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ACTIVITÉ MÉTABOLIQUE D E L A FLORE TOTALE ISOLÉE DE L'INTESTIN D E PORC

R Ô L E D E S D I F F É R E N T E S E S P È C E S M I C R O B I E N N E S

M. C. M I C H E L

Service de Biochimie et de Nutrition,

Centre national de Recherches zootechniques, Jouy-en-Josas.

S O M M A I R E

i ° L a flore microbienne, isolée des diverses parties d u tractus gastro-intestinal d u porc, présente c o n s t a m m e n t une i m p o r t a n t e a c t i v i t é catabolique à l'égard des acides aminés, qu'elle p e u t désaminer et décarboxyler.

20 Cette a c t i v i t é subit d ' i m p o r t a n t e s variations, s u i v a n t la localisation a n a t o m i q u e de la flore et s u i v a n t les individus, ainsi que d'après les saisons.

30 L'activité catabolique microbienne s'exerce é g a l e m e n t à l'égard des glucides, a v e c formation d'acides volatils ; l'urée produit de l'ammoniac e t la choline de la t r i m é t h y l a m i n e .

4° L a plupart d e s espèces qui c o m p o s e n t la flore microbienne d u porc sont susceptibles de désaminer l'arginine (entérobactéries, s t r e p t o c o q u e s , lactobacilles hétérofermentaires). Seuls les lactobacilles homofermentaires ne p o s s è d e n t p a s cette propriété.

5⁰ L'activité catabolique microbienne a u n i v e a u intestinal p r o v o q u e u n e perte d'énergie, ainsi que l'apparition de s u b s t a n c e s t o x i q u e s ( N H3 en particulier), dans le sang de l a ve i n e porte.

I N T R O D U C T I O N

L e t r a c t u s intestinal d u porc renferme des quantités importantes de microor- ganismes. Bien que l'existence de ces derniers soit connue depuis longtemps, ce n ' e s t que récemment que l a localisation, l'identification e t l a numération d'une p a r t i e des espèces qui composent la flore microbienne intestinale ont été effectuées. L e s résultats obtenus p a r divers auteurs varient s u i v a n t les conditions expérimentales e t les milieux d'isolement utilisés.

e t al (1950-1952), dans u n e étude d e l a flore fécale d u porcelet, identifient de i o

à i o

lactobacilles et levures p a r gramme.

P o u r

et al (1952, 1953), la flore fécale dominante du porcelet de 1 à 9 se- maines est constituée de coliformes, Shigella, P r o t é u s et staphylocoques. Différentes variations dans le nombre t o t a l des germes ont été mises en évidence p a r

e t al. (1953, 1953 a), en fonction des conditions d'alimentation et d'environnement.

Ces recherches limitées à l a flore fécale ont é t é étendues par

e t al (1954,

http://dx.doi.org/10.1051/rnd/19611016

M É T A B O L I S M E D E L A F L O R E I N T E S T I N A L E D U P O R C 17

1955), par

e t

(1953, 1955) et par

et

(1957 a, b, c). L e s résultats obtenus par ces derniers auteurs sont assez cohérents et montrent que l a flore dominante, dès l'estomac et j u s q u ' a u rectum, est constituée de lactobacilles, de streptocoques et d'anaérobies (de 1 0

à i o

par g r a m m e de contenu humide). L e s coliformes sont toujours présents et leur nombre, de i o

à i o

, croît de l'estomac au r e c t u m . L e nombre des levures, des clostridia et des P r o t e u s v a r i e très largement d'un animal à l'autre.

Si le nombre t o t a l des germes viables ne subit pas de variations importantes le long du tractus, nous a v o n s en r e v a n c h e constaté que le poids sec microbien, qui comprend à la fois les germes viables e t c e u x en cours d'autolyse, a u g m e n t e très largement de l'estomac a u rectum. L'influence de cette flore totale dans les processus métaboliques intestinaux est assez m a l connue. Son rôle anabolique, telle la synthèse de diverses vitamines, a été démontré chez diverses espèces, en particulier chez les ruminants (cf

1945). E n revanche, on est b e a u c o u p moins bien renseigné sur les a c t i v i t é s cataboliques de la flore à l'égard des substances ingérées par l ' h ô t e et de leurs produits de digestion. O n ne connaît pas non plus le rôle e x a c t joué par certaines espèces sous-dominantes (clostridia, levures, Protéus). Afin de préciser certains aspects des rapports entre l'hôte e t sa flore microbienne intestinale, nous a v o n s entrepris une étude des propriétés biochimiques de la flore complexe et d'espèces microbiennes isolées du t r a c t u s digestif du porc. L e résultat cherché est la meilleure connaissance du rôle de la flore intestinale dans le métabolisme de l'hôte, dans les cas n o r m a u x et pathologiques.

