Le microbiote est le nom que l’on donne à l’ensemble des micro-organismes du système gastro-intestinal. Il est notamment impliqué dans l’absorption des nutriments, la production de vitamines, la digestion, la récolte d’énergie, la gestion des inflammations et la réponse immunitaire. Tous ces éléments contribuent à la santé humaine. Ainsi, l’âge, le mode de naissance, l’utilisation d’antibiotiques et la nutrition influencent la composition du microbiote.

Paradoxalement, l’effet du sport sur le microbiote intestinal reste moins connu. Nous savons pourtant que les athlètes de haut niveau ont une physiologie et un métabolisme remarquables par rapport aux personnes inactives. Cette particularité nous donne un point de vue unique sur la recherche concernant le microbiote intestinal. Mais nous ne sommes pas tous des sportifs de haut niveau ! Alors, pouvons-nous modifier positivement notre microbiote avec le sport ?

Définitions et composition du microbiote

Le microbiote intestinal est une communauté complexe de micro-organismes qui vivent dans le tube digestif des humains et des animaux. Il comprend des éléments bactériens mais aussi non-bactériens (par exemple, des archées, des virus et des champignons). Au sein du système gastro-intestinal, il existe un écosystème complexe d’environ 300 à 500 espèces bactériennes, comprenant près de 2 millions de gènes (1).

En effet, il est très intéressant de noter que le nombre de bactéries présentes dans l’intestin est environ 10 fois supérieur à celui de toutes les cellules de notre corps, et le génome bactérien (le nombre des gènes des bactéries) est largement supérieur au génome humain ! (2). Les chercheurs ont récemment fait d’importantes découvertes. L’intestin est désormais qualifié de « deuxième cerveau ». De nombreux articles et livres sont disponibles sur ce sujet. Cette « petite » communauté bactérienne a donc beaucoup plus d’influence sur notre santé que nous ne le croyons !

Microbiote : santé et les maladies

Santé générale

Le microbiote intestinal a de nombreuses fonctions importantes au niveau du corps humain, notamment :

• le soutien à la protection contre les agents nocifs par la colonisation des surfaces muqueuses
• la création de différentes substances antimicrobiennes, le renforcement du système immunitaire (3) ;
• le rôle essentiel dans la digestion et le métabolisme (4) ;
• le contrôle de la prolifération (ils contrôlent aussi nos gènes !) et de la différenciation des cellules épithéliales (5) ;
• modifiant la résistance à l’insuline (6, 7) ;
• influençant la communication cerveau-intestin et affectant ainsi les fonctions mentales et neurologiques de notre corps (8).

Maladies

La perturbation du microbiote intestinal est liée à plusieurs infections humaines comme :

• les maladies inflammatoires de l’intestin (MICI) (9) ;
• les allergies (10) ;
• l’obésité et le diabète ;
• les maladies auto-immunes (11) ;
• les maladies cardiovasculaires (12).

Il existe par ailleurs de nombreuses approches pour moduler la composition et les fonctions du microbiote intestinal. Parmi elles : la prise de probiotiques, de prébiotiques et les techniques de transplantation de microbiote fécal (FMT). Cette technique récente reste toutefois encore en cours d’expérimentation. Concrètement, les chercheurs tentent de déterminer s’ils peuvent transférer les matières fécales d’une personne saine à une personne malade et lui éviter des pathologies ! (13)

Avant d’expliquer le rôle du microbiote chez les sportifs, nous devons mentionner qu’il existe plusieurs facteurs qui peuvent modifier la composition et la fonction du microbiote intestinal. En effet, parmi ces facteurs qui influencent positivement la diversité (19) figurent :

• la génétique de l’individu ;
• l’alimentation ;
• l’âge (14) ;
• le type d’accouchement (césarienne ou accouchement par voie basse) (15) ;
• les antibiotiques (16) ;
• l’emplacement géographique (17) ;
• le tabagisme (18) ;
• le sport.

Le microbiote est aujourd’hui accepté comme une signature unique de l’être humain… Mais nous ne l’avons pas encore totalement déchiffrée !

Études concernant la détermination du microbiote intestinal des sportifs

Les études sur les femmes

Une étude d’observation a comparé les microbiotes intestinaux de femmes préménopausées sédentaires et ceux de femmes physiquement actives. Cette étude a révélé que les facteurs de sédentarité semblaient négativement corrélés avec la richesse du microbiote (20).

