Soutenance mémoire
Survie des probiotiques dans le tube digestif de l’homme
L’ingestion de probiotiques constitue un moyen de véhiculer des principes actifs (enzymes, substances antibactériennes, peptides immunomodulateurs…) jusqu’à leur site d’action dans le tube digestif. Comme la nature exacte des principes actifs est souvent inconnue (à l’exception de la lactase contenue dans les bactéries du yaourt), les études pharmacocinétiques décrivent habituellement le devenir des probiotiques eux-mêmes, c’est-à-dire leur survie dans le tube digestif de l’homme. La sécrétion acide gastrique constitue un facteur de défense majeur contre la colonisation du tube digestif par des bactéries pathogènes ou non. Cependant, la résistance à l’acide diffère fortement entre micro-organismes et certains survivent totalement ou partiellement à leur passage dans l’estomac. La résistance à l’acide constituera donc un critère de sélection des probiotiques (fig. 2). En cas d’achlorhydrie ou de traitement anti-sécrétoire gastrique, le risque d’infection intestinale devrait augmenter ; cette augmentation est en fait très faible, ce qui témoigne de la présence dans le tube digestif d’autres facteurs anti-microbiens puissants. Il s’agit :
– des acides biliaires dont de faibles variations de concentrations dans l’intestin influencent la survie notamment celle des lactobacilles ou des bifidobactéries ingérés (fig. 2) ;
– du mucus qui contient dans son réseau macromoléculaire de nombreuses substances antimicrobiennes (les immunoglobulines A sécrétoires, la lactoferrine, la lactoperoxydase et le lysozyme) ;
– de peptides antimicrobiens, appelés défensines, qui sont sécrétés au fond des cryptes intestinales par les cellules de Paneth.
Dans l’intestin grêle, les complexes moteurs migrants interdigestifs et les contractions postprandiales ont une activité propulsive importante et ce balayage puissant empêche l’implantation des bactéries. Dans le côlon la motricité est réduite, le transit est lent et le potentiel d’oxydoréduction très bas ; ceci constitue un milieu favorable à la survie des bactéries anaérobies. Ces bactéries de la microflore endogène représentent également un facteur puissant de résistance contre l’implantation de microorganismes exogènes. Cet effet de barrière, dont le mécanisme n’est pas connu, est exercé par les bactéries de la microflore dominante et peut concerner des bactéries d’un même genre ou de genres différents. Ainsi, chez l’homme, des souches de Clostridium difficile non toxinogènes peuvent empêcher la multiplication de souches toxinogènes ; Bacteroides thetaiotamocron et Fusobacterium nécrogènes peuvent être responsables d’un effet de barrière vis-à-vis de Clostridium perfringens [16].
Méthodes d’étude de la survie des probiotiques chez l’homme
La méthode la plus simple consiste à mesurer la survie des probiotiques ingérés au niveau des selles émises. Si l’on veut mesurer la survie d’une part, dans l’intestin grêle et, d’autre part, dans le côlon, on a recours à une méthode d’intubation : chez des volontaires sains, une sonde lestée est introduite par le nez et migre dans l’estomac, puis le long de l’intestin grêle jusqu’au caecum. Un marqueur inerte hydrosoluble (PEG 4000) est perfusé dans l’iléon terminal et récupéré quelques centimètres plus loin afin de calculer le débit liquidien dans l’iléon terminal ; le contenu iléal est également prélevé à ce site pour mesurer les concentrations bactériennes. Le transit intestinal des bactéries ingérées et leur pourcentage de récupération dans l’intestin terminal sont déterminés grâce à l’aide d’un marqueur bactérien inerte ingéré en même temps que le probiotique étudié. Il s’agit habituellement de spores de Bacillus stearothermophilus qui ne se multiplient pas et ne sont pas détruites dans le tractus gastro-intestinal.
Après avoir mesuré la survie du probiotique dans l’intestin grêle, on peut, chez le même sujet, mesurer pendant une autre période la survie dans le côlon en collectant ses selles lors d’une période d’ingestion du probiotique. Ces méthodes sont limitées par la précision des techniques bactériologiques disponibles pour identifier et quantifier le probiotique étudié au sein de l’écosystème endogène. Les résultats peuvent être exprimés en concentration du probiotique (exprimée en ufc, unité formant colonie) par millilitre dans l’intestin grêle ou par gramme dans les selles. En s’aidant des marqueurs de récupération (PEG 4000 et spores de Bacillus stearothermophilus), il est préférable d’exprimer les résultats en pourcentage de survie par rapport à l’ingesta : cependant, ce pourcentage est un résultat net, puisqu’il tient compte de la destruction des bactéries probiotiques compensée en partie par leur multiplication durant leur transit le long du tube digestif [17].