M A T É R I E L E T M É T H O D E S A . — I S O L E M E N T D E LA F L O R E I N T E S T I N A L E .

D è s l ' a b a t t a g e de l'animal, le c o n t e n u du tractus digestif est prélevé. D e s parties aliquotes des fractions s u i v a n t e s : i ° e s t o m a c ; 2° d u o d é n u m - j é j u n u m ; 3⁰ iléon ; 4⁰ c a e c u m ; 5⁰ colon près du cae- c u m ; 6° colon près d u r e c t u m , s o n t diluées a u 1 / 1 0 d a n s d u sérum p h y s i o l o g i q u e . Après h o m o g é n é i - sation, la suspension est filtrée sur gaze, puis on laisse sédimenter les fines particules alimentaires p e n d a n t 1 5 m i n u t e s . L a suspension microbienne est d é c a n t é e puis centrifugée ( 2 0 m n à 6 0 0 0 g ) . Le culot microbien est l a v é (sérum p h y s i o l o g i q u e ) , recentrifugé, et finalement repris par le m ê m e liquide par u n v o l u m e correspondant à la moitié du v o l u m e de départ.

B . — M E S U R E D E L ' A C T I V I T É C A T A B O L I Q U E D E S S U S P E N S I O N S .

L a suspension microbienne concentrée est diluée d a n s le substrat choisi et incubée à 37°C.

Les différentes s u b s t a n c e s , dosées par les m é t h o d e s indiquées et à divers intervalles de t e m p s pour déterminer la cinétique de la réaction, sont les s u i v a n t e s :

Substrat Substances dosées Méthode

( N (NH3) C 0² ( H²S Triméthylamine ( Cétoacides ( glucose j acide lactique ( acides volatils

Conway (a) Microdiffusion de H²S et dosage iodométrique.

Conway (b) Conway (c) Friedmann Mendel (2) Barker et Summerson

Conway (d) ( N (NH3)

C 0² ( H²S Triméthylamine ( Cétoacides ( glucose j acide lactique ( acides volatils

Conway (a) Microdiffusion de H²S et dosage iodométrique.

Conway (b) Conway (c) Friedmann Mendel (2) Barker et Summerson

Conway (d) ( N (NH3)

C 0² ( H²S Triméthylamine ( Cétoacides ( glucose j acide lactique ( acides volatils

Conway (a) Microdiffusion de H²S et dosage iodométrique.

Conway (b) Conway (c) Friedmann Mendel (2) Barker et Summerson

Conway (d) ( N (NH3)

C 0² ( H²S Triméthylamine ( Cétoacides ( glucose j acide lactique ( acides volatils

Conway (a) Microdiffusion de H²S et dosage iodométrique.

Conway (b) Conway (c) Friedmann Mendel (2) Barker et Summerson

Conway (d) ( N (NH3)

C 0² ( H²S Triméthylamine ( Cétoacides ( glucose j acide lactique ( acides volatils

Conway (a) Microdiffusion de H²S et dosage iodométrique.

Conway (b) Conway (c) Friedmann Mendel (2) Barker et Summerson

Conway (d)

Annales de Biologie animale. 1 - 1 9 6 1 . 2

P o u r la propagation des germes, on utilise les milieux s u i v a n t s :

i ° P o u r la culture de la flore t o t a l e , des bactéries lactiques et des streptocoques, le bouillon s u i v a n t (3) : extrait de v i a n d e 5 g — p e p t o n e 3 g — a u t o l y s a t de levure 1 0 g — glucose 2 0 g — H²0 . i 0 0 0 ml.

20 U n milieu de composition s u i v a n t e : p e p t o n e 5 g — e x t r a i t de levure 3 g — NaCl 3 , 5 g — P 04H2K 1 , 3 2 g — P 04H K2 3,68 g glucose 2 g — BLO 1 0 0 0 c m3, pour la culture des entérobactéries, cocci, P r o t é u s .

L e p H des milieux o b t e n u s est d'environ 6. Stériliser 2 0 m n à i 2 o ° C .

R É S U L T A T S O B T E N U S

U n e des propriétés cataboliques les plus répandues p a r m i la flore intestinale du porc concerne le catabolisme des acides aminés, et spécialement la désamination de ces derniers.

L,e tableau 1 indique les pourcentages de désamination de différents acides aminés, amides et peptides, p a r la flore du caecum du porc.

