Fermentation bactérienne colique et acides gras à chaîne courte

La fermentation bactérienne colique est la dégradation anaérobie, par le microbiote résident dense du gros intestin, des glucides alimentaires et de l'amidon résistant qui ont échappé à la digestion et à l'absorption dans l'intestin grêle. Les principaux produits sont les acides gras à chaîne courte : acétate, propionate et butyrate, qui acidifient la lumière, fournissent de l'énergie aux colonocytes et à l'hôte, et agissent comme molécules de signalisation.

Definition

La fermentation bactérienne colique est le métabolisme anaérobie microbien des glucides non digérés dans le gros intestin, produisant des acides gras à chaîne courte (principalement l'acétate, le propionate et le butyrate) ainsi que des gaz.

Scope

Ce sujet aborde les substrats et les communautés microbiennes impliqués dans la fermentation colique, la production et les proportions approximatives des principaux acides gras à chaîne courte, leur absorption et leurs destins métaboliques, ainsi que le rôle du butyrate en tant que principal carburant des colonocytes. Il s'agit d'un document de référence sur la physiologie normale.

Core questions

• Quels substrats alimentaires atteignent le côlon et y sont fermentés ?
• Quels acides gras à chaîne courte sont produits, et dans quelles proportions approximatives ?
• Comment les acides gras à chaîne courte sont-ils absorbés et métabolisés par l'hôte ?
• Pourquoi le butyrate est-il particulièrement important pour l'épithélium colique ?

Key concepts

• L'amidon résistant et les polysaccharides non amylacés comme substrats
• Fermentation saccharolytique anaérobie
• Acétate, propionate et butyrate
• Rapport molaire approximatif de 60:20:20 des principaux AGCC
• Le butyrate comme source d'énergie préférée des colonocytes
• Acidification luminale par les AGCC
• Récepteurs des acides gras libres (FFAR2/FFAR3) comme capteurs d'AGCC
• Métabolisme hépatique et périphérique des AGCC absorbés

Mechanisms

Les glucides alimentaires non digérés dans l'intestin grêle - amidon résistant, polysaccharides non amylacés et certains oligosaccharides - atteignent le côlon, où le microbiote anaérobie les fermente. Les produits finaux dominants sont les acides gras à chaîne courte : acétate, propionate et butyrate, généralement présents dans un rapport molaire d'environ 60:20:20, ainsi que les gaz hydrogène, dioxyde de carbone et, chez certains individus, méthane. Les concentrations sont les plus élevées dans le côlon proximal, où le substrat est le plus abondant, et diminuent distalement à mesure que le substrat est consommé. Les acides sont largement absorbés à travers l'épithélium colique ; le butyrate est préférentiellement capté et oxydé par les colonocytes comme principale source d'énergie, tandis que l'acétate et le propionate passent dans le sang portal, où le propionate est en grande partie éliminé par le foie et l'acétate atteint la circulation périphérique (Cummings et al., 1987; Bergman, 1990). Au-delà de leur contribution calorique, les acides gras à chaîne courte abaissent le pH luminal et agissent comme molécules de signalisation via les récepteurs des acides gras libres et d'autres voies (den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016).

Clinical relevance

La fermentation et la production d'acides gras à chaîne courte relient l'apport en fibres alimentaires, le microbiote intestinal et l'approvisionnement énergétique de l'épithélium colique, et constituent le fondement physiologique de l'intérêt porté aux fibres et au microbiome. Cette entrée décrit la physiologie normale et ne constitue pas une base pour une prescription diététique individuelle ou un traitement.

Evidence & guidelines

Les quantités et les destins métaboliques résumés ici proviennent de mesures humaines d'acides gras à chaîne courte dans le contenu colique et le sang portal (Cummings et al., 1987) et de revues physiologiques et biochimiques (Bergman, 1990; den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016) ; aucune directive de pratique clinique n'est invoquée pour ce sujet de physiologie normale.

History

La reconnaissance que le côlon humain est un organe fermentaire produisant des acides gras à chaîne courte a été consolidée par les mesures de Cummings et de ses collègues en 1987, portant sur le contenu colique humain et le sang portal, hépatique et veineux, s'appuyant sur des travaux comparatifs sur l'énergétique des acides gras volatils (Bergman, 1990). Des revues ultérieures ont intégré ces découvertes avec le microbiote intestinal et la signalisation de l'hôte (den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016).

Key figures

• John H. Cummings
• George T. Macfarlane
• E. N. Bergman
• Fredrik Bäckhed

Seminal works

• cummings-1987
• bergman-1990
• koh-2016

Frequently asked questions

Que sont les acides gras à chaîne courte et d'où proviennent-ils ?

Ce sont de petits acides organiques - principalement l'acétate, le propionate et le butyrate - produits lorsque les bactéries coliques fermentent les glucides alimentaires et l'amidon résistant qui n'ont pas été absorbés dans l'intestin grêle.

Pourquoi le butyrate est-il considéré comme important pour le côlon ?

Le butyrate est la source d'énergie préférée des colonocytes, les cellules qui tapissent le côlon, qui le captent et l'oxydent de préférence au glucose ; c'est l'un des principaux produits de la fermentation bactérienne.