Par Roberta Angheleanu

BBC Future

Le riche microbiote qui s'épanouit en nous peut jouer un rôle beaucoup plus important dans la façon dont l'exercice améliore notre santé qu'on ne le pensait auparavant.

Nos tripes grouillent de vie. Environ 100 billions de bactéries, virus, champignons et autres organismes unicellulaires tels que les archées et les protozoaires se bousculent pour trouver de l'espace et de la nourriture dans notre tractus gastro-intestinal. Leurs rôles varient d'aider à  fermenter les fibres alimentaires de nos repas , à synthétiser des vitamines et à réguler notre métabolisme des graisses . Ils aident également à nous protéger des envahisseurs indésirables, interagissent avec notre système immunitaire et influencent l'étendue de l'inflammation dans nos intestins et ailleurs dans notre corps.

Une plus faible diversité de ces résidents intestinaux a été observée chez les patients souffrant d'obésité, de maladies cardiométaboliques ainsi que de maladies auto-immunes. Certaines maladies ont été associées à trop ou trop peu d'espèces particulières de bactéries dans notre intestin. Des niveaux inférieurs à la normale de l'une des bactéries les plus abondantes dans les intestins des adultes en bonne santé, une bactérie en forme de bâtonnet appelée Faecalibacterium prausnitzii , ont été associées à des maladies inflammatoires.

De nombreux facteurs - y compris nos gènes, les types de médicaments que nous prenons , le stress auquel nous sommes soumis, si nous fumons et ce que nous mangeons - peuvent tous interagir pour modifier l'équilibre des micro-organismes dans notre intestin. La composition de cette communauté interne est en effet très dynamique.



Mais tout comme de simples choix de mode de vie peuvent altérer nos microbes intestinaux, nous pouvons faire des choix qui les aideront à s'épanouir de manière plus saine. Une alimentation variée composée de plus de 30 aliments végétaux différents par semaine peut aider . Une bonne nuit de sommeil et un niveau de stress moins élevé peuvent également être bénéfiques. Étonnamment, passer du temps dans la nature pourrait également avoir un effet positif.

Il est peut-être encore plus surprenant, cependant, que l'exercice puisse également influencer nos bactéries intestinales. Bien que nous sachions tous à quel point l'exercice est bénéfique pour notre santé physique et mentale, un jogging après le travail pourrait-il également être exactement ce dont nous avons besoin pour garder nos microbes intestinaux en forme ?

"L'exercice semble affecter nos microbes intestinaux, en augmentant les communautés bactériennes qui produisent des acides gras à chaîne courte (AGCC)", déclare Jeffrey Woods, professeur de kinésiologie et de santé communautaire à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et qui étudie les effets d'exercice sur le corps humain.

"Les acides gras à chaîne courte sont un type d'acides gras qui sont principalement produits par des microbes et il a été démontré qu'ils modifient notre métabolisme, notre immunité et d'autres processus physiologiques", ajoute Jacob Allen, professeur adjoint de physiologie de l'exercice à l'Université d'Illionis qui travaille aux côtés de Woods.



Au cours des 10 dernières années, la recherche sur les animaux et les humains a permis de révéler à quel point ce lien entre l'exercice et les changements dans la communauté microbienne intestinale est puissant. Plus important encore, cela a mis en lumière la manière dont cela pourrait réellement nous être bénéfique.

Certains des premiers indices peuvent être trouvés dans les études sur les animaux. Les souris, par exemple, qui étaient autorisées à courir volontairement sur une roue quand elles le voulaient, se sont avérées avoir un nombre significativement inférieur d'une bactérie particulière appelée Turicibacter . La présence de ces bactéries est associée à un risque accru de maladie intestinale , expliquent Woods et Allen, qui ont dirigé l'étude. Les souris qui étaient sédentaires ou qui recevaient de légers coups de pouce pour les encourager à courir avaient un nombre beaucoup plus élevé de ces bactéries. (On pense que forcer les souris à courir a causé un stress chronique aux animaux qui peut contrecarrer les bienfaits de l'exercice .)

Les microbes intestinaux chez les rats semblent également bénéficier de la course volontaire sur une roue. Les chercheurs ont découvert que l'exercice semble également conduire à des niveaux plus élevés d'un acide gras particulier à chaîne courte appelé butyrate, qui est produit par des bactéries dans l'intestin par la fermentation des fibres et a été associé à de nombreux avantages pour la santé. Le butyrate lui-même joue un certain nombre de rôles dans le corps - c'est le principal carburant de nos cellules intestinales , il aide à contrôler la fonction de barrière intestinale et régule l'inflammation et les cellules immunitaires de notre intestin. 

