L’obésité liée à une inflammation du système immunitaire ? La piste médicale à prendre avec précaution

Atlantico : Lorsque deux personnes mangent la même pizza de 3 000 calories, par exemple, leur corps absorbe différentes quantités d'énergie. Pour quelles raisons certains systèmes digestifs sont-ils plus efficaces que d'autres pour extraire les calories des aliments ?

Les calories sur l’étiquette? Une très vague indication (https://www.theatlantic.com/health/archive/2016/05/the-number-to-avoid-on-the-new-nutrition-labels/483914/)

Le premier point est de savoir que pour une même quantité de calories sur l’étiquette les produits ne sont pas les mêmes. En effet le nombre de calories est calculé à partir de tables et non mesuré dans un four calorimétrique. Ensuite l’organisme est très différent d’un four calorimétrique. Voilà au moins deux faits qui expliquent que les calculs de calories préconisés sont faux. C’est tellment vrai que la FDA laisse aux entreprises du secteur agro-alimentaire une grande latitude quant à l'exactitude des calories indiquées sur les étiquettes des emballages: 20% dans les deux sens. Cela signifie que si une étiquette indique 200 calories par portion, cela peut représenter 240 calories ou 160 calories ou un nombre entre les deux. Dans votre exemple cela signifie entre 3600 et 2400 calories. Ce qui ne signifie pas que les calories ne comptent pas mais que les indications dont nous disposons, nous consommateurs, sont très approximatives et qu’il est donc vain de faire un compte des calories pour espérer améliorer son régime alimentaire. 

Les produits alimentaires sont très différents les uns des autres

Vous pouvez faire chez vous une pizza de 3000 calories avec une pâte de farine intégrale, des ingrédients tous entiers et frais, vous pouvez aussi acheter une pizza de 3000 calories faite avec une farine raffinée, des acides gras trans et des ingrédients tous industriels! La première va entraîner une absorption de calories bien moindre car elle contient des matrices alimentaires qu’il faudra digérer longuement avec un coût énergétique et un résidu calorique dans les selles. La seconde ne contient que des produits industriels juxtaposés et cuits ensemble donc déjà assimilables à un moindre cout énergétique.Je m'explique dans la première, imaginons qu'il s'agisse d'une pizza sicilienne il y a des anchois. Les anchois sont des poissons qui sont cru au départ et qui sont mis au sel. La pâte de blé intégral est plus longue à digérer car elle contient beaucoup de fibres et que sa mouture est plus grossière ce qui ralentit la digestion de l’amidon, un sucre. Les tomates sont entières, il ne s'agit pas d'une pâte de tomates, ce qui augmente la quantité de micro-nutriments notamment de lutéine, de vitamine C, de fibres ces dernières diminuant l’absorption des calories. Dans la seconde c’est une pâte d’anchois transformée mécaniquement et/ou par cuisson/pasteurisation. C’est une pâte de tomate avec de nombreux ingrédients et additifs souvent du sucre et du sel, le “fromage” peut être une mixture de protéines végétales transformées à partir du soja etc. C’est comestible mais c’est aussi très vite absorbé tout en étant dense en calories et très pauvre en micronutriments.

Ensuite c’est la question de la cuisson, plus la cuisson se fait à haute température plus les calories seront absorbables car les aliments sont fragmentés ou transformés par la cuisson. En même temps les vitamines thermosensibles ont disparus. Ce qui a été utile pendant toute l’histoire précédente de l’humanité où les calories étaient rares devient délétère aujourd’hui.

Digérer nécessite de l’énergie et, désolé, mais les nutriments ne sont pas égaux. 

La digestion c’est absorber des nutriments pas des calories. Ces nutriments peuvent être source d’énergie ou de constituants de molécules organiques qui servent à construire les structures de la cellule et de l’organisme. Sans entrer dans les détails, le processus de digestion nécessite de l’énergie à l’échelon cellulaire pour les réactions enzymatiques mais aussi au niveau systémique car le débit sanguin dans le tube digestif est fortement augmenté, les organes digestifs se contractent, les sécrétions salivaire, gastrique, pancréatique et intestinales sont intenses. Les protéines prennent le plus d'énergie à digérer (20 à 30% des calories totales en protéines consommées vont à la digérer). Viennent ensuite les glucides (5-10%) et les graisses (0-3%). Ainsi, si vous consommez 100 calories provenant des protéines, votre corps en utilise 20 à 30 pour digérer et absorber ces protéines. 