T A B L E A U 1

Désamination d'acides aminés et d'amides par la flore du caecum du porc.

Glutamine 96 Asparagine 80,5 Ac. aspartique 1 81,6 Oxy-proline 1 80,6 Ac. glutamique 1 + 74,9

Serine dl 74,1 Ac. aspartique dl 74

Histidine 1 74 Citrulline 1 71,1 Arginine 1 + 64,6 Alanine dl 60,5 Cystéine HCL 1 (—) 48,9

Leucine dl 37,7 Tyrosine dl 35,6 Leucine 1 34,7 Isoleucine dl 28,2 P-alanine 28,2

Valine 27,4 Glycocolle 25 Tyrosine 1 25,3 Leucyl-glycine dl 25 Norvaline dl 24,1 Norleucine dl 21,8 Isoleucine 1 + 21,2 21,2

Proline 1 20,3 Proline dl 16 Ornithine 1 14,8 Phénylalanine 1 13,8 Phénylalanine dl 13,3 Cystine dl 13,2 Homocystéine dl 13,2 Glycylglycine 12,3 Méthionine dl 8,8 Lysine 1 8,7

* Pourcentages de dégradation des groupements animés libres. Acides animés M/50 dans du tampon phosphates pH 6.6. Concentration microbienne 2 g/1. Durée d'incubation 42 h à 37° C.

I l s'agit dans tous les cas d'une désamination directe. L a flore ne produit pas la réaction de

et -la faible quantité d'ammoniac produite par autolyse a été déduite. L e s amides sont les substances les plus rapidement catabolisées. P a r contre, certains acides aminés indispensables, en particulier la lysine et la méthionine, ne sont pratiquement pas dégradés. Si cette désamination affecte la totalité des

(¹) Les acides aminés susceptibles de produire une solution alcaline (arginine base) ou acide (lysine 2 II CL) sont dissous dans un peu d'eau distillée ; la solution est neutralisée et amenée au volume requis par du tampon de pH 6,6.

(2) Dans les milieux complexes, contenant peu de glucides, on effectue vne défécation préliminaire à l'acé­

tate de cadmiim avant d'appliquer la méthode de MENDEL pour le dosage du glucose (DUMAZERT, 1 9 5 4 ) . (3) Les produits biochimiques utilisés sont de la marque D I F CO et les sels minéraux des produits R.P.

MÉTABOLISME D E LA FLORE INTESTINALE D U PORC 19

acides aminés, catabolisés a v e c des vitesses variables, l a décarboxylation de ces substances est une propriété moins répandue p a r m i la flore. L,es t a b l e a u x 2 e t 3 résu- ment les résultats obtenus.

TABLEAU 2

Décarboxylation d'acides aminés par la flore du caecum du porc.

QC02

Nombre d'essais

moyenne médiane limites

Acide aspartique 31,9 29,2 5,35 — 151 23

Acide glutamique 18,1 21 4,4 — 83 12

13,5 8,2 0 — 49,5 13

Tryptophane 5,6 5,4 T (i) - 24,5 13

Arginine 9,4 2 2 T « - 52,4 16

Histidine 4,88 2,33 T Q) - 19 11

T (i) T

O

Ornithine T « T

O

Méthionine 0,6 0,7 T Q - 1,2 9

Q) T : inférieur au témoin sans acide aminé.

Substrat M/50.

Concentration microbienne 1 g/1.

Durée d'incubation lfi h à 37°C.

Q 0 02 : microlitres dégagés par heure et par mg de poids sec microbien.

TABLEAU 3

Décarboxylation de l'acide aspartique

par la flore isolée à divers niveaux du tractus gastro-intestinal.

QC 02

Nombre d'essais

moyenne médiane limites

Nombre d'essais

20 23,9 0 — 53,3 9

Duodénum-jéjunum 22,6 17,8 1,4 — 46,7 11

34,1 31,5 3,2 — 87 10

Caecum 31,9 29,2 5,3 — 151 23

Colon (près caecum) 16,8 10,6 4,2 — 46,3 9

Colon (près rectum) 12,4 10,5 2,9 — 23,4 11

Substrat M/50.

Concentration microbienne 1 g/1.

Durée d'incubation 16 h à 37°C.

Qc o2 : microlitres dégagés par heure et par mg de poids sec microbien.

