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Microbiote et immunité dans le gros intestin équin

09 Apr, 2022 | Soins internes

 

Le microbiote du gros intestin équin

 

Chez le cheval, le compartiment digestif appelé « gros intestin » regroupe le cæcum et le côlon. Ce compartiment, très volumineux (jusqu’à 120 L de volume et pouvant contenir plusieurs dizaines de litres de contenu !), a la particularité d’abriter de nombreux microorganismes, très variés. Chaque millilitre de contenu intestinal peut contenir un milliard de bactéries, des dizaines de milliers de protozoaires et d’archées, quelques milliers de zoospores de champignons, ainsi que des bactériophages. L’ensemble de ces microorganismes est appelé microbiote du gros intestin, et possède un rôle essentiel dans la nutrition et la santé du cheval.

« Le microbiote du gros intestin du cheval est constitué de millions de milliards de microorganismes. »

 

Un rôle primordial de digestion des fibres, bien connu chez le cheval

 

En tant qu’herbivore, le cheval est adapté à une alimentation principalement constituée de fourrages. Lorsqu’il en reçoit à volonté, il ingère chaque jour en moyenne 2 à 3 % de son poids en matière sèche de fourrages, en fonction de ses besoins du moment. Ceci représente 12 à 18 kg de foin pour un cheval de 500 kg, ou 50 à 100 kg d’herbe, selon leur teneur en eau.

Les fourrages sont principalement composés de fibres (50 à 60 % de la MS), notamment de cellulose et d’hémicelluloses. Pourtant, le cheval ne peut pas les digérer par lui-même car ces fibres, constituées d’un assemblage de petits sucres liés par des liaisons complexes, ne peuvent pas être hydrolysées par les enzymes digestives qu’il produit.

Après ingestion, les fibres vont transiter par l’estomac puis l’intestin grêle pour arriver dans le gros intestin, où le microbiote présent sera entièrement responsable de leur digestion. Certaines bactéries vont notamment avoir pour rôle de réduire la cellulose ou les hémicelluloses en plus petits sucres, qui pourront ensuite être fermentés par d’autres microorganismes. Le résultat de cette digestion microbienne des fibres est la production par les bactéries d’acides gras volatiles, qui représentent la première source d’énergie du cheval. Si le cheval est herbivore, c’est donc grâce à son microbiote intestinal !

« Après absorption à travers la paroi intestinale, les acides gras volatils produits par l’activité du microbiote intestinal couvrent jusqu’à 80 % des besoins énergétiques d’un cheval nourri exclusivement avec des fourrages. »

 

La composition du microbiote du gros intestin est très variable, et dépend de facteurs propres à l’individu (âge, race, sexe, etc.) ou à son environnement (alimentation, conduite, médication, etc.). Certains facteurs sont connus pour perturber cette composition, et peuvent également altérer la faculté du microbiote à digérer les fibres : ils sont appelés facteurs de dysbiose. Par exemple :

  • Des régimes alimentaires qui contiennent beaucoup de céréales, et donc beaucoup d’amidon, peuvent provoquer une baisse du pH dans le gros intestin, ce qui conduit à une diminution du nombre de bactéries ayant la capacité à digérer la cellulose, car ces bactéries sont très sensibles à l’acidité.
  • L’administration d’antibiotique a été associée à une diminution de la richesse et de la diversité bactérienne, et peut également être responsable d’une baisse de la concentration en bactéries cellulolytiques.
  • D’autres facteurs comme l’administration d’un vermifuge, ou le transport routier d’un cheval, sont connus pour modifier la composition du microbiote.

Ces facteurs de dysbiose peuvent être à l’origine de l’apparition de maladies digestives tels que des coliques, des colites, des fourbures ou des diarrhées.

 

Un rôle clé supposé dans le maintien de l’immunité et de l’intégrité de la muqueuse intestinale 

Outre son rôle de digestion, le microbiote du gros intestin équin semble également être impliqué dans le maintien et la régulation de l’immunité. De nombreuses études scientifiques conduites sur des modèles murins ont démontré l’existence d’un dialogue entre le microbiote intestinal et le système immunitaire présent au niveau de la muqueuse intestinale. Certaines bactéries, notamment par le biais de petits motifs moléculaires, activent une cascade de réactions qui aboutissent à l’activation et à la différenciation de cellules immunitaires, les lymphocytes. Une fois spécialisés, ces lymphocytes vont sécréter des signaux chimiques, les cytokines, soit pro-inflammatoires, soit anti-inflammatoires. L’équilibre de ces signaux permet une tolérance du système immunitaire vis-à-vis des microorganismes présents et contribue à leur relation symbiotique avec l’hôte.

 

Cependant, lorsque le microbiote est perturbé, en état de dysbiose, ces interactions avec le système immunitaire sont modifiées, provoquant une augmentation des signaux pro-inflammatoires, au détriment des signaux anti-inflammatoires. Ce déséquilibre provoque l’apparition d’une inflammation aberrante au niveau de la muqueuse intestinale. Il peut en résulter une perte de l’intégrité de la paroi intestinale, qui devient perméable et ne joue plus son rôle barrière. Les bactéries peuvent alors passer à travers la muqueuse ce qui exacerbe en retour la réaction inflammatoire locale.

