Les Probotiques

Les êtres humains naissent axéniques, c'est-à-dire, dépourvus de germes. En 1 ou 2 jours, une flore microbienne spécifique se développe et s'organise sous forme de populations, en état d'équilibre, le long du tube digestif. Cette flore microbienne se divise en trois groupes :

A) La flore dominante composée de Bifidobacterium et Bacteroïdes.

B) La flore sous-dominante composée en particulier de Lactobacillus.

C) La flore contaminante, potentiellement pathogène mais théoriquement absente.

On trouve dans le tube digestif près de 100 000 milliards de bactéries appartenant à plus de 200 espèces différentes. Cela signifie que l'on héberge dans notre tube digestif 10 fois plus de bactéries que de cellules constituant notre organisme !

La flore microbienne de l'estomac est très pauvre et renferme quelques bactéries capables de résister aux conditions difficiles du milieu (pH 1 à 2).

La flore microbienne de l'intestin grêle s'accroît par une augmentation progressive des bactéries anaérobies (ne nécessitant pas d'oxygène). Le fait que la population microbienne reste faible est important à retenir pour expliquer les effets des bactéries ingérées avec l'alimentation.

La flore du colon est très abondante. Elle est majoritairement constituée par des bactéries anaérobies strictes (qui se développent sans oxygène) qui représentent la population dominante, responsable de nombreuses activités physiologiques et/ou toxiques pour l'hôte.

Cette flore microbienne intestinale est endogène : elle est présente de façon permanente dans l'intestin et capable de s'y multiplier. Elle exerce de nombreuses fonctions physiologiques (fermentation…) et a un effet de barrière face à la colonisation par des micro-organismes pathogènes. Le résultat pour l'hôte est, le plus souvent, bénéfique mais peut être parfois néfaste. En effet, la flore endogène pourrait intervenir dans la mise en place des maladies inflammatoires de l'intestin et des cancers du côlon. Afin de moduler la flore endogène dans un sens bénéfique ou, plus simplement, d'utiliser ses propriétés métaboliques, il peut s'avérer utile d'administrer de nouveaux micro-organismes. C'est une idée ancienne qui conduit à introduire le terme de probiotique.

Les probiotiques sont des micro-organismes vivants qui, lorsqu'ils sont ingérés en quantité adéquate, ont des effets bénéfiques sur l'organisme hôte en améliorant les propriétés de sa flore intestinale. Il s'agit le plus souvent de bactéries ou de levures présentes dans des aliments, notamment les produits laitiers fermentés, ou dans des compléments alimentaires sous forme lyophilisée.

Les micro-organismes tués par la chaleur ne répondent pas à la définition des probiotiques, même si certains effets thérapeutiques leur ont été attribués.

Il existe 4 grands groupes de probiotiques :

- A) Les ferments lactiques

Ils sont capables de produire de l'acide lactique par la fermentation de certains sucres comme le lactose. Ils sont regroupés en 2 catégories, en fonction de leur morphologie : les lactobacilles (Lactobacillus bulgaris, Lactobacillus acidophilus et Lactobacillus casei) et les coques (Enterococcus et Streptococcus)

- B) Les bifidobactéries

D'origine humaine ou animale, elles appartiennent à la flore intestinale normale et possèdent une bonne résistance aux sucs gastriques. Avec l'âge, la population de Bifidobacteria diminue et leurs espèces varient.

- C) Les différentes levures de type Saccharomyces

Elles sont principalement utilisées par l'industrie agroalimentaire.

- D) Les autres bactéries sporulées, dont Bacillus subtilis et cereus.

Les genres bactériens les plus utilisés sont Bifidobacterium, Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. rhamnosus, L. plantarum, Enterococcus faecium et Saccharomyces. Le nombre de micro-organismes vivants présents dans chaque produit est très élevé.

