MICROBIOTE: COMPOSITION, FONCTIONS ET OÙ IL SE TROUVE - LA BIOLOGIE - 2024

Le microbiote normal des êtres humains est l'ensemble des micro-organismes qui habitent le corps de manière standard, sans provoquer de maladie. Aujourd'hui, le terme de flore bactérienne est considéré comme inapproprié.

Sur le plan taxonomique, le microbiote est composé d'organismes très divers, allant des bactéries, archées et eucaryotes aux virus. Les communautés microbiennes varient considérablement dans différentes zones du corps. En d'autres termes, la composition des microbes dans la bouche ne correspond pas à celle trouvée dans l'intestin.

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Lorsque nous pensons aux bactéries - et aux micro-organismes en général - nous avons tendance à évoquer des sentiments péjoratifs quant à la présence de ces entités dans notre corps. S'il est vrai que diverses bactéries causent des maladies graves, généraliser cette conception n'est pas correcte.

Les micro-organismes de notre corps sont indispensables et établissent des relations mutualistes et commensales avec notre organisme. Notre microbiote a un impact significatif sur notre physiologie - à la fois directement et indirectement -, contribue à un certain nombre de fonctions métaboliques, nous protège contre les agents pathogènes, éduque le système immunitaire, entre autres fonctions.

Différents facteurs affectent la composition du microbiote humain. Parmi les plus importants figurent le régime alimentaire - à la fois dans l'enfance et à l'âge adulte -, le mode de naissance, l'utilisation d'antibiotiques, certaines conditions médicales, le génotype de l'hôte, entre autres.

Actuellement, il existe une série de nouvelles méthodes moléculaires qui permettent de caractériser le microbiote à l'aide de techniques de séquençage avancées et rapides. Le plus largement utilisé est le gène qui code pour l'ARN ribosomal 16S et est comparé à une base de données.

Qu'est-ce que le microbiote?

Le microbiote est défini comme l'assemblage de micro-organismes présents dans un environnement défini. Dans ce cas, les micro-organismes associés au corps humain. Le terme a été proposé par Lederberg et McCray, qui ont souligné les conséquences et les avantages de ces entités biologiques pour la santé humaine.

Il existe un terme très similaire: le microbiome. Dans la littérature, microbiome et microbiote sont souvent des concepts interchangeables. Cependant, si l'on veut être précis, le microbiome est le catalogue des microbes, avec leurs gènes.

Un terme associé est «flore» bactérienne, microflore ou flore intestinale. Les deux ont été utilisés pendant plusieurs décennies et étaient particulièrement pertinents dans la littérature médicale et scientifique.

Cependant, ce terme datant de 1900 est inapproprié, car la flore est un terme dérivé du latin fleur, associé aux plantes qui habitent une région particulière. Et comme il n'est pas fait référence à l'ensemble des microplants qui habitent le corps humain, le terme doit être abandonné et remplacé par microbiote, ou microbiome selon le cas.

Composition du microbiote normal

Le numéro

Le microbiote est constitué de plusieurs micro-organismes qui habitent le corps de chaque personne. En termes numériques, il existe entre 10 et 100 trillions (dépassant le nombre de cellules hôtes) de ces organismes symbiotiques, situés principalement dans le tractus gastro-intestinal.

Facteurs qui affectent la composition du microbiote

Le microbiote commence à se former dès la naissance du bébé, où son corps représente un nouvel environnement de colonisation microbienne. Cette colonisation dépend du mode de naissance, c'est-à-dire l'accouchement naturel ou la césarienne (cette dernière affecte significativement le microbiote).

Au fur et à mesure que le nourrisson grandit et se développe, la diversité du microbiote augmente linéairement, en fonction des premiers colonisateurs. Cela changera en fonction d'un large éventail de facteurs, tels que l'allaitement maternel, la consommation de certains aliments, le développement de maladies, entre autres.

Les recherches actuelles indiquent que l'alimentation est le facteur le plus important qui aide à déterminer le type de microbiote qui existera chez chaque individu.

Taxonomie

Taxonomiquement, ces microorganismes appartiennent aux trois domaines de la vie: les eucaryotes, les bactéries et les archées.

L'identité de ces organismes est très variable entre les individus, les régions corporelles de l'individu et la zone géographique où il vit. Dans la section suivante, nous décrirons plus en détail l'identité taxonomique du microbiote typique de chaque région du corps.

Alors sommes-nous vraiment humains?