 

Chez le cheval, ces mécanismes complexes n’avaient jamais été étudiés, mais par analogie avec ce qui est connu chez les mammifères, l’hypothèse d’un dialogue entre les bactéries du gros intestin et le système immunitaire du cheval pouvait être faite. Récemment, un projet de recherche porté par Lab To Field a permis de démontrer pour la première fois ce lien chez le cheval (Collinet et al., 2021). Un panel de chevaux a été soumis à une antibiothérapie pendant 5 jours (Trimethoprim-Sulfadiazine par voie orale), comme préconisé dans le cadre d’un traitement vétérinaire. Dès le deuxième jour d’administration de l’antibiotique, une perturbation du microbiote a été confirmée, avec une chute de la concentration en bactéries cellulolytiques. Simultanément, la concentration en immunoglobulines A sécrétoires (SigA), un marqueur de l’inflammation, a augmenté dans les fèces. La concentration sanguine en lipopolysaccharides (toxines bactériennes) a également augmenté progressivement autour de l’antibiothérapie, révélant une augmentation de la perméabilité intestinale.

 

« Chez le cheval également, une dysbiose du microbiote du gros intestin peut donc générer une inflammation associée à une perte d’intégrité de la muqueuse. »

 

 

Recommandations pour maintenir une bonne homéostasie intestinale

Une perturbation du microbiote peut donc conduire non seulement à une digestion non optimale, mais également à une inflammation intestinale, voire à l’apparition de maladies digestives graves. Pour prendre soin de son cheval, il est donc également important de prendre soin de son microbiote ! Différentes recommandations simples peuvent être appliquées au quotidien dans cet objectif.

Tout d’abord, il faut veiller à apporter suffisamment de fibres dans la ration du cheval, afin de « nourrir » son microbiote. Bien qu’aucune recommandation scientifique n’existe aujourd’hui sur la quantité de fibres à fournir pour un bon fonctionnement du microbiote du gros intestin un panel d’experts européens en nutrition équine préconise d’apporter chaque jour pour le bien-être du cheval un minimum de 1,5 % de son poids vif sous forme de matière sèche de fourrages (Harris et al., 2017).

Préserver le microbiote intestinal et son activité passe également par une éviction, autant que possible, des différents facteurs de dysbiose connus. Les apports excessifs en amidon et les changements brusques de ration sont les deux principaux facteurs alimentaires de perturbation du microbiote, qui peuvent facilement être contrôlés au quotidien. Ainsi, il faut veiller à limiter la quantité d’amidon ingérée par repas (idéalement moins de 500g par repas pour un cheval de 500kg) et à faire des transitions progressives lors des changement de ration, en changeant graduellement de ration ou d’aliment sur 1 ou 2 semaines.

Pour les facteurs de dysbiose qui ne peuvent pas forcément être évités, comme l’administration d’un antibiotique, d’un vermifuge ou le transport du cheval, certains suppléments nutritionnels peuvent être distribués au cheval pour aider son microbiote ou son système immunitaire à faire face au stress à venir.

 

« Etant donné le dialogue permanent entre ces deux acteurs, la modulation du microbiote par le biais d’un supplément peut aider à moduler la réponse immunitaire, et vice versa. »

 

Article rédigé par LAB TO FIELD – Société de recherche en physiologie digestive équine pour Vital'Herbs © 2022

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Références :

  • Cerf-Bensussan, N., and Gaboriau-Routhiau, V. (2010). The immune system and the gut microbiota: Friends or foes? Nat. Rev. Immunol. 10, 735–744.
  • Collinet, A., Grimm, P., Julliand, S., and Julliand, V. (2021). Multidimensional approach for investigating the effects of an antibiotic–probiotic combination on the equine hindgut ecosystem and microbial fibrolysis. Frontiers in microbiology, 12, 470.
  • Harris, P. A., Ellis, A. D., Fradinho, M. J., Jansson, A., Julliand, V., Luthersson, N., Santos A.S., and Vervuert, I. (2017). Feeding conserved forage to horses: recent advances and recommendations. Animal, 11(6), 958–967.
  • Julliand, V., and Grimm, P. (2016). Horse species symposium: The microbiome of the horse hindgut: History and current knowledge. J. Anim. Sci. 94, 2262–2274.
  • Julliand, V., and Grimm, P. (2017). The Impact of Diet on the Hindgut Microbiome. J. Equine Sci. 52, 23–28.
  • Petersen, C., and Round, J. L. (2014). Defining dysbiosis and its influence on host immunity and disease. Cell. Microbiol. 16, 1024–1033.
  • Sadet-Bourgeteau, S., and Julliand, V. (2012). La diversité de l’écosystème microbien du tractus digestif équin. INRA Prod. Anim. 25, 407–418.
  • Wu, H. J., and Wu, E. (2012). The role of gut microbiota in immune homeostasis and autoimmunity. Gut Microbes 3, 4–14.

 


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