Les effets d'une intervention d'exercices combinés de 12 semaines sur le microbiome intestinal des personnes âgées

On pensait autrefois que le tractus gastro-intestinal (GI), ainsi que les microbes qui y vivent et s’y développent, n’étaient qu’une partie d’un organe dont la seule fonction était la digestion des aliments. Cependant, au cours de la dernière décennie, de plus en plus de preuves démontrent que les microbes qui résident dans le tractus gastro-intestinal font bien plus que simplement digérer les aliments. Ils ont la capacité de façonner de nombreux systèmes physiologiques de l’hôte, comme la fonction immunitaire, et de contribuer à un processus de vieillissement sain. De plus, ils peuvent être impliqués dans la physiopathologie de plusieurs maladies de nature aiguë (par exemple, infection respiratoire aiguë, intoxication alimentaire) et chronique (par exemple, maladie inflammatoire de l'intestin, asthme, dépression, maladie métabolique). La composition et l’activité fonctionnelle de la communauté microbienne intestinale sont essentielles à cette influence sur la santé de l’hôte. Ces deux caractéristiques sont affectées par des facteurs tels que l’âge, l’alimentation, le stress et les médicaments. Ainsi, le microbiome intestinal est modifiable, avec le potentiel d’avoir un impact sur de nombreux aspects de la santé et du bien-être, à la fois bénéfiques et néfastes.

La diversité et la composition du microbiote intestinal changent tout au long de la vie. La colonisation initiale commence à la naissance et évolue tout au long de la vie de l'hôte (Larrosa, 2016), atteignant son stade précoce de maturation vers l'âge de 2-3 ans, puis restant relativement stable à l'âge adulte. À mesure que l’hôte vieillit, la composition et l’activité du microbiote intestinal changent (Kundu et al., 2017). Un microbiote intestinal vieillissant se caractérise par une diversité réduite, une résilience réduite (Claesson et al., 2012) et une grande variabilité interindividuelle (Claesson et al., 2011, 2012 ; The Human Microbiome Project Consortium, 2012). L’abondance réduite des bifidobactéries (Biagi et al., 2010 ; Gueimonde et al., 2010 ; Hopkins, 2001 ; Salazar et al., 2013) et des lactobacilles (Kim et Benayoun, 2020) présente un intérêt particulier pour la santé de l’hôte. abondance accrue de pathobiontes. Ces changements entraînent une composition déséquilibrée du microbiote intestinal – appelée dysbiose – et sont associés à un vieillissement malsain.

Plusieurs facteurs peuvent contribuer à la dysbiose à un âge avancé, tels que des modifications de la sensation gustative (Doty et al., 1984), une diminution de la production de salive (Salazar et al., 2017) et une force de mastication affaiblie (Choi & Lee, 2016 ; Newton et al., 1993) qui, ensemble, peuvent conduire à une consommation d'un régime alimentaire plus monotone (Rinninella et al., 2019). Ceci, combiné à une diminution de l'appétit et donc une réduction de l'apport en nutriments et en énergie (phénomènes appelés « anorexie du vieillissement ») (Landi et al., 2016), des altérations de la physiologie intestinale (diminution de la motilité intestinale) (Lovat, 1996), la présence de traitements antibiotiques (Bartosch et al., 2004 ; Iizumi et al., 2017 ; Pérez-Cobas et al., 2013), consommation d'AINS (Mäkivuokko et al., 2010), polypharmacie (Ticinesi et al., 2017), un système immunitaire affaibli (Nagpal et al., 2018) et des conditions de vie (Haran et al., 2018) conduiront à terme à un microbiote déséquilibré, entraînant ainsi une dysbiose.

Dans un intestin dysbiotique, un certain nombre de changements d’origine microbienne peuvent avoir un impact sur la santé de l’hôte. Par exemple, les bactéries pathogènes peuvent perturber la barrière intestinale et leurs sous-produits, tels que le lipopolysaccharide bactérien (LPS), peuvent pénétrer dans la circulation systémique et provoquer une inflammation chronique (Shimizu, 2018). Ceci, combiné à l'inflammation chronique persistante de faible grade qui se produit avec l'âge (appelée « inflammation ») et à l'immunosénescence qui se produit au cours du processus de vieillissement, augmentera l'état inflammatoire et peut contribuer à plusieurs maladies/conditions, telles que l'obésité (Ley et al., 2006), diabète de type 1 (Wen et al., 2008), diabète de type 2 (Larsen et al., 2010), maladies inflammatoires de l'intestin (MII) (Frank et al., 2007), fragilité (Claesson et al., 2012), la résistance à l'insuline (Cani et al., 2007), les maladies cardiovasculaires (MCV) (Wang et al., 2011 ; W. Zhu et al., 2016), l'asthme (Arrieta et al., 2015), cancer colorectal (Sobhani et al., 2011), troubles liés au stress (Burokas et al., 2017), démence (Cattaneo et al., 2017), hypertension (Yan et al., 2017), maladie d'Alzheimer (Vogt et al. ., 2017), la maladie de Parkinson (Santos et al., 2019) et la polyarthrite rhumatoïde (Kishikawa et al., 2020). De plus, les perturbations dans cet écosystème étroitement régulé affecteront le métabolisme énergétique, l’absorption des nutriments, la régulation de l’appétit, le système immunitaire et la synthèse de plusieurs métabolites clés, tels que les acides gras à chaîne courte (AGCC) et les vitamines. Par conséquent, des interventions visant à modifier le microbiome intestinal vers un profil « plus jeune » et moins dysbiotique sont souhaitables chez les personnes âgées dans le cadre d'un vieillissement réussi.

