Améliorer la santé intestinale avec des acides gras à chaîne courte

Dans une récente revue publiée dans la revue Nutriments, les chercheurs examinent les données existantes sur les acides gras à chaîne courte (SCFA), tels que le butyrate, l’acétate et le propionate, en tant que constituants essentiels du microbiome intestinal humain.

Étude: Bactéries productrices d’acides gras à chaîne courte : composants clés du microbiote intestinal humain. Crédit d’image : mi_viri / Shutterstock.com

Introduction

Le microbiote intestinal joue un rôle essentiel dans la préservation de la santé, notamment les effets de barrière contre les organismes pathogènes, la maturation et le fonctionnement du système immunitaire, la régulation de l’apport alimentaire et l’absorption des nutriments. La dysbiose microbienne intestinale a été observée dans plusieurs troubles, de nombreuses thérapies basées sur le microbiote intestinal étant actuellement à l’étude pour la gestion des troubles médicaux chroniques. Une voie cliniquement pertinente pour moduler le microbiote intestinal consiste à restaurer les niveaux d’AGCC pour une meilleure santé cardiométabolique.

Dans la présente revue, les chercheurs ont présenté un aperçu de l’association entre les niveaux d’AGCC et la santé humaine.

AGCC en santé humaine

Les transporteurs de SCFA présents sur la surface épithéliale du côlon, y compris le transporteur de monocarboxylate-1 (MCT-1) et MCT-4, le MCT-1 couplé au sodium (SMCT-1) et la protéine de résistance au cancer du sein (BCRP) médient les effets de SCFA sur les intestins.

Les AGCC augmentent la perméabilité et l’intégrité de la barrière intestinale. Le butyrate, par exemple, augmente les concentrations de protéines de jonction serrées telles que l’occludine, la claudine-1 et la zona occludens-1 en régulant à la hausse les gènes codant pour les protéines respectives.

Le butyrate renforce également la couche de mucus épithélial intestinal en augmentant l’expression de la mucine 2 (MUC-2), en modulant les niveaux de stress oxydatif, en réduisant les dommages de l’acide désoxyribonucléique (ADN) induits par le peroxyde d’hydrogène, en réduisant la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et en restaurant les niveaux de glutathion. Les AGCC induisent également une différenciation cellulaire et/ou une apoptose pour prévenir le cancer.

Les AGCC peuvent également réguler la gluconéogenèse intestinale induite par le cerveau. En particulier, le propionate active les récepteurs des acides gras libres-3 (FFAR-3) situés sur la couche la plus externe des cellules neuronales périportales de type afférent.

Il a également été démontré que les AGCC inhibent l’activité de l’histone désacétylase (HDAC) et, par conséquent, peuvent influencer la physiopathologie des troubles neuropsychiatriques tels que la maladie d’Alzheimer, la schizophrénie et la dépression.

De plus, les AGCC régulent l’inflammation neuro- et systémique en modulant la structure et la fonction des cellules microgliales, ainsi que les fonctions émotionnelles et cognitives. Les AGCC peuvent également influencer l’intégrité de la barrière cérébrale en induisant la production enzymatique de tryptophane 5-hydroxylase 1, augmentant ainsi la synthèse de sérotonine.

Les SCFA tels que l’acétate réduisent l’appétit en modérant l’apport alimentaire et en augmentant les niveaux d’hormones de satiété telles que le peptide YY (PYY) et le Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) via le récepteur couplé aux protéines G (GPR)-41 et GPR- 43 activité et inhibition des HDAC.

Le propionate diminue la gluconéogenèse dans le foie, tandis que le butyrate et l’acétate augmentent les taux de leptine et réduisent la lipogenèse, le poids et les taux sérologiques de triglycérides. Le propionate et le butyrate abaissent la tension artérielle en se liant au GPR-41 et à la vasodilatation, en plus de prévenir la thrombose en diminuant l’expression de l’inhibiteur de l’activateur du plasminogène-1 (PAI-1).

En outre, les SCFA abaissent les niveaux de myéloperoxydase (MPO) et diminuent la chimiotaxie des cellules inflammatoires en diminuant les niveaux de protéine chimiotactique des monocytes-1 (MCP-1) et de molécule d’adhésion cellulaire vasculaire-1 (VCAM-1). Les SCFA augmentent également le nombre de lymphocytes T régulateurs (Treg) et réduisent l’inflammation intestinale en réduisant l’activité du facteur nucléaire kappa B (NF-κB) et la libération de cytokines associée.

Comment la production d’AGCC est liée aux maladies humaines

Les microbes intestinaux, en particulier Firmicutes espèces dont Lactobacillaceae, Ruminococcacées, et Lachnospiracées produisent des SCFA à partir de polysaccharides complexes par hydrolyse. En outre, Actinobactéries, Protéobactérieset Fusobactéries peut produire du butyrate.

L’inflammation aiguë protège l’intestin des stimuli nuisibles comme les virus et les bactéries. Si elles ne sont pas résolues, ces blessures peuvent évoluer vers une inflammation chronique, qui a été associée à des troubles tels que les maladies inflammatoires de l’intestin (MICI).

Les patients atteints de MICI présentent souvent une abondance réduite de microbes producteurs de butyrate tels que Espèces de Roseburia et Faecalibacterium prausnitzii, entraînant ainsi une production inférieure de SCFA. L’acétate contrôle l’homéostasie tissulaire par l’activation du domaine pyrine de la famille NLR contenant-3 (NLRP-3). Comparativement, le butyrate régule la barrière intestinale, qui est altérée dans les MICI, en augmentant les taux de claudine-1, d’amphiréguline (AREG) et d’interleukine-22 (IL-22).

Dans le cancer colorectal, une abondance accrue de microbes pathogènes tels que Fusobactérie nucléée et une diminution de l’abondance des bactéries productrices de butyrate, avec des niveaux de SCFA abaissés et une inflammation accrue, ont été observées.

Le butyrate améliore l’apoptose des cellules tumorales en modifiant les états redox et les voies métaboliques du D-glucose. Dans l’hypertension, une diminution du nombre de microbes intestinaux producteurs de butyrate et une absorption intestinale déficiente des AGCC ont été observées.

Les SCFA, en particulier le butyrate, régulent l’inflammation cardiaque et stabilisent les plaques en diminuant les niveaux de métalloprotéinase-2 matricielle (MMP-2), de VCAM-1 et de ligand de chimiokine-2 (CCL-2), réduisant ainsi la migration des macrophages et augmentant le dépôt de collagène.

L’obésité est associée à une dysbiose microbienne intestinale et à une altération Firmicutes/Bacteroidetes rapport. De plus, le diabète de type 2 est associé à une diminution du nombre de microbes producteurs de butyrate et à une diminution des taux d’AGCC circulants.

Les AGCC améliorent l’homéostasie du glucose grâce aux effets régulés par l’adénine monophosphate (AMP) de la kinase du patient activée (AMPK) et par les récepteurs gamma activés par les proliférateurs de peroxysomes (PPARγ). Les AGCC inhibent également la lipolyse et augmentent la lipogenèse.

conclusion

Les AGCC sont des composants essentiels du microbiote intestinal qui préservent la santé cardiométabolique. La production d’AGCC dépendante du microbiote peut être améliorée en consommant des régimes riches en fibres tels que le régime méditerranéen, végétalien ou végétarien. La consommation de prébiotiques comme les oligosaccharides d’arabinoxylane (AXOS), ainsi que de probiotiques comme Plantes de lactobacilles, Lactobacillus paracaseiet Lactobacillus rhamnosus peuvent également favoriser la santé et le bien-être.