Les probiotiques peuvent être considérés comme un moyen de transmettre les principes actifs qu'ils contiennent (enzymes, composants de paroi, peptides immunomodulateurs, substances antibactériennes…) jusqu'à leurs cibles d'action dans le tube digestif. Ils peuvent avoir des effets directs ou indirects en agissant via des modifications de l'immunité et de la flore. En particulier, ils inhibent les bactéries indésirables, neutralisent les produits toxiques, améliorent la digestibilité de la ration alimentaire et stimulent l'immunité. Ils sont également une source de vitamines (essentiellement du groupe B) et de sels minéraux assimilables.

Dans la mesure où la nature exacte des principes actifs est souvent inconnue, c'est le plus fréquemment la capacité des micro-organismes à survivre aux différents étages du tube digestif qui est étudiée. Les concentrations de probiotiques véhiculés vivants aux différents étages du tube digestif sont influencées par leur pourcentage de survie et la quantité ingérée. La capacité de survie varie beaucoup entre les genres et les souches. Certains probiotiques sont détruits dès leur passage dans l'estomac alors que d'autres, tels des Bifidobacterium, L. plantarum ou L. acidophilus, traversent l'intestin grêle et parfois même le côlon à haute concentration : ainsi, les bifidobactéries et les lactobacilles acidophiles délivrés vivants dans l'estomac représentent respectivement 67 % et 64 % des quantités ingérées. La fraction des probiotiques survivant jusqu'à la fin de l'intestin grêle est significativement influencée par la présence et la quantité de bile. Celle-ci représente dans des conditions expérimentales (reprenant les situations physiologiques de l'organisme) 24 % et 10 % des quantités ingérées.

L'inhibition des bactéries indésirables ou pathogènes par les probiotiques peut se faire de différentes façons. La production d'acides organiques (acide lactique ou acide acétique) à partir de glucides ingérés lors de la prise alimentaire, en abaissant le pH, freine le développement des Escherichia coli et des Salmonella. La diminution de concentration des bactéries coliformes dans le tube digestif serait due au pH très bas, obtenu grâce à l'apport de lait acidifié par de l'acide lactique. En milieu humide, les lactobactéries, produisent du peroxyde d'hydrogène inhibiteur de nombreuses souches bactériennes pathogènes, mais respectant l'écosystème des bactéries elles-mêmes. Cette production de peroxyde d'hydrogène et d'acide lactique peut bloquer le développement de certaines espèces pathogènes comme le virus de la fièvre aphteuse, certains virus de la poliomyélite, certains champignons comme le Candida albicans ou, encore, certaines bactéries comme Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Clostridium perfringens, Clostridium butyricum, Pseudomonas spp., Salmonella. De plus, l'acidification favoriserait la régulation du transit intestinal.

Les probiotiques pourraient également limiter la croissance des bactéries pathogènes en produisant des substances antimicrobiennes, de type bactériocine. De même, certaines souches utilisées comme probiotiques possèdent la capacité de déconjuguer les sels biliaires. Ces derniers sont sécrétés lors de la digestion et transformés avec d'autres substances en sels biliaires conjugués. Les formes déconjuguées ont un pouvoir inhibiteur plus important sur le développement des bactéries.

Certains probiotiques ont une capacité d'adhérence au tube digestif. Deux études récentes ont montré que des souches adhérentes de L. plantarum et L. rhamnosus pouvaient coloniser de manière prolongée une partie du tube digestif. Les probiotiques pourraient agir en limitant l'implantation des germes pathogènes par compétition au niveau des sites de fixation pour la colonisation : si les probiotiques utilisent la surface du tube digestif, les germes pathogènes n'ont plus de place pour s'implanter. Certains lactobacilles adhèrent aux villosités intestinales et inhibent la fixation d'Escherichia coli entéropathogènes.

Les probiotiques interviennent très certainement dans la neutralisation de produits toxiques. Ils provoqueraient une atténuation du catabolisme intradigestif et une orientation de la microflore intestinale pour réduire l'absorption des substances toxiques (ammoniac, amines et indoles) et diminuer les biotransformations des sels biliaires et des acides gras en produits toxiques. Les bactéries probiotiques auraient aussi la capacité de produire des métabolites susceptibles de neutraliser in situ certaines toxines bactériennes.

