La nutrition au service de la santé intestinale et du microbiome chez les sportifs

Les micro-organismes symbiotiques qui résident dans l’intestin, communément appelés microbiote intestinal (MI), ont été impliqués dans de nombreux processus liés à la santé et à la maladie. Plus récemment, la compréhension du rôle potentiel du microbiote intestinal dans l’influence des performances sportives a suscité un intérêt croissant. Les micro-organismes commensaux présents dans l’intestin, qui comprennent des archées, des bactéries et des eucaryotes, constituent un vaste patrimoine génétique qui est environ 1 000 fois supérieur au nombre de gènes codés par le corps humain. Ces gènes soutiennent l’hôte en lui fournissant une gamme variée de capacités métaboliques, un apport en nutriments et une protection contre les agents pathogènes (1). De nombreux chercheurs pensent aujourd’hui qu’une composition riche et équilibrée d’OGM est un autre facteur crucial pour atteindre la forme physique, que l’on pensait auparavant pouvoir atteindre uniquement grâce à un régime alimentaire sain et à un exercice physique régulier.

À l’origine, une diversité GM enrichie et la présence de bactéries probiotiques spécifiques, telles que les membres des genres Lactobacilli et Bifidobacterium, étaient considérées comme des indicateurs positifs de la condition physique. Par exemple, un groupe de chercheurs a effectué une analyse comparative des MG des athlètes et des non-athlètes en fonction des indices de diversité et a découvert que les joueurs de rugby professionnels possédaient des MG plus diversifiés que les non-athlètes. Cette diversité accrue a été associée à une meilleure santé et à une meilleure forme physique (2).

La compréhension scientifique du rôle de la MG dans les performances athlétiques est passée des études d’association aux études ciblées, qui consistent à manipuler la composition de la MG pour améliorer les performances athlétiques. Plus précisément, les études ciblées ont porté sur l’utilisation de prébiotiques, de probiotiques et d’interventions diététiques pour moduler la composition de la GM et améliorer les performances athlétiques. Cependant, la recherche sur la relation entre la MG et l’athlétisme n’en est qu’à ses débuts et la littérature est limitée à ce jour. Afin de mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent la relation entre la génétique et l’athlétisme, nous avons lancé un thème de recherche afin d’offrir une plateforme unifiée aux chercheurs qui travaillent dans ce domaine. Après l’annonce, nous avons reçu neuf articles, mais seuls quatre répondaient aux critères de publication.

La section suivante de ce manuscrit fournit un résumé complet des manuscrits qui ont été réalisés sur le rôle de l’alimentation, des prébiotiques et des probiotiques dans l’amélioration de la performance physique et de la force. La section suivante examine ces aspects en détail, en soulignant l’état actuel des connaissances et les domaines de recherche future.

Stratégies alimentaires pour améliorer les performances athlétiques
Les athlètes reconnaissent l’importance de l’alimentation en tant qu’outil essentiel pour optimiser leur condition physique et leurs performances. Bien que des recherches importantes aient été menées sur les choix nutritionnels pour le bien-être physique, il reste encore des questions sans réponse. De plus en plus de preuves scientifiques suggèrent qu’il est nécessaire d’accorder une plus grande attention à la santé intestinale, en particulier si nous voulons améliorer notre force physique et nos performances. Une alimentation équilibrée, composée de fibres, de fruits et d’aliments fermentés, peut favoriser la diversité et la fonction de l’intestin gastro-intestinal, ce qui peut avoir un impact sur les performances physiques (figure 1A).

