différentes perspectives thérapeutiques
2. Les prébiotiques
2.1 Définition du concept
Le terme de prébiotique a été introduit en 1995 par Gibson et Roberfroid [280]. Il désigne un ingrédient alimentaire non digestible par l’hôte mais qui stimule de manière sélective la croissance et / ou l’activité de certaines espèces bactériennes du côlon susceptibles d’améliorer la physiologie et donc la santé de l’hôte. Les prébiotiques sont considérés comme des facteurs de croissances des probiotiques et doivent avoir les caractéristiques suivantes [281] :
1. ni être hydrolysé, ni être absorbé dans la partie haute du tube digestif.
2. être un substrat sélectif d’une ou plusieurs bactéries bénéfiques, commensales du côlon, dont la croissance est alors stimulée et / ou le métabolisme activé.
3. en conséquence, induire une composition plus saine de la flore colique soit en favorisant la croissance de bactéries bénéfiques, soit en atténuant celle des souches pathogènes.
Or, les prébiotiques se caractérisent également par la modulation des activités métaboliques microbiennes influençant la physiologie de l’hôte à travers la production de métabolites actifs ou des activités enzymatiques. Pour tenir compte de ces observations, les auteurs ont requalifié leur définition initiale de la façon suivante : « les prébiotiques sont des ingrédients alimentaires fermentés de façon sélective qui induisent des modifications spécifiques à la fois dans la composition et l’activité de la microflore gastrointestinale et qui favorisent le bien-être et la santé de l’hôte » [282].
La plupart des prébiotiques sont des glucides d’origine végétale ou synthétique, ils peuvent être des sucres non digestibles, des peptides ou des protéines et même des lipides qui, en raison de leur structure ne sont pas absorbés dans l’intestin grêle.
Certains prébiotiques sont naturellement présents dans des aliments, et d’autres sont ajoutés dans des aliments à visée fonctionnelle ou dans des suppléments alimentaires.
Actuellement, le plus important des polysaccharides naturels, autre que l’amidon, est l’inuline, qui se trouve dans les artichauts, les asperges, les oignons, l’ail, le poireau, la
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banane…C’est un fructo-saccharide naturel. La liaison ß 1-2 unissant les radicaux fructosyl entre eux n’est pas hydrolysable par les enzymes digestives de l’homme. Par contre, l’enzyme ß fructosidase des Bifidobactéries permet son hydrolyse [283].
On peut trouver également les fructo-oligosaccharides (FOS), ou oligofructoses, le lactulose, les galacto-oligosaccharides (GOS) et les transgalacto-oligosaccharides (TOS).
2.2 Mécanismes d’action et effets positifs
Tout comme pour les probiotiques, le rôle bénéfique des prébiotiques sur la santé de l’hôte serait lié à différents effets physiologiques [284] :
- Modulation de la flore intestinale à travers la fermentation sélective par la flore bénéfique commensale au détriment des pathogènes entériques.
- Amélioration de la motilité intestinale et soulagement de la constipation par augmentation de la pression osmotique, production de butyrate (source d'énergie pour les colonocytes), production de gaz et augmentation de la biomasse bactérienne.
- Stimulation de l'absorption minérale (calcium, magnésium) et réduction des risques d'ostéoporose par acidification du milieu améliorant la solubilisation minérale.
- Diminution de l'absorption du cholestérol par effets hypolipidémiques et hypoglycémiques en produisant l'acétate et le propionate modulant la lipogenèse et la néoglucogenèse hépatiques, ainsi que l’induction de la sécrétion d'hormones intestinales (incrétines).
- Diminution de la diarrhée par inhibition de la flore pathogène en favorisant la croissance de la flore bénéfique et la fixation aux sites d'adhésion des pathogènes.
-
Immunomodulation et effets anti-inflammatoires par modulation du système immunitaire via la flore endogène et production d'acides gras anti-inflammatoires.-
Prévention du cancer colorectal par modulation du système immunitaire via la flore endogène, production de butyrate inhibant la prolifération des cellules cancéreuses et inhibition de la flore présentant une activité pro-carcinogène.La consommation des FOS stimule la croissance de Bifidobactéries, inhibe les Clostridium et permet l’amélioration du bien-être de l’enfant [285]. Ces effets bifidogènes ont été confirmés par d’autres études [286].
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Certains GOS présentent les mêmes caractéristiques. Des dextranes et OligoDextranes (OD) fermentés par des Lactobacilles et Bifidobactéries entrainent la production des acides gras à chaîne courte tels que le butyrate [287, 288].
En conditions in vitro des Lactobacilles vaginaux peuvent croître en présence d’OD [289] et des OligoAlternanes peuvent être fermentés par des bactéries de la flore commensale [290].
Chez l’humain, des effets bifidogènes ont été notés suite à la consommation de FOS, d’inuline, de GOS ou de TOS [280, 291-294].
La consommation de polydextroses augmente la vitesse du transit intestinal et permet ainsi d’améliorer la consistance des fèces chez des sujets souffrant de constipation chronique [295].
Une formulation infantile contenant des FOS et des GOS en association avec des protéines partiellement hydrolysées et de l’acide palmitique, permet également l’amélioration de la constipation chez l’enfant et le nouveau-né [296, 297].