Le tube digestif

il est utile de considérer le système digestif de l'individu. La qualité de la digestion dépend de la fonctionnalité de l'ensemble du tube digestif, sécrétion d'acide par l'estomac, motricité de l'estomac qui malaxe le bol alimentaire, sécrétion du pancréas exocrine avec notamment l'amylase mais aussi pancréas endocrine avec l'insuline et le glucagon, sécrétion du tube digestif lui-même puisque le petit intestin sécrète des peptides qui influencent beaucoup la digestion. Cette fonctionnalité du tube digestif se dégrade avec l'âge, c'est la raison pour laquelle il faut être attentif à la nutrition des personnes âgées qui vont absorber beaucoup moins de nutriments que les sujets jeunes.

La prise de poids pour un régime équivalent par exemple dans un couple est différente: c’est la flore?

C’est la question classique et il faut d’abord mettre en cause de petites différences quantitatives et qualitatives qui après une année font de grandes différences de poids. 

Pour autant l'ensemble de la digestion dans une bonne partie du petit intestin et dans le côlon et le rectum vont faire intervenir un troisième facteur qui est la flore intestinale. Cette flore intestinale est en réalité un deuxième organisme qui vit en symbiose avec l'individu qui l'héberge. Cette flore est profondément différente en fonction de l'alimentation qui est choisie par l'individu. Elle interfère avec la digestion, la satiété… Nous ne savons pas l’explorer en clinique et s’agissant de nombreux types de bactéries c’est assez complexe. À cet égard les quelques laboratoires qui prétendent faire une analyse globale fonctionnelle de vos selles sont loin de pouvoir en faire une interprétation...

Parmi les variables qui peuvent expliquer les capacités de conversion des calories d'un individu, le système immunitaire occupe une place déterminante. Quelle relation peut-on établir entre la prise de poids et la quantité de microbes présents dans l'organisme ?

Il faut bien faire la différence entre la flore intestinale et le système immunitaire. 

La flore intestinale est un ensemble de micro-organismes qui vivent en symbiose avec notre organisme. C’est 2% de notre poids, soit 1,4 kg pour un adulte de 70 kg. Mais ce n’est pas l’apanage du tube digestif! Nous avons une flore cutanée, une flore au niveau des voies aériennes supérieures et elles sont très importantes. Pour autant la flore n’est pas un monde de bisounours microscopiques, sa composition dépend de nombreux facteurs et surtout d’un équilibre de compétition qui ne laisse aucune espèce proliférer aux dépens de toutes les autres et donc de l’hôte. C’est dans ce contexte que les cellules immunitaires jouent un rôle. 

Le système immunitaire est un organe ubiquitaire qui assure des fonctions complexes d’information, de police et de sécurité liées à l’intégrité et à l’identité individuelle sans quoi nous mourions assez rapidement. C’est à la fois notre défense contre les micro-organismes agresseurs ou les cellules cancéreuses et notre garantie que nos défenses respectent les cellules normales. Le tube digestif est un des points de rencontre entre le système immunitaire et le monde des micro-organismes, l’apprentissage de la tolérance et de l’attaque se fait aussi là (https://science.sciencemag.org/content/351/6279/1296).

La flore intestinale et extrêmement dépendante de ce qui la nourrit mais aussi de ce qui la détruit. Ce qui la nourrit c'est essentiellement le bol alimentaire et ce qu'il a détruit c'est manifestement toutes les substances antibiotiques qui peuvent être contenues dans le bol alimentaire. Qu'il s'agisse d'antibiotiques pris pour le traitement d'une maladie ou de résidus d'antibiotiques suffisamment importants en quantité pour influer sur le nombre et le type de bactéries présentes dans l’intestin. 

Dans des systèmes expérimentaux animaux le transfert de la flore de patients obèses à des souris provoque un gain de poids chez ces dernières. il y a donc un lien chez l’animal dans les conditions de l’expérience.

La flore obésogène

C’est en 2006 que sont apparus les premiers articles sur l’existence de différences significatives entre la flore des animaux de laboratoire puis des patients de poids normal et les obèses (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5440985/). Les données obtenues dans cette étude parues en 2017 indiquent que les personnes obèses dans la population adulte présentent un taux de Firmicutes et un taux de Bactéroïdes nettement plus élevés que les adultes de poids normal et maigres. Ces résultats se retrouvent dans différentes populations humaines.

Figure N°1: Diagrammes de régression de l'IMC en ordonnées par rapport aux proportions relatives des classes du principal microbiote intestinal. a Actinobactéries, b Firmicutes, c Bacteroidetes et d Firmicutes / Bacteroidetes; n.s: non significatif; r: coefficient de corrélation de Spearman (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5440985/).