Ces résultats, relatifs à la désamination e t à la décarboxylation des acides aminés,

montrent clairement le rôle catabolique d e l a flore microbienne à l'égard des acides

aminés non indispensables e t des amides. L,a décarboxylation microbienne concerne

spécialement des acides aminés dicarboxyliques. P a r contre, la lysine e t l'ornithine

exercent u n effet inhibiteur particulier sur la respiration endogène d e la flore ; la

quantité d e C 0

libérée p a r celle-ci en présence de ces acides aminés est toujours plus faible que dans le témoin. Cette action est parfois exercée p a r l'histidine, l'arginine, et le t r y p t o p h a n e (tableau 2). Enfin, les acides aminés soufrés p e u v e n t être catabolisés a v e c libération de H

S , l a cystéine é t a n t particulièrement dégradée (tableau 4).

Ces diverses propriétés n e sont également p a s localisées t o u t a u long d u t r a c t u s gastro-intestinal. P a r exemple, l ' a c t i v i t é catabolique à l'égard de l'arginine est présente à tous les n i v e a u x intestinaux, a v e c u n m a x i m u m situé dans le c a e c u m . E n revanche, les germes capables de dégrader l'acide aspartique, la cystéine e t s u r t o u t la choline, sont plus n e t t e m e n t localisés dans l'iléon. Des t a b l e a u x 4 e t 5 résument ces observations.

T A B L E A U 4

Coefficients de dégradation des acides aminés et de la choline.

Valeurs moyennes obtenues sur 6 animaux abattus en juin

Lieu du prélèvement de la flore microbienne Estomac

jéjunum Duodénum Iléon Csecum Colon près cœcum

Colon près rectum

QH E3 (arginine) 5,3 5 8,1 8,5 8,15 5

Q0 02 (acide aspar-

tique) 0 11,9 31,6 9 7,35 6,15

Q³^ (cystéine) 0 0,01 11,3 0,07 0,90 1,3

Q(choline) 0 0,32 7,4 2,35 1,40 0,9

QNH³ — Qco² — QH²S _ ^\ produits par heure et par mg de poids sec microbien.

Qcholine = micromoles dégradées par heure et par mg de poids sec microbien.

T A B L E A U 5

Coefficients de dégradation de l'arginine mesurée sur 3 0 porcs abattus de mars à octobre.

Lieu anatomique du prélèvement de la flore microbienne

Estomac Duodénum

jéjunum Iléon Cœcum Colon

près csecum

Colon près rectum

Limites Médiane

3,41 0,79 — 12,6

1,52

4,76 1,25 — 12,6

4,71

6,35 0,68 — 19

6,50

7,65 1,51 — 19,7

6,2

6,25 1,71 — 10,6

5,75

3,55 1,83 — 5,71

3,50

* Valeurs exprimées en fxl de N H³ produits par heure et par mg de poids sec microbien.

D a n s u n m ê m e groupe d'animaux, a b a t t u s a u cours d'une m ê m e période d e l'année, l'activité catabolique microbienne subit d e fortes variations individuelles.

P o u r cette raison, o n observe une dispersion assez i m p o r t a n t e ; malgré cela, o n p e u t

constater sur u n grand nombre d ' a n i m a u x des variations saisonnières notables dans

M É T A B O L I S M E D E L A F L O R E I N T E S T I N A L E D U P O R C 2 1

l'activité métabolique microbienne. Ces observations ont été effectuées d e u x années consécutives. L,a figure i indique les valeurs médianes des observations effectuées mois par mois, et relatives à la dégradation de l'arginine par la flore d u caecum du porc.

195S

I 9 5 B

J F M A M I I 1 S 0 H D Mois

FIG. I — Dégradation de l arginine par la flore du caecum du porc.

(Valeurs médianes).

B . — C A T A B O L I S M E D E L A C H O L I N E .

O n connaît le rôle nutritionnel de la choline. P a r exemple u n régime carence en choline p r o v o q u e des lésions du foie (cirrhose, infiltration graisseuse) ainsi que des lésions hémorragiques du rein

et

1952). Or, la flore intestinale de plusieurs espèces catabolise u n e partie de la choline ingérée. Chez le chien,

et

(1955) ont m o n t r é que dans un segment isolé d'iléon, 15 p . 100 de la

T A B L E A U 6

Coefficients de dégradation de la choline.

Incubation de la flore microbienne ( 1 g/1) avec de la choline (M/iod) 1 6 h à 37°C.

