Obésité et microbiote : y a-t-il un lien?

Définition

Chez les enfants, la mesure de l’obésité se base sur l’âge de l’enfant et sur des données de référence considérant la taille et le poids pour un âge donné. La base de calcul diffère selon la tranche d’âge, de 0 à 5 ans et de 5 à 19 ans.

L’obésité est reconnue comme une maladie chronique depuis 1997 par l’OMS.

Prévalence

Selon l’OMS, en 2016, au niveau mondial, la prévalence de l’obésité était de 13% de la population, ce qui représentait 650 millions de personnes. Chez les enfants, elle était de 6% chez les filles et 8% chez les garçons¹‌.

En France, en 2019, selon l’INSERM (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale), l’obésité concerne 17% des adultes et chez les enfants, 16% des garçons et 18% des filles²‌.

La prévalence mondiale de l’obésité a triplé depuis 1975, et bien que l’obésité ne soit pas une maladie contagieuse, l’OMS fait état d’une pandémie³‌.

Conséquences

L’obésité représente un facteur de risque majeur pour de nombreuses maladies chroniques⁴‌ :

• Diabète de type 2
• Hypertension
• Maladies cardiovasculaires : infarctus, accidents vasculaires cérébraux, etc.
• Maladies articulaires, en particulier l’arthrose et les troubles musculo-squelettiques
• Cancers⁵‌ : utérus, ovaires, sein chez la femme ; prostate chez l’homme ; foie, rein, colon, œsophage pour les deux sexes.
• Apnée du sommeil
• Dépression, etc.

Les causes identifiées

Les causes classiquement identifiées de l’obésité sont⁶‌ :

• Une alimentation trop abondante et trop riche en glucides et lipides.
• La sédentarité
• Un déséquilibre positif entre les calories ingérées et les calories dépensées, conséquence des deux premiers facteurs
• Le stress
• Une dérégulation de l’horloge biologique : insuffisance de sommeil, repas irréguliers, travail de nuit
• Des facteurs génétiques (liés aux gènes) et épigénétiques (modification de l’expression des gènes sans changer les gènes)
• Des virus
• La prise de certains médicaments

Traitements habituels

Ils reposent sur un régime alimentaire adapté, de l’exercice physique⁷‌, certains médicaments et dans les cas extrêmes, la chirurgie bariatrique qui réduit le volume de l’estomac et amène plus rapidement la satiété.

Les principales techniques pratiquées sont : la pose d’un anneau gastrique, la gastrectomie longitudinale ou « sleeve », le by-pass de l’estomac, la dérivation bilio-pancréatique⁸‌.

Le cas du by-pass gastrique est intéressant car il est démontré que ce n’est pas la réduction du volume de l’estomac qui engendre la perte de poids mais la modification du microbiote consécutive à l’opération⁹‌.

Le microbiote a donc un lien direct avec la prévalence de l'obésité.

Qu'est-ce que le microbiote intestinal?

De « micro », qui signifie « petit » et « bio », « la vie », le microbiote est l’ensemble des micro-organismes : bactéries, champignons, archaea, virus, unicellulaires eucaryotes qui vivent sur l’hôte humain, principalement dans son tube digestif, avec une concentration maximale dans le colon.
Le microbiote pèse de 1 kg à 5 kg chez l’adulte, ce poids étant lié au type d’alimentation et non au poids de la personne¹⁰‌.

Le microbiote comporte 100 000 milliards de bactéries appartenant à 1000 espèces. Elles sont surtout anaérobies, c’est-à-dire adaptées à un milieu sans oxygène. Les micro-organismes sont 10 fois plus nombreux que les cellules du corps humain.

Chaque bactérie possède son ADN propre. L’ADN cumulé des bactéries du microbiote constitue un métagénome, qui comporte100 fois plus de gènes que le génome humain.

Les bactéries du microbiote se répartissent en familles ou Phylae, dont la répartition indicative chez un individu sain, est la suivante¹¹‌ :

• Firmicutes (64%) : lactobacilles, streptocoques, entérocoques, clostridium.
• Bacteroidètes (23%) : bactéries présentes dans l’environnement, sol, eau, eau de mer
• Proteobacteria (8%) 
• Actinobacteria (3%).
• Verrucomicrobia, Fusobacteria, TM7 (2%).

La composition précise du microbiote est propre à chaque individu,comme une carte d’identité. Elle est conditionnée premièrement par le mode de naissance : par voie basse ou par césarienne. En effet, lors d’une naissance par voie basse, le microbiote est transmis de la mère au bébé par la flore vaginale.

Le microbiote est aussi déterminé par l’origine géographique de la personne, dans le sens "environnement de vie". Enfin, il évolue en fonction de l’âge de la personne, de ses habitudes alimentaires, de son environnement.

Rôles

Le microbiote est considéré depuis peu comme un organe à part entière.

