L'intestin : un prodige d’adaptation et de coopération


Pr. Daniel RIGAUD
CHU Le Bocage, Dijon

Interface entre le milieu extérieur et l’organisme proprement dit, l'intestin remplit deux missions opposées : laisser passer les nutriments et repousser les toxiques. La flore intestinale est fort utile pour compléter la digestion de certains nutriments et renforcer l’efficacité du système de défense intestinal spécifique et non spécifique.
La flore et le système immunitaire intestinal entretiennent entre eux des interactions dont la résultante est un équilibre subtil entre infection et hypersensibilité digestives, véritable prodige de coopération et d’adaptation.

Focus

Probiotiques : micro-organismes vivants qui, ingérés en quantité suffisante, ont des effets bénéfiques sur la santé, au delà des effets nutritionnels traditionnels. Prébiotiques : substances alimentaires, généralement non digestibles, dont la présence dans la lumière intestinale stimule la croissance sélective d’une flore considérée comme bénéfique. Synbiotique : solution possédant à la fois un effet pré et pro-biotique. Xénobiotique : substance étrangère à l’organisme.

À l’interface entre le milieu extérieur et l’organisme proprement
dit, l'intestin est une frontière à l’intérieur du corps. Il remplit, de ce fait, deux missions opposées : laisser passer les nutriments et repousser ce qui est toxique.

Chaque jour, des milliards de molécules passent au travers de la muqueuse intestinale. Certaines proviennent de l’extérieur (500 g de nutriments par jour). D'autres émanent des sécrétions exocrines digestives que l’intestin récupère. Il s’agit surtout de protéines, de quelques lipides et de sels minéraux. Certaines enfin sont exsudées au travers de l’épithélium intestinal : protéines et sels minéraux plasmatiques notamment.
Pour repousser ce qui est toxique, reconnaître les substances potentiellement nocives et barrer le passage aux polluants comme métaux lourds, toxines bactériennes, bactéries pathogènes et virus… l’intestin, au fil des millénaires, a bâti un système fonctionnel complexe s'appuyant sur un chaînon clé : la flore intestinale.

Les structures

• La flore intestinale

La flore est dérivée de l'alimentation. La nourriture et la salive ingérées ne sont pas stériles. Certains aliments contiennent même des micro-organismes vivants. Chaque jour, des milliers de bactéries de familles très diverses pénètrent dans l’intestin.
Celui-ci doit donc se défendre et protéger l’organisme de l’invasion. La sécrétion acide gastrique détruit la plupart des bactéries et toxines qui ont pénétré. La prolifération bactérienne est ensuite freinée par les sels biliaires et les enzymes protéolytiques pancréatiques.
La densité de la flore intestinale augmente d’amont vers l’aval : peu nombreuses à la sortie de l’estomac, les populations de bactéries et de levures augmentent considérablement dans l’iléon et le colon. La densité des populations est maximale dans le colon transverse et gauche (10⁹ à 10¹¹ bactéries/ml).
Le type de micro-organismes présents au sein de la lumière intestinale et au contact de la muqueuse évolue principalement en fonction du site et de l'alimentation. Plus on s’éloigne de la bouche et plus l’oxygène manque : les micro-organismes fonctionnent alors plutôt en anaérobiose. Plus l’alimentation est riche en glucides complexes, peu ou pas digestibles par les amylases salivaires et pancréatiques, plus la flore glucido-consommatrice se développe. Ainsi, des nouveau-nés nourris au sein n’ont pas la même flore que ceux nourris par une préparation lactée maternisée ; et chez l'adulte, une alimentation riche en fibres favorise la prolifération de certaines populations.
Il existe deux types de flores : la flore endogène résidente, dominante et sous-dominante, et la flore de passage qui transite seulement par le tube digestif.
Le colon contient de 300 à 400 espèces microbiennes différentes. Dix à vingt d’entre elles cohabitent au sein de la lumière colique chez l’adulte à des concentrations élevées (10⁹ à 10¹¹ bactéries/ml) . C’est la flore dominante.
La flore endogène sous-dominante (10⁶ à 10⁸ bactéries/ml) est constituée de bactéries dont certaines sont pathogènes (diarrhée aiguë) lorsqu’elles se multiplient dans des situations pathologiques. Les bactéries de la flore de passage (104 à 106 bactéries/ml) ne s’implantent pas. Potentiellement pathogènes, les germes qui la composent (Citrobacter, Klebsiella, Proteus, Pseudomonas, Staphylocoques) sont empêchés d’exprimer cette toxicité du fait de la présence de la flore dominante.

