Les premières publications consacrées aux bactéries présentes dans l’intestin du nouveau-né datent de 1886. Le rôle fondamental joué par le microbiote intestinal n’est toutefois apparu réellement qu’au cours de la deuxième moitié du XXème siècle, avec l’essor de la biologie moléculaire et, plus récemment, des techniques de séquençage(1). Depuis, de très nombreux travaux ont été consacrés à l’importance de la constitution du microbiote intestinal et à son impact sur la santé de l’enfant et de l’adulte.
Dix fois plus de cellules microbiennes que de cellules constituant le corps humain
Le microbiote intestinal est l’ensemble des êtres unicellulaires contenus dans le tube digestif. Il s’agit principalement de bactéries, mais aussi de virus, champignons et archées. Il se compose de 1014 bactéries, soit 10 fois plus de cellules microbiennes que de cellules constituant le corps humain et représentant environ 150 fois plus de gènes que le génome humain(1).
Chaque individu adulte hébergerait ainsi environ 160 espèces bactériennes. Si les firmicutes et les bacteroïdetes sont les deux phyla dominants (60-75 % et 30-40 % respectivement), deux autres phyla les complètent (actinobacteria, quelques % et proteobacteria, 0,4 à 1 %). La composition du microbiote connaît des variations individuelles(2).
Le microbiote intestinal : « un organe à part entière »
Les nombreuses fonctions du microbiote intestinal lui confère le statut d’organe à part entière.
Les effets de protection et de barrière sont l’une de ses fonctions essentielles. Elle s’exerce vis à vis des bactéries pathogènes exogènes et des organismes qui représenteraient un danger pour l’hôte si leur concentration augmentait. Ces effets sont obtenus par la compétition entre bactéries commensales et pathogènes pour les nutriments et les sites d’adhérence épithéliaux, par la production de facteurs antimicrobiens (bactériocines) par le microbiote, et par la stimulation de la production de peptides anti-microbiens par les cellules épithéliales. Enfin, le microbiote induit la production d’IgA sécrétoires et renforce les jonctions serrées entre les cellules épithéliales, s’opposant à l’invasion de bactéries pathogènes(2).
Le microbiote joue un rôle important dans le développement et la maturation du système immunitaire. Il joue un rôle essentiel dans l’équilibre entre les lymphocytes Th17 et les lymphocytes T régulateurs (Treg), équilibre indispensable au maintien de l’homéostasie intestinale(3).
A côté de l’effet barrière et des fonctions immunitaires, le microbiote intestinal intervient dans le métabolisme de l’hôte et contribue à la transformation des nutriments. Il s’agit principalement des glucides (amidon) et des protéines contenues dans les fibres alimentaires, non digérées par le tractus digestif supérieur et qui arrivent donc dans le colon. La transformation des composés présents dans le colon (glucides, protéines, lipides, gaz) permet aux bactéries de trouver l’énergie nécessaire à leur croissance, tout en produisant des métabolites absorbés et utilisés par l’hôte(2). Il s’agit notamment des acides gras à chaine courte dont la production par fermentation des fibres alimentaires contribuerait pour 10 % de nos besoins énergétiques(1).
Le microbiote contribue aussi à la synthèse des vitamines B12, K et B9. Enfin, de plus en plus de travaux suggèrent l’existence d’un « axe intestin-cerveau », par lequel le microbiote intestinal interviendrait notamment sur le comportement et l’humeur(4).
Mise en place du microbiote intestinal chez le nourrisson : les 1000 jours
La question de la stérilité de l’environnement intra-utérin fait encore débat à ce jour. Certains travaux ont évoqué la possibilité d’un début d’acquisition microbienne in utero mais une étude publiée dans Nature Microbiology en 2021 a conclu que le méconium fœtal était stérile et que la colonisation de l’intestin par les bactéries ne débutait qu’à la naissance(5).
La colonisation bactérienne de l’intestin se déroule selon un processus dynamique qui prendra plusieurs mois (les « 1000 jours et plus ») avant que le microbiote ne se stabilise et arrive à maturation. Cette période est cruciale dans le développement de l’enfant, et constitue selon l’OMS une fenêtre unique où l’environnement sous toutes ses formes imprime des marques dans le génome, influençant dès ce moment la santé future de l’enfant(6).
A la naissance, le nouveau-né se trouve plongé dans un univers riche en bactéries et se colonise rapidement avec un microbiote simple, à partir du microbiote de la mère et de l’environnement proche. Pour les enfants nés par voie basse, la colonisation du tube digestif de l’enfant se fait principalement par les microbiotes vaginal et fécal de la mère. Ceux nés par césarienne ont un microbiote intestinal proche du microbiote cutané de la mère et/ou de l’environnement hospitalier, aboutissant à une composition différente entre ces deux populations de nouveau-nés.(4)
Le lait constitue un inoculum continu, variable dans sa composition selon le mode d’allaitement, avec, pendant les premiers mois, des Bifidobactéries prédominantes en cas d’allaitement maternel, plus diversifié pour les enfants nourris au lait artificiel(7).