Dans le cadre d’une étude transversale menée à nouveau chez des femmes, Mörkl et al. (21) ont comparé le microbiote intestinal de patientes souffrant d’anorexie mentale à celui d’athlètes de haut niveau pratiquant divers sports et à celui de témoins en surpoids, obèses et de poids normal. La diversité du microbiote était nettement inférieure chez les patients souffrant d’anorexie mentale et les participants obèses par rapport aux autres groupes, tandis que les athlètes présentaient la plus grande diversité alpha (richesse des espèces). Il est intéressant de noter que la masse grasse totale, les lipides sanguins, la protéine C-réactive (marqueur d’inflammations et des maladies dans le corps), les échelles de dépression et le statut tabagique étaient alors négativement associés à la diversité du microbiote.

Diversité du microbiote chez les personnes sportives et les sédentaires

Clarke et al. (19), ont rapporté que le microbiote intestinal des joueurs de rugby masculins professionnels était plus diversifié que celui des sujets sains, non athlètes, appariés pour l’indice de masse corporelle (IMC), l’âge et le sexe.

En outre, dans cette même étude, les joueurs de rugby ont moins d’agents inflammatoires que les autres.  De plus, la consommation de protéines était corrélée positivement avec la diversité microbienne dans tous les groupes, ce qui indique qu’un apport plus important en protéines était lié à des niveaux plus élevés de diversité microbienne.

D’autre part, nous devons garder à l’esprit que le régime alimentaire des joueurs était significativement différent de celui des témoins, avec un apport accru en calories, protéines, graisses et glucides aussi. La diversité de l’alimentation est liée à la diversité du microbiote (22).

De plus, après l’apport en protéines élevée, les types d’aliments les plus discriminants étaient les fruits, les légumes (athlètes) et les snacks (témoins). En conclusion : une combinaison d’exercice et d’alimentation adaptée améliorent la diversité du microbiote.

Par rapport aux témoins, les athlètes semblent avoir une meilleure forme physique et une meilleure santé globale (23).

Quel sport, quelle fréquence et quelle durée sont les meilleurs pour le microbiote ?

Les différences entre les niveaux des sportifs

Pour explorer les différences possibles entre les niveaux d’athlètes, Petersen et al. (24) ont étudié les microbiotes intestinaux de 22 cyclistes professionnels et 11 cyclistes amateurs de compétition. Aucune corrélation significative n’a été mise en évidence entre les groupes du statut de microbiote de cycliste professionnel ou amateur.

Cependant, la fréquence de l’exercice (temps déclaré d’exercice au cours de la semaine moyenne) était corrélée positivement avec une plus grande abondance des bactéries qui s’appelle Prevotella. L’abondance accrue de Prevotella, commune dans les populations non occidentales et associée à une alimentation riche en plantes/fibres, était en outre positivement corrélée avec plusieurs voies du métabolisme des acides aminés et des glucides, y compris le métabolisme des acides aminés à chaîne branchée (BCAA).

Les effets à long terme du sport et de la diversité du microbiote

Une autre étude analyse les effets à long terme du sport et de la diversité du microbiote chez 15 hommes sédentaires en bonne santé (comme témoins), 15 bodybuilders et 15 coureurs de distance. Ainsi, les auteurs ont révélé un lien entre le type d’exercice et les habitudes alimentaires des athlètes. Les bodybuilders avaient un régime riche en protéines et en graisses et pauvre en glucides et en fibres alimentaires. Les coureurs de fond, quant à eux, suivaient un régime pauvre en glucides et en fibres alimentaires.

Alors que le type d’athlète ne diffère pas en ce qui concerne la diversité du microbiote intestinal, il est significativement associé à l’abondance relative de plusieurs bactéries. Chez les coureurs, la consommation de protéines était négativement corrélée à la diversité, contredisant l’étude sur les joueurs de rugby de Clarke et al. (19). Chez les bodybuilders, la consommation de graisses était négativement corrélée au nombre des bactéries.

Ainsi, ces différences peuvent dépendre de la nature de l’alimentation de ces athlètes : un apport insuffisant en glucides et en fibres alimentaires dans un groupe et, dans l’autre groupe, un apport plus élevé en graisses (25).

Effets de l’exercice aigu sur le microbiote intestinal humain

Pour étudier l’effet d’un épisode d’exercice aigu chez les athlètes, Zhou et al. (26) ont examiné les métabolites fécaux et le microbiote de 20 coureurs amateurs avant et après une course de semi-marathon. Selon l’analyse de la diversité, certains bactéries du microbiote ont montré des différences avant et après la course. On observe une augmentation de certaines espèces bénéfiques pour plusieurs maladies inflammatoires juste après la course.

Obésité, exercice fréquent et microbiote intestinal

Les effets du sport sur le microbiote intestinal restent également à étudier dans le contexte de l’obésité. Un microbiote intestinal associé à l’obésité peut contribuer de manière significative à la prise de poids de l’hôte (27) et favoriser l’inflammation en réduisant l’intégrité de l’intestin (28). On a ainsi constaté que les sportifs présentaient des taux plus faibles d’agents inflammatoires sanguins par rapport aux personnes sédentaires et obèses (29).