Les micro-organismes qui composent le microbiote sont soit bénéfiques ou « commensaux » pour leur hôte humain, il s’agit dans ce cas d’une association à bénéfices réciproques ; soit « parasites ». Dans ce cas, les micro-organismes profitent du gîte et du couvert sans rien donner en échange à l’hôte, soit pathogènes, c’est-à-dire nuisibles voire dangereux pour la survie de l’hôte.

Le microbiote joue des rôles physiologiques importants¹²‌ :

• Fonction de protection et de barrière vis-à-vis des pathogènes exogènes,
• Digestion de nutriments (lipides, glucides, protéines),
• Métabolisme des gaz,
• Synthèse de vitamines (B12, K),
• Maturation et modulation du système immunitaire, modulation des fonctions cérébrales¹³‌,
• Motilité intestinale,
• Détoxification de composés d’origine alimentaire,
• Métabolisation des aliments, de substances bioactives produites par l’organisme et des médicaments.

Personnes obèses et non-obèses

Chez les personnes obèses, par rapport aux non-obèses, on observe un appauvrissement de la diversité des espèces bactériennes, une diminution des Bactéroidètes et une augmentation des Firmicutes¹⁴‌ ¹⁵‌.

Pour certaines équipes de recherche¹⁶‌, la modification du microbiote serait la cause de l’obésité. Elles ont fait la démonstration de cette hypothèse en transplantant des microbiotes de souris obèses sur des souris maigres axéniques, c’est-à-dire sans flore intestinale : les souris axéniques recevant le microbiote « obèse » devenaient alors obèses, sans changement de régime alimentaire par ailleurs.

Par ailleurs, l’obésité serait « transmissible » de la mère à l’enfant par le biais du microbiote¹⁷‌.

Comment la flore intestinale impacte l'obésité?

Trois théories sont mises en avant par les chercheurs.

Théorie du mécanisme énergétique

Certaines bactéries, dotées d’enzymes spécifiques, auraient une plus grande capacité à digérer des sucres complexes non digestibles par l’être humain (fibres) et à produire à partir de ces fibres, des mono et disaccharides, sucres digestibles par l’humain. Ce phénomène augmenterait la production d’énergie à partir du bol alimentaire chez les sujets obèses¹⁸‌.

Théorie inflammatoire

Certaines bactéries intestinales ont à leur surface des molécules pro-inflammatoires appelées lipopolysaccharides ou LPS.

Les LPS seraient impliquées dans les processus inflammatoires par le mécanisme suivant :

L’intestin grêle peut être endommagé par des causes multifactorielles (alimentation, alcool, polluants, stress, etc) et devenir trop perméable, ce que l’on appelle le « leakygutsyndrom » ou « syndrome de l’intestin poreux » ou encore « hyperperméabilité intestinale ».

En cas d’hyperperméabilité intestinale, les LPS passeraient de l’intestin grêle vers le sang et y généreraient une réaction inflammatoire de type anticorps / antigène. Le système immunitaire, via les lymphocytes T, attaque les LPS, créant ainsi une inflammation dite « de bas grade ».

Des molécules circulantes dans le sang,appelées cytokines, sont produites lors de ces réactions inflammatoires¹⁹‌. Les LPS circulantes dans le sang génèrent une inflammation au niveau des tissus adipeux²⁰‌.

Régulation de la composition du tissu adipeux

Les LPS dans le sang augmentent la sécrétion d’insuline, par des mécanismes non totalement élucidés²¹‌. L’insuline est une hormone qui permet de diminuer le taux de glucose sanguin en faisant « entrer » ce glucose dans les cellules.

Dans les adipocytes, le glucose est métabolisé et stocké sous forme de triglycérides. Tout se passe comme si les bactéries du microbiote aidaient leur hôte à stocker des calories dans leur tissu adipeux pour un usage ultérieur (au profit des bactéries)²²‌.

Complications

Le microbiote de type « obèse » serait aussi à l’origine des complications de l’obésité²³‌ .

Diabète de type 2

L’hyperinsulinémie (trop d’insuline dans le sang) engendre de la résistance à l’insuline. Les récepteurs à insuline des cellules ne répondent plus à l’insuline et les cellules ne laissent plus entrer le glucose.
Les conséquences en sont les suivantes : les cellules n’ont plus de glucose pour produire de l’énergie et le glucose s’accumule dans le sang où il exerce des effets toxiques.

Athérosclérose et maladies cardiovasculaires

Un taux élevé de fragments et métabolites bactériens circulant dans le sang, aussi appelé endotoxémie, est associée à de l’inflammation, un des facteurs déclenchants de la maladie athéromateuse et des maladies cardiovasculaires²⁴‌.

Cancers

L’endotoxémie et l’inflammation de bas grade jouent un rôle dans l’initiation de la tumeur tandis que l’hyperinsulinémie favorise la croissance des cellules cancéreuses²⁵‌.