Les probiotiques permettent d'améliorer la digestibilité de nombreux nutriments. Leur rôle essentiel est de garantir une bonne hygiène digestive en favorisant la dégradation et l'absorption de certains aliments.

L'intolérance au lactose est due à l'absence d'assimilation du lactose, le principal glucide du lait. Celle-ci est la conséquence d'un défaut de synthèse de la lactase, l'enzyme digestive du lactose. Cette anomalie provoque de nombreux troubles gastro-intestinaux chez les sujets sensibles. De multiples travaux ont montré que la lactase véhiculée par certaines bactéries lactiques participait dans l'intestin à la digestion du lactose. La lactase retrouvée dans les bactéries du yaourt a une membrane très facilement attaquée par les acides biliaires (sécrétés lors de la digestion). Ceci explique l'excellente digestion du lactose du yaourt (90 %) (contenant les deux bactéries Lactobacillus bulgaricus et Streptococcus thermophilus) chez les sujets pourtant déficients en lactase. En pratique clinique, le remplacement du lait par du yaourt conduit à une meilleure absorption et à une meilleure tolérance du lactose chez les sujets présentant une intolérance primaire au lactose ou une intolérance secondaire survenant au cours de diarrhées persistantes ou après résection intestinale étendue.

Les probiotiques facilitent aussi la digestion de glucides plus complexes que le lactose. C'est le cas de certaines souches glycénolytiques. Les probiotiques améliorent ainsi l'utilisation de la ration alimentaire de manière indirecte en agissant sur la microflore intestinale ou au niveau des cellules épithéliales du tube digestif de l'hôte. Les probiotiques stimulent l'activité enzymatique des micro-organismes, permettant ainsi une meilleure assimilation des aliments ingérés. Ils stimulent également l'activité lactase, invertase et maltase des cellules épithéliales du tube digestif. De plus, la digestibilité de la ration alimentaire est augmentée par la prédigestion des facteurs anti-nutritionnels tels que l'acide phytique et les glucosinates, en substrats assimilables par l'hôte. Les probiotiques permettent aussi d'améliorer l'assimilation des acides aminés essentiels en inhibant l'action destructrice des désamidonnages et des décarboxylases bactériennes excrétées par la microflore du tube digestif. De même, les probiotiques peuvent synthétiser des acides aminés essentiels.

La flore intestinale et certains probiotiques semblent capables de moduler la perméabilité intestinale aux protéines, aux macromolécules, aux antigènes et aux bactéries (translocation). Des travaux sont entrepris sur l'efficacité clinique potentielle des probiotiques dans les situations caractérisées par une inflammation intestinale ou une perméabilité intestinale accrue. L'administration de L. reuteri, L. plantarum et d'autres lactobacilles s'est avérée capable de diminuer la translocation bactérienne et de moduler l'insuffisance hépatique chez les rats atteints d'une insuffisance hépatique expérimentale induite par galactosamine.

Il semblerait que la biodisponibilité des minéraux, notamment celle du calcium, du fer, du zinc, du manganèse, du cuivre et du phosphore, soit augmentée dans les produits laitiers fermentés par rapport à celle du lait. Les Lactobacillus ont normalement besoin de vitamine B pour leur développement. Mais ces bactéries, dans certains cas, sont capables de synthétiser des vitamines B : La thiamine (B1), la riboflavine (B2), la niacine (B3), l'acide pantothénique (B5), la pyridoxine (B6), l'acide folique (B9) et la cyanocobalamine (B12)… Les produits fermentés contiennent donc une quantité élevée de vitamines et de minéraux facilement assimilables par l'organisme. Les bifidobactéries agissent sur la digestion en modifiant la morphologie et la physiologie du système gastro-intestinal. Ils influencent la maturation et le renouvellement des entérocytes (cellules du système digestif). Ils sont également impliqués dans la dégradation et la régénération des mucines intestinales.