Les régimes conçus pour améliorer la force et les performances physiques comprennent le régime hyperprotéiné et le régime riche en hydrates de carbone. Le régime cétogène, riche en graisses et pauvre en glucides, gagne également en popularité parmi les athlètes en raison de sa capacité à améliorer l’utilisation des graisses pendant l’exercice, à améliorer l’endurance et à préserver la masse musculaire. Bien que le régime cétogène ait été associé à la perte de poids et à l’amélioration de la sensibilité à l’insuline, son rôle dans l’amélioration des performances physiques n’est pas entièrement compris. Pour combler cette lacune, Mancin et al. ont étudié les effets d’un régime cétogène méditerranéen complété par des extraits de plantes sur la diversité et la composition du GM chez des footballeurs semi-professionnels. Leur régime cétogène, différent de la version standard, se composait principalement de graisses saines, de fibres, de protéines d’origine végétale et d’aliments fermentés. Les auteurs ont constaté que leur régime améliorait les performances physiques et favorisait la santé intestinale en encourageant la production d’acides gras à chaîne courte (AGCC) par des bactéries des genres Odoribacter, Butyricimonas et Ruminococcus. D’autres études ont montré que le régime cétogène méditerranéen peut augmenter l’abondance des bactéries bénéfiques, telles que Akkermansia muciniphila et Faecalibacterium prausnitzii, ce qui entraîne une amélioration de la santé intestinale, de l’inflammation et de la fonction métabolique (3).

Atteindre la forme physique grâce à la modulation de la GM induite par les prébiotiques
Les prébiotiques sont des fibres alimentaires qui stimulent sélectivement la croissance et l’activité des bactéries bénéfiques dans l’intestin. Ils peuvent augmenter l’abondance de bactéries bénéfiques spécifiques, telles que Bifidobacterium et Lactobacillus, qui produisent des AGCS importants pour la production d’énergie et la régulation immunitaire.

Dans une étude récente, Huang et al. ont évalué l’effet prébiotique de l’hyaluronane, un mucopolysaccharide qui existe naturellement en tant que matrice extracellulaire dans tous les organismes vivants (3). Après 15 jours consécutifs de traitement, les souris ont présenté un temps de rétention accru sur le rotarod accéléré et des niveaux élevés de glycogène et de superoxyde dismutase dans les muscles et le foie. En outre, le niveau de malondialdéhyde dans le sérum était plus bas. On a également constaté que l’hyaluronane favorisait la prévalence des bactéries dégradant le xylane/la cellulose et des bactéries produisant des acides gras saturés, tout en supprimant l’abondance des bactéries réduisant les sulfates. En prenant Desulfovibrio vulgaris comme modèle pour les bactéries sulfato-réductrices, les auteurs ont enregistré les effets cytotoxiques des produits métaboliques de Desulfovibrio vulgaris sur les cardiomyocytes H9c2 en fonction de la dose. En outre, les produits métaboliques de Desulfovibrio vulgaris ont également déclenché des dommages mitochondriaux en provoquant une fragmentation et une dépolarisation des mitochondries.

Certains types de prébiotiques ont montré des effets protecteurs contre les infections post-exercice et les problèmes intestinaux. Ruiz-Iglesias et al. ont constaté que les fibres de cacao pouvaient prévenir les infections des voies respiratoires supérieures et les problèmes gastro-intestinaux après un exercice intensif aigu. Les auteurs ont également observé un rétablissement du taux d’IgM dans les glandes salivaires et du nombre de cellules Tγδ CD8αα dans les plaques de Payer. En outre, les fibres de cacao ont également amélioré la concentration des SCFA et des bactéries productrices de SCFA qui ont diminué après un exercice excessif. En outre, les prébiotiques peuvent également améliorer la fonction de barrière intestinale, ce qui peut réduire le risque de troubles gastro-intestinaux pendant l’exercice (figure 1B).

Probiotiques améliorant les performances
La supplémentation en souches probiotiques spécifiques peut présenter des avantages potentiels, en particulier pour les athlètes et les adeptes du fitness. Les probiotiques, en particulier les souches appartenant aux genres Lactobacillus et Bifidobacterium, ont montré des effets prometteurs sur l’absorption et l’utilisation des nutriments, le métabolisme énergétique et la performance physique. Ces souches peuvent réduire le stress oxydatif, l’inflammation et la fatigue chez les athlètes. En outre, la supplémentation en probiotiques avec ces souches a été associée à une augmentation de la masse et de la force musculaires chez les athlètes et les personnes âgées. Une étude récente de Yeh et al. a démontré que la supplémentation en Lactobacillus plantarum PL-02 peut améliorer les performances d’exercice et la masse musculaire tout en atténuant les augmentations induites par l’exercice des niveaux de lactate et d’ammoniaque dans le sang chez les souris. En particulier, la combinaison de la supplémentation en PL-02 et de l’entraînement à la résistance a produit des bénéfices significatifs en termes d’augmentation de la masse musculaire et de réduction de la fatigue à l’exercice sans induire de dommages physiques. Dans une autre étude, il a été observé qu’une supplémentation en probiotique Bacillus subtilis améliorait les performances des athlètes féminines (4). Il est également rapporté que la consommation du probiotique Bifidobacterium bifidum (BIB2) par des athlètes de sprint améliore significativement les facteurs du système immunitaire avec une corrélation positive observée entre la durée de la consommation et l’effet (5).