La diversification alimentaire est la deuxième étape cruciale pour la constitution du microbiote intestinal, qui se transforme, s’enrichit et se diversifie progressivement. Peu à peu, les Bifidobactéries deviennent moins abondantes, et la composition du microbiote se rapproche de celle de l’adulte, avec une diversification et une augmentation de la présence des Bacteroïdetes et des Firmicutes. L’âge exact où le microbiote se stabilise et devient identique à celui de l’adulte n’est pas encore précisément déterminé, mais se situe probablement autour de 3 à 5 ans(1, 8). La composition du microbiote mature est alors stable et ne subira plus de grands bouleversements de composition au cours de la vie jusqu’à un âge avancé (en dehors de situations d’agressions comme la prise d’antibiotiques et de certaines pathologies). Compte tenu de l’influence du microbiote dans de nombreux domaines de la santé, son développement harmonieux au cours de ces 1000 premiers jours est essentiel.
Les facteurs qui influencent la composition du microbiote
Plusieurs facteurs peuvent peser dans la composition du microbiote intestinal.
Le premier est la prématurité : le microbiote des prématurés est moins diversifié que celui des enfants nés à terme, l’installation des Bifidobactéries et Lactobacilles est retardée et l’on constate une moindre colonisation par les bactéries protectrices (entérocoques, entérobactéries, bifidobactéries)(6).
Le mode d’accouchement est un autre facteur déterminant. Par rapport à l’enfant né par voie basse, l’enfant né par césarienne est d’abord en contact avec l’environnement chirurgical (air, équipe) et la colonisation par les bactéries maternelles (microbiote cutané) se trouve retardée(6). Même si ces différences ne semblent plus détectables à partir de l’âge de 2 à 4 mois, elle n’en représentent pas moins un risque accru de différentes pathologies (allergies, obésité, asthme, etc.)(7).
L’alimentation a une influence majeure sur l’installation du microbiote. Le microbiote des enfants nourris au lait maternel est largement dominé par les Bifidobactéries et Lactobacilles et est moins diversifié que celui des enfants nourris au lait artificiel non enrichi en biotiques. Rappelons que le lait maternel contient des HMO (oligosaccharides) qui ont un rôle de prébiotiques, favorisant la croissance des bifidobactéries(6).
L’impact des antibiotiques sur la constitution et la composition du microbiote est lui aussi bien établi. Une antibiothérapie administrée au nourrisson entraîne des modifications de l’écologie intestinale, avec une diminution des bactéries bénéfiques comme les bifidobactéries et les lactobacilles. La dysbiose (déséquilibre du microbiote intestinal) consécutive à l’antibiothérapie est encore bien présente après plusieurs semaines, engendrant des conséquences à long terme(6).
La dysbiose peut se manifester par une diminution de la diversité bactérienne, un retard de l’installation d’un microbiote bénéfique et/ou un déséquilibre entre bactéries bénéfiques et potentiellement pathogènes. Elle est associée à diverses pathologies à court ou moyen terme, et pourrait avoir des conséquences au long cours : atopie, asthme, maladies inflammatoires de l’intestin, obésité… voire même un risque de trouble du spectre autistique (comme cela a été rapporté dans une étude chez des enfants nés avant 27 semaines et porteurs d’une dysbiose sévère)(6).
Une fois le microbiote installé et mature, sa composition en espèces minoritaires peut varier, mais, en l’absence de changements de l’environnement, la composition en groupes bactériens et en espèces dominantes est stable au fil du temps. Les traitements antibiotiques, des changements du régime alimentaire ou des infections intestinales peuvent induire des modifications, mais un phénomène de résilience permet un retour progressif à l’équilibre après un évènement perturbateur(2).
Au regard du rôle fondamental joué par le microbiote intestinal sur la santé de son hôte, il est indispensable de veiller à son développement harmonieux chez l’enfant. L’alimentation a une place essentielle dans la composition du microbiote ; une prise en charge nutritionnelle peut aider à corriger une dysbiose et moduler positivement le microbiote de l’enfant.
À visionner
Références :
1. Wopereis H. et coll. : The first thousand days – intestinal microbiology of early life: establishing a symbiosis. Pediatr Allergy Immunol 2014: 25: 428–438.
2. Landman C. et coll. : Le microbiote intestinal : description, rôle et implication physiopathologique. La Revue de médecine interne 37 (2016) 418–423.
3. Les fondamentaux de la pathologie digestive – Chapitre 13 – Microbiote et immunité intestinale.
4. La santé digestive en début de vie : quels rôles jouent le microbiote intestinal et la nutrition sur le développement et la santé future ? Essential Knowledge Briefings.
5. Kennedy KM et coll. Fetal meconium does not have a detectable microbiota before birth. Nat Microbiol. 2021 May 10. doi: 10.1038/s41564-021-00904-0.
6. Butel M-J. et coll. : The developing gut microbiota and its consequences for health Journal of Developmental Origins of Health and Disease page 1 of 8.
7. Brehin C. : Mise en place du microbiote intestinal de l’enfant – mt pédiatrie 2017 ; 20(3) : 167-72.
8. Roswall J et coll. Developmental trajectory of the healthy human gut microbiota during the first 5 years of life. Cell Host Microbe. 2021 12;29(5):765-776.e3. doi: 10.1016/j.chom.2021.02.021.
