogènes. Un autre mécanisme serait la stimulation des capacités de défense de la barrière intestinale. La démonstration que l'ingestion d'un mélange d'inuline et oligofructose pendant 2 semaines a augmenté d'environ 1 log la concentration de bifidobactéries associées à la muqueuse intestinale, sans changer les taux de Bacteroides, clostridies et entérobactéries dans les biofilms muqueux de volontaires, est en ce sens très intéressante [14]. Si les mécanismes d'action sont encore hypothétiques, la preuve que l'ingestion de prébiotiques peut diminuer la colonisation par des germes pathogènes a été apportée chez plusieurs espèces animales . Effets sur les activités enzymatiques de la flore Une des fonctions principales de la flore est la fermentation des substrats parvenant dans le côlon. La fermentation des glucides est un processus anaérobie qui produit des gaz (CO2, H2, CH4) et des acides organiques, parmi lesquels l'acide lactique et des acides gras à chaîne courte (AGCC), principalement l'acétate, le propionate et le butyrate, sont retrouvés dans le contenu colique. Chez l'homme, il a été estimé que la proportion relative des trois principaux AGCC est d'environ 60 :20 :20 pour respectivement l'acétate, le propionate et le butyrate. Les gaz sont utilisés par les bactéries, ou absorbés puis excrétés dans la respiration, ou excrétés par l'anus. L'acide lactique s'accumule dans certaines conditions, ou n'apparaît que de façon transitoire avant d'être métabolisé en AGCC. La majeure partie des AGCC est absorbée et seulement une petite fraction, non représentative, est retrouvée dans les selles. Les principaux prébiotiques connus sont facilement et totalement fermentés, et ils augmentent la production d'acides organiques. La quantité et la proportion relative des acides produits (AGCC, acide lactique) diffèrent selon la nature du substrat prébiotique, et dépendent également de la composition de la flore de l'hôte et du temps de transit. La caractérisation des profils fermentaires des différents prébiotiques est donc difficile à établir, d'autant plus que chez l'homme seules les selles sont facilement accessibles. Or beaucoup de prébiotiques sont fermentés dans la partie proximale du côlon, alors que les concentrations d'AGCC mesurées dans les selles reflètent principalement celles de la partie la plus distale du côlon. Des fermentations in vitro à partir d'inocula fécaux humains peuvent néanmoins donner une idée approximative du profil fermentaire des prébiotiques. Le profil fermentaire peut également être étudié chez l'animal, généralement dans le contenu caecal. Ainsi, chez des rats conventionnels, il a été observé que l'inuline et les FOS augmentaient la concentration d'acide lactique, ainsi que la proportion de butyrate . Ce résultat a été confirmé chez des rats implantés avec une flore humaine , et, in vitro avec des inocula fécaux provenant de sujets ayant consommés des FOS pendant plusieurs jours . La fermentation des prébiotiques est associée à une diminution du pH intraluminal, due à la production de l'acide lactique et des AGCC, et à une modulation de plusieurs activités enzymatiques de la flore. Outre l'inhibition de la prolifération des micro-organismes pathogènes, la diminution du pH a plusieurs conséquences favorables. Par exemple, des minéraux, en particulier le calcium, sont solubilisés à pH acide, ce qui améliore leur absorption par la muqueuse colique ; cet effet a été montré avec les FOS à plusieurs reprises chez l'animal, et chez l'homme dans certaines conditions [20]. D'autre part, les sels biliaires sont insolubilisés à pH acide, ce qui réduit leur absorption et favorise leur excrétion fécale. Également, la conversion des acides biliaires primaires en acides secondaires, supposés facteurs de risque du cancer colorectal, est inhibée par l'acidité. Brighenti et al. ont ainsi observé une augmentation de la concentration fécale des acides biliaires primaires, et une diminution des acides secondaires, chez des sujets consommant au petit déjeuner des céréales contenant 18 % d'inuline. La consommation de prébiotiques peut aussi influencer la dégradation bactérienne des protéines et diminuer la production de l'ammoniaque, des phénols et indols, ainsi qu'un certain nombre de composés souffrés, considérés comme néfastes pour la santé. La concentration fécale de ces produits du catabolisme protéique