Les probiotiques sont des micro-organismes vivants qui confèrent des avantages pour la santé de l'hôte lorsqu'ils sont administrés en quantités adéquates ; toutefois, les bactéries mortes et leurs composants peuvent également présenter des propriétés probiotiques. Le Bifidobacterium et les souches de bactéries lactiques sont les bactéries les plus largement utilisées qui présentent des propriétés probiotiques et sont incluses dans de nombreux aliments fonctionnels et compléments alimentaires. Il a été démontré que les probiotiques peuvent prévenir et améliorer l'évolution de troubles digestifs tels que les diarrhées aiguës, nosocomiales et associées aux antibiotiques, les troubles allergiques tels que la dermatite atopique (eczéma) et la rhinite allergique chez les nourrissons, ainsi que les diarrhées associées à Clostridium difficile et certains troubles intestinaux inflammatoires chez les adultes. En outre, les probiotiques peuvent être intéressants en tant que coadjuvants dans le traitement des troubles métaboliques, notamment l'obésité, le syndrome métabolique, la stéatose hépatique non alcoolique et le diabète de type 2. Cependant, les mécanismes d'action des probiotiques, qui sont divers, hétérogènes et spécifiques aux souches, ont reçu peu d'attention. Ainsi, l'objectif du présent travail était de passer en revue les principaux mécanismes d'action des probiotiques, notamment la colonisation et la normalisation des communautés microbiennes intestinales perturbées chez les enfants et les adultes ; l'exclusion compétitive des agents pathogènes et la production de bactériocines ; la modulation des activités enzymatiques fécales associées à la métabolisation des sels biliaires et l'inactivation des carcinogènes et autres xénobiotiques ; la production d'acides gras à chaîne courte et à chaîne ramifiée, qui, à leur tour, ont des effets étendus non seulement dans l'intestin mais aussi dans les tissus périphériques par le biais d'interactions avec les récepteurs d'acides gras à chaîne courte, modulant principalement la sensibilité tissulaire à l'insuline ; l'adhésion cellulaire et la production de mucine ; la modulation du système immunitaire, qui se traduit principalement par la différenciation des cellules régulatrices T et l'augmentation des cytokines anti-inflammatoires et des facteurs de croissance, c'est-à-dire, la production d'acides gras à chaîne courte et la production de mucine. e., interleukine-10 et facteur de croissance transformant ; et interaction avec l'axe cerveau-intestin par la régulation des fonctions endocrines et neurologiques. D'autres recherches visant à élucider les mécanismes moléculaires précis de l'action des probiotiques sont justifiées. bifidobactéries, bactéries lactiques, lactobacilles, mécanisme d'action, probiotiques, acides gras volatils, axe cerveau-intestin, système immunitaire. Sujet : acides gras volatilssystème immunitaireesthinesprobiotiquesbactériescerveaupharmacocinétique Section thématique : Suppléments Introduction Le terme "probiotiques" désigne les micro-organismes qui confèrent des avantages pour la santé des hôtes lorsqu'ils sont administrés en quantités adéquates (1-3). Un véritable probiotique doit de préférence être d'origine humaine, sûr et exempt de vecteurs capables de transférer la résistance aux antibiotiques et de facteurs de pathogénicité ou de toxicité. En outre, un probiotique doit avoir une grande capacité de survie dans les conditions intestinales (pH acide, enzymes, sels biliaires, etc.). De plus, un probiotique doit présenter un antagonisme contre les pathogènes et une stimulation du système immunitaire et, finalement, doit avoir des effets bénéfiques démontrables sur l'hôte. Enfin, le maintien de l'activité, de la viabilité et de l'efficacité de la croissance du probiotique après un traitement technologique doit être démontré (4, 5). Ilya Ilyich Mechnikov (6) a effectué les premières recherches sur les bactéries productrices d'acide lactique (BL) et leurs effets sur la santé des humains, et les résultats de ces premières recherches suggéraient que l'ingestion de BL améliorait la santé de l'hôte. Les BL sont un groupe hétérogène de micro-organismes souvent présents dans l'intestin