Microorganismes de la bouche observés au microscope électronique à balayage (image colorisée).
Plan du chapitre
- Introduction et problématique
- I – Définir et étudier les microbiotes de l’être humain
- II – L’origine, la diversité et l’évolution des microbiotes
- III – L’importance des microbiotes sur la santé des êtres humains
- Exercices
- Pour aller plus loin
Cours, schémas et fiche mémo en version imprimable
– Fiche Mémo de ce chapitre en version imprimable
TP – Composition du microbiote du système digestif
Rappel : Les comptes-rendus produits sont disponibles dans l’ENT, dans un dossier partagé avec ton binôme. Pense à le regarder lors de tes apprentissages et tes révisions.
TP – Microbiote et salmonellose
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Mots-clés à savoir définir
à venir
Les compétences à maitriser sur ce chapitre
Les compétences en lien avec le cours :
- Définir ce qu’est un microbiote et identifier les différents microbiote (intestinal, buccal, cutanée, etc) présents chez l’être humain ;
- Comprendre l’origine des microorganismes d’un microbiote ;
- Comprendre que les microbiotes changent au cours de la vie d’un individu ;
- Comprendre que chaque microbiote est un écosystème complexe ;
- Comprendre et donner des exemples de lien entre les microbiotes et la santé humaine ;
Compétences travaillées lors des TP
- Analyser et interpréter des données expérimentales sur le microbiote et la santé humaine ;
- Réaliser des simulations (EDUMODELE) sur les effets du microbiote ;
- Réaliser des observations microscopiques ;
- Produire une photographie légendée à l’aide du microscope et des outils numériques
- Calculer un grossissement à l’aide d’une photographie et d’une échelle ; ou à l’aide d’une photographie et d’un grossissement ;
Ce site a été réalisé par Mme et Mr ESTHER
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Introduction
Comme le présente ce microbiologiste, le microbiote de la peau joue un rôle important dans notre santé. Notre corps héberge cependant plusieurs microbiotes : dans notre tube digestif, nos poumons, etc. Les recherches dans l’étude de ces populations de microorganismes qui colonisent notre corps n’en sont qu’à leurs débuts mais nous allons essayer de voir ce que l’on sait déjà.
Problématique
comment définir les microbiotes, quels sont leurs interactions avec notre organisme et leurs impacts sur notre santé ?
Encart – Commensalisme, symbiose et parasitisme
Les biologistes définissent différentes associations entre les êtres-vivants selon les bénéfices et inconvénients qu’en tirent les espèces associées.
- Le parasitisme, c’est lorsqu’une espèce A tire un bénéfice de son association avec une espèce B, qui elle en pâtit. Par exemple, la bactérie Mycobacterium tuberculosis (voir Chap1) bénéficie de son association avec l’être humain car elle y trouve un milieu de vie et de reproduction. Les êtres humains, eux, souffrent de cette association.
- Le commensalisme, c’est quand une espèce A tire un bénéfice de son association avec une espèce B sans que celle-ci n’en subisse d’inconvénient. Une partie des microorganismes du microbiote ont donc une association commensale avec l’être humain.
- La symbiose, c’est quand deux espèces associées, A et B, tirent un bénéfice réciproque de leur association. Une grande partie des microorganismes du microbiote ont donc une association symbiotique avec l’être humain.
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I – Définir et étudier les microbiotes de l’être humain
Pb : Comment peut-on définir et caractériser le microbiote humain ?
Le microbiote est l’ensemble des micro-organismes – bactéries, virus, parasites, champignons généralement non pathogènes – qui vivent dans un environnement spécifique. Dans l’organisme, il existe différents microbiotes, au niveau de l’intestin, de la peau, de la bouche, des poumons du vagin…
Avec l’étude des microbiotes, on se rend compte que certaines parties de notre corps sont donc de véritables écosystèmes : avec des conditions physico-chimiques particulière (biotope) et des populations d’êtres vivants (biocénose).
Remarque : on s’intéressera dans ce chapitre aux microbiotes de l’espèce humaine mais on en retrouve chez de nombreuses espèces animales et végétales.
L’étude des microbiotes a longtemps posé un problème technique car historiquement, pour étudier des micro-organismes, il fallait réussir à les mettre en culture en laboratoire. Certains microorganismes vivent dans des environnements aux conditions très particulière et difficiles à reproduire en laboratoire (pH, absence/présence de O2, température, etc.). De nouvelles techniques génétiques dîtes de « métagénomique » ont permis d’étudier les microbiotes sans les mettre en culture. Elles permettent d’identifier les microorganismes présent dans les différents microbiotes.
Infographie – les microbiotes du corps humain (source : INSERM)
Schéma – Les grandes familles de bactéries des microbiotes humains
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II – L’origine, la diversité et l’évolution des microbiotes
Pb : d’où proviennent nos microbiotes ? comment changent-ils au cours de notre vie ?