Je ne suis pas un·e athlète professionnel·le, est-ce que je peux changer mon microbiote par le sport ou bien c’est trop tard pour moi ?

Allen et al. (30) ont rapporté pour la première fois qu’un entraînement physique peut moduler la composition et la capacité métabolique du microbiote intestinal humain chez des individus précédemment sédentaires. Des sujets maigres et obèses ont subi un entraînement d’endurance de 6 semaines avec un régime alimentaire contrôlé. Les modulations du microbiote intestinal induites par l’exercice avaient un lien fort avec les changements de la composition corporelle et à la performance, indépendamment du régime alimentaire.

De plus, les modifications du microbiote induites par l’exercice se sont largement inversées après l’arrêt de l’entraînement.

Cette étude soutient l’idée que la composition du microbiote intestinal est liée à l’état d’exercice et que les changements induits par l’exercice peuvent être temporaires et nécessitent un stimulus continu (31).

Il n’est pas trop tard pour toi. Mais si tu n’es pas actif, tu peux inclure un peu de sport à ton quotidien !

Conclusion

En résumé, l’exercice physique est apparu comme un autre facteur potentiel de la composition du microbiote. Les données scientifiques étayant ce fait proviennent principalement d’études précliniques qui indiquent que l’exercice physique favorise une plus grande diversité du microbiote. C’est un indicateur d’un état de santé plus sain, et favorise la présence de bactéries bénéfiques dans l’intestin.

Certaines études humaines ont également observé des résultats similaires. Une étude menée chez des adultes actifs en bonne santé a révélé une corrélation positive entre la capacité cardio respiratoire et la diversité du microbiote. Ces caractéristiques sont apparues indépendamment du régime.

Enfin, on a constaté que le profil du microbiote des personnes en bonne forme physique était toujours mieux. Par conséquent, si tu veux améliorer ton microbiote avec le sport, n’oublie pas de bien manger !

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Les études & informations sur la nutrition t’intéressent ? Pourquoi ne pas jeter un œil à notre article Comment améliorer son microbiote ?

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Sources :

(1) Guarner F, Malagelada JR Lancet. (2003) Feb 8;

(2) Quigley E (2013) Gut bacteria in health and disease. Gas- Hepatol 9:560–569

(3). Mills S, Stanton C, Lane J, Smith G, Ross R (2019) Precision nutrition and the, Part I current state of the science nutrients 11: 923–968

(4). Rothschild D, Weissbrod O, Barkan E, Kurilshikov A, Korem T, Zeevi D, Costea P, Godneva A, Kalka I, Bar N, Shilo S, Lador D et al (2018) Environment dominates over host genetics in shaping human gut . Nature

(5) Wiley N, Dinan T, Ross R, Stanton C, Clarke G, Cryan J (2017) The microbiota-gut-brain axis as a key regulator of neural function and the stress response: for human and animal health. J Anim

(6) Kelly C, Zheng L, Campbell E, Saeedi B, Scholz C, Bayless A, Wilson K, Glover L, Kominsky D, Magnuson A, Weir T et al (2015a) Crosstalk between microbiota-derived shortchain fatty acids and intestinal epithelial HIF augments tissue barrier function. Cell Host Microbe

(7) Kelly JR, Kennedy PJ, Cryan JF, Dinan TG, Clarke G, Hyland NP (2015b) Breaking down the barriers: the gut microbiome, intestinal permeability and stress related psychiatric disorders. Front Cell Neurosci

Sources 2 :

(8) Zheng P, Zeng B, Liu M, Chen J, Pan J, Han Y, Liu Y, Cheng K, Zhou C, Wang H, Zhou X, Gui S, Perry S, Wong M, Licinio J, Wei H, Xie P (2019) The gut microbiome from patients with schizophrenia modulates the  cycle and schizophrenia-relevant behaviors in mice. Science Adv

(9) Nishino K, Nishida A, Inoue R, Kawada Y, Ohno M, Sakai S, Inatomi O, Bamba S, Sugimoto M, Kawahara M, Naito Y, Andoh A (2018) Analysis of endoscopic brush samples identified mucosa associated dysbiosis in inflammatory bowel disease. J Gastroenterol

(10) Bunyavanich S, Shen N, Grishin A, Wood R, Burks W, Dawson P, Jones SM, Leung D, Sampson H,. Sicherer S, Clemente J (2016) Early-life gut microbiome composition and milk allergy resolution. J Allergy Clin Immunol