humain, introduits par l'ingestion d'aliments fermentés, tels que le yaourt et d'autres produits laitiers fermentés, divers fromages et des sous-produits de viande fermentée. Les souches de Bifidobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Saccharomyces boulardii et Escherichia coli Nissle 1917 sont les bactéries probiotiques les plus utilisées. Cependant, d'autres souches telles que Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus et Streptococcus sont également utilisées comme probiotiques (7-9). En 2014, l'Association scientifique internationale pour les probiotiques et les prébiotiques a déclaré que le développement de sous-produits métaboliques, de micro-organismes morts ou d'autres produits non viables à base de microbes a un potentiel ; cependant, ceux-ci ne relèvent pas de la construction probiotique (3). Néanmoins, plusieurs études ont montré que les bactéries mortes et les composants moléculaires bactériens présentent des propriétés probiotiques (4, 5, 10). Actuellement, le terme " postbiotique " fait référence à des composants solubles ayant une activité biologique qui, par conséquent, pourraient constituer une alternative plus sûre à l'utilisation de bactéries entières (11). Les effets des probiotiques sur la santé de l'hôte ont été rapportés dans de nombreux articles, revues et examens systématiques (12, 13). Ces études ont documenté le rôle des probiotiques dans la prévention des problèmes de santé, notamment les troubles digestifs tels que la diarrhée causée par des infections (4), la diarrhée associée aux antibiotiques (14), le syndrome du côlon irritable (SCI) (15), la diarrhée associée à Clostridium difficile chez les adultes et les enfants (16), les maladies inflammatoires de l'intestin (MII),. C'est pourquoi nous avons effectué une revue de la littérature sur les divers mécanismes d'action des probiotiques afin de comprendre le rôle des différentes souches dans l'homéostasie de l'hôte. Une recherche exhaustive de la littérature pertinente a été effectuée à l'aide de bases de données électroniques, notamment MEDLINE (PubMed), EMBASE et la Cochrane Library. Une recherche d'articles scientifiques en anglais a été effectuée sur MEDLINE via PubMed en utilisant les termes "probiotiques" combinés avec "mécanisme d'action", "exclusion compétitive", "acides gras volatils", "mucine", "système immunitaire" et "axe cerveau-intestin". Les mécanismes suivants ont été examinés : 1) colonisation et normalisation des communautés microbiennes intestinales perturbées chez les enfants et les adultes ; 2) exclusion compétitive des agents pathogènes et production de bactériocines ; 3) activité enzymatique et production d'acides gras volatils ; 4) adhésion cellulaire, antagonisme cellulaire et production de mucine ; 5) modulation du système immunitaire ; et 6) interaction avec l'axe cerveau-intestin.
La colonisation précoce du tractus gastro-intestinal du nourrisson est probablement un facteur déterminant dans l'établissement du microbiome intestinal à un âge plus avancé (28). L'assemblage du microbiote intestinal commence avant l'accouchement et se poursuit pendant l'enfance. Plusieurs facteurs influencent la colonisation intestinale initiale, tels que la constitution génétique du nouveau-né, la méthode d'accouchement, l'utilisation d'antibiotiques, le type d'alimentation et le fait que la mère soit stressée ou exprime un état inflammatoire (29). Les bactéries isolées du placenta, du sang du cordon ombilical et du méconium (Enterococcus faecium, Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis et Escherichia coli) sont parmi celles qui pourraient affecter la colonisation (30, 31). Cependant, les bactéries présentes dans le vagin et dans le lait maternel semblent être plus importantes pour la colonisation intestinale du nourrisson (32, 33). Ces bactéries peuvent se propager du tube digestif vers des sites extradigestifs par l'intermédiaire des cellules dendritiques (CD), qui peuvent pénétrer l'épithélium et prélever les bactéries directement dans la lumière intestinale. Une fois à l'intérieur des CD ou des macrophages, les bactéries peuvent être transportées vers d'autres zones par la circulation des cellules immunitaires dans