a été diminuée chez des sujets sains consommant des FOS . Enfin, les effets des prébiotiques sur toute une série d'enzymes bactériennes toxifiantes ou détoxifiantes, de type réductase (nitroréductase, nitrate réductase, azoréductase, etc.) et hydrolase (ß-glucosidase, ß-glucuronidase, etc.), ont été analysés chez l'animal, conventionnel ou avec un cancer chimio-induit, et dans les selles humaines. Les résultats sont très variables d'une étude à l'autre, difficiles à interpréter et finalement peu concluants . Tolérance intestinale des prébiotiques Des symptômes d'inconfort intestinal, principalement des flatulences, quelquefois accompagnées de ballonnements et de crampes abdominales, peuvent survenir chez certains sujets lors de la consommation de certains prébiotiques . L'origine de ces symptômes est probablement liée à la production de gaz lors de la fermentation des prébiotiques. Bien que les bifidobactéries ne produisent pas de gaz, ceux-ci sont augmentés lors de la fermentation de la majorité des prébiotiques connus, provenant soit de la fermentation des prébiotiques par d'autres bactéries de la flore, soit du métabolisme des acides produits par les bifidobactéries. La tolérance des prébiotiques dépend en grande partie de leur structure chimique . Les oligosides à chaînes courtes sont moins bien tolérées que les longues chaînes ou grosses molécules, probablement parce que les petites molécules, plus rapidement fermentées, augmentent de façon plus importante la production de gaz que les plus longues chaînes. La dose ingérée ainsi que le mode de consommation influencent aussi la fréquence des symptômes. Alors que 25 % des sujets ont signalé des symptômes d'inconfort lors de l'ingestion de FOS à la dose de 2,5 g/j, plus de 75 % des sujets ont perçu ces symptômes avec une dose de 20 g/j . Par ailleurs, la susceptibilité à ressentir ces symptômes est très variable d'un sujet à l'autre. Cela pourrait s'expliquer par une sensibilité viscérale différente, et aussi par des différences du profil bactérien de la flore colique. Ainsi, nous avons observé que les populations de bactéries utilisant le lactate étaient différentes chez les sujets rapportant le plus grand nombre de symptômes d'inconfort lors de la consommation de FOS, en comparaison avec des sujets ne percevant aucun trouble . Également, une grande variation de production de gaz entre les inocula fécaux provenant de donneurs différents a été observée lors de la fermentation in vitro de plusieurs prébiotiques, les petits producteurs de gaz conduisant à une fermentation plus spécifique que les forts producteurs . Néanmoins, même si ces résultats indiquent que certains sujets seraient moins tolérants à certains prébiotiques, la sévérité des symptômes rapportés est généralement modérée et n'entraîne aucun risque pour la santé. De plus, la connaissance de ces symptômes et le début de compréhension de leur origine a conduit à une nouvelle génération de prébiotiques composés de molécules de plus grande taille, dont la fermentation est plus progressive dans le côlon. Chez les sujets sains adultes, la consommation d'une dose quotidienne raisonnable (5 à 15 g/j) d'ingrédients prébiotiques bien choisis, incorporés dans une matrice alimentaire, ne devrait donc pas poser de problèmes majeurs d'inconfort intestinal. Chez des nourrissons recevant une préparation contenant un mélange de FOS et GOS (0,8 g/100 ml), aucun symptôme d'inconfort n'a été observé par les mères . Une autre étude chez des enfants en crèche, âgés de 4 à 24 mois, recevant une préparation à base de céréales contenant des FOS (environ 1 g/j) ne rapporte aucun symptôme de ballonnements, crampes et diarrhées . Chez les patients souffrant de troubles digestifs fonctionnels, l'ingestion de prébiotiques pourrait aggraver leurs symptômes. Deux études cliniques ont été conduites chez des patients ayant un syndrome d'intestin irritable. Ces patients ont une sensibilité viscérale à la distension très augmentée par rapport à des sujets sains, ils sont donc très susceptibles d'avoir une tolérance diminuée pour les prébiotiques donnant des gaz. Toutefois, les deux essais indépendants, contrôlés, concluent de la même façon que l'ingestion de FOS, aux doses de 6 g/j dans la première étude et de 20 g/j dans la seconde, n'a pas amélioré les symptômes des patients, mais ne les a pas aggravé non plus . Pour les autres