Dans le projet actuel, qui fait partie d'un programme de recherche doctoral, nous cherchons à savoir si l'exercice/l'activité physique (AP) peut influencer positivement la composition et l'activité fonctionnelle du microbiome intestinal des personnes âgées. Bien qu’il s’agisse d’un domaine de recherche relativement nouveau, plusieurs études ont montré que l’AP et l’exercice sont associés à une altération du microbiome intestinal, à la fois en termes de composition microbienne et d’activité fonctionnelle chez les populations plus jeunes. Barton et al. (2017), par exemple, ont comparé la composition du microbiote intestinal d’athlètes professionnels de rugby à celle de témoins sédentaires et ont vérifié que leurs microbiotes étaient nettement différents. Les athlètes présentaient une plus grande diversité microbienne, une plus grande production de bactéries SCFA et une abondance accrue de voies liées à la santé par rapport aux témoins sédentaires. La même conclusion a été tirée par Bressa et al. (2017), qui ont constaté que les femmes préménopausées actives avaient une composition de microbiote différente de celle des femmes sédentaires. Plus précisément, les femmes en bonne santé présentaient une plus grande abondance d’espèces bactériennes bénéfiques pour la santé, telles que Faecalibacterium prausnitzi, Roseburia hominis et Akkermansia muciniphila. De plus, ils ont également trouvé une association inverse entre la diversité microbienne et le comportement sédentaire et une corrélation entre la graisse corporelle, l’âge, la masse musculaire et l’activité physique avec plusieurs populations bactériennes. Ces études antérieures démontrent que l’activité physique est associée à un microbiote intestinal associé à la santé, mais aucune d’entre elles ne contrôle l’influence du régime alimentaire comme facteur de confusion. En fait, il est possible que les personnes physiquement actives aient tendance à avoir une alimentation plus saine que les personnes inactives ou sédentaires, ce qui peut affecter les résultats. Allen et al. (2018) ont cependant démontré que 6 semaines d'entraînement d'endurance étaient capables d'induire des changements dans le microbiote intestinal chez les sujets maigres, mais pas chez les sujets obèses, indépendamment du régime alimentaire, ce qui suggère que l'exercice/l'AP peut effectivement induire des changements dans la composition du microbiome intestinal en soi. Dans l’étude précédente, l’exercice était capable d’augmenter la concentration d’AGCC et de bactéries qui les produisent. Cependant, les changements induits par l'exercice dans le microbiote intestinal sont revenus à la valeur initiale après une période de sevrage de 6 semaines, au cours de laquelle les participants ont repris leur mode de vie sédentaire. Ces résultats suggèrent que le maintien de l’exercice physique pourrait être nécessaire pour maintenir ou améliorer les changements bénéfiques qui se produisent dans le microbiote intestinal.

En se concentrant désormais sur les études réalisées chez les personnes âgées, on sait peu de choses sur les effets de l'exercice/de l'AP ou du comportement sédentaire sur le microbiome intestinal avec seulement 9 publications à ce jour, comprenant 3 études d'intervention, dont deux réalisées en Asie (Taniguchi et al., 2018). ; F. Zhong et al., 2020) et une aux États-Unis (Erlandson et al., 2021) et 6 études observationnelles, réalisées en Suède (Fart et al., 2020), aux États-Unis (Langsetmo et al., 2019 ; Q . Zhu et al., 2020), Israël (Magzal et al., 2022), Irlande (X. Zhong et al., 2021) et Slovaquie (Šoltys et al., 2021). Les études d'intervention avaient une durée de 5 (Taniguchi et al., 2018), 8 (F. Zhong et al., 2020) et 24 semaines (Erlandson et al., 2021). En plus de cela, il y a eu une étude d’intervention non randomisée d’une durée de 12 semaines (Morita et al., 2019). Une revue systématique récemment publiée des effets de l'exercice et de l'AP sur le microbiome intestinal des personnes âgées produite par notre groupe de recherche (Ramos et al., 2022) qui visait à résumer les résultats des études humaines réalisées sur ce sujet, a révélé que l'exercice/ L’AP était capable d’augmenter l’abondance de bactéries liées à la santé et de diminuer l’abondance de bactéries nocives, et les personnes âgées plus actives avaient tendance à avoir une meilleure composition de microbiote intestinal contenant plus de bactéries liées à la santé que celles de leurs homologues inactifs. Cependant, en raison des disparités méthodologiques entre les études, il a été difficile de trouver un consensus sur les taxons les plus sensibles/associés à l'AP/à l'exercice. Sur la base des informations recueillies lors de cette revue systématique, certaines recommandations ont été formulées concernant les études futures dans le domaine, telles que la nécessité de réaliser davantage d'études observationnelles sur les populations occidentales (puisque la majorité des publications concernent des populations asiatiques), la nécessité d'effectuer des études de haut niveau. études d'intervention en matière d'exercice de qualité en contrôlant certains facteurs de confusion importants (tels que le régime alimentaire et la composition corporelle) chez les personnes âgées et en incluant différents types d'exercice. Une autre piste serait d’évaluer les effets du comportement sédentaire sur le microbiome intestinal des personnes âgées, puisqu’il a déjà été démontré que les personnes inactives ont une composition du microbiome intestinal différente de celle de leurs homologues actifs.

Notre groupe de recherche mène actuellement une étude observationnelle qui vise à comparer la composition du microbiome intestinal des personnes âgées physiquement actives et physiquement inactives vivant dans une communauté. Nous voulons étudier si l'exercice/l'AP a un effet bénéfique sur le microbiome intestinal d'un échantillon de 100 personnes âgées au Royaume-Uni et évaluer s'il existe une association entre la composition corporelle, la forme cardiorespiratoire et la fonction physique avec certains taxons bactériens.