la circulation sanguine (34). L'adhésion des bactéries aux surfaces de l'hôte est un aspect crucial de la colonisation de l'hôte car elle empêche l'élimination mécanique des agents pathogènes. Outre les pili, qui sont des organelles polymères ressemblant à des cheveux et dépassant de la surface des bactéries, et qui représentent une première classe de structures impliquées dans la liaison des bactéries aux cellules hôtes, un large éventail de facteurs de surface bactériens ayant des propriétés adhésives a été décrit. Ces adhésines reconnaissent diverses classes de molécules de l'hôte, notamment des protéines transmembranaires comme les intégrines ou les cadhérines, ou des composants de la matrice extracellulaire comme le collagène, la fibronectine, la laminine ou l'élastine (35). Les études précliniques chez les enfants qui ont utilisé des probiotiques ont trouvé des résultats positifs tels que la normalisation de la composition perturbée du microbiote, la maturation intestinale, la diminution de la charge pathogène et des infections, et l'amélioration de la réponse immunitaire ; cependant, seules quelques-unes de ces études ont documenté des changements spécifiques dans la composition du microbiote (13). Dans des études cliniques menées chez des enfants, des souches probiotiques spécifiques administrées se sont révélées prometteuses pour atténuer la gravité de différentes pathologies telles que l'entérocolite nécrosante (NEC), les MICI, les diarrhées nosocomiales et associées aux antibiotiques, les coliques et les allergies (13, 36, 37). L'allaitement maternel et les préparations pour nourrissons modifient la succession microbienne dans l'intestin des nourrissons. Bien que les préparations commerciales soient complétées par des bactéries considérées comme des probiotiques, on sait peu de choses sur la capacité de ces préparations bactériennes à avoir un impact à long terme sur la composition et la fonction microbiennes de l'intestin du nourrisson (38). Plus précisément, on a observé que des changements dans la composition du microbiote intestinal étaient directement corrélés à des concentrations accrues de biomarqueurs de l'immunité innée et acquise après l'utilisation d'un produit laitier fermenté contenant des cellules tuées par la chaleur de la souche probiotique L. paracasei CBAL74. Les nourrissons nourris avec ce produit présentaient des quantités plus élevées de Bacteroides et d'oligotypes spécifiques de Roseburia, Faecalibacterium et Blautia, qui ont montré une corrélation positive avec les concentrations d'IgA sécrétoire (sIgA) et de défensine fécale. En outre, une augmentation de l'abondance relative des gènes prédits comme étant impliqués dans la synthèse du butyrate et des quantités plus élevées de butyrate fécal associées à la consommation de ce produit ont été décrites (39). D'autre part, les nourrissons exposés à une préparation supplémentée en bifidobactéries ont montré de légères différences, comme une diminution de l'occurrence de Bacteroides fragilis et de Blautia spp. par rapport aux nourrissons nourris avec un placebo. Pour confirmer la colonisation des bifidobactéries supplémentées, les auteurs ont effectué une analyse spécifique des souches, détectant Bifidobacterium bifidum, B. breve et Bifidobacterium longum au quatrième mois. À l'âge de deux ans, les souches n'étaient plus détectables, ce qui suggère que les bifidobactéries supplémentées n'ont pas réussi à coloniser de manière stable l'intestin du nourrisson en raison de la concurrence au sein de l'écosystème au fil du temps. Les auteurs ont établi ces points temporels pour étudier la colonisation et ont constaté que la colonisation à long terme n'était pas démontrée (38). Cette absence de colonisation par les probiotiques à 24 mois pourrait être un avantage de leur utilisation, car l'organisme peut être éliminé de l'intestin par les effets de la résistance à la colonisation (40). En outre, les différences les plus significatives dans la composition du microbiote et dans les concentrations de métabolites ont été constatées entre les nourrissons allaités et ceux nourris au lait maternisé et entre les nourrissons nés par voie vaginale et ceux nés par césarienne (38).