Lieu de prélèvement

Estomac Duodénum

jéjunum Iléon Cœcum Colon

près caecum

Colon près rectum

Décembre 1955 0 0,695 0,700 0,550 0,460 0,160

0 0,450 0,268 0,330 0,670 0,518

— 0 0,098 0 0,024 0 0

Février 195fi 0 0 0 0 0 0

Mars 1956 0 0,022 0 0,047 0,046 0,011

Janvier 1957 0,006 0,062 0,097 0,073 0,036 0,045

— 0 0 0,083 0,043 0,035 0,029

Septembre 1957 . . . . 0 0,610 6,06 2,240 1,48 0,87

— . . . . 0 0 8,4 2,610 1,83 1.01

Qcholine = micromoles dégradées par heure et par mg de poids sec microbien.

choline mise en j e u (i g) étaient dégradés en i heure et apparaissaient sous forme de t r i m é t h y l a m i n e .

et de la

(1953) indiquent que chez l ' h o m m e 50 p . 100 de la choline ingérée est excrétée dans l'urine sous forme de triméthylamine, produite par la flore intestinale.

L,a flore intestinale du porc possède généralement cette propriété, mais les variations t o u t au long du tractus, et d'un animal à l'autre, sont très importantes (tableau 6). De nombre d'échantillons étudiés est insuffisant pour rendre c o m p t e des variations saisonnières, mais il semble que l'évolution de l ' a c t i v i t é soit parallèle à celle de la désamination, a v e c des fluctuations beaucoup plus larges.

C. — C A T A B O L I S M E D E S U B S T A N C E S D I V E R S E S .

a) Urée. — P a r m i les autres propriétés cataboliques étudiées, nous citerons d'abord le catabolisme de l'urée. E n effet, une certaine quantité de l'ammoniac présent au n i v e a u gastro-intestinal est produite par l'action de l'uréase microbienne sur l'urée apportée par la salive ou le sang. Ceci a été démontré chez l ' h o m m e par

et al.(1954) et chez le rat par F u

et

(1953).

Chez le porc l ' a c t i v i t é uréasique microbienne de la flore intestinale est très élevée, e t présente dans tous les échantillons étudiés. Cette a c t i v i t é a été mesurée par le test de

(1951).

b) Glucose. — In-vitro, la flore microbienne intestinale du porc possède une activité catabolique élevée à l'égard du glucose. D e s acides organiques sont produits, dans des proportions variables s u i v a n t la nature de la flore et le lieu a n a t o m i q u e du prélèvement. P a r exemple, la flore stomacale, constituée presque toujours de l a c t o - bacilles homofermentaires et hétérofermentaires ( R A I B A U D , 1957), fermente in-vitro le glucose a v e c production d'acide lactique. Da flore de l'intestin grêle produit ce m ê m e acide a u d é b u t de la fermentation. Il est ensuite transformé en acides organi- ques volatils. (Des résultats détaillés sont reportés dans une autre publication :

i960). I n - v i v o , l ' a c t i v i t é de la flore paraît s'exercer de la même manière, et de l'acide lactique se t r o u v e en quantité notable de l'estomac j u s q u ' a u caecum.

T A B L E A U 7

Teneur du contenu gastro-intestinal du porc en glucose et acide lactique {prélevé trois heures après le repas).

Valeurs exprimées en g pair litre de contenu (moyenne de 1 5 déterminations.)

Lieu de prélèvement Glucose Acide lactique

Estomac 1,59 7,72

Duodénum-jéjunum 3,88 4,72

Iléon 2,04 4

Cœcum Traces ( < 0,1 g/1) 0

Colon

— —

c) Pyruvate : In-vitro, le p y r u v a t e est rapidement d é c a r b o x y l é par la flore microbienne intestinale. Outre le C 0

, les produits de la réaction sont l'acide acétique

et l'acide lactique. Cette réaction catabolique p e u t être accompagnée, en présence

M É T A B O L I S M E D E L A F L O R E I N T E S T I N A L E D U P O R C

23 de N H

, p a r la synthèse d'acides aminés. E n effet, la flore microbienne, incubée à 37°C, p e n d a n t 16 heures, en présence de p y r u v a t e e t de ( N H

)

H P 0

produit de l'alanine (de 10 à 30 p . 100 de p y r u v a t e disparu), ainsi que de faibles quantités des acides aspartique e t glutamique. Ces acides aminés sont ensuite catabolisés p a r la flore

1956).

Synthèse intestinale de vitamine B12.

