Ce qu'il faut retenir :
- L’acétate (60%), le propionate (25%) et le butyrate (le plus étudié même s’il ne représente que 15% des AGCC totaux) sont les AGCC synthétisés les plus abondants dans le côlon.
- Les fibres présentent dans notre alimentation servent de "nourriture" à certaines bactéries de notre microbiote intestinal.
- Le genre Bactéroides mais également Ruminococcus, Roseburia, Faecalibacterium, Prevotella, Bifidobacterium et l'espèce Akkermansia muciniphila sont les bactéries principales productrices d'AGCC.
- Ces bactéries sont dotés de gènes codants pour des enzymes capables de digérer les fibres de notre alimentation, alors que notre sytème enzymatique humain en est incapable.
- Plus notre alimentation sera variée, plus elle permettra de "nourrir" un grand nombre de bactéries de notre microbiote intestinal.
La synthèse d’AGCC est le métabolisme dominant dans le côlon, en particulier l’acétate (60%), le propionate (25%) et le butyrate (le plus étudié même s’il ne représente que 15% des AGCC totaux). Ils sont issus de la dégradation et la fermentation de divers polysaccharides de notre alimentation couramment appelés « fibres » (1,2). L’ensemble du système enzymatique humain n’est pas capable de bien les digérer. Elles parviennent donc jusqu’au côlon où elles serviront de « nourriture » aux bactéries.
Si la fermentation des fibres est attribué au microbiote de manière générale, il faut savoir que toutes les bactéries ne sont pas capables d’un telle prouesse. Les bactéries « généralistes » ont un répertoire enzymatique « digestif » riche, pouvant s’adapter à une grande diversité de polysaccharides. Ensuite, les monosaccharides nouvellement obtenus, nourriront les bactéries dites « spécialistes », ayant une diversité enzymatique moins importante. Le genre Bactéroides possède le plus grand nombre et la plus grande diversité de gènes impliqués dans la dégradation des polysaccharides présent dans notre alimentation (3) mais également Ruminococcus, Roseburia, Faecalibacterium, Prevotella et Bifidobacterium (4).
En réalité, ces enzymes sont organisées en divers systèmes enzymatiques complexes appelés « systèmes de type Sus », positionnés au niveau de la membrane bactérienne.
Complexité fonctionnelle des systèmes de type Sus des Bacteroides dans l'intestin humain
(Koropatkin N.M. et al. 2012)
A . Un modèle du système d'utilisation de l'amidon (Sus) de Bactéroides Thetaiotaomicron.
B. Représentation des enzymes codées dans deux locus d'utilisation de polysaccharides de Bacteroides ovatus, qui ciblent l'hémicellulose arabinoxylane (hétéropolymère avec plusieurs monosaccharides et liaisons glycosidiques) (Koropatkin N.M. et al. 2012).
OM : membrane externe
IM : membrane interne
La diversité alimentaire influencera la disponibilité des divers polysaccharides qui moduleront la composition du microbiote et in fine, sa capacité à produire plus ou moins d’AGCC (6).
Lorsque l’alimentation est faible en fibre, certaines bactéries peuvent se tourner vers les acides aminés provenant de protéines alimentaires en excès et/ou mal digérées, ou les protéines endogènes (par desquamation des cellules de l’EI). Cela entraîne une diminution de production des AGCC et une synthèse d’AGCC ramifiés tels que l’isobutyrate, l’isovalérate et le n-valérate, provenant exclusivement de la valine, de l’isoleucine et de la leucine (5), les fameux BCAA.
Voici les différentes voies métaboliques conduisant à la production d’acétate, propionate et butyrate. (Koh A. et al. 2016)
(1) Hamer H.M. et al. 2008 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17973645/
(2) Liu H. et al. 2018 https://academic.oup.com/advances/article/9/1/21/4849000
(3) Donaldson P.G. et al. 2015 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4837114/
(4) Dolié E. 2018 http://thesesante.ups-tlse.fr/2231/1/2018TOU32040.pdf
(5) Koh A. et al. 2016 https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674
(6) Institut National de l’éducation 2020 http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/biodiversite