SCHÉMA D'UNE PLAQUE DE PEYER

 

• La muqueuse intestinale

Elle se caractérise par un grand nombre de cellules et un renouvellement rapide. L’intestin grêle est organisé anatomiquement pour multiplier la surface utile : ainsi la muqueuse a une superficie de 250 m² et compte près de 300 millions d’entérocytes qui sont entièrement renouvelés en quatre à six jours chez l’homme.
La muqueuse comporte, côté lumière, une couche d’entérocytes (ou de colocytes) et quelques cellules à mucus. En dessous, un milieu interstitiel hydrique parsemé de vaisseaux et de cellules immunitaires
(“infiltrat inflammatoire”). La musculaire muqueuse, entre muqueuse et sous-muqueuse, permet le plissement de la muqueuse.

• Le système de défense intestinal

Le système immunitaire, appelé GALT (pour “Gut Associated Lymphoid Tissue”), est organisé en citadelles et en milices de patrouille. L’intestin est l’un des organes les plus riches en cellules lymphocytaires. De place en place, on trouve des citadelles : les follicules lymphoïdes et les plaques de Peyer, contenant, bien séparés, des lymphocytes T et B. Là où siègent ces plaques, la muqueuse est “amincie” (cf. schéma 1). Tout se passe comme si l’intestin “privilégiait” l’entrée passive de ces substances, pour pouvoir mieux les connaître et en rendre compte. Partant ou arrivant à ces plaques de Peyer, des lymphocytes (surtout les T) parcourent la muqueuse (lamina propria) puis rejoignent les ganglions lymphatiques mésentériques et la circulation générale. Ils reviendront ensuite, matures, au tube digestif : ils ont alors la mémoire des antigènes qui se sont fixés à leurs récepteurs, des capacités de prolifération et de sécrétion de cytokines et d’IgA sécrétoires. Ces navettes ont pour but de mettre en phase les deux systèmes, général et intestinal.
Les lymphocytes B intestinaux fabriquent une IgA particulière, l’IgA sécrétoire. Cette IgAs a un rôle clé dans la lutte contre les bactéries et levures invasives tout autant que dans la “tolérance immunitaire” visà-vis de la flore dominante.
L’intestin possède aussi des défenses non spécifiques : le flux intestinal (30 min pour parcourir les 4 m de l’intestin grêle) ; le mucus de surface ; la desquamation entérocytaire (60 millions par jour) ; les polynucléaires…

 

Les fonctions

• La flore intestinale

Elle a d’innombrables fonctions (Tableau 1). Trois sont majeures : la flore participe aux phénomènes de digestion-absorption des nutriments ; elle collabore aux processus de défense contre l’invasion microbienne : c’est l’effet de barrière, exercé par certains microorganismes, dont les probiotiques (encadré 1). Enfin, la flore élabore des produits dérivés qui ont un rôle métabolique bénéfique (acides gras volatils et métabolisme du cholestérol ; acide folique).

• La muqueuse intestinale

Elle offre de remarquables capacités de digestion-absorption, mais aussi d’adaptation grâce à son renouvellement ultrarapide. Au sommet des villosités se fait toute l’absorption “active” (transports actifs énergie (ATP-dépendants) ; à la base, l’absorption “passive”, notamment celle des grosses molécules (anticorps, grosses protéines “antigéniques”).
C’est là que sont installées les plaques de Peyer.
Deux systèmes laissent passer de grosses molécules et renseignent ainsi le système immunitaire : le transfert protégé de molécules via les entérocytes et le transfert des molécules entre deux entérocytes.

• Le système immunitaire

La flore, chez le nouveau-né, donne le signal du développement et de la maturation du système immunitaire.
Son fonctionnement optimal se situe entre infections et allergies.
Insuffisant, il ne s’oppose pas assez efficacement à la pénétration des micro-organismes et de leurs toxines; excessif, il induit des réactions d’hypersensibilité : soit réactions allergiques (allergies digestives), soit intolérances digestives (maladie cœliaque), soit emballement du système immunitaire (maladie de Crohn, entérocolites auto-immunes, colites collagènes et colites microscopiques, entérite à éosinophiles).

COMMENT LA FLORE DOMINANTE S’OPPOSE  À L’IMPLANTATION DE BACTÉRIES EN TRANSIT • sécrétion des bactériocines (substances “antibiotiques” bloquant la croissance des bactéries ou les détruisant), • production d’acides gras volatils (qui inhibent la croissance cellulaire) et/ou occupation des récepteurs d’accroche qui permettent à une bactérie d’adhérer à la muqueuse, • inhibition de la production ou des effets de toxines bactériennes.