Comment les probiotiques influencent-ils les performances à l’effort ? L’une des explications est que les micro-organismes présents dans l’intestin produisent des AGCS en tant que sous-produits de la digestion des fibres alimentaires. Il a été démontré que les AGCS améliorent le métabolisme du glucose, stimulent la production d’énergie et atténuent l’inflammation, autant de facteurs susceptibles d’améliorer les performances physiques (6). Un autre mécanisme possible est le rôle de souches bactériennes spécifiques, telles que Veillonella atypica, dont on a constaté qu’elles favorisaient les performances de l’hôte en convertissant le lactate produit pendant l’exercice en propionate (7). La manière précise dont les probiotiques influencent les performances physiques n’est pas encore totalement comprise, mais il existe un lien étroit entre les deux.

Conclusion
La MG peut jouer un rôle essentiel dans la régulation du métabolisme énergétique et la modulation de la fonction du système immunitaire, deux éléments vitaux pour une performance optimale à l’effort. Des études récentes ont démontré que la manipulation de la MG, comme l’introduction de probiotiques ou des changements alimentaires, peut avoir un impact positif sur les résultats de l’exercice. La compréhension de l’interaction complexe entre la MG et l’exercice physique peut être très bénéfique pour les athlètes. L’optimisation de la MG des athlètes par des interventions diététiques ciblées pourrait améliorer leur endurance, réduire l’inflammation et favoriser la forme physique. Au fur et à mesure que nous comprenons mieux cette relation, il est probable que nous soyons témoins de méthodes innovantes pour exploiter ces connaissances afin d’optimiser le bien-être humain et les performances physiques.

Les micro-organismes symbiotiques qui résident dans l’intestin, communément appelés microbiote intestinal (MI), ont été impliqués dans de nombreux processus liés à la santé et à la maladie. Plus récemment, la compréhension du rôle potentiel du microbiote intestinal dans l’influence des performances sportives a suscité un intérêt croissant. Les micro-organismes commensaux présents dans l’intestin, qui comprennent des archées, des bactéries et des eucaryotes, constituent un vaste patrimoine génétique qui est environ 1 000 fois supérieur au nombre de gènes codés par le corps humain. Ces gènes soutiennent l’hôte en lui fournissant une gamme variée de capacités métaboliques, un apport en nutriments et une protection contre les agents pathogènes (1). De nombreux chercheurs pensent aujourd’hui qu’une composition riche et équilibrée d’OGM est un autre facteur crucial pour atteindre la forme physique, que l’on pensait auparavant pouvoir atteindre uniquement grâce à un régime alimentaire sain et à un exercice physique régulier.

À l’origine, une diversité GM enrichie et la présence de bactéries probiotiques spécifiques, telles que les membres des genres Lactobacilli et Bifidobacterium, étaient considérées comme des indicateurs positifs de la condition physique. Par exemple, un groupe de chercheurs a effectué une analyse comparative des MG des athlètes et des non-athlètes en fonction des indices de diversité et a découvert que les joueurs de rugby professionnels possédaient des MG plus diversifiés que les non-athlètes. Cette diversité accrue a été associée à une meilleure santé et à une meilleure forme physique (2).

La compréhension scientifique du rôle de la MG dans les performances athlétiques est passée des études d’association aux études ciblées, qui consistent à manipuler la composition de la MG pour améliorer les performances athlétiques. Plus précisément, les études ciblées ont porté sur l’utilisation de prébiotiques, de probiotiques et d’interventions diététiques pour moduler la composition de la GM et améliorer les performances athlétiques. Cependant, la recherche sur la relation entre la MG et l’athlétisme n’en est qu’à ses débuts et la littérature est limitée à ce jour. Afin de mieux comprendre les mécanismes qui sous-tendent la relation entre la génétique et l’athlétisme, nous avons lancé un thème de recherche afin d’offrir une plateforme unifiée aux chercheurs qui travaillent dans ce domaine. Après l’annonce, nous avons reçu neuf articles, mais seuls quatre répondaient aux critères de publication.