Les bifidobactéries sont aussi capables de synthétiser de nombreux acides aminés : l'alanine, la valine, la thréonine et l'acide aspartique. De surcroît, ils ne produisent à partir des glucides que de l'acide lactique L +, seule forme assimilable par l'homme.

Les Lactobacilles peuvent agir sur la constipation. Leur administration, même à faible dose, améliore le transit intestinal et permet de réduire l'utilisation de laxatifs. Ces derniers ont l'inconvénient majeur d'éliminer, en plus du bol fécal, différentes substances essentielles à l'organisme comme les acides aminés, les minéraux… Cet effet est obtenu uniquement avec les bactéries vivantes. Les bactéries lactiques modifient l'équilibre de la flore microbienne intestinale provoquant de ce fait une excitation de la paroi musculaire du tube digestif. Cet effet est amélioré par un apport quotidien de fibres.

Plusieurs essais randomisés contrôlés ont montré l'efficacité de souches probiotiques dans la prévention des perturbations digestives liées à l'antibiothérapie.

De même, la capacité des probiotiques à prévenir la diarrhée du voyageur a fait l'objet de nombreuses études. La souche Lactobacillus GG est efficace dans prévention des diarrhées survenant chez les touristes. L'administration du probiotique durant la période à risque a permis de réduire de 39,5% l'apparition des diarrhées chez les sujets traités.

Ces différentes propriétés font que l'utilisation des bifidobactéries comme probiotique permet d'améliorer les bénéfices nutritionnels. De même, la production d'enzymes par les probiotiques favorise la digestibilité de l'alimentation.

L'intestin est un organe immunitaire très particulier. Sa muqueuse (le revêtement intérieur) représente la plus grande surface de contact entre le monde extérieur et le système immunitaire de l'homme. Soumise à de multiples agressions d'agents infectieux, cette muqueuse contient tous les éléments capables d'assurer la défense de l'organisme. La muqueuse intestinale contient un nombre de cellules immunitaires très important : c'est le premier organe lymphoïde (constitué de globules blancs responsables de l'immunité spécifique) de l'organisme. On dénombre au moins autant de cellules immunitaires dans la muqueuse intestinale, principalement dans l'intestin grêle, que dans l'ensemble des autres organes lymphoïdes (thymus, rate, moelle osseuse, ganglions, cellules lymphoïdes circulantes dans le sang). Mais parallèlement, le tube digestif contient, chez l'homme, environ 1014 bactéries principalement présentes dans l'iléon (partie terminale de l'intestin grêle) et dans le côlon. Cette dualité, contradictoire en apparence, a des conséquences sur la physiologie du système immunitaire intestinal. Il va devoir « tolérer » les protéines étrangères à l'organisme comme les protéines alimentaires et celles des bactéries intestinales, en même temps qu'il devra développer des défenses immunitaires contre les germes pathogènes. Inversement, la présence des bactéries intestinales va fortement influencer son développement et son fonctionnement, et entraîner des conséquences sur l'immunité de l'hôte. Les deux fonctions très importantes du système immunitaire intestinal sont la synthèse d'anticorps appartenant à une classe particulière d'immunoglobulines, les IgA, et la tolérance orale.