Maintenant, connaissant l'énorme diversité d'organismes qui habitent notre corps, nous devons nous demander qui nous sommes et si nous pouvons vraiment nous considérer comme un individu.

Une vision plus adéquate est de nous considérer comme un superorganisme ou holobionte, puisque nous sommes constitués de 90% de cellules microbiennes et de 99% de gènes de microbes.

Où est-il situé?

Notre corps est un riche assemblage de micro-organismes, où chaque structure offre une niche potentielle pour leur développement. Ces relations mutualistes sont généralement spécifiques au site, où un certain ensemble de micro-organismes forme des colonies dans des régions spécifiques du corps. Les régions les plus importantes sont:

Microbiote intestinal

Au sein des niches fournies par le corps humain, il ne fait aucun doute que la mieux étudiée - au niveau de son microbiote - est le tractus gastro-intestinal.

Des milliers d'espèces se trouvent dans l'intestin d'un individu adulte, dominé par les phyla Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria et Verrucomicrobia.

Cette colonisation varie dans tout le tube digestif. Les lactobacillacées, les Erysiopelotrichaceae et les Enterobacteriaceae prédominent dans l'intestin grêle, riche des genres Bacteroides spp., Clostridium spp., Bifidobacterium spp.

Dans le côlon, les habitants les plus courants sont les Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachnospiraceae et Ruminococcaceae.

Cette différence dans la famille des bactéries dans tout l'intestin reflète les différences physiologiques qui existent dans tout l'intestin.

Dans l'intestin grêle, la croissance bactérienne est limitée par la concentration d'oxygène, la présence de peptides antimicrobiens et les valeurs de pH, tandis que dans le côlon, la charge bactérienne est plus élevée.

De plus, il existe une restriction bactérienne dans l'intestin grêle pour éviter la compétition pour l'absorption des nutriments entre les microorganismes et l'hôte.

Dans les fèces, les principaux détectés appartiennent au domaine des bactéries, bien qu'il existe également des représentants des archées (ordre des Methanobacteriales) et des eucaryotes (ordre des Saccharomycétales.)

Microbiote oral

La cavité buccale et les extensions contiguës représentent des régions de logement appropriées pour certains types de microorganismes, y compris la surface de la dent, la surface de la langue et d'autres structures kératinisées et non kératinisées.

Un élément fondamental de la cavité buccale est la salive. Dans un millilitre de ce fluide, nous pouvons trouver jusqu'à 100 millions de cellules bactériennes. Parmi celles-ci, environ 300 espèces ont été identifiées, tandis que 360 ​​autres ne se sont pas vu attribuer une identité taxonomique spécifique.

Le phylum qui domine la cavité buccale est les Firmicutes, suivis des Protéobactéries, Bactéroïdes, Actinobactéries, Spirochètes et Fusobactéries.

Concernant la diversité des archées, le genre Methanobrevibacter a été isolé à plusieurs reprises dans la cavité buccale.

Des études révèlent que la présence d'archées est liée au développement de maladies parodontales. Ainsi, le rôle de ces organismes dans l'établissement de relations commensales avec les invités n'est pas encore clair.

Le champignon dominant dans la cavité buccale appartient au genre Candida. Comme les espèces d'archées, elles ont été liées au développement de multiples maladies. D'autres genres communs dans la cavité sont: Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus et Fusarium.

Enfin, les virus les plus courants dans la bouche sont les herpèsvirus. On estime que 90% de la population en est propriétaire.

Microbiote urogénital

Appareil urogénital féminin

Les microbes qui vivent à l'intérieur du vagin sont en association fine et équilibrée de type mutualiste, protégeant leur hôte et échangeant des nutriments, en échange d'un environnement anoxique adapté à leur croissance.

Chez les femmes en âge de procréer, le vagin contient des quantités importantes d'acide lactique et d'autres substances antimicrobiennes, qui limitent la croissance du microbiote. Cet environnement est maintenu grâce à la présence de bactéries productrices d'acide lactique, en particulier Lactobacillus spp.

En effet, les bactéries appartenant à ce genre sont considérées depuis 1892 comme des habitants indispensables à la santé vaginale.

En plus de Lactobacillus, le vagin est caractérisé par la présence de microorganismes des genres: Staphylococcus, Ureaplasma, Corynebacterium, Streptococcus, Peptostreptococcus, Gardnerella, Bacteroides, Mycoplasma, Enterococcus, Escherichia, Veillonella, Bifidobandida et le champignon Bifidobandida.