La section suivante de ce manuscrit fournit un résumé complet des manuscrits qui ont été réalisés sur le rôle de l’alimentation, des prébiotiques et des probiotiques dans l’amélioration de la performance physique et de la force. La section suivante examine ces aspects en détail, en soulignant l’état actuel des connaissances et les domaines de recherche future.

Stratégies alimentaires pour améliorer les performances athlétiques
Les athlètes reconnaissent l’importance de l’alimentation en tant qu’outil essentiel pour optimiser leur condition physique et leurs performances. Bien que des recherches importantes aient été menées sur les choix nutritionnels pour le bien-être physique, il reste encore des questions sans réponse. De plus en plus de preuves scientifiques suggèrent qu’il est nécessaire d’accorder une plus grande attention à la santé intestinale, en particulier si nous voulons améliorer notre force physique et nos performances. Une alimentation équilibrée, composée de fibres, de fruits et d’aliments fermentés, peut favoriser la diversité et la fonction de l’intestin gastro-intestinal, ce qui peut avoir un impact sur les performances physiques (figure 1A).

Les régimes conçus pour améliorer la force et les performances physiques comprennent le régime hyperprotéiné et le régime riche en hydrates de carbone. Le régime cétogène, riche en graisses et pauvre en glucides, gagne également en popularité parmi les athlètes en raison de sa capacité à améliorer l’utilisation des graisses pendant l’exercice, à améliorer l’endurance et à préserver la masse musculaire. Bien que le régime cétogène ait été associé à la perte de poids et à l’amélioration de la sensibilité à l’insuline, son rôle dans l’amélioration des performances physiques n’est pas entièrement compris. Pour combler cette lacune, Mancin et al. ont étudié les effets d’un régime cétogène méditerranéen complété par des extraits de plantes sur la diversité et la composition du GM chez des footballeurs semi-professionnels. Leur régime cétogène, différent de la version standard, se composait principalement de graisses saines, de fibres, de protéines d’origine végétale et d’aliments fermentés. Les auteurs ont constaté que leur régime améliorait les performances physiques et favorisait la santé intestinale en encourageant la production d’acides gras à chaîne courte (AGCC) par des bactéries des genres Odoribacter, Butyricimonas et Ruminococcus. D’autres études ont montré que le régime cétogène méditerranéen peut augmenter l’abondance des bactéries bénéfiques, telles que Akkermansia muciniphila et Faecalibacterium prausnitzii, ce qui entraîne une amélioration de la santé intestinale, de l’inflammation et de la fonction métabolique (3).

Atteindre la forme physique grâce à la modulation de la GM induite par les prébiotiques
Les prébiotiques sont des fibres alimentaires qui stimulent sélectivement la croissance et l’activité des bactéries bénéfiques dans l’intestin. Ils peuvent augmenter l’abondance de bactéries bénéfiques spécifiques, telles que Bifidobacterium et Lactobacillus, qui produisent des AGCS importants pour la production d’énergie et la régulation immunitaire.

Dans une étude récente, Huang et al. ont évalué l’effet prébiotique de l’hyaluronane, un mucopolysaccharide qui existe naturellement en tant que matrice extracellulaire dans tous les organismes vivants (3). Après 15 jours consécutifs de traitement, les souris ont présenté un temps de rétention accru sur le rotarod accéléré et des niveaux élevés de glycogène et de superoxyde dismutase dans les muscles et le foie. En outre, le niveau de malondialdéhyde dans le sérum était plus bas. On a également constaté que l’hyaluronane favorisait la prévalence des bactéries dégradant le xylane/la cellulose et des bactéries produisant des acides gras saturés, tout en supprimant l’abondance des bactéries réduisant les sulfates. En prenant Desulfovibrio vulgaris comme modèle pour les bactéries sulfato-réductrices, les auteurs ont enregistré les effets cytotoxiques des produits métaboliques de Desulfovibrio vulgaris sur les cardiomyocytes H9c2 en fonction de la dose. En outre, les produits métaboliques de Desulfovibrio vulgaris ont également déclenché des dommages mitochondriaux en provoquant une fragmentation et une dépolarisation des mitochondries.

