Le rôle des sucres alimentaires dans l'homéostasie intestinale et la composition du microbiote

The role of dietary sugars in intestinal homeostasis and microbiota composition

• Auteur / Autrice : Xufei Zhang
• Direction : Hervé Blottière
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 13/11/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physiologie, Physiopathologie et Thérapeutique (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé humaine (Jouy-en-Josas)
• Jury : Président / Présidente : Patricia Serradas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Douard, Gwenola Le Dréan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Blachier, Maude Le Gall

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies de l'appareil digestif

Fructose

Microflore

Appareil digestif

Homéostasie

Mots clés libres

KHK

Fructose

Malabsorption

CCK

Microbiote

Perméabilité paracellulaire

KHK

Fructose

Malabsorption

CCK

Microbiota

Paracellular permeability

Résumé

50% de la population adulte ne peut pas absorber complètement une charge de 25g de fructose, tandis que l'apport quotidien moyen est ~50g. Chez les individus consommant de grandes quantités de fructose, l’intestin grêle mais également distal est certainement exposé au fructose alimentaire. Bien que de nombreuses études aient mis en évidence le rôle primordial de la physiologie de l’intestin et de son microbiote intestinal dans la santé de l'hôte, les interactions entre fructose et bactéries intestinales sont peu étudiées. Mon projet de thèse avait pour but de tester l’hypothèse selon laquelle le fructose alimentaire peut modifier la composition en bactéries de l’intestin et que ce déséquilibre de la flore intestinale influence certaines fonctions endocrines et de barrière de l’intestin chez des souris présentant ou pas une malabsorption du fructose (souris transgéniques pour la ketohexokinase (KHK-/-) ou souris recevant 15% de fructose via l’eau de boisson). Chez les souris KHK-/- recevant du fructose la composition et les fonctions du microbiote sont modifiées. Ces changements affectent les fonctions sécrétrices des cellules entéroendocrines de l'iléon et du caecum en stimulant notamment la sécrétion de la CCK. Mais en conditions normo- ou mal-absorptives le fructose ne modifie pas la perméabilité intestinale, même dans les régions du tube digestif développant une inflammation. Cette étude a mis en évidence le rôle essentiel du fructose luminal sur les fonctions endocrines de l’intestin distal, mais minimise l’importance de la perméabilité intestinale. Les liens potentiels entre l'augmentation de la sécrétion de CCK et la physiologie de l'hôte devront être approfondis.

50% of the adult population cannot fully absorb a load of 25g of fructose, while the average daily intake is ~50g. Thus, changes in the food intake patterns created a condition of fructose malabsorption leading likely to fructose overspill into the distal part of the intestine. Recent insight emphasized the central role of the intestinal homeostasis on the host physiology of and the importance of the interactions between nutrients and microbiota in this process. The overall objective of my PhD was to decipher the role of luminal fructose-induced changes in GI homeostasis in two conditions: fructose malabsorption or fructose normal absorption. Two mouse models were used: a mouse model of fructose malabsorption (ketohexokinase-knockout, KHK-/-) fed 20% fructose and mice model of normal fructose absorption exposed to 15% fructose from drinking solution. In KHK-/-, fructose intake was associated with visceral hyper-sensitivity and changes in microbiota composition and metabolism. These changes in the intestinal ecosystem were able to regulate the pattern of peptide secreted by the enteroendocrine cells of the ileum and caecum by stimulating the secretion of CCK in L cells normally dedicated to the secretion of PYY and GLP1. However, in KHK-/- and WT fructose did not alter the intestinal permeability, even in intestinal regions that developed inflammation in response to fructose intake. This study highlighted the critical role of luminal fructose on intestinal endocrine functions, but not barrier functions within malabsorption and normal absorption conditions, respectively. Potential links between increase in CCK secretion and host physiology need to be further explored.