Plusieurs études rapportent que les aliments fermentés ont des effets positifs sur le microbiote intestinal et réduisent l’inflammation, un important facteur de risque de l’ensemble des maladies chroniques.
En bref
– La fermentation est un procédé utilisé depuis des millénaires pour améliorer la durée de conservation des aliments et leur donner de nouvelles saveurs et textures.
– Les microorganismes contenus dans les aliments fermentés, de même que les molécules produites par leur métabolisme, ont cependant plusieurs effets positifs additionnels en raison de leur interaction étroite avec la communauté bactérienne (microbiote) située au niveau du système digestif.
– Notamment, les études montrent que la consommation d’aliments fermentés est associée à une baisse significative de l’inflammation, un important facteur de risque pour l’ensemble des principales maladies chroniques, incluant les maladies cardiovasculaires.
La recherche des dernières années a clairement montré que les centaines de milliards de bactéries qui colonisent notre système digestif (ce qu’on appelle le microbiote) jouent plusieurs fonctions très importantes dans le maintien d’une bonne santé. Ce rôle essentiel des bactéries intestinales provient principalement de leur activité de fermentation : en absence d’oxygène (comme c’est le cas au niveau du côlon), le métabolisme microbien utilise les molécules qui ont résisté à la digestion (les fibres alimentaires, par exemple) comme source d’énergie et produisent en parallèle plusieurs métabolites qui peuvent grandement influencer plusieurs paramètres physiologiques, tant au niveau de l’intestin que de l’organisme dans son ensemble.
La nature de ce que nous mangeons exerce une énorme influence sur le type de bactéries qui composent le microbiote et, par conséquent, sur les différents composés qui sont produits par l’activité de fermentation des bactéries intestinales. Ceci est particulièrement flagrant lorsqu’on compare les effets d’une alimentation reconnue pour exercer des effets bénéfiques sur la santé (riche en végétaux avec pas ou peu d’aliments de sources animales) avec ceux d’une alimentation de type occidental (riche en viande et en aliments ultratransformés, mais carencée en végétaux), associée à une hausse du risque de plusieurs maladies chroniques (Figure 1). Alors qu’un apport élevé en végétaux (et donc en fibres) permet l’établissement d’un microbiote diversifié, dont l’activité de fermentation génère plusieurs molécules indispensables au contrôle adéquat du métabolisme, en particulier les acides gras à courtes chaines (SCFA) et certains peptides comme le GLP-1 (la molécule qui a mené à la découverte des agents anti-obésité Ozempic et Mounjaro), la carence en fibres condamne le microbiote à se tourner principalement vers les protéines et les graisses comme source d’énergie et mène à la production de plusieurs molécules qui déstabilisent la muqueuse intestinale (voir la légende de la Figure 1 pour plus de détails sur les phénomènes en cause).
A. L’établissement d’un microbiote sain, caractérisé par une grande diversité d’espèces de bactéries, requiert typiquement un régime riche en fibres végétales et pauvre en graisses et protéines animales. Les glucides complexes (polysaccharides) non digestibles sont métabolisés par le microbiote du gros intestin et fermentés pour produire une vaste gamme de composés et favoriser la formation d’une épaisse couche de mucus protecteur. La production microbienne d’acides gras à chaîne courte (SCFA) fournit une source d’énergie supplémentaire aux cellules intestinales (colonocytes) et provoque une diminution du pH qui favorise la croissance d’espèces bénéfiques. Les SCFA (acétate, butyrate et propionate) peuvent également se lier à certains récepteurs pour stimuler la sécrétion GLP-1 (glucagon-like peptide-1) et du peptide YY (PYY), deux molécules qui contribuent à une augmentation de la dépense énergétique, à une réduction de l’apport alimentaire et à une amélioration du métabolisme du glucose et de la sécrétion d’insuline. Le butyrate est également métabolisé par β-oxydation (la voie de dégradation des acides gras) au niveau des cellules intestinales, et cette consommation d’oxygène contribue à maintenir un environnement anaérobie optimal pour la survie de plusieurs espèces bactériennes bénéfiques.