Revenons sur cet article de Science qui met en vidence le rôle des lymphocytes T dans le maintien d’une flore non obésogène

Le microbiote influence l’obésité, mais les micro-organismes qui protègent de l’obésité, du syndrome métabolique ou du diabète type 2 restent inconnus. Au cours d’études portant sur les interactions hôte-microbiote, les auteurs ont observé le développement du syndrome métabolique associé à l'âge. L’augmentation du nombre de bactéries Desulfovibrio et la perte de Clostridia sont des caractéristiques clés associées à l'obésité dans ce modèle animal et sont présentes chez l'homme atteint de syndrome métabolique. Les lymphocytes T sont aussi nécessaires pour prévenir le syndrome métabolique et éviter l'obésité comme le montre la prise de poids des souris ayant des lymphocytes T déficients. L'immunoglobuline A sécrétée de façon inappropriée et ciblant les Clostridia associée à une augmentation de Desulfovibrio ont antagonisé la colonisation de Clostridia. Les analyses transcriptionnelles et métaboliques ont révélé une absorption accrue des lipides chez l'hôte obèse. La colonisation de souris sans germes avec Clostridia, mais pas Desulfovibrio, régule à la baisse les gènes qui contrôlent l'absorption des lipides et diminue l'adiposité. Ainsi, le contrôle immunitaire du microbiote par les lymphocytes T maintient des populations microbiennes bénéfiques qui modifient le métabolisme des lipides et tendent à prévenir le syndrome métabolique.

En termes de solutions médicales au problème du surpoids, que peut-on en conclure ? La consommation d'antibiotiques est-elle un moyen efficace et durable pour lutter contre l'obésité ?

L’obésité est avant tout une épidémie liée à l’abondance alimentaire et la sédentarité. 

L’histoire de cette épidémie, les données quantitatives infalsifiables sur la ration moyenne de calories et sur la dépense énergétique chez nos concitoyens dans l’univers contemporain le prouvent. Pour autant nous sommes tous différents et certains sont plus affectés dans une même population comme certaines ethnies sont plus affectées que d’autres. Ces différences de phénotypes métaboliques sont à l’origine de susceptibilités notamment à l’alimentation ultra-transformée qui est la plus éloignée de notre génome. Une pléiade de situations cliniques existent. Par exemple dans l’extrême obésité la chirurgie bariatrique améliore les patients, c’est établi même si c’est au prix de certaines complications. Mais pour l’immense majorité des patients en surpoids les solutions simples fonctionnent. Diminuer la quantité des aliments et supprimer les sucres ajoutés et les amidons sans se départir de ne consommer que des aliments entiers fonctionne très bien. 

Peut on améliorer les conseils au vu de ces données?

Dissipons un malentendu. Les antibiotiques ne sont pas une solution à l’obésité puisqu’ils détruisent l’équilibre de la flore intestinale et favorisent sur le long terme une absorption maximale des calories par cette dysbiose. C’est ce qui se passe chez les ruminants qui sont des herbivores dominants. Quand on donne des antibiotiques à un ruminant pour favoriser sa croissance c’est d’abord parce qu’on le nourrit avec de l’amidon au lieu de cellulose. La cellulose (de l’herbe) nécessite une puissante flore intestinale qui la transforme en sucre c’est la rumination. En nourrissant les ruminants en stabulation avec une farine de maïs nul besoin des bactéries car l’amidon est transformé en sucre par les enzymes pancréatiques et l’énorme flore du rumen est devenue inutile tout en consommant toujours de l’énergie (elle peut représenter 10% du poids de l’animal). En la diminuant à l’aide d’antibiotiques on favorise l’absorption de toute la ration par l’animal et donc sa prise de poids. Nous sommes omnivores et non herbivores. La cellulose que nous ingérons favorise la progression des aliments dans l’intestin et va ensuite dans les selles. Ce n’est pas une source de nutriments. La flore intestinale humaine contribue à digérer les aliments mais aussi à diminuer l’absorption et synthétiser des molécules qui ont des effets métaboliques et de régulation de l’appétit. L’usage excessif, comme c’est le cas en France, des antibiotiques est un facteur de destruction de la flore qu’il s’agisse de la flore cutanée ou intestinale. Il est possible que les bactéries les plus sensibles soient justement les plus utiles. Ceci n’est pas encore connu de manière certaine.