L a synthèse microbienne de l a v i t a m i n e B

a u n i v e a u intestinal a spécialement été démontrée chez les ruminants dont les besoins sont t o t a l e m e n t couverts de cette manière

e t al, 1954). Chez le porc, nous a v o n s observé

et al, 1955) que la quantité d e v i t a m i n e B

excrétée dans les fèces (mesurée p a r dosage micro- biologique) était b e a u c o u p plus élevée que l a quantité ingérée. Mais il est d o u t e u x qu'une partie importante de la B

synthétisée soit utilisée p a r l'hôte. E n effet, bien que la synthèse soit i m p o r t a n t e à partir d u caecum, seule u n e faible p a r t de c e t t e vitamine existe sous forme libre, l a majeure partie se t r o u v e dans les corps micro- biens. D e plus, l a flore microbienne synthétise des analogues de la v i t a m i n e B

(cyano- cobalamine) dans lesquels la partie nucléotidique est différente ( W I J M E N G A , 1950,

F O L K E R S

e t

1954) e t qui ne sont p a s directement utilisables p a r l'animal.

E n effet, on p e u t augmenter de façon significative le t a u x de v i t a m i n e B

dans le tractus intestinal d u porc e n supplémentant le régime en auréomycine, alors que la quantité de c e t t e v i t a m i n e stockée dans le foie n ' a u g m e n t e pas. P a r contre, l'élé- vation du t a u x de B

de l a ration produit u n e augmentation corrélative d u potentiel vitaminique d u foie

e t al 1955). L e t a b l e a u 8 indique les v a l e u r s observées dans les diverses parties de l'intestin. U n e m é t h o d e turbidimétrique utilisant esche- richia coli c o m m e organisme test a été utilisée pour le dosage de cette v i t a m i n e

( B U R K H O L D E R ,

I951).

T A B L E A U 8

Teneur en vitamine B^t„ du contenu intestinal du porc (mcg par kg de poids sec).

Mesures effectuées sur 6 animaux.

B^{1 2} totale (²) B^{1 1} libre (³)

Moyenne Médiane Limites Moyenne Médiane Limites

Duodénum-jéjunum . 30 (!) 32,5 12,5— 50 26,5 30 14 — 32,5

34,8 29 6 — 95,5 13,7 15,2 2,4 — 24

102 79 31 — 205 3,55 4,5 0,S — 8

Colon (près caecum). 200 190 94 — 350 10 10 3 — 19,5

Colon (près rectum). 452 340 158 —1300 15,8 7,5 2,8 — 76 (^x) La teneur obtenue au niveau du duodénum correspond à celle de l'aliment.

(²) B^{1 2} totale après extraction à l'ébullition.

(³) B^{1 2} libre obtenue par centrifugation du contenu.

Activité catabolique des souches isolées.

L e poids sec des microorganismes à u n m ê m e n i v e a u intestinal subit peu d'in-

fluence saisonnière. L a v a r i a t i o n d ' a c t i v i t é métabolique p e u t être reliée soit à la

prolifération, à certains n i v e a u x i n t e s t i n a u x e t à certaines époques, d'espèces micro- biennes qui possèdent ces propriétés, soit à des variations saisonnières d ' a c t i v i t é a u sein de mêmes espèces. I l é t a i t en conséquence indispensable d'étudier l'action de différentes espèces. L / é t u d e des propriétés biochimiques de souches microbiennes isolées d u contenu intestinal d u porc montre que parmi les espèces les plus largement représentées, seuls les lactobacilles homofermentaires ne produisent p a s d ' a m m o n i a c à partir de l'arginine. E n revanche, diverses souches de streptocoques, Protéus, Escherichia coli, e t c . . o n t présenté u n e a c t i v i t é généralement élevée (tableau 9).

TABLEAU 9

Activité catabolique de souches isolées à l'égard de l'arginine.

Nombre

Souches Moyenne Limites de souches

testées Lactobacilles homofermen-

taires 0 — 21

Lactobacilles hétérofermen-

taires 4,51 1,64 — 6,02 18

Streptococcus liquefaciens. 4,9 4,7 — 5,1 2 Streptococcus faecalis 12,6 11,1 — 14,1 3

4,8 2,1 — 7,9 6

Cocci divers 7,1 1,4 — 17 16

Bacilles Gram — lactose . 11,7 2,7 — 65 16

Escherichia Coli 7,6 3,1 — 10,6 7

Bacilles Gram + divers .. 7,7 4,2 — 16,2 5

Levures 8,1 6,6 — 9,6 2

D ' a u t r e s propriétés cataboliques sont moins généralement observées, en particu- lier, l a dégradation de l a choline, a v e c formation de triméthylamine, est le fait d ' u n petit nombre de souches dans les genres P r o t é u s e t Bacillus.

Da plupart des espèces représentées dégradent les glucides (glucose en particu- lier) mais les vitesses de fermentation sont très différentes. P a r exemple, les lactobacilles homofermentaires synthétisent rapidement l'acide l a c t i q u e a u x dépens d u glucose.