troubles fonctionnels digestifs, les études sont rares et très éparses. Chez des sujets mal-digesteurs du lactose ou hypolactasiques, une dose aiguë de 25 g de lactulose ou de FOS a entraîné plus de symptômes d'intolérance que la même dose chez des sujets digérant le lactose . Une autre étude du même type a montré que le nombre de reflux gastro-oesophagiens et de symptômes ressentis était augmenté chez des sujets dyspeptiques consommant une dose aiguë de 20 g de FOS . L'interprétation de ces études est toutefois délicate car aucune donnée ne permet d'estimer quelle aurait été la tolérance de ces patients à des doses plus faibles, et surtout sur une plus longue durée. Effets sur les fonctions intestinales L'intestin a trois principales missions : digérer et absorber, empêcher le passage de micro-organismes pathogènes et réduire la disponibilité, carcinogènicité et toxicité de substances chimiques nocives, et éliminer les résidus. Pour assurer ces missions, de nombreux mécanismes agissent de façon coordonnée. Dans cette revue, nous avons focalisé l'analyse des effets potentiels des prébiotiques uniquement sur deux fonctions intestinales : le transit et l'excrétion fécale, et la barrière épithéliale. Exonération et transit Tous les substrats atteignant le côlon influencent l'excrétion des selles de façon dépendante de la dose ingérée. Ils agissent toutefois par des mécanismes très différents selon leur composition et leur fermentescibilité. Alors que les substrats résistants à la fermentation augmentent le poids des selles principalement par un effet combiné de l'excrétion des résidus de fermentation et de la capacité de rétention d'eau de ces résidus, les substrats fermentescibles tels que les prébiotiques ont un effet plus modéré. Ils agissent principalement en augmentant la masse bactérienne fécale, ainsi que la teneur des selles en eau libre et/ou liée aux bactéries. La plus grande teneur en eau des selles est associée à un changement de la consistance et plasticité de celles-ci, facilitant leur exonération et augmentant la fréquence d'émission. L'index laxatif de l'inuline (environ 2 grammes de selles supplémentaires par gramme de substrat ingéré) et des FOS (1 à 1,5 g/g) a été mesuré à plusieurs reprises chez l'homme ; il est proche de celui d'autres fibres solubles telles que les pectines, la gomme de guar ou la gomme d'Acacia . Même si cet effet laxatif est modéré aux doses attendues dans l'alimentation (< 20 g/j), il est suffisant pour augmenter de façon significative la fréquence des selles, en particulier chez des sujets légèrement constipés . Certaines fibres alimentaires peuvent aussi stimuler la motricité colique et réduire le temps de transit. Aucun effet de ce type n'a cependant été rapporté pour les prébiotiques. Effets sur la trophicité de l'épithélium intestinal et le renouvellement cellulaire L'épithélium intestinal est un tissu qui se renouvelle rapidement, dans lequel l'équilibre entre croissance et élimination cellulaire est maintenu par une série de processus cellulaires incluant la prolifération, l'arrêt de croissance, la différenciation et l'apoptose (mort cellulaire programmée). Des facteurs luminaux (par exemple le butyrate), intestinaux paracrines (facteurs de croissance, peptides, etc.) et systémiques (neurohormonaux) contrôlent l'homéostasie épithéliale. Une dérégulation de ces processus peut conduire, d'un extrême à l'autre, soit à une atrophie de la muqueuse fragilisant la barrière intestinale, soit à une hyper-prolifération anarchique favorisant la formation d'adénomes et pouvant représenter une première étape de la cancérogenèse. À travers la fermentation, les prébiotiques pourraient influencer ces processus. Ainsi, les effets des AGCC, en particulier du butyrate, sur la prolifération, différenciation et apoptose des cellules épithéliales coliques ont été largement établis in vitro . D'autre part, quelques études ont suggéré que certaines bactéries lactiques pourraient aussi directement influencer ces processus. Enfin, ces bactéries ou leurs métabolites pourraient moduler la sécrétion des facteurs de croissance ou de différents peptides, tels que les glucagon-like peptides, impliqués dans la régulation humorale de la prolifération de l'épithélium. Chez des porcelets nouveau-nés, le sevrage avec une préparation contenant des FOS a réduit l'hypotrophie associée au sevrage