Le poumon est sensible aux effets locaux et à distance des microbiotes
The lung is governed by its own local microbiota and the distant intestinal microbiotaElliot Mathieu Nutrition Clinique et Métabolisme Volume 35, Issue 4, November 2021, Pages 242-252
Résumé
La physiologie respiratoire est influencée par des flux de micro-organismes provenant principalement de la sphère bucco-nasale mais aussi par des signaux bactériens produits localement dans le poumon et à distance par le microbiote intestinal. Cette revue décrit la composition, la mise en place et les fonctions du microbiote du poumon ainsi que les relations entre le microbiote intestinal et le microbiote pulmonaire déterminant l’axe intestin–poumon.
Abstract
The respiratory physiology is influenced by flows of microorganisms originating mainly from the bucconasal sphere but also by bacterial signals produced locally in the lung and remotely by the intestinal microbiota. This review describes the composition, establishment and functions of the lung microbiota as well as the relationships between the intestinal and pulmonary microbiota underlying the intestine–lung axis.
Les microbiotes de notre corps
L’Homme est une interface d’écosystèmes composée d’un ensemble de cellules humaines et microbiennes. Nous sommes donc un holobionte défini comme « un organisme et les micro-organismes qu’il héberge » [1]. L’holobionte bénéficie à la fois des propriétés de l’organisme hébergeur et des micro-organismes qu’il renferme.
Dans le cadre du projet pionnier « Human Microbiome Project » lancé en 2007, des échantillons de cinq tissus ont été analysés par différentes techniques de séquençage. L’analyse des
Le microbiote pulmonaireL’analyse des populations microbiennes des poumons se fait grâce à l’utilisation de différents types d’échantillons qui sont des expectorations (spontanées ou induites) [8], des lavages broncho-alvéolaires [9], des aspirations bronchiques, des brossages épithéliaux bronchiques [10], [11] ou encore des biopsies bronchiques [12]. Ces quatre derniers types de prélèvements à caractère invasif offrent une meilleure représentation du microbiote pulmonaire. Au contraire, les expectorations sont plus
Conditions de naissance et microbiote pulmonaire
La naissance marque le début de la colonisation massive des muqueuses de l’enfant. À l’instar des autres tissus, l’arrivée de micro-organismes dans les poumons se fait de façon progressive et séquentielle. La formation du microbiote pulmonaire nécessiterait plusieurs semaines chez la souris et plusieurs mois chez l’Homme [18], [21], [22], [23]. Dans ces mêmes études, des dynamiques d’installation du microbiote pulmonaire ont été décrites avec l’âge. Chez la souris, des bactéries du genre
Biogéographie du microbiote pulmonaire
Dans une étude de 2015, Dickson et al. ont étudié les variations spatiales du microbiote pulmonaire entre quatre sites des poumons et l’espace supraglottique [14]. Ils ont montré qu’aucune différence significative n’est observée dans la composition des microbiotes entre différents sites pulmonaires ; indiquant qu’il n’y a pas de sélection spécifique de genre bactérien en fonction de la localisation. Les variations intra-individuelles observées sur les différentes zones du poumon étaient
La bouche est la source principale du microbiote pulmonaire
Venkataraman et al. ont appliqué le modèle de dispersion neutre, proposé par Dickson et al., pour déterminer la source principale du microbiote pulmonaire [20]. Dans ce modèle de dispersion neutre, les micro-organismes ont une opportunité similaire pour se disperser, se multiplier et être éliminés des environnements proches du microbiote « source ». Les auteurs ont testé plusieurs microbiotes du corps (buccal, nasal, intestinal, vaginal ou encore cutané) comme sources potentielles du microbiote
De la dispersion à la sélection : de la physiologie à la pathologie
Les études de Dickson et Venkataraman suggèrent que la dispersion neutre et constante des micro-organismes de la bouche influence majoritairement la composition du microbiote pulmonaire [20], [29], [34]. Si on applique le modèle de dispersion microbienne, les paramètres biotiques (cellules eucaryotes) et abiotiques (pH, pression et gradient d’oxygène, température…) du poumon semblent avoir peu d’influence sur la composition du microbiote pulmonaire d’un individu sain. En revanche, le modèle de
Fonction du microbiote sur l’épithélium et l’immunité pulmonaire
Le microbiote pulmonaire et les cellules eucaryotes des voies respiratoires de l’hôte sont deux partenaires constitutifs et indissociables formant l’écosystème pulmonaire. La fonction principale des poumons est d’assurer les échanges gazeux entre l’air et l’organisme et les défenses immunitaires (Fig. 6). La mise en place du microbiote, la maturation du système immunitaire et le développement morphologique des poumons se déroulent de façon concomitante. Mais, quel est l’impact du microbiote sur
Axe intestin–poumon
L’axe intestin–poumon englobe les échanges de microbes, de signaux, de cellules, de composants solubles microbiens ainsi que de métabolites entre l’intestin et les poumons [17], [37] (Fig.
. La translocation de micro-organismes peut se faire par l’intermédiaire de reflux gastro-œsophagiens permettant le transport de micro-organismes du tractus digestif vers l’appareil respiratoire supérieur. La translocation vers les voies respiratoires basses est achevée par l’intermédiaire des
L’axe intestin–poumon devient plus prégnant avec le vieillissement
Les personnes âgées sont une population particulièrement à risque de développer des maladies pulmonaires telles que les bronchopneumopathies chroniques obstructives (BPCO), l’asthme, la fibrose pulmonaire idiopathique ou les infections pulmonaires. La sensibilité à ces maladies est en partie due au processus de vieillissement intrinsèque, et est souvent associée à une dysbiose et à une perte de résilience des microbiotes résidents de l’intestin et du poumon. La malnutrition est également l’un
Conclusion
L’impact fonctionnel des microbiotes et de l’axe intestin–poumon place la physiologie respiratoire au cœur des problématiques de dysbioses et de nutrition. Le microbiote intestinal et la muqueuse intestinale sont des acteurs de la santé respiratoire, même si l’influence respective du microbiote local pulmonaire et du microbiote intestinal est difficile à évaluer. On peut supposer que certaines conditions physiologiques, comme le vieillissement, favorisent les échanges entre l’intestin et les