À mesure que les femmes vieillissent et que les niveaux hormonaux fluctuent, le microbiote est modifié.

Appareil urogénital masculin

Comparé au tractus urogénital féminin, le microbiote masculin a été peu étudié et n'est pas connu avec autant de détails.

Certains des genres qui ont été signalés dans le pénis comprennent Staphylococus epidermidis, Corynebacterium spp., Lactobacillus spp., Entre autres.

Microbiote des poumons

Les poumons ont été des organes d'un grand intérêt pour l'étude de leur microbiote. Cependant, les études sur le sujet sont très limitées - couplées à la difficulté de prélever des échantillons. Bien qu'auparavant elles étaient considérées comme des zones stériles, aujourd'hui cette vision a été modifiée.

La présence des genres Streptococcus a été trouvée, et dans certains échantillons Haemophilus, Rothia, Prevotella, Veillonella et Fusobacterium.

Microbiote de la peau

Le plus grand organe de l'être humain est la peau, qui est recouverte d'une grande diversité de microorganismes et colonisée par eux dès la naissance.

Environ 200 genres bactériens ont été identifiés qui sont considérés comme des résidents de la peau. La plupart de ces espèces appartiennent à trois phylums, à savoir: Actinobacteria, Firmicutes et Proteobacteria.

La composition du microbiote cutané est étroitement liée au type de peau, aux habitudes et à la génétique de l'hôte, ce qui la rend extrêmement variable.

La plupart des microbes se nourrissent des sécrétions cutanées, ils forment donc des relations très étroites.

Caractéristiques

Digestion et production de vitamines

Le microbiote remplit une série de fonctions dans le corps humain, soulignant son rôle dans l'amélioration de la digestion.

Les bactéries qui vivent à l'extrémité du côlon sont liées au clivage des polysaccharides qui ne peuvent pas être efficacement métabolisés dans l'intestin grêle, ce qui augmente l'absorption des nutriments.

Il a également été démontré que différentes bactéries sont capables de produire des vitamines essentielles qui seront absorbées par l'hôte. Un exemple de ceci est l'un des organismes les plus connus des scientifiques: E. coli.

Compétition et protection contre les agents pathogènes

La compétition est définie comme une interaction antagoniste qui implique deux espèces ou plus en compétition pour une ressource commune.

Le spectre de micro-organismes inoffensifs que nous hébergeons dans notre corps est en concurrence constante avec les agents pathogènes et, dans la plupart des cas, ils parviennent à les déplacer - grâce à ce que l'on appelle en écologie le principe de l'exclusion compétitive.

On pense qu'ils constituent la première ligne de défense contre l'infection par ces agents pathogènes potentiels.

Comment le microbiote est-il étudié?

L'étude du microbiote remonte à l'époque d'Antonie van Leewenhoek, au début de 1680. Ce chercheur a étudié de manière comparative les différents microorganismes qui habitaient la zone buccale et dans les fèces, notant des différences significatives dans les deux domaines.

Les différences sont allées au-delà de la région du corps, puisque ce chercheur a également inclus des comparaisons entre des individus sains et malades dans sa conception expérimentale. De cette manière, il a réussi à montrer l'importance des micro-organismes dans la santé humaine.

Historiquement, l'étude du microbiote impliquait l'investissement de temps et d'énergie dans la génération de multiples cultures.

À l'heure actuelle, cette méthodologie a été remplacée par une approche moléculaire qui permet l'analyse des séquences génétiques de micro-organismes (généralement le marqueur moléculaire utilisé est le gène de l'ARN ribosomal 16S et 18S).

En analysant ces séquences, le taxon (eucaryotes, bactéries ou archées) peut être attribué à différents niveaux taxonomiques, jusqu'à ce que nous atteignions l'espèce.

Le terme métagénomique était à l'origine utilisé pour la caractérisation de l'ADN total, et aujourd'hui il est utilisé plus précisément pour désigner l'étude des marqueurs génétiques, comme le gène de l'ADN ribosomal 16S.

Que se passe-t-il lorsque des déséquilibres se produisent dans le microbiote?

Bien qu'il n'y ait pas de contour clair et précis de tous les organismes qui habitent le corps humain, on sait que le changement de leur abondance et de leur composition affecte la santé, des troubles de la digestion au développement de comportements anxieux.

Actuellement, des traitements axés sur le rétablissement du microbiote sain sont gérés chez des patients souffrant de certains troubles.

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