Une alimentation adaptée

L’alimentation, qui favorise un microbiote équilibré et permet de lutter contre l'obésité, respecte les principes suivants²⁶‌ :

• Réduire les graisses saturées : viande, charcuteries grasses, fromages, fritures, pâtisseries, viennoiseries, sauces, chocolat ;
• Réduire les graisses trans : margarines hydrogénées, lait et produits dérivés ;
• Limiter la consommation d’huiles de maïs, tournesol, pépins de raisin, noix ou soja, riches acides gras insaturés de la série oméga-6
• Eviter les sucres rapides : sucre, sodas, miel, bonbons, pain blanc, pommes de terre, pâtes blanches, farines blanches, riz blanc surtout les riz à sushi et à risotto ;
• Favoriser les acides gras insaturés, en particulier ceux de la série oméga-3 : huile de colza, de lin, de cameline, noix, poissons gras
• Augmenter la consommation de végétaux, légumes et fruits, riches en glucides complexes, particulièrement ceux ayant une activité prébiotique, c’est-à-dire servant de « nourriture » au microbiote²⁷‌ : poireaux, oignons, ail, asperges, artichaut, panais, topinambours, chicorée
• Consommer des aliments riches en polyphénols : baies rouges, grenade, pommes rouges, raisin rouge, oignons rouges, thé vert, soja, cacao, etc.

Cependant, l’observance de ces principes alimentaires ne conduit pas toujours à une perte de poids durable chez les personnes obèses.

Action des probiotiques

Selon l’OMS, les probiotiques sont « des micro-organismes vivants qui, ingérés en quantité suffisante, produisent des effets bénéfiques sur la santé de celui qui les consomme ».

Les probiotiques les plus connus sont les lactobacilles et les bifidobactéries, présents dans les aliments lacto-fermentés, comme le yaourt, la choucroute, le kéfir, le kimchi.

Les probiotiques sont capables d’influencer le poids des individus, dans un sens comme dans l’autre. En effet, certains probiotiques peuvent favoriser la croissance et occasionner une prise de masse, c’est-une de leurs applications dans l’élevage avicole²⁸‌.

A contrario, les probiotiques ciblés pour lutter contre l’obésité ont fait l’objet de nombreuses études et de quelques applications²⁹‌ :

• Les souches Lactobacillus plantarum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei semblent montrer une efficacité dans le traitement de l’obésité, l’hyperlipidémie et les troubles métaboliques associés³⁰‌.
• Lactobacillus gasseri est une lactobacille Gram positif, anaérobie.

La souche L. gasseri SBT2055 aurait des effets anti-obésité et anti-inflammatoires. Elle réduirait la taille des adipocytes. Or, ce n’est qu’à partir d’une certaine taille que les adipocytes secrètent des cytokines pro-inflammatoires. Ce phénomène pourrait être expliqué par l’action défavorisante de L-gasseri sur l’hydrolyse des graisses dans l’intestin par la lipase pancréatique, enzyme produite par le pancréas, libérée dans l’intestin, dont le rôle est d’hydrolyser les graisses alimentaires^{31 32}‌‌.

Plusieurs compléments alimentaires contenant L-gasseri sont sur le marché. Voici une liste, non exhaustive des Laboratoires qui commercialisent ces compléments alimentaires : Supersmart, Copmed, Vit All+, Cell Innov, AraganClasseri, etc

• Akkermansiamuniciphila (Verrucomicrobia) est une bactérie Gram négatif.

Akkermansiamuniciphila est présente en quantité moindre chez les personnes obèses. Elle joue un rôle sur la perméabilité intestinale, réduit l’inflammation, et a des effets positifs sur la résistance à l’insuline et la dyslipidémie³³‌.

La mise sur le marché de compléments alimentaires à base d’A. municiphila est en cours de développement.

• Saccharomyces cerevisiae var. boulardii, Enterobacter halii sont d’autres souches à l’étude qui offrent un potentiel intéressant dans la lutte contre l’obésité.

En conclusion, l’utilisation de probiotiques pour moduler le microbiote est une stratégie en développement qui semble prometteuse dans la lutte contre l’obésité. Cependant, la modification de l’hygiène de vie, à travers l’alimentation et l’exercice, reste incontournable^{34 35}‌‌.

Transplantation fécale

La transplantation fécale consiste à implanter le microbiote d’un sujet sain dans l’intestin d’un sujet malade ou souffrant d'obésité. Cette technique se fait par sonde nasojéjunale : le microbiote sain du donneur est introduit directement dans l’intestin grêle du receveur.

En France, la transplantation fécale n’est autorisée et pratiquée que dans le cas des colites récidivantes à clostridium difficile, une bactérie pathogène et antibio-résistante qui cause des diarrhées sévères^{36 37 38}‌‌‌.

Le rôle du microbiote est fondamental dans la compréhension et la prise en charge de l’obésité et de ses complications.