Les régimes alimentaires modernes, en particulier dans les sociétés industrialisées, réduisent la présence de bactéries bénéfiques dégradant la cellulose dans le microbiome intestinal humain, telles que Ruminococcus. Des études indiquent que ces bactéries, essentielles à la santé intestinale en raison de leur capacité à décomposer les fibres, ont des liens évolutifs avec le bétail domestique, mais sont désormais en danger. Inverser cette tendance et promouvoir la santé intestinale peut être aussi simple que de suivre un conseil diététique de longue date : manger plus de fibres.
Les fibres sont bonnes pour nous, mais des recherches récentes révèlent que les humains perdent progressivement les micro-organismes nécessaires à la conversion des fibres en aliments nécessaires à un tube digestif sain.
Tout le monde sait que les fibres sont saines et constituent une partie importante de notre alimentation quotidienne. Mais qu’est-ce que les fibres et pourquoi sont-elles saines ? La fibre est la cellulose, la matière filandreuse dont sont constituées les plantes. Les feuilles, les tiges, les racines, les tiges et les troncs d'arbres (bois) sont constitués de cellulose. La forme la plus pure de cellulose est constituée des longues fibres blanches du coton.
Les fibres alimentaires proviennent de légumes ou de produits à grains entiers. Pourquoi les fibres sont-elles saines ? Les fibres aident à maintenir notre flore intestinale (les scientifiques l’appellent notre microbiome intestinal) heureuse et équilibrée. Les fibres constituent le point de départ d’une chaîne alimentaire naturelle. Cela commence par des bactéries capables de digérer la cellulose, fournissant ainsi au reste de notre microbiome une alimentation équilibrée. Mais nos habitudes alimentaires dans les sociétés industrialisées sont très éloignées de celles des humains anciens.
Cela semble avoir un impact sur notre flore intestinale, car les bactéries dégradant la cellulose récemment découvertes disparaissent du microbiome intestinal humain, en particulier dans les sociétés industrielles, selon un nouveau rapport publié dans Science. L'étude provient de l'équipe du professeur Itzhak Mizrahi de l'Université Ben Gourion (BGU) du Néguev en Israël, avec le soutien de l'Institut des sciences Weizmann de Rehovot et de collaborateurs internationaux aux États-Unis et en Europe.
Le rôle des bactéries dégradant la cellulose
« Tout au long de l’évolution humaine, les fibres ont toujours été un pilier de l’alimentation humaine », explique la chercheuse principale Sarah Moraïs du BGU. « Elles constituent également un élément majeur de l’alimentation de nos ancêtres primates. Les fibres maintiennent notre flore intestinale en bonne santé. Moraïs et son équipe ont identifié de nouveaux membres importants du microbiome intestinal humain, des bactéries dégradant la cellulose nommées Ruminocoque. Ces bactéries dégradent la cellulose en produisant de grands complexes protéiques extracellulaires hautement spécialisés appelés cellulosomes.
Clostridium clariflavum, une bactérie dégradant les fibres qui décompose les fibres de cellulose à l'aide de cellulosomes. Crédit : Itzhak Mizrahi, Université Ben Gourion (BGU)
« Ce n'est pas une tâche facile de dégrader la cellulose, peu de bactéries peuvent le faire », explique Ed Bayer, de l'Institut Weizmann, leader mondial dans le domaine des cellulosomes et co-auteur de l'étude. « La cellulose est difficile à digérer car elle est insoluble. Les fibres dans l’intestin sont comme un tronc d’arbre dans une piscine : elles sont mouillées mais ne se dissolvent pas.
Les cellulosomes sont conçus par des bactéries pour s'attacher aux fibres de cellulose et les séparer, comme les fils individuels d'un morceau de corde. Les enzymes cellulosomiques décomposent ensuite les fibres individuelles en chaînes plus courtes, qui deviennent solubles. Ils peuvent être digérés, non seulement par Ruminocoquemais aussi par de nombreux autres membres du microbiome intestinal.
« En fin de compte, les cellulosomes transforment les fibres en sucres qui nourrissent toute une communauté, une formidable prouesse d'ingénierie », explique Bayer. La production de cellulosomes met Ruminocoque au sommet de la cascade de dégradation des fibres qui alimente un microbiome intestinal sain. Mais l'histoire évolutive de Ruminocoque est compliqué et la culture occidentale fait des ravages sur notre microbiome, comme le montre la nouvelle étude.
Perspectives et recommandations évolutives
« Ces bactéries productrices de cellulosomes existent depuis longtemps et leurs ancêtres sont des membres importants du microbiome du rumen des vaches et des moutons », explique le professeur Mizrahi de BGU, auteur principal de l'étude. Le rumen est l'organe spécial de l'estomac des vaches, des moutons et des cerfs, où l'herbe qu'ils mangent (fibres) est transformée en aliment utile par les microbes dégradant la cellulose, notamment Ruminocoque.
« Nous avons été surpris de constater que les bactéries productrices de cellulosomes chez l'homme semblent avoir changé d'hôte au cours de l'évolution, car les souches humaines sont plus étroitement liées aux souches du bétail qu'aux souches de nos propres ancêtres primates. »
Autrement dit, il semble que les humains aient acquis des composants importants d’un microbiome intestinal sain à partir du bétail qu’ils ont domestiqué au début de l’évolution humaine. «C'est une possibilité réelle», déclare Mizrahi, expert en biologie du rumen.
Mais l'histoire ne s'arrête pas là. L'échantillonnage de cohortes humaines a révélé que Ruminocoque Les souches sont en effet des composants robustes du microbiome intestinal humain parmi les sociétés humaines de chasseurs-cueilleurs et parmi les sociétés humaines rurales, mais elles sont rares ou absentes dans les échantillons humains provenant des sociétés industrialisées.
« Il y a 200 000 ans, nos ancêtres en Afrique ne prenaient pas leur déjeuner au volant ou ne téléphonaient pas lors d'une livraison à domicile pour le dîner », explique William Martin de l'université Heinrich Heine de Düsseldorf en Allemagne, biologiste évolutionniste et co-auteur de l'étude.
Dans les sociétés occidentales, cela se produit cependant à une assez grande échelle. L’alimentation évolue dans les sociétés industrialisées, loin des fermes où la nourriture est produite. Cet abandon d’un régime alimentaire riche en fibres est une explication possible de la perte d’importants microbes dégradant la cellulose dans notre microbiome, concluent les auteurs.
Comment pouvez-vous contrecarrer ce déclin évolutif ? Cela pourrait aider à faire ce que les médecins et les diététistes disent depuis des décennies : mangez plus de fibres !