Le microbe intestinal Faecalibacterium prausnitzii est considéré comme l'une des principales bactéries responsables de la production de butyrate. Les bactéries productrices de butyrate ont été associées à des effets bénéfiques sur le métabolisme chez les souris et les humains . En particulier, la réduction du nombre de Faecalibacterium Prausnitzii a été liée aux maladies inflammatoires de l'intestin, sa présence étant nécessaire pour les actions anti-inflammatoires. Un certain nombre d'études animales récentes ont indiqué que l' exercice peut augmenter l'abondance de cette bactérie dans les intestins des souris .

En 2018, des chercheurs aux États-Unis ont également découvert que s'ils transplantaient les microbes intestinaux de souris entraînées à l'exercice vers des souris sans germes, cela pourrait réduire la quantité d'inflammation dans les intestins des souris qui recevaient les microbes.



Mais bien que ces études chez l'animal fournissent des indices sur la façon dont l'exercice peut améliorer l'équilibre des microbes intestinaux, nous ne sommes pas des souris. Alors que nous disent les études humaines ? Il ne manque certainement pas d'études chez l'homme qui montrent que faire des exercices modérés à vigoureux comme la course, le vélo et l'entraînement en résistance peut potentiellement augmenter la diversité des bactéries dans les intestins. Cela a été lié à une meilleure santé physique et mentale. 

Faire des exercices aérobies pendant aussi peu que 18 à 32 minutes, couplés à un entraînement en résistance trois fois par semaine, pendant huit semaines au total, pourrait faire une différence.Les athlètes ont également tendance à avoir une diversité microbienne intestinale accrue par rapport aux personnes sédentaires, bien que cela puisse être dû en partie aux régimes alimentaires spécialisés que les concurrents ont souvent aussi. 

Mais un certain nombre d'études ont montré que la combinaison de l'exercice et de l'alimentation peut augmenter le nombre de Faecalibacterium prausnitzii et la production de butyrate chez les femmes actives, souvent avec une fonction intestinale améliorée."Certaines études, mais pas toutes, ont montré que l'exercice physique augmentait la bactérie Faecalibacterium", déclare Woods. Les personnes ayant de faibles niveaux de ce type de bactéries semblent être plus à risque de souffrir de maladies inflammatoires de l'intestin, d'obésité et de dépression, ajoute-t-il.

Exercices aérobiques

Des études de Woods et Allen ont mis en évidence que faire une course ou un combat de 30 à 60 minutes sur le tapis roulant au gymnase peut avoir un impact sur l'abondance de bactéries productrices de butyrate telles que Faecalibacterium dans l'intestin. Dans une étude portant sur 20 femmes et 12 hommes avec divers indices de masse corporelle (IMC), Woods et ses collègues ont cherché à déterminer si faire de l'exercice aérobique pendant six semaines pouvait modifier les microbes intestinaux chez des adultes humains auparavant sédentaires. 

Ils ont demandé aux participants de faire trois séances d'exercices aérobiques d'intensité modérée, voire vigoureuse, par semaine, soit en courant sur un tapis roulant, soit en faisant du vélo pendant 30 à 60 minutes. Des échantillons de selles et de sang ont été prélevés tout au long de l'étude, avec des contrôles alimentaires de trois jours pour s'assurer que leur alimentation restait cohérente avant chaque prélèvement, afin de limiter les changements causés par l'alimentation sur les microbes intestinaux.

Leurs résultats ont montré que les "producteurs de butyrate" augmentaient en abondance avec l'entraînement physique, quel que soit l'indice de masse corporelle. Accompagnant le changement dans la communauté microbienne, les participants maigres ont montré une augmentation des acides gras à chaîne courte tels que le butyrate dans leurs échantillons de selles. Fait intéressant, lorsque les participants à l'étude sont revenus à leur mode de vie sédentaire au cours des six semaines suivantes, les chercheurs ont découvert que les microbes intestinaux des participants étaient revenus à leur état initial. Cela suggère que si l'exercice peut améliorer la santé de la communauté microbienne dans nos intestins, ces changements sont à la fois transitoires et réversibles.