S'ils sont remplacés en flore dominante p a r des streptocoques, le t y p e de fermentation ne change pas, mais la vitesse de c e t t e dernière est diminuée d'environ 90 p . 100.

Vérification in-vivo.

D i v e r s effets cataboliques dûs a u x microorganismes, e t qui o n t été démontrés

in-vitro, p e u v e n t être vérifiés in-vivo, p a r le dosage a u n i v e a u intestinal e t sanguin

de substances p r o v e n a n t en grande partie sinon en totalité de ce catabolisme. D e

t a b l e a u 10 indique les résultats d'une série de mesures de l'azote a m m o n i a c a l effec-

tuées a u x n i v e a u x intestinal e t sanguin. D a n s le sang de l a v e i n e porte, on p e u t

observer des variations de concentration journalières en N H

, e n fonction du stade

digestif. B i e n que le nombre d'observations soit insuffisant p o u r établir u n e corréla-

tion rigoureuse, on note que les valeurs les plus élevées du t a u x de N H

, d u sang porte

sont obtenues p e n d a n t l'été, période d ' a c t i v i t é m a x i m u m de l a flore microbienne

intestinale.

MÉTABOLISME D E LA FLORE INTESTINALE D U PORC 25

TABLEAU 10

Teneur du contenu intestinal et du sang en azote ammoniacal.

(exprimée en mg/litre de produit frais)

Moyenne Limites Nombre d'animaux

Estomac 197 80 — 330 12

Duodénum-jéjunum 131 CO — 224 12

Iléon 150 112 — 274 12

Caecum 308 112 — 500 12

Colon (près caecum) 465 208 — 548 12

Colon (près rectum) 650 424 — 768 12

Sang artériel 0,25 0,2 — 0,5 4

Sang porte (animal à jeun) 2,2 0,2 — 3,2 5 Sang porte

(5 h après le repas) été .. 10,2 9,5 — 15 5

— hiver. 2,1 0,5 - 2,5 5

D I S C U S S I O N

Ces diverses actions cataboliques de la flore intestinale du porc sont suffisamment étendues et assez importantes pour modifier u n e partie des aliments ingérés et, de ce fait, influer sur la nutrition de l'hôte.

L e catabolisme glucidique est i m p o r t a n t de l'estomac a u caecum, mais la dégra- dation des glucides ne représente qu'une p e r t e plus ou moins importante de la valeur énergétique de l'aliment : les acides organiques formés n ' é t a n t p a s toxiques.

A u contraire, le catabolisme des acides aminés, de l'urée, de la choline p e u t produire des substances qui possèdent une action p h a r m a c o d y n a m i q u e directe.

Il s'agit soit des aminés produites par d é c a r b o x y l a t i o n , soit de l'ammoniac.

Cette dernière substance est toujours présente à une concentration relativement élevée dans l'intestin d u monogastrique. ( S i L E N et al, 1955) par des analyses de sang v e i n e u x p r o v e n a n t de différentes parties du t r a c t u s intestinal du chien, o n t montré que le colon est la principale source de N H

. N o s propres déterminations confirment ces résultats. A ce n i v e a u intestinal, la forte densité d'une flore en v o i e d'autolyse, l'absence de glucides, sont des conditions favorables à la formation d'ammoniac.

O n sait que cette substance est relativement t o x i q u e , ainsi que l'ont montré les études de

et al (1953) chez le chien, de

et al (1958), chez le rat.

D e nombreuses observations cliniques, chez l'homme, ont montré que le seuil de concentration toléré dans le sang était p e u élevé. Au-dessus de ce dernier, et spéciale- ment chez des individus souffrant de cirrhose, on p e u t observer des troubles neuro- logiques généralement associés a u c o m a hépatique. L ' i n g e s t i o n de résines cationiques, sous forme a m m o n i u m , par des individus cirrhotiques, produit ces troubles ( G A B U Z D A et al, 1952). L a corrélation entre ces s y m p t ô m e s et l'élévation d u N H

sanguin a été établie par

et al (1952), par

(1930) et

et al (1953).

L a t o x i c i t é de l ' a m m o n i a c p e u t être réduite dans u n e très large proportion p a r

l'arginine, administrée soit par voie parentérale

e t al, 1956), d u

(1957), soit per os

et

1958) et par l'acide aspartique

et al, 1958-1959). Ces auteurs o n t démontré le rôle i m p o r t a n t joué par cet acide aminé dans les processus tissulaires de d é t o x i c a t i o n de l ' a m m o n i a q u e p r o v e n a n t des effets cataboliques intestinaux et cellulaires.