De nombreuses études réalisées chez l'animal ont montré que l'administration orale de divers probiotiques pouvait moduler certains composants de la barrière immunitaire. La barrière immunitaire est la capacité de résistance de l'intestin face à la colonisation par des bactéries provenant de l'extérieur : lorsqu'elle est en bon état, la flore permet à l'organisme de s'opposer à l'implantation et à la multiplication des germes néfastes endogènes. Quatre travaux ont montré que l'ingestion chez l'homme de fortes quantités de bactéries du yaourt augmentait la capacité des lymphocytes à sécréter diverses cytokines (médiateurs chimiques immunitaires). Plusieurs études contrôlées ont montré que l'administration de la souche Lactobacilus GG à des enfants atteints de gastro-entérite à rotavirus raccourcissait significativement la durée de la diarrhée. L'administration de ce probiotique entraîne une amélioration de l'immunité non spécifique liée à une augmentation des cellules circulantes capables de sécréter des immunoglobulines. Au moment de la convalescence, 90 % des nourrissons du groupe recevant le probiotique contre seulement 46 % de ceux recevant le placebo, avaient développé une réponse anticorps spécifique IgA contre les rotavirus. Les mêmes auteurs ont rapporté que l'efficacité d'un vaccin oral antirotavirus pouvait être augmentée par l'administration simultanée de Lactobacilus GG. Dans une étude, des souriceaux nouveau-nés étaient mieux protégés contre une infection à rotavirus si leur mère allaitante recevait une immunisation orale contre le rotavirus associée au probiotique B. breve que si elle le recevait seul.

Des effets protecteurs de certains probiotiques contre des infections intestinales ont été démontrés sur des animaux. Des essais réalisés chez l'homme ont suggéré que des probiotiques pourraient aider à éradiquer certaines bactéries pathogènes chez des porteurs chroniques de Salmonella, de Campylobacter ou de Clostridium difficile. Plusieurs travaux ont démontré un effet thérapeutique significatif et intéressant de plusieurs probiotiques, notamment Lactobacilus GG, pour raccourcir la durée de la diarrhée en cas de gastro-entérite. Une étude contrôlée a montré que l'administration de Bifidobacterium sp. et S. thermophilus à des nourrissons hospitalisés diminuait significativement le risque de diarrhée et de portage de rotavirus.

La flore endogène et le système immunitaire jouent un rôle dans les cancers coliques. Plusieurs auteurs ont montré que certains probiotiques pouvaient diminuer l'activité de substances telles que des enzymes, des mutagènes ou des acides biliaires secondaires dans les selles, qui pourraient chacun être impliqués dans le cancer colique. Boutron et al. ont observé un moindre risque d'adénome (cellules précancéreuses) coliques de grande taille chez les sujets consommant du yaourt plus de trois fois par semaine.

Le système porte hépatique est le système sanguin situé au niveau du foie. Des observations ont été faites sur un patient : l'homme âgé de 76 ans est atteint d'une cirrhose et de varices œsophagiennes.

Il est traité avec de fortes concentrations de probiotiques (6 g/j de lactobactéries à 1011 bactéries/g) pendant 1 mois. On y retrouve du Streptococcus thermophilus, Bifidobacteria, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus

plantarum, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueckii bulgaricus, et Streptococcus faecium. Après un mois de repos, l'homme reprend un autre mois de traitement. À la fin du premier mois de traitement, la vitesse et le flux sanguins au niveau de la veine porte hépatique étaient augmentés, mais après le mois de répit, les valeurs étaient revenues leurs niveaux antérieurs.

Après le second cycle de traitement, la vitesse et le flux sanguins au niveau de la veine porte étaient augmentés par rapport aux valeurs initiales.

Ces paramètres hémodynamiques de la circulation sanguine au niveau de la veine porte étaient étroitement liés aux changements de la composition de la flore digestive endogène.

Les antibiotiques sont fréquemment administrés pour réduire la microflore digestive et limiter la production de médiateurs pouvant aboutir à une encéphalopathie hépatique, une hypertension portale et le saignement des varices oesophagiennes. Des infections bactériennes jouent un rôle dans les conséquences hémodynamiques qui arrivent chez des patients atteints d'une cirrhose.

On recommande une probiothérapie orale avec une forte concentration de probiotiques de façon à contrôler la pression portale. L'avantage de la recolonisation du tube digestif par des lactobactéries pourrait être qu'elle change favorablement l'hémodynamique de la circulation portale sans pour autant aboutir à une résistance aux antibiotiques.