Différents types de probiotiques
De nombreux probiotiques sont des bactéries de l’acide lactique, mais quelquesuns comme certaines souches de E. coli, des formateurs de spores et des levures utilisées comme probiotiques ne le sont pas.
Bactéries du yaourt (Streptococcus thermophilus et Lactobacillus bulgaricus)
Les études décrivant le devenir des bactéries du yaourt : Streptococcus thermophilus et Lactobacillus bulgaricus, démontrent que leur survie est faible dans les parties hautes du tractus digestif. En prélevant du liquide intestinal par intubation chez des sujets ayant ingéré du yaourt, il a été montré que seulement 1 % des bactéries atteignent le duodénum [18]. Elles sont trouvées dans l’iléon chez seulement un quart des sujets et la concentration iléale de L. bulgaricus varie de 105 à 106 ufc/ml [19].
Bifidobacteries
Bifidobacterium animalis DN 173010 ingéré dans un produit laitier fermenté survit bien à l’acidité gastrique, ce qui n’est pas le cas avec d’autres souches de bifidobactéries (fig. 2). Déterminées avec la technique de perfusion intestinale, les concentrations iléales lors de la consommation de 1010 B. animalis DN 173010 atteignent 106,4 ufc/ml et leur survie à ce site est de 23,5 % [20].
Au cours d’une autre étude réalisée dans des conditions similaires avec la souche de Bifidobacterium contenue dans le produit fermenté, les concentrations iléales de bifidobactéries atteignent également 106,4 ufc/ml et la survie est de 37,5 % [21]. Dans les selles, la concentration de Bifidobacterium animalis DN 173010 est de 108 ufc/g [20]. Avec la souche de Bifidobacterium contenue dans le produit fermenté Ofilus®, les concentrations fécales sont comprises entre 108,3 et 109,2 ufc/g lors de la consommation quotidienne de 1011,5 ufc de ces bifidobactéries pendant 8 jours [22]. Le taux de récupération des bifidobactéries dans les selles est estimé à 29,7 % de la quantité ingérée. Après l’arrêt de la consommation, la concentration en bifidobactéries exogènes diminue progressivement et de façon parallèle à celle du marqueur de transit et elles disparaissent complètement au bout de 8 jours. Dans une autre étude, une bifidobactérie exogène (souche non précisée) consommée pendant 8 jours constitue rapidement la souche prédominante (67,2 %) parmi les bifidobactéries fécales avec une concentration fécale maximale de 108,8 ufc/g [23].
Lactobacilles
Lactobacillus rhamnosus GG consommé sous forme d’extraits congelés (15 sujets), dans du lait fermenté (15 sujets) ou dans du lactosérum (46 sujets) en quantité quotidienne d’environ 1011 ufc, est retrouvé dans les selles à des concentrations respectives de 106,4, 106,0 et 107,7 ufc/g [24]. Chez le tiers des sujets, la bactérie persiste 7 jours après l’arrêt de la consommation. La persistance de cette souche dans les fèces et au niveau de la muqueuse colique a été appréciée dans une autre étude [25]; L. rhamnosus GG persiste au niveau de la muqueuse 21 jours après l’arrêt de sa consommation, ce qui témoigne de la multiplication probable de la bactérie à ce niveau. Le devenir de la souche L. rhamnosus DR20 a été étudié chez 10 sujets. La consommation quotidienne de cette souche à 109,2 ufc augmente significativement le nombre total de lactobacilles dans les fèces et elle prédomine au sein de la population des lactobacilles chez plusieurs individus. La concentration moyenne est de 105,5 ufc/g et la souche disparaît après arrêt de la consommation du produit [26]. Deux études ont mesuré la survie dans les selles de la souche Lactobacillus casei Shirota chez des volontaires qui en consommaient quotidiennement 1010,1 ou 1011,5 ufc : la souche est trouvée à une concentration de 107 ufc/g de selles quel que soit le produit avec lequel elle est ingéré [27, 28]. Lactobacillus salivarius est décelable dans l’iléon 2 à 7 heures après son ingestion, sa concentration maximale atteint 106,3 ufc/ml et sa survie dans l’iléon après l’ingestion de lait fermenté contenant 1010,2 ufc est estimée à 11,8 % [29]. La survie fécale de la bactérie a été mesurée dans deux groupes de 20 volontaires ayant consommé chaque jour pendant 21 jours 1010 L. salivarius dans du lait frais ou fermenté ; les concentrations fécales varient entre 103 à 107 ufc/g ; elles sont plus élevées dans le groupe ayant ingéré le probiotique dans du lait frais. Chez quatre sujets, la persistance fécale dépasse 21 jours après l’ingestion et, pour l’un d’entre eux, la bactérie probiotique est toujours détectable dans les selles au bout de 6 mois. La survie iléale de la souche de Lactobacillus plantarum NCIMB 8826 a été étudiée après ingestion de 1010,2 ufc [30]. La bactérie est détectable dans le liquide iléal avec un pic de concentration à 108 ufc/ml 2 heures après son ingestion; elle se maintient à 105 ufc/ml pendant au moins 5 heures. Le taux de survie dans l’iléon est estimé à 7 %. La concentration fécale est de 108 ufc/g avec un taux de survie d’environ 25 %, ce qui démontre la multiplication du probiotique dans le côlon.