Prenons l’exemple du microbiote intestinal humain. Avant la naissance, il n’y a pas de digestion intestinale et il n’y a pas de microbiote. Dès la naissance (et dans les mois qui suivent), des microorganismes colonisent le tube digestif du nouveau-né et le microbiote va se mettre en place. Ces microorganismes proviennent de la mère (lors d’un accouchement par voie basse), des aliments et plus généralement de l’environnement de l’enfant.
Schéma : Les fenêtre de colonisation par le microbiote chez le jeune enfant Source : https://journals.asm.org/
Les microbiotes humains sont uniques, c’est-à-dire propre à chaque individu.
De plus, le microbiote d’un individu va changer au cours de sa vie. En effet, en fonction de l’alimentation, de nos échanges avec d’autres humains, de notre environnement, de nos maladies, ce ne sont pas les mêmes micro-organismes – surtout pas dans les mêmes proportions – qui vont constituer nos microbiotes. Comme nos interactions et nos comportements changent tout au long de notre vie, notre microbiote lui aussi se modifie. D’autre part, la prise de médicaments comme les antibiotiques peut modifier de façon importante notre microbiote.
Rappel : les antibiotiques sont des médicaments luttant contre les bactéries.
Schéma – Evolution du microbiote intestinal au cours de la vie
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III – L’importance des microbiotes sur la santé des êtres humains
Question : on a dit plus haut que les micro-organismes des microbiotes sont en symbiose avec l’être humain. Quels sont leurs effets sur notre organisme et notre santé ?
Les micro-organismes du microbiote sont dans des environnements favorables à leur croissance et à leur multiplication. Ces environnements présentent des caractéristiques physico-chimiques adaptées et ils sont souvent riches en nutriments.
En parallèle, les microbiotes jouent un rôle dans certaines fonctions biologiques de notre corps :
- la digestion : en effet, sans microbiote, nos capacités de digérer (c’est-à-dire récupérer les nutriments présents dans nos aliments) sont très limitées ; les microorganismes du microbiote possèdent des métabolismes et des enzymes variés qui leur permettent de transformer un grand nombre de molécules alimentaires en nutriments ;
- Les défenses immunitaires :
- les micro-organismes de nos microbiotes constituent une barrière de défense contre les autres micro-organismes qui peuvent être pathogènes notamment en entrant en compétition avec eux pour l’espace et les nutriments ; ® VOIR TP sur les salmonelloses
- le microbiote régule l’activité de nos cellules immunitaires ;
- certaines bactéries du microbiote ont des propriétés anti-inflammatoires.
- Le fonctionnement cérébral : des études récentes suggèrent que nos microbiotes pourraient interagir avec notre cerveau ce qui pourraient jouer des rôles dans notre santé ou certaines de nos maladies (sclérose en plaques, dépression, …). Ces liens sont encore à l’état de recherche.
Les microbiotes humains sont en symbiose avec notre organisme. Les interactions entre l’être humain et ses microbiotes sont le résultat d’un équilibre à préserver en permanence.
Chaque déséquilibre observé peut conduire à des problèmes de santé. On parle parfois de dysbiose (déséquilibre + symbiose = dysbiose).
Par exemple, des déséquilibres ou une baisse de diversité des microbiotes intestinaux peuvent augmenter les risques d’obésité ou de diabète ; des déséquilibres des microbiotes de la peau peuvent augmenter les risques d’eczéma ; des déséquilibres des microbiotes buccaux peuvent augmenter les risques de caries.
Certains micro-organismes pathogènes peuvent entrainer de fortes perturbations de nos microbiotes et déclencher des maladies importantes.
Ainsi, mieux comprendre nos interactions permet de mieux préserver nos microbiotes. Par exemple, des recherches visent à proposer des « greffes » de microbiotes d’individus en bonne santé à des individus malades afin de rétablir leur bonne santé.
Encart – Les fibres, une piste pour garder un microbiote intestinal diversifié
Schéma – La digestion des fibres par le microbiote intestinal
Les fibres sont des sucres complexes (lignine, cellulose, inuline) que l’on trouve notamment dans les végétaux.
Ces fibres ne sont pas digérées grâce aux enzymes produites par l’être humain et vont donc être utilisées/dégradées par notre microbiote intestinal. Des expériences chez les souris tendent à montrer qu’une alimentation riche en fibre, favorise un microbiote intestinal diversifié.
Conclusion
Les microbiotes sont constitués de micro-organismes essentiels à la bonne santé humaine. On doit donc retenir que toutes les bactéries ou les champignons ne sont pas mauvais ou dangereux pour l’Homme mais certains sont fondamentaux pour notre survie. Leur connaissance et leur préservation sont donc devenus des enjeux de santé publique.
Ce site a été réalisé par Mme et Mr ESTHER
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A venir – Pas d’exercices dédiés pour l’instant
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