B. Un régime riche en aliments de sources animales et en produits ultratransformés, mais appauvri en fibres (comme le régime occidental moderne) induit quant à lui un débalancement dans la composition du microbiote (dysbiose). La rareté en fibres force les bactéries à se tourner vers les produits de dégradation des protéines (peptides et acides aminés) et les gras comme source d’énergie, ce qui génère plusieurs produits non retrouvés suite à la dégradation des fibres comme les acides gras à chaîne ramifiée (BCFA) comme le 2-méthyle butyrate, l’isobutyrate et l’isovalérate), des amines comme la triméthylamine (qui peut être transformée en TMAO, une molécule proathérogénique), des gaz malodorants (H2S) et des traces de phénols, d’indoles et d’ammoniac. Combinées à une production diminuée de SCFA, ces molécules augmentent le pH du côlon et favorisent la production d’acides biliaires secondaires, un facteur de risque de cancer. Globalement, ces changements dans l’environnement microbien provoquent une perte d’étanchéité de la couche de mucus qui permet à certaines molécules provenant d’agents pathogènes (les lipopolysaccharides (LPS), par exemple) d’entrer en contact avec les cellules immunitaires et ainsi de déclencher une réponse inflammatoire systémique de faible intensité. Cette inflammation, combinée à une réduction des taux de GLP-1 et de PYY causée par la baisse de la production des SCFA, peut induire une résistance à l’insuline et une hausse de la glycémie. Adapté de Fan et Pedersen (2021).
Une des principales conséquences de cette perturbation de l’équilibre du microbiote par le régime occidental moderne est de créer des conditions propices au développement d’un climat inflammatoire chronique. Ceci est bien mis en évidence par certaines études qui ont examiné l’impact d’un changement drastique dans les habitudes alimentaires de certaines populations. Un bon exemple provient d’une étude qui a comparé l’effet de l’alimentation typique des Afro-Américains à celle des habitants de zones rurales d’Afrique (les deux populations ont des origines communes, ce qui minimise l’influence des gènes sur les effets observés). Pendant deux semaines, 20 volontaires africains ont consommé un régime américain typique (riche en gras et pauvre en fibres), tandis qu’à l’inverse 20 volontaires afro-américains ont été soumis à un régime africain (riche en végétaux, en fibres et pauvre en gras). Les résultats sont assez spectaculaires : pour les Africains, manger comme un Américain typique a rapidement entrainé une modification majeure de leur santé intestinale, avec une perte de diversité de bactéries bénéfiques et une hausse de l’inflammation. À l’inverse, les Afro-américains, dont le côlon était en mauvaise santé au départ (présence de polypes, inflammation, bactéries pathogènes), ont vu leur condition s’améliorer très rapidement en mangeant plus de fibres, avec une hausse de diversité du microbiote et une réduction de l’inflammation de la muqueuse. Une autre étude portant sur des réfugiés du Sud-est asiatique vivant en Amérique (les Hmong du Laos et les Karen du Myanmar) a également montré une baisse marquée de la diversité du microbiote de ces immigrants, avec notamment une diminution des bactéries impliquées dans la digestion des fibres et une hausse de celles qui contribuent à l’inflammation.
En somme, si une alimentation riche en végétaux est supérieure à celle basée sur un apport élevé en produits animaux, c’est en grande partie parce qu’elle procure des conditions optimales au métabolisme des bactéries intestinales. Les souches microbiennes bien adaptées à ces conditions ont tendance à surpasser en nombre les autres membres de la communauté, ce qui entraîne des changements dans la composition globale de la communauté microbienne et sélectionne positivement les bactéries qui génèrent une vaste gamme de produits ayant plusieurs impacts positifs sur la santé, notamment en termes de réduction de l’inflammation chronique.
Produits fermentés : un microbiote alimentaire
Le processus de fermentation à l’œuvre au niveau de l’intestin est comparable à celui utilisé depuis des millénaires par les humains pour la production d’un très grand nombre d’aliments fermentés, qu’il s’agisse de boissons alcoolisées (vin, bière), de dérivés du lait (yogourt, fromage, kéfir) ou encore de diverses préparations de légumes (choucroute et kimchi) ou de légumineuses (miso, tempeh). Tous ces aliments (et plusieurs centaines d’autres, selon les cultures culinaires de différents pays) ont en effet comme caractéristique commune d’être le résultat de l’activité de fermentation d’un ou plusieurs microorganismes qui modifient la composition de l’aliment de départ et génèrent un nouveau produit, doté de nouvelles propriétés:
– Augmentation de la durée de conservation par la production microbienne d’acides organiques, de substances antibactériennes ou encore d’éthanol.
– Création de nouvelles saveurs et textures qui permettent de diversifier les expériences culinaires.
– Augmentation de la valeur nutritionnelle et de la qualité des aliments par la production de molécules bioactives (vitamines, composés phytochimiques, peptides bioactifs).
– Modifications de la matrice alimentaire qui rendent les aliments plus digestes, par exemple en réduisant les taux de certaines molécules moins digestes (le lactose pour les personnes intolérantes) ou encore en éliminant certaines toxines.
– Présence de microorganismes vivants (probiotiques) qui peuvent influencer positivement la fonction du microbiote intestinal.