La survie fécale de la souche L. plantarum 299v a été étudiée chez 26 sujets [31]: 107 ufc/g sont détectées dans les selles lors de l’ingestion quotidienne de 1010,3 ufc. Dans une autre étude, la consommation d’un mélange de 19 souches de lactobacilles (chacune à la concentration de 108,7 ufc/g) multiplie par un facteur 10 la concentration des lactobacilles au niveau de la muqueuse jéjunale et ce jusqu’à 11 jours après l’ingestion [32].
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : SYSTEME DIGESTIF
I. DESCRIPTION DU TUBE DIGESTIF
II. MICROBIOTE INTESTINAL
DEUXIEME PARTIE : GENERALITES
I. Probiotiques
I.1. Definition
I.2. Survie des probiotiques dans le tube digestif de l’homme
I.3. Méthodes d’étude de la survie des probiotiques chez l’homme
I.4. Différents types de probiotiques
I.4.1. Bactéries du yaourt (Streptococcus thermophilus et Lactobacillus bulgaricus)
I.4.2. Bifidobacteries
I.4.3. Lactobacilles
II. PHARMACOLOGIE DES PROBIOTIQUES
III. RESUME
TROISIEME PARTIE : APPLICATIONS CLINIQUES
I. EFFETS DES PROBIOTIQUES SUR LE TRANSIT INTESTINAL
II. ACTION DES PROBIOTIQUES SUR LE SYSTEME IMMUNITAIRE
II.1. Mécanismes d’action potentiels
II.2. Probiotiques et l’immunité innée
II.3. Probiotiques et l’immunité adaptative
III. PROBIOQUES ET REGULATION DE LA REPONSE IMMUNE ALLERGIQUE ET INFLAMMATOIRE
II.1. L’allergie
II.2. Probiotiques et MICI : effet souche-spécifique et mécanismes potentiels
IV. LES PROBIOTIQUES ET LES PATHOLOGIES DIGESTIVES DE L’ENFANT
IV.1. Utilisation de probiotiques dans le traitement et la prévention des diarrhées aiguës du nourrisson et de l’enfant
V. PROBIOTIQUES ET CANCER COLORECTAL
V.1. Travaux épidémiologiques
V.2. Travaux expérimentaux
VI. LES PROBIOTIQUES ET LES INFECTIONS RESPIRATOIRES
VII. PROBIOTIQUES ET HELICOBACTER PYLORI
VIII. INFECTIONS URINAIRES
IX. RESUME
QUATRIEME PARTIE : LES PROBIOTIQUES EN OFFICINE
I. LISTE DE QUELQUES PROBIOTIQUES EN OFFICINE
II. INDICATION DES PROBIOTIQUES EN OFFICINE
II.1. Mycoses vaginales sous antibiothérapie ou lors de récidives
II.2. Diarrhée du voyageur
II.3. Diarrhée sous antibiothérapie
III. RECOMMANDATIONS SUR LES PROBIOTIQUES
III.1. Allégations
III.2. Effets indésirables
III.3. Contre-Indications
III.4. Conservation des probiotiques
IV. RESUME
CONCLUSION
REFFERENCE BIBLIOGRAPHIQUE
