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\chapter{Microbiote humain\\et santé}

\section{Introduction}

Des communautés de micro-organismes vivent sur (microbiote cutané) et dans 
(microscope buccal, microscope intestinal ...) le corps humain, en harmonie 
entre eux et avec l'hôte. L'étude du microbiote et de ses fonctions 
physiologiques suscite actuellement l'engouement des chercheurs. C'est un 
domaine de recherche en plein essor. 

\begin{problematique}
 Comment le microbiote humain se met-il en place ? En quoi le microbiote est-il 
un allié pour la santé de l'Homme ? Quelles sont les facteurs susceptibles de 
faire varier sa composition ? 
\end{problematique}

\section{Mise en place du microbiote}

\subsection{La composition du microbiote de l'adulte : unicité et diversité du 
microbiote}

Notre microbiote comporte des bactéries, des virus et des champignons non 
pathogènes. 

À titre d'exemple, le microbiote intestinal serait composé de $10^{12}$ à 
$10^{14}$ micro-organismes. Pour ce qui est des bactéries, on y recense 
quatre grands groupes : les Firmicutes, les Bacteroidetes, les Actinobacteria 
et les Proteobacteria qui sont systématiquement retrouvés en majorité chez 
l'adulte. Parmi ces quatre groupes, les Firmicutes et les Bacteroidetes sont de 
loin les plus abondants. Néanmoins, la proportion des représentants de chaque 
groupe varie d'un individu à l'autre.

\subsection{La mise en place du microbiote}

L'intestin du bébé \textit{in utero} est dépourvu de microbiote et sa 
colonisation débute lors de la naissance, avec l'allaitement, que ce dernier 
soit maternel ou avec des formules infantiles. Ensuite, le sevrage et 
l'évolution vers une alimentation solide favorisent la colonisation par 
d'autres bactéries. Le microbiote se diversifie ainsi peu à peu pour atteindre 
sa composition adulte vers l'âge de 2-3 ans. 

\begin{aretenir}
 Le microbiote humain représente l'ensemble des microorganismes qui vit sur et 
dans le corps humain. Il se met en place dès la naissance. La composition en 
microorganismes et la diversité du microbiote sont des indicateurs de santé.
\end{aretenir}

\nathanLive{Retrouvez la notion de microbiote intestinal en vidéo avec}
\label{ch14-nl-1}

\section{Une symbiose entre le microbiote et son hôte}

\subsection{Les leçons apportées par les souris axéniques}

Les souris dites axéniques sont élevées dès la naissance en milieu stérile et  
sont donc exemptes  de tout microorganisme : elles n'ont pas de microbiote. Des 
études ont montré que :
\begin{itemize}
 \item le système immunitaire de souris axéniques est immature et incomplet par 
rapport à celui de souris élevées normalement ; 
\item  la motricité de leur tube digestif est ralentie et la différenciation 
des cellules qui composent leur épithélium intestinal est inachevée. Leurs 
villosités intestinales sont  « rabougries »
\item ces souris axéniques sont maigres. Les rongeurs sans microbiote ont 
besoin de 30 \% de calories supplémentaires pour maintenir leur masse 
corporelle 
par rapport à des animaux témoins. 
\end{itemize}

Tout ceci suggère a minima deux rôles joués par le microbiote dans la 
physiologie de son hôte : une fonction digestive et une fonction intestinale. 

\subsection{La fonction digestive du microbiote}

Nos propres enzymes ne permettent pas la digestion de la totalité des protides 
et glucides que nous ingérons. La partie non digérée - en particulier les 
fibres 
alimentaires - se retrouve dans le côlon, où le microbiote colique entre en 
action. Des réactions de fermentation portant sur ces glucides et protides 
permettent aux bactéries d'obtenir l'énergie nécessaire à leur croissance et 
entraînent de ce fait la production d'une diversité de nutriments qui sont 
absorbés et utilisés par l'hôte.

\Par

%% FIGURE 14.1
\begin{figure}
 \begin{center}
  \includegraphics{14_crs_14_1}
 \end{center}
\figcaption{Effet d'un apport alimentaire plus ou moins important sur les 
effectifs de trois populations de bactéries du microbiote intestinal}
\end{figure}

\Par

Les lipides non absorbés dans l'intestin grêle subissent eux aussi des 
transformations opérées par les bactéries du microbiote colique, qui jouent 
donc un rôle important dans le métabolisme des graisses. 

\Par

En plus des glucides, des protéines et des lipides, de nombreux 
microconstituants sont présents dans les aliments que nous consommons. Une part 
importante parvient au côlon où ils sont transformés par le microbiote. Cela 
permet la détoxication de composés potentiellement nocifs.

\subsection{La fonction immunitaire du microbiote}

\subsubsection{Microbiote et barrière naturelle contre les bactéries pathogènes}

Les micro-organismes commensaux, non pathogènes, naturellement présents à la 
surface de la peau ou au niveau des muqueuses, occupent l'espace et limitent 
ainsi  l'installation (effet barrière) et le développement de potentiels 
pathogènes. Il est établi que le microbiote stimule la production par les 
cellules épithéliales de molécules « antimicrobiennes » appelés bactériocines. 
Certaines souches de bactéries du microbiote sécrètent d'ailleurs elles-mêmes 
les bactériocines. Enfin, le microbiote favorise le bon fonctionnement des 
jonctions qui unissent les cellules épithéliales, ce qui diminue l'invasion par 
des bactéries pathogènes.