et a augmenté la densité cellulaire et l'index de prolifération dans la muqueuse caecocolique , alors que ces résultats n'étaient pas observés chez des ratons . Les effets de certains prébiotiques sur l'inhibition de la prolifération et la stimulation de l'apoptose ont été étudiés principalement dans des modèles animaux de cancer colorectal chimio-induit. En particulier, une étude récente montre une augmentation de l'apoptose, induite par un carcinogène chimique, dans la muqueuse du côlon proximal et distal chez des rats recevant de l'inuline ou des FOS, l'inuline ayant un effet plus prononcé que les FOS . Les prébiotiques ont donc une potentialité forte d'influencer l'homéostasie cellulaire épithéliale et de contribuer ainsi à réduire les risques d'atrophie, à stimuler la récupération d'un épithélium endommagé, à inhiber l'hyper-prolifération et à stimuler l'apoptose. Ces propriétés représentent un intérêt important pour le maintien de l'intégrité de la muqueuse intestinale, la réduction du risque pathologique, en particulier du risque cancéreux, et éventuellement pour le traitement des malades. Toutefois, ces effets sont encore très mal connus et ils ne sont pas démontrés chez l'homme. À ce jour et à notre connaissance, la seule étude chez l'homme a été réalisée chez des sujets souffrant d'inflammation intestinale et ayant, après coloprotectomie, une poche ou réservoir iléo-anal. Chez ces patients, l'administration d'inuline (24 g/j) par voie entérale n'a pas modifié la morphologie de la muqueuse du réservoir iléal, l'index de prolifération, et le rapport des entérocytes pro-apoptotiques et anti-apoptotiques en comparaison à l'administration d'un placebo . Effets sur la barrière intestinale La fonction de barrière intestinale est chargée de protéger le milieu intérieur de l'hôte contre des germes pathogènes et des substances toxiques. Elle est assurée par un épithélium trophique capable de stimuler de nombreux mécanismes spécifiques et non spécifiques, qui incluent des mécanismes luminaux (enzymes, bactéries, conditions physicochimiques, etc.), la couche de mucus, les cellules épithéliales et le système immunitaire intestinal. Les effets éventuels des prébiotiques sur la barrière intestinale sont probablement ceux qui auraient le plus de conséquences positives sur la santé et nécessiteraient donc d'être mieux connus. Un effet direct de certaines molécules glucidiques sur des glycoprotéines ou des récepteurs des cellules épithéliales et/ou immunocompétentes intestinales ne peut pas être exclu, néanmoins c'est probablement à travers leurs effets sur la flore colique que les prébiotiques pourraient avoir la capacité de renforcer la barrière intestinale. La démonstration que l'inuline et les FOS modifient le profil des biofilms bactériens associés à la muqueuse intestinale est un premier argument en faveur de cette hypothèse . Par ailleurs, chez la souris, les FOS ont augmenté l'épaisseur de la couche protectrice de mucus dans le côlon et ont modulé l'expression des gènes MUC in situ dans l'épithélium , les effets pouvant être causés par les AGCC, en particulier le butyrate et/ou directement par les bactéries lactiques, comme cela a été suggéré in vitro . La modulation des mucines intestinales par l'inuline a été également rapportée chez le rat implanté avec une flore humaine . Dans cette étude, la répartition entre mucines neutres, acides et sulfatées était modifiée en faveur des mucines sulfatées, possiblement plus protectrices, chez les rats recevant le régime contenant l'inuline. En revanche, chez des sujets ayant une poche iléo-anale et recevant de l'inuline par perfusion entérale, ni l'expression des mucines, ni le rapport entre mucines sulfatées et non sulfatées n'a été changé dans la muqueuse iléale . D'autres facteurs non immunitaires impliqués dans le contrôle de la barrière intestinale, comme la sécrétion des peptides en feuille de trèfle (trefoil peptides), des défensines (peptides anti-microbiens), ou la régulation des jonctions serrées, etc., pourraient être influencés par ces ingrédients modifiant la flore, toutefois, aucune donnée à leur sujet n'est encore publiée. Bien que beaucoup d'autres travaux soient nécessaires pour mieux caractériser les effets, les mécanismes mis en oeuvre, et l'impact final sur l'immunité, il existe plusieurs données suggérant que la consommation de prébiotiques