L/'accroissement saisonnier des propriétés cataboliques de la flore microbienne intestinale p o u r r a i t avoir pour résultat de diminuer cette protection chez l'animal alimenté normalement. E n effet, l'arginine et l'acide aspartique sont aisément c a t a - bolisables par la flore, et p e n d a n t la période d ' a c t i v i t é m a x i m u m de cette dernière le t a u x de N H

du sang p o r t e est plus élevé.

E n raison du grand n o m b r e d'espèces microbiennes susceptibles de produire de l'ammoniac dans le t r a c t u s gastro-intestinal du porc, l'ammoniogénèse est rare- m e n t nulle, ainsi que l'indique le t a u x de N H

dans le sang porte. P a r contre, l'acti- v i t é catabolique à l'égard de la choline et de la cystéine, produite par u n p e t i t n o m b r e d'espèces, p e u t être nulle chez certains a n i m a u x . L e s facteurs capables d'orienter la prolifération des espèces responsables de ces divers actions cataboliques sont encore m a l connus. D a n s certains cas, la n a t u r e des substances ingérées p e u t déterminer le t y p e de la flore dominante. A i n s i

et al (1957) o n t montré que la flore stomacale de porcs nourris a v e c u n régime équilibré sans antibiotique est presque toujours représentée par des bacilles lactiques homofermentaires et hétérofermen- taires. L o r s q u e les a n i m a u x ingèrent une ration dépourvue d'azote, les lactobacilles disparaissent et sont remplacés par des coliformes. Sur ces mêmes animaux, nous avons observé que le poids sec microbien intestinal était très faible, ainsi que l ' a c t i v i t é catabolique. Mais dans le cas général, les facteurs responsables de l ' i m p l a n t a t i o n d'espèces déterminées au n i v e a u de l'intestin grêle et du colon sont plus difficiles à préciser, ainsi que les variations saisonnières d ' a c t i v i t é catabolique.

D a n s ce but, diverses voies d'approche sont possibles, en particulier l'étude des a n i m a u x sans germes, ainsi que l'emploi des inhibiteurs du métabolisme microbien intestinal.

Reçu en mai 1960.

S U M M A R Y

M E T A B O L I C A C T I V I T Y 0 F T H E TOTAL B A C T E R I A L FLORA I S O L A T E D FROM T H E I N T E S T I N E OF T H E P I G . A C T I V I T Y OF T H E V A R I O U S B A C T E R I A L S P E C I E S

1 ) T h e microbial flora is isolated from the gastro-intestinal tract of the pig b y fractional cen- trifugation. In vitro, it exerts a considérable catabolic a c t i v i t y ail the t i m e t o w a r d s a m i n o acids, which it can deaminate and d e c a r b o x y l a t e . T h e d e a m i n a t i o n occurring is principally t h a t of t h e amides and the non-essential a m i n o acids ; are the dicarboxylic a m i n o acids d e c a r b o x y l a t e d the m o s t rapidly (table 1 to 3).

2 ) This a c t i v i t y varies considerably, w i t h the a n a t o m i c a l location of the flora, w i t h the indi- viduals, and the seasons. I n particular, the arginine d e a m i n a t i o n coefficient, w h o s e m a x i m u m occurs in the c a e c u m , varies from 2 t o 8 from J a n u a r y t o J u n e (tables 4 to 6 and fig. 1 ) .

3) The microbial catabolic a c t i v i t y is directed also towards the carbohydrates, w i t h the forma tion of volatile acids ; urea produces a m m o n i a and choline produces t r i m é t h y l a m i n e .

4) Most of the species which compose the microbial flora of the pig are able t o d e a m i n a t e arginine (enterobacteria, streptococci, heterofermentative lactobacilli). Only the h o m o f e r m e n t a t i v e lactobacilli do not possess this property (table 9).

5) The microbial catabolic a c t i v i t y d e m o n s t r a t e d in vitro, h a s b e e n confirmed in vivo b y m e a - suring, in the intestine or the blood (portai v e i n ) , the substances produced b y the c a t a b o l i s m of a m i n o acids ( N H3) and of carbohydrates (lactic acid). (table 7).

M É T A B O L I S M E D E L A F L O R E I N T E S T I N A L E D U P O R C 27

6) I n t h e intestine, microbial catabolic a c t i v i t y produces Ioss of energy, b y t h e fermentation of carbohydrates and the breakdown of a m i n o acids, i t also m a k e s t o x i c substances appear ( N H3

in particular) in t h e blood of t h e portai v e i n .

R É F É R E N C E S B I B L I O G R A P H I Q U E S

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