Historiquement, la fermentation a été principalement utilisée pour améliorer la durée de conservation des aliments : la production d’acides (lactique, acétique, propionique), de bactériocines (peptides ayant des propriétés anti-bactériennes) ou encore d’éthanol par le métabolisme microbien réduit en effet le risque de contamination par différents microorganismes opportunistes et permet de maintenir la salubrité des aliments sur de plus longues périodes. Cependant, au-delà de cette fonction de conservation, de plus en plus de données indiquent que la fermentation entraine également des modifications dans la composition des aliments qui peuvent avoir plusieurs effets positifs sur la santé (Figure 2).
En plus des apports nutritionnels des constituants de bases de ces aliments (protéines, glucides, lipides), plusieurs aliments fermentés contiennent des microorganismes vivants (probiotiques) qui résistent à l’acidité de l’estomac et peuvent intégrer provisoirement le microbiote et accroître sa diversité. La transformation des aliments par fermentation peut également entraîner une amélioration de leur valeur nutritive (par exemple, par la synthèse de vitamines) ainsi que la génération de composés biologiquement actifs appelés postbiotiques (peptides bioactifs, polyphénols, acides organiques, oligosaccharides). L’interaction de ces composés avec le microbiote intestinal, l’épithélium intestinal ou encore le système immunitaire de l’hôte (cellules dendritiques, lymphocytes, macrophages) peut moduler positivement plusieurs paramètres physiologiques. Adapté de Marco et coll. (2021).
C’est particulièrement le cas de certains aliments fermentés qui contiennent des microorganismes vivants, ce qu’on appelle communément les probiotiques : dès le début du XXe siècle, le biologiste ukrainien Elie Metchnikoff (prix Nobel de Médecine de 1908) avait suggéré que la consommation importante de yogourt riche en certains lactobacilles (Lactobacillus delbrueckii) était responsable de la longévité exceptionnelle de la population vivant dans les Balkans comparativement à celle des habitants d’autres pays européens. Un apport élevé en probiotiques n’est certainement pas le seul phénomène responsable de cette augmentation de l’espérance de vie, mais il reste qu’un grand nombre d’études réalisées depuis ce temps suggèrent que la consommation régulière d’aliments contenant des probiotiques pourrait effectivement jouer un rôle important dans le maintien d’une bonne santé.
Tout d’abord, de nombreuses études (voir ici et ici, par exemple) ont montré que les micro-organismes présents dans les aliments fermentés peuvent survivre aux conditions acides de l’estomac et atteindre le côlon où elles peuvent représenter jusqu’à 1 % des bactéries locales, selon le type de bactéries et les habitudes alimentaires. Bien qu’il soit peu probable que ces micro-organismes provenant des aliments fermentés s’établissent à long terme dans l’intestin, ils sont néanmoins métaboliquement actifs et une colonisation à court terme pourrait donc être suffisante pour synthétiser des composés bioactifs bénéfiques pour la santé, surtout si les aliments fermentés sont consommés régulièrement.
L’influence positive des aliments fermentés sur la composition et la fonction du microbiote pourrait avoir des répercussions importantes sur la fonction immunitaire. Environ 70% des cellules du système immunitaire humain sont localisées au niveau du système digestif, et il est bien établi que le microbiote joue un rôle absolument essentiel dans la formation et le développement adéquat de ces cellules, autant pour le système immunitaire inné (macrophages, entre autres) qu’adaptatif (lymphocytes B et T). L’exposition répétée aux microorganismes présents dans les aliments fermentés pourrait donc contribuer à « éduquer » le système immunitaire à développer la capacité de distinguer les microorganismes qui doivent être tolérés (comme les bactéries bénéfiques) de ceux qui doivent être éliminés (pathogènes, virus, protozoaires, etc.). La carence en aliments fermentés, typique de l’alimentation de la plupart des pays industrialisés, pourrait donc nuire au développement optimal de l’immunité et ainsi hausser le risque de réactions immunitaires inappropriées comme l’inflammation chronique et les maladies auto-immunes.
Effets anti-inflammatoires
Une étude récente suggère que les effets bénéfiques des aliments fermentés sur le microbiote et l’inflammation pourraient même être supérieurs à ceux associés à une alimentation riche en fibres.
Cette étude, appelée FeFiFo (pour Fermented and Fiber-rich Food), a porté sur 36 individus en bonne santé répartis en deux groupes. Les chercheurs ont demandé à un groupe d’augmenter leur consommation de fibres, tandis que l’autre groupe devait augmenter sa consommation d’aliments fermentés. L’étude a été divisée en quatre phases : une phase de pré-intervention de 3 semaines (pour servir de point de comparaison), une phase de 4 semaines au cours de laquelle les individus ont commencé à augmenter leur consommation de leurs aliments respectifs, une phase de 6 semaines au cours de laquelle les individus ont maintenu une consommation élevée de leurs aliments respectifs et une phase de 4 semaines au cours de laquelle les individus ont consommé ce qu’ils désiraient.
