Métabolisme des fibres dans la maladie pulmonaire obstructive chronique

Les fibres alimentaires sont des glucides non digestibles, qui sont présents dans plusieurs aliments quotidiens tels que les haricots, les légumineuses, les produits à grains entiers et les fruits et légumes entiers. La Food and Drug Administration recommande une consommation quotidienne de fibres de 25 g. Cependant, en 2009-2010, l'apport moyen en fibres des adultes américains était de 17 g/jour. Les fibres ne peuvent pas être digérées par les enzymes humaines et atteignent le côlon sans être digérées. Selon la structure chimique (solubilité, degré de polymérisation) de la fibre, celle-ci peut ou non être fermentée par les bactéries intestinales. Les fibres insolubles et non fermentées telles que la cellulose aident à prévenir la constipation en améliorant le transit intestinal et le temps de transit des matières fécales. La plupart des fibres solubles comme l'inuline peuvent être fermentées par des bactéries intestinales. Au cours de la fermentation bactérienne, des acides gras à chaîne courte (SCFA) tels que l'acétate (C2), le propionate (C3) et le butyrate (C4) sont produits. La production est la plus élevée dans le côlon proximal où l'abondance de fibres est la plus élevée. Les colonocytes absorbent plus de 90 % des AGCC, le reste est excrété avec les fèces. La majeure partie du butyrate est oxydée dans les colonocytes, étant leur principale source d'énergie. Le propionate est métabolisé par le foie. En particulier, l'acétate pénètre dans la circulation systémique et pourrait avoir des effets anti-inflammatoires et immunomodulateurs. L'indole et l'isovalérate sont des produits de la fermentation bactérienne des acides aminés. L'indole est uniquement produit par des enzymes bactériennes à partir de l'acide aminé essentiel tryptophane (TRP) et de l'isovalérate à partir d'acides aminés à chaîne ramifiée.

Dans la BPCO, une réponse inflammatoire pulmonaire accrue provoque une combinaison de petites maladies des voies respiratoires (par exemple, une bronchiolite obstructive) et/ou une destruction du parenchyme pulmonaire (emphysème). Cela conduit à une limitation progressive et persistante du débit d'air. Il a été démontré qu'une alimentation globale saine ainsi qu'une alimentation riche en fibres peuvent être associées à une bonne fonction pulmonaire et à une diminution de la prévalence de la MPOC. Une alimentation riche en fibres fermentescibles a modifié la composition du microbiote intestinal et pulmonaire chez la souris, principalement par une diminution du rapport Firmicutes/Bacteroidetes, qui s'est accompagnée de concentrations élevées d'AGCC circulants. Ces souris ont été protégées contre l'inflammation allergique dans les poumons. Des recherches humaines antérieures ont démontré que la composition du microbiote intestinal influence le risque d'asthme et qu'elle était associée à des exacerbations précoces de la fibrose kystique, ce qui démontre une interaction intestin-poumon. Halnes et al. ont constaté une réduction significative de l'inflammation des voies respiratoires chez les patients asthmatiques quatre heures après l'ingestion d'un repas contenant des fibres solubles et des prébiotiques par rapport à un repas placebo. Des études de traceurs stables sont nécessaires pour examiner la production colique et le devenir métabolique des AGCC chez des sujets sains et malades.

Le microbiote intestinal des personnes âgées est moins diversifié, a une variabilité interindividuelle plus élevée et une capacité de production d'AGCC plus faible par rapport aux adultes plus jeunes. Ainsi, une dysbiose du microbiote intestinal pourrait être impliquée dans le développement de plusieurs maladies systémiques chroniques liées à l'âge, telles que la sarcopénie et une baisse de la qualité musculaire ou des dysfonctionnements cognitifs. Ces déficiences liées à l'âge sont associées à une performance physique réduite et à un risque élevé de chutes, de fractures, d'incapacité physique et de mortalité. La dysbiose du microbiote intestinal (c'est-à-dire une composition et une fonction microbiennes altérées) pourrait contribuer au développement de la sarcopénie en modulant la taille, la composition et la fonction des muscles. De plus, les AGCC, métabolites produits par des bactéries bénéfiques, contribuent au maintien des fonctions cognitives et du bien-être psychologique grâce à leurs propriétés anti-inflammatoires et régulatrices des gènes. Par conséquent, les interventions nutritionnelles, telles que la supplémentation en fibres, doivent être étudiées en tant que modulateur de la composition microbienne et du taux de production d'AGCC, ainsi que des effets ultérieurs sur la santé musculaire et cognitive et le bien-être général.