 

LES DIFFÉRENTS RÔLES ET EFFETS  DE LA FLORE INTESTINALE FONCTIONS ET EFFETS SITE PRÉFÉRENTIEL Modification du contenu - Alcalinisation du contenu luminal - Abaissement du potentiel d’oxydo-réduction Grêle, colon Colon Modification des fonctions coliques - Augmentation de l’absorption hydro-sodée - Stimulation de la motricité intestinale Colon droit Digestion - absorption des nutriments - Hydrolyse des amidons complexes et des fibres alimentaires - Hydrolyse des protéines peu digestibles - Hydrolyse des lipides Colon droit et transverse Colon gauche Colon gauche Production - Acides gras volatils : ac. acétique, butyrique, propionique - Gaz : CO2, H2, méthane, ammoniaque - Acide folique et vitamine K Colon droit   Colon droit et gauche Grêle et colon droit Transformations - Déconjugaison des sels biliaires - Déshydroxylation des sels biliaires Grêle et colon droit Grêle et colon droit Actions sur les xénobiotiques Glycosides cardiotoniques, imipramides, certains antibiotiques Colon

 

Un équilibre à préserver et optimiser

Les exemples ne manquent pas, qui prouvent l’intérêt et parfois la fragilité de cet ensemble fonctionnel “flore-muqueuse-système immunitaire”. Il est possible de moduler la flore pour optimiser le système de défense.
Un nourrisson allaité 6 mois par le lait de mère sera moins sujet aux allergies (digestive et extra-digestive) pendant son allaitement et durant les 2 ou 3 ans qui suivent qu’un nourrisson allaité artificiellement.
Ceci pourrait être lié au fait que l’exposition répétée à un environnement bactérien donné influence la flore et donc le système immunitaire : les phénomènes allergiques sont ainsi moins fréquents les 2 à 3 premières années.

Un traitement antibiotique, s’il altère profondément la flore dominante, peut aboutir à la prolifération d’une souche de la flore sous-dominante (Pseudomonas, Klebsiella oxytoca…), ou bien à une infection digestive grave (salmonellose, E Coli entéropathogène), à une candidose, à la mutation de certaines souches (Clostridium difficile sécréteur de toxines, responsable de rectocolite pseudo-membraneuse).
La diarrhée des antibiotiques banale, bénigne, n’est en général pas liée à la prolifération de souches pathogènes, mais aux modifications métaboliques en rapport avec l’altération de la flore dominante.
Par exemple, la réduction notable de la digestion des glucides complexes par la flore aboutit à la persistance dans la lumière de glucides osmotiques, qui induisent une diarrhée par hypersécrétion hydroélectrolytique.
L’administration d’une forte population de certaines souches bactériennes (Bifidobacteria, Lactobacillus), qui pourtant ne sont qu’en transit, s’oppose aux effets nocifs des antibiotiques (à large spectre notamment). Ces probiotiques peuvent agir directement ou s’appuyer sur l’action de substances, les prébiotiques, qu’ils transforment.
L’effet des probiotiques serait particulièrement utile dans certaines populations à fort risque d’infections intestinales, comme l’enfant et le sujet âgé.
Cependant, ce qui est vrai pour une souche de probiotique ne l’est pas obligatoirement pour une autre : les résultats d’une étude prouvant un effet bénéfique de telle souche de lactobacille d’un yaourt donné ne sont pas extrapolables. Il y a enfin, comme toujours en nutrition, un “effet dose” : ce qui est vrai pour tel lactobacille à telle dose ne le sera pas pour une dose moitié moindre, ou pour un autre lactobacille. L’idée selon laquelle “un peu c’est toujours mieux que rien” n’est pas une idée juste en science.
Enfin, ce qui est prouvé dans certaines sous-populations n’est pas toujours applicable à d’autres. Les perturbations de la flore et l’intérêt des probiotiques s’inscrivent surtout au sein de populations à risque : enfant, sujet âgé ou fragilisé.

Pr. Daniel RIGAUD
CHU Le Bocage, Dijon

Bibliographie

Hagiage Muriel. La flore intestinale. De l’équilibre au déséquilibre. Ed. Vigot (Paris) 1994 : 120 p. Corthier G, Raibaud P. Écologie intestinale et flore. In “Les diarrhées aiguës infectieuses”, ed. Rambaud JC, Rampal P. In “Progrès en hépato-gastroentérologie” ; Doin Ed 1993 : 1-8.