L’analyse d’échantillons de sang et de matières fécales prélevés tout au long de ces phases a révélé que l’addition d’aliments fermentés provoquait une augmentation importante de la diversité bactérienne ainsi qu’une réduction parallèle de plusieurs marqueurs de l’inflammation. Curieusement, cette augmentation de la diversité ne semble pas due à la consommation des microbes provenant des aliments fermentés, car le pourcentage de bactéries du microbiote provenant de ces aliments fermentés est resté inférieur à 6 % pendant toute la durée de l’étude. Il semble plutôt que la consommation de ces aliments fermentés a favorisé l’implantation de nouveaux membres de la communauté microbienne qui étaient auparavant sous-représentés.
Dans cette étude, les effets positifs des aliments fermentés sur la diversité microbienne et la réduction de l’inflammation sont supérieurs à ceux observés suite à une hausse de la consommation de fibres, possiblement parce que la durée de l’étude n’était pas suffisamment longue pour que les changements au microbiote provoqué par les fibres deviennent suffisamment importants pour être détectés. Quoi qu’il en soit, les résultats de cette étude montrent clairement que l’addition de produits fermentés à l’alimentation représente une façon rapide et efficace d’améliorer la composition et la fonction du microbiote et de réduire l’inflammation chronique.
Effets cardiovasculaires
L’inflammation chronique représente un important facteur de risque pour l’ensemble des maladies chroniques, en particulier les maladies cardiovasculaires, ce qui suggère que la consommation régulière de produits fermentés pourrait influencer positivement la santé du coeur et des vaisseaux.
La plupart des études qui se sont penchées sur cette question ont examiné l’impact des produits laitiers comme le yogourt et le fromage, les principaux aliments fermentés consommés par les populations occidentales.
Dans une méta-analyse de 29 études de cohorte prospectives portant sur près de 1 million de participants, on a observé que la consommation totale de produits laitiers n’avait pas d’impact significatif sur la mortalité totale, ni sur l’incidence de maladies cardiovasculaires, en accord avec plusieurs données qui montrent que le lait peut être considéré comme un aliment « neutre », sans effet positif ou négatif majeur. Par contre, la consommation de produits laitiers fermentés (principalement du fromage, ainsi que du yaourt) était associée à un risque légèrement inférieur (environ 5 % pour chaque portion quotidienne de 50 g) de mortalité totale et de maladies cardiovasculaires. L’étude PURE (Prospective Urban Rural Epidemiology), portant sur 136 384 participants répartis dans 21 pays et cinq continents, a quant à elle montré qu’une consommation plus élevée de produits laitiers totaux (> 2 portions/jour par rapport à aucune) était associée à un risque significativement plus faible (16 %) de maladies cardiovasculaires, cet effet étant en majeure partie lié à la consommation de yogourt. Des effets cardioprotecteurs similaires associés à la consommation de produits laitiers ont également été observés dans des études réalisées en Finlande et en Australie. Une consommation combinée élevée de produits laitiers fermentés a également été associée à une réduction du poids corporel ainsi qu’à un risque plus faible (15 %) de diabète, deux importants facteurs de risque de maladies cardiovasculaires.
Retour aux sources
Bien que les mécanismes sous-jacents demeurent à être mieux compris, les données actuellement disponibles suggèrent donc que l’inclusion de produits fermentés à l’alimentation peut procurer des bénéfices pour la santé, notamment en termes de réduction de l’inflammation chronique. D’une certaine façon, il s’agit d’une façon simple de compenser la perte majeure de diversité microbienne causée par les nombreux changements à notre mode de vie au cours des derniers siècles, en particulier l’hygiène accrue, l’utilisation répandue d’antibiotiques, la consommation d’aliments transformés stériles et la vie urbaine, sans contact étroit avec la nature. L’analyse de résidus anciens d’excréments datant de 2000 ans ou encore provenant de populations indigènes ayant un mode de vie traditionnel indique que la composition de notre microbiote actuel est fort différente et beaucoup moins diversifiée. Il a été proposé que la disparition de certaines souches bactériennes ayant des rôles essentiels dans le contrôle du métabolisme et de l’immunité pourrait contribuer à la hausse de plusieurs maladies chroniques qui touchent actuellement les habitants des pays riches. Restaurer au moins en partie cette diversité microbienne en consommant des aliments fermentés pourrait donc atténuer l’impact négatif du mode de vie moderne sur la forte incidence de ces maladies.
Source : https://observatoireprevention.org/