Les édulcorants et la flore 

Récemment une autre étude a démontré (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2019.01360/full?utm_source=fweb&utm_medium=nblog&utm_campaign=ba-sci-fmicb-sweeteners)  toujours dans un modèle animal une conséquence inattendue des édulcorants non nutritifs ingérés par la mère sur la flore de ses nouveaux nés. Il s’agit toujours d’une modification qualitative de la flore à l’origine d’un dysmétabolisme. L'exposition prénatale et postnatale au sucralose et à l'acésulfame-potassium par ingestion maternelle entraîne des altérations importantes du métabolisme et du microbiome chez les souris nouveaux nés, pouvant favoriser une maladie métabolique future. Le goût sucré semble, dans une certaine mesure, imiter les effets du sucre provoquant la sécrétion d'insuline, l'inflammation et des modifications du microbiome intestinal qui favorisent le stockage des graisses et le diabète de type 2. Cette étude s’ajoute à la liste croissante des effets négatifs liés à la consommation de édulcorants non nutritifs. La période périnatale est un stade de développement critique pour le microbiome naissant et les systèmes de détoxification émergents chez la souris nouveau-né mais aussi chez l’humain, c’est pourquoi cette étude met en évidence les conséquences potentiellement néfastes d'une exposition précoce aux édulcorants non nutritifs.

Les limites de ces études

Tout d’abord ces modèles sont animaux ce qui rappelons le restreint leur portée. Il faudra de très longues et complexes études cliniques pour confirmer et analyser les possibilités de manipulation ou de transfert de flore intestinale (transfert fécal) dans le traitement de l’obésité chez l’homme. 

Il n’est pas exclu par ailleurs que ces modifications de flore soient pour certaines les conséquences du syndrome métaboliques ou de simples marqueurs mais pas la cause. 

Ensuite il faut rappeler que dans cette étude le détail des rations alimentaires des souris n’est même pas mentionné dans les données supplémentaires. Or il est capital dans toutes les études sur le syndrome métabolique de préciser l’apport en sucres puisque:

• on sait que dans un contexte de solde calorique positif les sucres sont transformés en triglycérides par le foie ce qui favorise la stéatose hépatique non alcoolique (https://www.atlantico.fr/decryptage/3003240/epidemie-de-steatohepatite-non-alcoolique--si-les-moyens-de-lutter-contre-la-maladie-du-foie-gras-humain-existent-guy-andre-pelouze). 

• les sucres alimentaires notamment les plus simples ont une action délétère sur les défenses antibactériennes

• il en est de même des régimes riches en graisses (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6339339/) 

• mais un travail très intéressant (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031938416309489?via%3Dihub) a bien démontré qu’un régime riche en sucres conduit aussi à une dysbiose intestinale!

• en revanche seul le régime riche en sucres est pro inflammatoire

En attendant il faut rappeler que malgré un marketing intense et les avantages reconnus des pré et probiotiques présents dans l’alimentation, il existe peu de preuves scientifiques appuyant l'utilisation de probiotiques en suppléments alimentaires. Aucune étude n'a fourni de preuves de qualité pour la prévention des maladies en particulier l’obésité, le syndrome métabolique ou le diabète type 2 par l'utilisation de probiotiques en suppléments. Dans un proche avenir des souches précises permettront peut être d’intervenir efficacement sur la flore (https://www.nature.com/articles/s41591-019-0495-2) afin de manipuler la digestion ou d’autre aspect de la symbiose.

Au final, limiter au maximum les antibiotiques, choisir une alimentation d’aliments entiers peu transformés, faire de l’endurance et du fractionné (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2018.02323/full#h9), ne pas stériliser tous les aliments en ménageant des fermentations spontanées (végétaux lactofermentés, charcuterie, kéfir)  représentent de puissants facteurs d’eubiose. 

Définitions simples

Le microbiote placentaire et méconial pourrait avoir un rôle dans le développement du fœtus, en particulier la maturation anténatale de son système immunitaire. 

La construction du microbiote du nouveau-né et les risques de son altération par des manœuvres comme la césarienne qui « court-circuite » la possibilité de colonisation précoce du tube digestif de l’enfant par la flore maternelle vaginale et fécale ou la prise importante d’antibiotiques. Ces situations véritables revers de l’industrialisation, la médecine et l’hygiène,  appauvrissent le microbiote de l’enfant et semblent en mesure de précipiter la survenue de maladies comme l’asthme, l’allergie et l’atopie d’une part, l’obésité le syndrome métabolique et le diabète d’autre part. 

Eubiose: Flore équilibrée spontanée

Dysbiose: déséquilibre de la flore 

Holobiome: Ensemble, le génome de l’individu et son microbiome forment l’holobiome, une unité génétique sélective. Par conséquent, un individu ne doit pas être considérée comme un individu au niveau génomique, mais une entité génique impliquant également son génome microbien associé, l’holobiome

Microbiote: Ensemble des flores hébergées par un humain

Symbiose: Association biologique, durable et réciproquement profitable, entre deux ou plusieurs organismes vivants.