Chez l’humain, la consommation des FOS en solution dans du lait ou lyophilisés n’a pas permis la modification de l’absorption de calcium [298, 299].
Par contre, l’administration de fructanes à des adolescents aboutit à l’augmentation de l’absorption de calcium, 8 semaines après le début du traitement. Après un an, la minéralisation et la densité des os étaient significativement améliorées chez le groupe ayant reçu les prébiotiques [300].
La consommation d’inuline fait baisser le LDL
et
le cholestérol total chez des sujets souffrant d’hypercholestérolémie [301].A l’opposé, un mélange de FOS et de GOS n’entraine pas la diminution du LDL sanguin chez des nouveau-nés nourris avec du lait reconstitué, en comparaison avec un groupe nourri au lait maternel [302].
Le traitement de souris C57Bl6/J par des GOS lors d’un régime enrichi en graisses animales, a permis l’amélioration du métabolisme du glucose. Ce qui suggère que les GOS
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pourraient être appliqués dans la diminution des troubles liés à une hyperglycémie notamment chez les sujets atteints de diabète type 2 [303].
Dans le cas de la diarrhée du voyageur, la consommation de FOS avant le départ et pendant le séjour à l’étranger n’entraine aucune amélioration significative de la survenue des symptômes, si ce n’est une sensation de bien-être accrue durant le séjour [304].
Par contre, les effets bifidogènes de ces mêmes FOS ont permis la prévention des phénomènes de rechute chez des patients souffrant d’infections intestinales à Clostridium difficile [305].
2.3 Critères de sélection
Les prébiotiques doivent répondre à certaines propriétés pour être efficaces. La définition réactualisée a permis d’établir trois critères de sélection qui doivent être prouvés in vitro et in vivo avant une validation par des essais cliniques :
•Les produits testés doivent résister à l’hydrolyse acide dans l’estomac, aux enzymes digestives et à l’absorption intestinale pour être délivrés intacts dans le côlon.
• Les candidats prébiotiques doivent pouvoir être métabolisés par des bactéries commensales de l’intestin.
• Les prébiotiques potentiels doivent pouvoir être utilisés comme source de carbone et favoriser la croissance de bactéries bénéfiques commensales du tube digestif (Lactobacilles, Bifidobactéries etc…) et induire chez celles-ci des activités physiologiques bénéfiques pour l’hôte (stimulation de l’activité métabolique, production des enzymes, etc…).
La dose de prébiotiques ingérée quotidiennement n’induit des effets que de façon faiblement dose-dépendante. Ces effets sont liés au sujet et positivement corrélés à la quantité de Bifidobactéries présentes dans la flore fécale avant le début du traitement [282].
2.4 Sécurité
Certains désordres peuvent survenir après l’ingestion de prébiotiques suite à leur fermentation dans le côlon, tels que des diarrhées osmotiques, des flatulences et des douleurs abdominales. Cependant, ces troubles restent limités et liés à une consommation excessive
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plutôt qu’à la nature du prébiotique. L’ingestion de 10 g à 20 g d’Oligo-fructose n’entraine pas d’effets indésirables. Lorsque cette dose est portée de 31 g à 41 g, certains des symptômes décrits ci-dessus peuvent se manifester [306].
2.5 Indications
Les rôles bénéfiques des prébiotiques sur l’obésité et les syndromes métaboliques a été élucidé. En effet, les substances nutritives ayant des propriétés prébiotiques permettent la stimulation de la fonction endocrine de l’intestin par augmentation de la production cellulaire de GLP-1 et GLP-2, ce qui induit une diminution de la masse graisseuse, de la consommation alimentaire, de la glycémie et de la résistance à l’insuline [307].
Ces substances permettent également la modulation de l’activation du système endocannabinoïde au niveau des tissus adipeux et de l’intestin.Ce qui contribue à la diminution de la perméabilité intestinale, l’endotoxinémie et donc l’inflammation.
Une étude a montré que l’inuline modifiait profondément le profil lipidique et entraine une diminution de la taille des lésions athérosclérotiques de 35 % [308].
En revanche, des oligosaccharides permettaient seulement une diminution du taux plasmatique de triglycérides sans modifier le taux de cholestérol et la taille des plaques [309].
Les prébiotiques peuvent aussi empêcher la dégradation de la génistéine par la microflore de l’intestin humain [310], elle représente l’isoflavone principale contenue dans le soja et qui empêche in vitro la croissance des cellules cancéreuses.
Les prébiotiques présentent un intérêt pour la nutrition des jeunes enfants des nouveau-nés, en l’absence ou après l’interruption de l’allaitement maternel. En effet, l’ajout de prébiotiques dans les laits maternisés permet de limiter les désordres gastro-intestinaux [311] et aussi d’augmenter significativement la concentration de Bifidobactéries dans les selles (et probablement aussi dans l’intestin) des enfants prématurés [312].
Chez ces enfants, l’administration prolongée de probiotiques entraine une élévation des anticorps IgM et IgA spécifiquement dirigés contre les probiotiques. Ainsi les germes vivants dans les selles disparaissent presque entièrement malgré l’administration continue de probiotiques.
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