Certains types de prébiotiques ont montré des effets protecteurs contre les infections post-exercice et les problèmes intestinaux. Ruiz-Iglesias et al. ont constaté que les fibres de cacao pouvaient prévenir les infections des voies respiratoires supérieures et les problèmes gastro-intestinaux après un exercice intensif aigu. Les auteurs ont également observé un rétablissement du taux d’IgM dans les glandes salivaires et du nombre de cellules Tγδ CD8αα dans les plaques de Payer. En outre, les fibres de cacao ont également amélioré la concentration des SCFA et des bactéries productrices de SCFA qui ont diminué après un exercice excessif. En outre, les prébiotiques peuvent également améliorer la fonction de barrière intestinale, ce qui peut réduire le risque de troubles gastro-intestinaux pendant l’exercice (figure 1B).

Probiotiques améliorant les performances
La supplémentation en souches probiotiques spécifiques peut présenter des avantages potentiels, en particulier pour les athlètes et les adeptes du fitness. Les probiotiques, en particulier les souches appartenant aux genres Lactobacillus et Bifidobacterium, ont montré des effets prometteurs sur l’absorption et l’utilisation des nutriments, le métabolisme énergétique et la performance physique. Ces souches peuvent réduire le stress oxydatif, l’inflammation et la fatigue chez les athlètes. En outre, la supplémentation en probiotiques avec ces souches a été associée à une augmentation de la masse et de la force musculaires chez les athlètes et les personnes âgées. Une étude récente de Yeh et al. a démontré que la supplémentation en Lactobacillus plantarum PL-02 peut améliorer les performances d’exercice et la masse musculaire tout en atténuant les augmentations induites par l’exercice des niveaux de lactate et d’ammoniaque dans le sang chez les souris. En particulier, la combinaison de la supplémentation en PL-02 et de l’entraînement à la résistance a produit des bénéfices significatifs en termes d’augmentation de la masse musculaire et de réduction de la fatigue à l’exercice sans induire de dommages physiques. Dans une autre étude, il a été observé qu’une supplémentation en probiotique Bacillus subtilis améliorait les performances des athlètes féminines (4). Il est également rapporté que la consommation du probiotique Bifidobacterium bifidum (BIB2) par des athlètes de sprint améliore significativement les facteurs du système immunitaire avec une corrélation positive observée entre la durée de la consommation et l’effet (5).

Comment les probiotiques influencent-ils les performances à l’effort ? L’une des explications est que les micro-organismes présents dans l’intestin produisent des AGCS en tant que sous-produits de la digestion des fibres alimentaires. Il a été démontré que les AGCS améliorent le métabolisme du glucose, stimulent la production d’énergie et atténuent l’inflammation, autant de facteurs susceptibles d’améliorer les performances physiques (6). Un autre mécanisme possible est le rôle de souches bactériennes spécifiques, telles que Veillonella atypica, dont on a constaté qu’elles favorisaient les performances de l’hôte en convertissant le lactate produit pendant l’exercice en propionate (7). La manière précise dont les probiotiques influencent les performances physiques n’est pas encore totalement comprise, mais il existe un lien étroit entre les deux.

Conclusion
La MG peut jouer un rôle essentiel dans la régulation du métabolisme énergétique et la modulation de la fonction du système immunitaire, deux éléments vitaux pour une performance optimale à l’effort. Des études récentes ont démontré que la manipulation de la MG, comme l’introduction de probiotiques ou des changements alimentaires, peut avoir un impact positif sur les résultats de l’exercice. La compréhension de l’interaction complexe entre la MG et l’exercice physique peut être très bénéfique pour les athlètes. L’optimisation de la MG des athlètes par des interventions diététiques ciblées pourrait améliorer leur endurance, réduire l’inflammation et favoriser la forme physique. Au fur et à mesure que nous comprenons mieux cette relation, il est probable que nous soyons témoins de méthodes innovantes pour exploiter ces connaissances afin d’optimiser le bien-être humain et les performances physiques.

Source : https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnut.2023.1207543/full

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