L’intestin humain héberge une communauté bactérienne complexe et diverse appelée microbiote intestinal. Ce microbiote, stable au cours de la vie, est spécifique à chaque individu malgré l’existence de quelques dizaines d’espèces bactériennes partagées par la majorité des adultes. Au cours de la dernière décennie de nombreuses études ont révélé l’importance de ce microbiote dans notre santé. En particulier, un déséquilibre de ce microbiote (dysbiose) pourrait être impliqué dans le développement de nombreuses pathologies telles que l’obésité, le diabète, le cancer ou des pathologies psychiatriques. Par ailleurs, l’influence de certains régimes alimentaires sur la santé pourrait être en partie dû à leurs effets sur le microbiote. Cela pourrait ainsi être le cas des régimes cétogènes (KD) dont les relations avec le microbiote intestinal ont commencé à être élucidées ces dernières années.

Les régimes cétogènes, pauvres en glucides et riches en graisses, visent à induire un état de cétose nutritionnelle. Les acides gras sont ainsi transformés par le foie en corps cétoniques qui vont constituer le substrat énergétique principal. Ces régimes sont utilisés depuis les années 1920 pour le traitement de l’épilepsie réfractaire et gagnent actuellement en popularité comme thérapie potentielle de l’obésité et des troubles métaboliques associés.

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Le régime cétogène modifie le microbiote intestinal

Seules quelques études ont étudié l’impact des KD sur le microbiote intestinal chez l’homme. Une augmentation significative de Desulfovibrio spp, dans une population italienne et une diminution de la diversité et de l’abondance relative des Actinobactéries dans une cohorte chinoise ont par exemple été observées suite à l’administration de KD. Une étude sur des enfants épileptiques a par ailleurs révélé une réduction des bifidobactéries (espèces B. longum et B. adolescentis) et d’espèces productrices de butyrate. Chez des enfants épileptiques, il est intéressant de noter qu’une composition distincte du microbiote a été constatée chez les enfants répondeurs (réduction des crises épileptiques) et non répondeurs au KD, ce qui suggère que le microbiote pourrait contribuer à leur efficacité. Très récemment, il a été montré que la diminiution des bifidobactéries était due à la production par l’hôte de corps cétoniques qui inhibent spécifiquement la croissance de ces bactéries. Cette étude a également révélé que la restriction des glucides, plutôt que l’apport élevé en graisses, pourrait être le principal facteur contribuant à l’impact des KD sur le microbiote intestinal. Par ailleurs, en transférant à des souris le microbiote de patients ayant reçu le régime KD, ces chercheurs ont démontré que ce microbiote réduisait le nombre de lymphocytes Th17 intestinaux suggérant un effet anti-inflammatoire du microbiote modifié par le régime KD.

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Le microbiote intestinal est nécessaire à l’effet anti-épileptique du régime cétogène

L’étude d’Olson et al. a permis d’établir de façon décisive l’implication du microbiote intestinal dans les effets anti-épileptiques du régime KD, et ceci dans deux modèles murins d’épilepsie réfractaire. Ainsi, il a d’abord été montré que l’élimination du microbiote par des antibiotiques réduit fortement les effets anti-épileptiques du régime KD. De plus, la transplantation du microbiote de souris ayant reçu le régime KD permet de protéger les souris receveuses contre les crises d’épilepsie. Akkermansia muciniphila et Parabacteroides seraient les bactéries intestinales responsables de ces effets protecteurs.

Conclusion.

En conclusion, il apparaît évident que les régimes KD modifient le microbiote intestinal et que ces modifications contribuent aux effets de ces régimes sur la santé et en particulier à leurs propriétés anti-épileptiques.

Références :

Ang QY, Alexander M, Newman JC, et al. Ketogenic diets alter the gut microbiome resulting in decreased intestinal Th17 cells. Cell. 2020 Jun 11;181(6):1263-1275.e16.

Gérard P. The crosstalk between the gut microbiota and lipids. OCL, 2020, 27, 70.

Lindefeldt M, Eng A, Darban H, et al. The ketogenic diet influences taxonomic and functional composition of the gut microbiota in children with severe epilepsy. npj Biofilms Microbiomes. 2019;5:1–13.

Olson CA, Vuong HE, Yano JM, et al. The gut microbiota mediates the anti-seizure effects of the ketogenic diet. Cell. 2018; 173(7):1728-41.

Tagliabue A, Ferraris C, Uggeri F, et al. Short-term impact of a classical ketogenic diet on gut microbiota in GLUT1 Deficiency Syndrome: A 3-month prospective observational study. Clin Nutr ESPEN. 2017;17:33–7.

Wheless JW. History of the ketogenic diet. Epilepsia. 2008; 49(Suppl. 8):3-5.

Zhang Y, Zhou S, Zhou Y, et al. Altered gut microbiome composition in children with refractory epilepsy after ketogenic diet. Epilepsy Res. 2018;145:163–8z/

Mais qui est Phillipe Gérard ?

Directeur de recherche chez INRAE | Responsable équipe AMIPEM chez Institut MICALIS.

Après une maîtrise en Biochimie et un DEA en Nutrition, Philippe Gérard a obtenu son doctorat en Microbiologie en 1999 à l’Université de Nancy. Après deux de postdoctorat au CEA de Grenoble, il a été recruté comme chargé de recherche INRA en 2001. Il a alors développé des recherches portant sur l’étude des fonctions des bactéries intestinales en utilisant des modèles animaux axéniques (dépourvus de microbiote), et plus particulièrement sur l’influence de ces bactéries intestinales sur les maladies métaboliques (obésité, diabète, pathologies hépatiques). En 2010, il est devenu responsable de l’équipe AMIPEM (Alimentation, Microbiote Intestinal, Pathologies Encéphaliques et Métaboliques) de l’Institut Micalis (INRA, Jouy-en-Josas, France) avant d’obtenir le grade de Directeur de recherche en 2014. Son équipe de recherche a établi que les souris axéniques sont résistantes à une obésité et une insulino-résistance induites par un régime hyperlipidique et que le microbiote intestinal joue un rôle prépondérant dans le développement de la stéatose hépatique ainsi que dans la maladie alcoolique du foie. Son équipe développe par ailleurs des projets visant à définir l’influence du microbiote intestinal sur l’axe intestin-cerveau et le développement de désordres psychiatriques. Depuis 2014, il est membre des conseils scientifiques de la Société Française de Nutrition et de l’International Association for Gnotobiology. Il est l’auteur de plus de 50 publications et chapitres de livre, et a donné plus de 40 conférences invitées portant sur le microbiote intestinal et son importance pour la santé.

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