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\vspace*{0.5cm}
\begin{center}
 \textit{Voir graphique page suivante.}
\end{center}
\newpage

%% FIGURE 14.2
\begin{figure}
 \begin{center}
  \includegraphics[width=7cm]{14_crs_14_2}
 \end{center}
\figcaption{Effet de la présence du microbiote sur les bactéries pathogènes.}
\end{figure}

\subsubsection{Microbiote et stimulation du système immunitaire}

Des travaux récents montent que certains lymphocytes, les lymphocytes Th17, 
produits dans l'intestin grêle, auraient des propriétés effectrices 
anti-inflammatoires et seraient impliqués dans les réponses intestinales à 
certaines bactéries pathogènes. La composition du microbiote intestinal, et en 
particulier la présence de certaines espèces de bactéries, régulerait le taux 
de lymphocytes Th17 et pourrait donc influer sur l'immunité intestinale. 

\begin{aretenir}
 Le microbiote intestinal a un rôle indispensable dans l'immunité et dans la 
digestion. Certaines bactéries ont des propriétés anti-inflammatoires. La 
relation entre le microbiote et son hôte peut être qualifiée de symbiotique, 
dans 
la mesure où chaque partenaire en retire un bénéfice réciproque. 
\end{aretenir}

\section{Les variations de la composition du microbiote : influence des fibres 
alimentaires,  influence de la prise d'antibiotiques}

\subsection{L'influence de la présence de fibres dans l'alimentation}

Un certain nombre d'aliments, d'origine végétale, contiennent des fibres. On 
peut citer les légumes, les légumineuses, les fruits et les produits céréaliers 
complets car les fibres sont particulièrement représentées par les molécules de 
cellulose contenues dans la paroi des cellules végétales. 

\Par

Une expérimentation menée chez des sujets adultes en bonne santé a conduit aux 
observations suivantes :


\begin{itemize}
 \item les individus consommant peu de fibres ont un microbiote peu diversifié 
alors que celui des  individus ayant l'habitude de consommer beaucoup de fibres 
est riche;
\item à la suite d'un régime plus ou moins riche en fibres, on assiste à une 
augmentation de la richesse du microbiote des individus, proportionnellement à 
la quantité de fibres absorbées.
\end{itemize}

Ces résultats s'expliquent par le rôle des bactéries du microbiote dans la 
digestion, puisque des bactéries du microbiote (voir paragraphe 3.1), qui 
opèrent des réactions de fermentation portant sur les fibres alimentaires et en 
retirent l'énergie nécessaire à leur croissance et donc à leur multiplication. 
Autrement dit, la consommation régulière de fibres est indispensable pour 
entretenir la diversité du microbiote.

\subsection{L'influence de la prise d'antibiotiques}

Des études menées par les scientifiques ont permis d'observer que les 
traitements antibiotiques provoquent une détérioration du microbiote 
intestinal. Les effectifs du microbiote peuvent atteindre des seuils très bas à 
la suite du traitement. Cependant, une fois le traitement antibiotique terminé, 
le patient retrouve un microbiote similaire à celui d'avant le traitement. Les 
publications scientifiques sur le microbiote soulignent ce phénomène de 
résilience, c'est-à-dire le retour à l'équilibre après un événement perturbateur 
(comme ici la prise d'antibiotiques). Néanmoins, une succession de 
déséquilibres transitoires peut avoir des conséquences néfastes au point de 
nécessiter, parfois, de recourir à une greffe de microbiote.

%% FIGURE 14.3
\begin{figure}
 \begin{center}
 \includegraphics[scale=1.1]{14_crs_14_3}
 \end{center}
\figcaption{Effet de la prise d'un antibiotique sur les effectifs\\[0pt] de 3 
groupes 
de bactéries}
\end{figure}

\newpage

\begin{aretenir}
 Les interactions entre hôte et microbiote jouent un rôle essentiel pour le 
maintien de la santé et du bien-être de l'hôte. Le microbiote évolue en 
fonction de différents facteurs comme l'alimentation (présence de fibres), ou 
les traitements antibiotiques. 
\end{aretenir}

\section{Une corrélation entre dysbioses et maladies}

Quand on leur administre des bactéries de sujets atteints de diabète de type 2, 
les souris de laboratoire développent rapidement les  premiers problèmes de 
métabolisation des sucres. Quand on leur administre les bactéries intestinales 
de sujets en surpoids, leur tendance à l'embonpoint augmente aussi. Un 
déséquilibre du microbiote (prédominance de certaines familles de bactéries,  
raréfaction d'autres espèces de bactéries) a été décrit chez des personnes 
atteintes de MICI (maladies inflammatoires chroniques de l'intestin). 

\Par

On met ainsi en évidence l'idée que la dysbiose, c'est-à-dire l'altération du 
microbiote intestinal, est une piste pour comprendre l'origine de certaines 
maladies.

\begin{aretenir}
 Les travaux sur le microbiote établissent des corrélations entre des 
compositions du microbiote et des pathologies. La modulation du microbiote 
ouvre donc  des pistes de traitement dans certains cas de maladies. 
\end{aretenir}