pourrait moduler différents facteurs de l'immunité intestinale . Ainsi, la majorité des résultats obtenus chez l'animal suggère que les prébiotiques augmentent les facteurs intestinaux de défense immunitaire. Chez l'homme, quelques essais ont indiqué que certains prébiotiques (principalement inuline et/ou FOS) modifiaient les réponses immunitaires spécifiques, en particulier la réponse du système immunitaire sécrétoire après une vaccination . Les mécanismes de ces effets ne sont pas établis, mais l'hypothèse est qu'ils ont pour origine les interactions entre les bactéries de la flore colique stimulées par les prébiotiques et le système immunitaire intestinal. Cette hypothèse reste cependant à vérifier chez l'homme. L'ensemble de ces résultats préliminaires suggèrent que certains prébiotiques ont le potentiel de renforcer la barrière intestinale. Une façon d'évaluer globalement la qualité de la barrière intestinale est la mesure de la perméabilité. Les principales limites de ce marqueur sont liées à la non spécificité pour un site intestinal des sondes employées chez l'homme. La difficulté peut être contournée chez l'animal ou ex vivo. Cependant, à notre connaissance, il n'existe pas à ce jour de donnée expérimentale ou clinique, relative aux effets des prébiotiques sur la perméabilité intestinale. Effets curatifs et/ou préventifs sur les maladies intestinales : Constipation Comme indiqué ci-dessus, les prébiotiques améliorent la consistance des selles et augmentent la fréquence d'exonération chez les sujets légèrement constipés. L'effet dépend de la dose, et il est modéré aux doses attendues dans l'alimentation (< 20 g/j). Toutefois, certains prébiotiques, constitués d'oligosides à chaînes courtes, sont osmotiquement actifs dans la lumière intestinale, et un excès de consommation pourrait entraîner une diarrhée osmotique selon les mêmes mécanismes que ceux mis en évidence pour d'autres sucres indigestibles utilisés comme laxatifs tels que le lactulose ou des sucres-alcools. Diarrhées infectieuses Les effets des prébiotiques sur la microflore colique ainsi que leurs effets sur les facteurs de défense intestinale conduisent à l'hypothèse qu'ils devraient protéger contre le risque de diarrhées, en réduisant la durée de celle-ci et en améliorant la récupération de l'intégrité de l'épithélium, mais aussi en réduisant le risque d'infection. Alors que ce type d'effets est maintenant prouvé pour certains probiotiques, il existe peu de données concernant les prébiotiques. Chez des jeunes enfants en bonne santé, allant à la garderie, la consommation d'environ 1 g/j d'oligofructose dans un aliment céréalier n'a pas modifié l'incidence des diarrhées, ni leur durée moyenne . Toutefois, les épisodes de diarrhée ont été moins souvent accompagnés de fièvre, ont nécessité une prise en charge médicale moindre, et ont occasionné une absence moins longue de la garderie, chez les enfants recevant le prébiotique. L'étude a été très bien conduite, randomisée, contrôlée et en double-aveugle ; elle a concerné plus de 140 enfants, ce qui lui donne un certain poids. Chez l'adulte sain, les effets des prébiotiques ont été testés sur la prévention de la diarrhée du voyageur. Plus de 244 volontaires sains partant pour des destinations à risque moyen ou élevé de « tourista » ont reçu un complément alimentaire contenant soit 10 g/j d'oligofructose, soit un placebo. Ils ont commencé leur traitement 2 semaines avant leur départ et l'ont poursuivi pendant 2 semaines durant leur voyage. Les épisodes de diarrhée n'ont pas été significativement diminués par le prébiotique. En revanche, et sans que les raisons soient connues, les voyageurs ayant reçu le prébiotique ont ressenti un bien-être supérieur pendant leur voyage . Ces deux études suggèrent donc que l'oligofructose n'aurait pas d'effet préventif majeur sur l'incidence des diarrhées infectieuses, mais qu'il pourrait réduire la sévérité des symptômes associés et améliorer le bien-être pendant les épisodes diarrhéiques. Il est cependant évident que d'autres études sont nécessaires, dans différentes populations à risque et avec différents produits, pour confirmer l'intérêt des prébiotiques pour cette pathologie. Maladies inflammatoires intestinales Les effets bénéfiques de certains probiotiques sur l'inflammation intestinale chez différents modèles animaux, ainsi que chez des patients avec une