Une autre petite étude, publiée en 2019 par une équipe dirigée par Jarna Hannukainen, professeure adjointe au département de médecine clinique de l'Université de Turku en Finlande, a remarqué des changements plus spécifiques dans les micro-organismes dans les intestins de 18 participants sédentaires qui avaient été soit diagnostiqués atteints de diabète de type 2 ou de prédiabète. 

Les participants ont soit suivi un entraînement par intervalles de haute intensité (30 secondes de vélo avec quatre minutes de récupération entre quatre, puis cinq, puis six épisodes) ou un entraînement continu modéré (40 à 60 minutes de vélo), trois fois par semaine pendant deux -période d'une semaine. Les chercheurs ont remarqué que les deux modes d'entraînement augmentaient les bactéries Bacteroidetes. Les bactéroïdes sont un groupe critique de bactéries intestinales qui jouent un rôle dans la décomposition des sucres et des protéines , etinciter le système immunitaire à produire des molécules anti-inflammatoires à l'intérieur de l'intestin . Des niveaux réduits de ces bactéries ont été associés à l'obésité et au syndrome du côlon irritable .

L'entraînement a également réduit les niveaux de bactéries Clostridium et Blautia, dont on pense qu'elles aggravent certaines parties du système immunitaire à des niveaux élevés et augmentent ainsi l'inflammation. En effet, Hannukainen et son équipe ont constaté des niveaux significativement plus faibles de molécules indiquant une inflammation du sang et des intestins chez les participants qui avaient fait de l'exercice. En particulier, il y avait des niveaux inférieurs de marqueurs inflammatoires connus pour se lier aux lipopolysaccharides - des composants présents dans les parois cellulaires des bactéries intestinales. Ceux-ci sont connus pour provoquer une inflammation de faible intensité autour du corps, ainsi que pour jouer un rôle dans la résistance à l'insuline et le développement de l'athérosclérose, qui à son tour augmente le risque de crises cardiaques et d'accidents vasculaires cérébraux.

Hannukainen et ses collègues affirment que leurs travaux ont également montré que l'exercice physique réduisait spécifiquement les bactéries intestinales associées à l'obésité.



Mais on ne sait toujours pas exactement comment l'exercice entraîne des changements dans la communauté des micro-organismes vivant dans nos intestins, bien qu'il existe plusieurs théories, dit Woods.

"Le lactate est produit lorsque nous faisons de l'exercice, et cela pourrait servir de carburant à certaines espèces bactériennes", dit-il. Un autre mécanisme potentiel, explique-t-il, pourrait être des altérations induites par l'exercice dans le système immunitaire, en particulier le système immunitaire intestinal, car nos microbes intestinaux sont en contact direct avec les cellules immunitaires de l'intestin.

L'exercice entraîne également des changements dans le flux sanguin vers l'intestin, ce qui pourrait affecter les cellules tapissant la paroi intestinale et entraîner à son tour des changements microbiens. Les changements hormonaux causés par l'exercice pourraient également entraîner des changements dans les bactéries intestinales. Mais aucun de ces mécanismes potentiels "n'a été définitivement testé", dit Woods.

Des molécules qui améliorent l'humeur

Certains athlètes d'élite souffrent souvent de stress induit par l'exercice en raison de l'entraînement de haute intensité qu'ils font. Selon certaines estimations, jusqu'à 20 à 60 % des athlètes souffrent de stress dû au surentraînement et à une récupération insuffisante. Mais les bactéries présentes dans nos intestins pourraient aider à contrôler la libération d'hormones déclenchées par le stress lié à l'exercice , tout en aidant potentiellement à libérer des molécules qui améliorent l'humeur. Ils peuvent également aider les athlètes avec certains des problèmes intestinaux qu'ils éprouvent. Des recherches supplémentaires sont cependant nécessaires dans ce domaine.

Mais nous pouvons encore en apprendre beaucoup plus sur la façon dont notre activité physique affecte les créatures vivant à l'intérieur de nos intestins, comme la façon dont différents types d'exercices et leur durée peuvent modifier la communauté microbienne. Il peut également différer d'un individu à l'autre, en fonction de leurs résidents intestinaux existants ainsi que de l'IMC et d'autres facteurs liés au mode de vie, tels que leur alimentation, leur niveau de stress et leur sommeil.

Alors que les scientifiques continuent de découvrir de plus en plus de secrets cachés dans notre tractus gastro-intestinal, nous pourrions trouver de nouvelles façons d'améliorer notre santé grâce aux communautés animées et diverses d'organismes qui nous appellent leur maison.