Formes bacteriennes.
Concours/exposition de photographies sur le thème « Arts et science » à Jouy-en-Josas en 2009.. © © INRA, MEYLHEUC Thierry

Microbiote intestinal et santé

Mise en évidence d’une empreinte nutritionnelle dans l’intestin

Le développement de maladies métaboliques chez l’adulte est en partie déterminé par une alimentation mal-adaptée avant et après la naissance. Ce concept d’empreinte nutritionnelle était démontré pour de nombreux organes mais les données pour le tube digestif, acteur nouvellement reconnu dans la physiopathologie de ces maladies, étaient rares. En utilisant des porcelets ou des ratons, nous avons mis en évidence que la physiologie du tube digestif de l’adulte pouvait être programmée par l’alimentation reçue en période périnatale.

Mis à jour le 05/07/2013
Publié le 07/06/2013

La nutrition pendant les stades précoces de la vie conditionne certaines fonctions physiologiques et métaboliques de façon durable et participe au développement des maladies métaboliques de l’adulte. Ce concept d’empreinte nutritionnelle, mis en évidence à la fin des années 1980 (Barker et al., 1989), a été étayé par de nombreuses données épidémiologiques et expérimentales sur les organes ou les tissus (pancréas, tissu adipeux,…) impliqués directement dans la physiopathologie de ces maladies (Hales et al., 1991). En parallèle de ces travaux, le rôle de l’intestin, et notamment du microbiote et de la fonction barrière, dans la physiopathologie de l’obésité et du diabète de type 2 a émergé ces dernières années (Turnbaugh et al., 2006 ; Cani et Delzenne, 2009). Notre hypothèse était que l’intestin est lui aussi soumis à une empreinte nutritionnelle et que son rôle dans l’apparition des maladies métaboliques de l’adulte est conditionné par cette empreinte. La démonstration d’une programmation précoce des fonctions intestinales et la compréhension des mécanismes impliqués permettraient de proposer des actions précoces de prévention des maladies métaboliques dont la prévalence ne cesse d’augmenter.

En utilisant deux modèles animaux (porc, rat) et divers paradigmes expérimentaux, nous avons pu mettre en évidence une empreinte nutritionnelle de l’intestin. Ainsi, chez le porc, une formule d’allaitement protéines modifie-t-elle la réponse inflammatoire aux lipopolysaccharides bactériens dans l’iléon et le côlon de l’adulte soumis à un régime riche en lipides  via des modifications de la voie NF-kB et du microbiote (Chatelais et al.,  2011; Boudry et al., 2012). De même, des perturbations de la colonisation bactérienne du tube digestif des porcelets induites par un traitement antibiotique maternel péripartum, modifient la réponse de l’intestin (barrière intestinale, système immunitaire intestinal) à un régime riche en lipides (Arnal et al., 2012 ; Boudry et al., 2012). Une alimentation déséquilibrée en protéines pendant la gestation modifie également les capacités de renouvellement épithélial de l’intestin de la descendance au stade adulte (Mickiewicz et al., 2012). Chez le rat, la malnutrition périnatale modifie l’adaptation des mécanismes de défense de l’intestin grêle en réponse à un régime riche en lipides chez le rat adulte, via des modifications d’expression de facteurs de transcription clés dans les processus de prolifération et de différenciation cellulaire épithéliale (Lallès et al., 2012).

Collectivement, ces travaux nous ont permis de démontrer l’existence d’une empreinte nutritionnelle : l’adaptation de l’intestin à un régime obésogène chez l’adulte semble être dépendante de la façon dont le microbiote et certaines fonctions intestinales se sont mises en place en période périnatale. Nous nous attachons maintenant à en étudier les mécanismes afin d’évaluer si ces phénomènes sont évitables et/ou réversibles.

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En savoir plus

  • Arnal ME., Perrier C, Lallès JP (2012). Short- and long-term alterations in colonic permeability, absorptive-secretory physiology and heat shock proteins in pigs born to antibiotic-treated mothers.Colloque SF-DOHaD, Paris, France,8-9 Novembre 2012. Page 49
  • Boudry G, Ferret-Bernard S, Savary G, Le Normand L, Perrier C, Perez-Gutteriez O, Zhang J, Smidt H, Le Huërou-Luron I (2012) The maternal microbiota influences the post-natal development of gut barrier function and immune system in piglets and their gut adaptation to a high fat diet later in life.GastroenterologyVol. 142, Issue 5, Supplement 1, Page S-14
  • Boudry G, Jamin A, Chatelais L, Gras- Le Guen C, Michel C, Le Huërou-Luron I (2012) Dietary protein excess during neonatal life alters colonic microbiota and mucosal response to inflammatory mediators in female adult pigs.J Nutr, en révision
  • Chatelais L, Jamin A, Gras-Leguen C, Lallès JP, Le Huërou-Luron I, Boudry G (2011) The level of protein in milk formula modifies ileal sensitivity to LPS later in life in a piglet model.PlosOne, 6: e19594 [comment inGastroenterology141, 5:1939-41]
  • Lallès JP, Orozco-Solís R, Bolaños-Jiménez F, de Coppet P, Le Dréan G, Segain JP (2012) Perinatal undernutrition alters intestinal alkaline phosphatase and its main transcription factors KLF4 and Cdx1 in adult offspring fed a high-fat diet.J Nutr Biochem, 23:1490-7.
  • Mickiewicz M, Zabielski R, Grenier B, Le Normand L, Savary G, Holst JJ, Oswald IP, Metges CC, Guilloteau P. (2012) Structural and functional development of small intestine in intrauterine growth retarded porcine offspring born to gilts fed diets with differing protein ratios throughout pregnancy.J Physiol Pharmacol, 63:225-39