pochite sont actuellement très explorés. En revanche, les effets éventuels des prébiotiques sont moins connus. Quelques études chez différents modèles animaux ont montré que certains prébiotiques réduisaient les lésions inflammatoires de la muqueuse intestinale . De plus, ces études ont montré que les mécanismes d'action des prébiotiques n'étaient pas uniquement dus à la production d'AGCC, en particulier de butyrate connu pour ses propriétés anti-inflammatoires et cicatrisantes, mais qu'ils nécessitaient la modification de la composition bactérienne de la microflore colique. Chez le patient, les résultats de deux essais ont été publiés en 2002. Le premier a consisté en une étude ouverte, non randomisée, chez des patients avec une rectocolite hémorragique, réfractaires ou intolérants aux traitements standards. La consommation pendant 4 semaines de 20 à 30 g/j d'un aliment prébiotique à base d'orge germée a amélioré les signes cliniques et endoscopiques de l'inflammation chez ces patients. La seconde étude a montré, avec un protocole plus solide (étude randomisée, en double aveugle et en « cross-over »), que l'addition d'inuline (24 g/j), pendant 3 semaines, à la nutrition entérale de patients ayant une poche iléo-anale réduisait les scores endoscopiques et histologiques d'inflammation de la muqueuse du réservoir iléal en comparaison au placebo . Bien que d'autres études soient nécessaires pour confirmer ces résultats et caractériser les mécanismes d'action, ces premiers éléments sont encourageants et permettent de penser que certains prébiotiques pourraient être des adjuvants nutritionnels utiles dans le traitement de certaines maladies inflammatoires intestinales. Cancer du côlon Beaucoup de travaux sont en cours de réalisation dans des modèles animaux pour analyser les effets potentiels des prébiotiques sur les différentes phases de la cancérisation colique. Plusieurs études ont montré que les fructanes, inuline et FOS, réduisaient le nombre de foyers de cryptes aberrantes, considérés comme des marqueurs précoces du risque de cancer, dans des modèles de cancer induit par un carcinogène chimique . Les mêmes résultats ont été rapportés dans un modèle de cancer sporadique chez des souris transgéniques Min, porteuses d'une mutation sur le gène APC . Toutefois, une équipe n'a pas obtenu d'effets protecteurs avec un régime contenant de l'inuline dans un modèle similaire . Une étude récente a montré que les effets dépendaient de la dose de fructanes, ainsi que de la longueur des chaînes des molécules, l'effet le plus prononcé ayant été trouvé avec un mélange de FOS et d'inuline . Il a été également observé que l'administration du prébiotique pendant la phase de promotion avait un impact plus fort sur le nombre et la taille des tumeurs, même si la supplémentation pendant la phase d'initiation réduisait aussi le nombre de tumeurs . Plusieurs mécanismes sont supposés agir de concert pour limiter la cancérogenèse. Ils incluent une détoxification de certains carcinogènes par des bifidobactéries et des bactéries lactiques dans la lumière intestinale, ainsi qu'une inactivation de substances toxiques grâce à la modification de certaines activités enzymatiques de la microflore intestinale au cours de la fermentation des prébiotiques. Les prébiotiques pourraient aussi influencer les mécanismes détoxifiants de la muqueuse colique. À côté de ces effets sur la disponibilité et la toxicité des carcinogènes, les prébiotiques pourraient moduler la prolifération, différenciation et apoptose des cellules épithéliales intestinales, comme cela a été évoqué ci-dessus (cf. précédemment). Il a été aussi proposé que les prébiotiques pourraient agir à travers un effet sur le système immunitaire intestinal . Il existe donc un ensemble cohérent de données expérimentales suggérant que des prébiotiques (les fructanes) ont des propriétés anticancéreuses, probablement liées à leurs effets sur la microflore intestinale. Ces données pourraient justifier que des essais soient réalisés chez des volontaires humains. Ce type d'étude présente néanmoins de très grandes difficultés, dont l'une est l'absence ou le nombre limité de marqueurs précoces, validés et sensibles, du risque de cancer colorectal. Christine CHERBUT Source : Les cahiers de la nutrition et de diététique - Décembre 2003 - Volume 38 |
| Mise à jour le Mardi, 27 Novembre 2007 18:50 |