(11) Chu D, Ma J, Prince A, Antony K, Seferovic M, Aagaard K (2017) Maturation of the infant microbiome. community structure and function across multiple body sites and in relation to mode of delivery. Nat Med

(12) Jie Z, Xia H, Zhong S, Feng Q, Li S, Liang S, Zhong H, Liu Z, Gao Y, Zhao H, Zhang D, Su Z, Fang Z, Lan Z, Li J, Xiao L, Li J. et al (2017) The gut microbiome in atherosclerotic cardiovascular disease. Nat Commun

(13) Gomaa, E. Z. (2020). Human gut microbiota microbiome in health and diseases : A review. Antonie van Leeuwenhoek, 113(12), 2019‑ https://doi.org/10.1007/s10482-020-01474-7

Sources 3 :

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(15) Hasan N, Yang H (2019) Factors affecting of the gut microbiota, and its modulation. Peer J: 7–38

(16) Schnorr S, Candela M, Rampelli S, Centanni M, Consolandi C, Basaglia G et al (2014) Gut microbiome of the Hadza hunter gatherers. Nat Commun 5:1–12

(17)Biedermann L, Zeitz J, Mwinyi J et al (2013) Smoking cessation induces profound changes in the composition of the intestinal microbiota in humans. PLOS One 8:59–63

(18) Clarke SF, Murphy EF, O’Sullivan O et al (2014) Exercise and associated dietary extremes impact on gut microbial diversity. Gut

(19) Bressa C, Bailen-Andrino M, Perez-Santiago J, Gonzalez-Soltero R, Perez M, Montalvo-Lominchar MG, et al. (2017). Differences in gut microbiota profile between women with active lifestyle and sedentary women. PLoS One.;12(2):

Sources 4 :

(20) Morkl S, Lackner S, Muller W, Gorkiewicz G, Kashofer K, Oberascher A, et al. (2017). Gut microbiota and body composition in anorexia nervosa inpatients in comparison to athletes, over weight, obese, and normal weight controls. Int J Eat Disord.;. doi:

(21)Claesson MJ, Jeffery IB, Conde S, Power SE, O’Connor EM, Cusack S, Harris HM, Coakley M, Lakshminarayanan B, O’Sullivan. O, Fitzgerald GF, Deane J, O’Connor M, Harnedy N, O’Connor K, O’Mahony D, van Sinderen D. Wallace M, Brennan L, Stanton C, Marchesi JR, Fitzgerald AP, Shanahan F, Hill C, Ross RP, O’Toole PW. (2012). Gut — with diet and health in the elderly. Nature. Aug . PMID: 22797518.

(22) Barton W, Penney NC, Cronin O, Garcia-Perez I, Molloy MG, Holmes E, et al. (2018). The microbiome of professional athletes differs from that of more sedentary subjects in composition and particularly at the metabolic level. ;.

(23) Petersen, L. M., Bautista, E. J., Nguyen, H., Hanson, B. M., Chen, L., Lek, S. H., … & Weinstock, G. M. (2017). Community characteristics of the gut microbiomes of competitive cyclists. Microbiome, 5(1), 1-13.

(24) Jang, L. G., Choi, G., Kim, S. W., Kim, B. Y., Lee, S., & Park, H. (2019). The combination of sport and sport specific diet is associated with of gut microbiota: an observational study. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 16(1), 1-10.

(25) Zhou, Y., Mihindukulasuriya, K. A., Gao, H., La Rosa, P. S., Wylie, K. M., Martin, J. C., … & Weinstock, G. M. (2014). Exploration of bacterial community classes in major human habitats. Genome biology, 15(5), 1-18.

Sources 5 :

(26) Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI. (2006) An gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. Dec  doi: . PMID: 17183312.

(27) McPhee JB, Schertzer JD. (2015) Immunometabolism of obesity and diabetes: link immunity in the gut to metabolic tissue inflammation. Clin Sci (Lond). Dec;129(12):1083-96. doi: . PMID: 26464517.

(28) Lira, F. S., Rosa, J. C., Pimentel, G. D., Souza, H. A., Caperuto, E. C., Carnevali, L. C., … & Santos, R. V. (2010). Endotoxin levels correlate positive with a sedentary lifestyle and with highly trained subjects. Lipids in health and disease, 9(1), 1-5.

(29) Allen, J. M., Mailing, L. J., Niemiro, G. M., Moore, R., Cook, M. D., White, B. A., … & Woods, J. A. (2018). Exercise alters gut microbiota composition and function in lean and obese humans. Medicine and science in sports and exercise, 50(4).

(30) Hawley, J. A. (2020). Microbiota and muscle highway—two way traffic. Nature Reviews Endocrinology, 16(2), 71-72.

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