Un gaz traditionnellement associé aux ruminants et aux sites d’enfouissement s’avère jouer un rôle étonnant dans notre propre métabolisme. Une nouvelle recherche de l’Arizona State University (ASU) suggère que le méthane produit par les microbes de notre intestin pourrait influencer la quantité de calories que nous extrayons de nos aliments, ouvrant la voie à une nutrition plus personnalisée.
Au cœur de notre système digestif se cache un univers microbien foisonnant. Parmi cette multitude d’organismes, certains se distinguent par leur capacité à produire du méthane. Cette découverte, issue d’une étude parue dans la revue ISME Journal, met en lumière l’importance de ces méthanogènes dans la manière dont notre corps assimile l’énergie, notamment à partir des fibres alimentaires.
L’ensemble des micro-organismes peuplant notre tube digestif, connu sous le nom de microbiome intestinal, varie d’un individu à l’autre. Il s’avère que certaines personnes hébergent une population de microbes particulièrement active dans la production de méthane, tandis que d’autres en génèrent très peu. Les chercheurs de l’ASU ont observé un lien direct entre une production accrue de méthane et une meilleure capacité à extraire de l’énergie des aliments riches en fibres.
« Cette différence a des implications importantes pour les interventions diététiques. Elle montre que des personnes suivant le même régime peuvent réagir différemment, en partie à cause de la composition de leur microbiome intestinal », explique Blake Dirks, auteur principal de l’étude et chercheur au Biodesign Center for Health Through Microbiomes de l’ASU. Ces conclusions pourraient expliquer pourquoi un même repas peut apporter un nombre de calories différent selon les individus une fois qu’il atteint le côlon.
Il est important de noter que les fibres alimentaires conservent leurs bienfaits. L’étude précise que, dans le cadre d’un régime occidental classique, majoritairement composé d’aliments transformés, l’apport calorique est généralement plus élevé, indépendamment des niveaux de méthane. Cependant, pour les régimes riches en fibres, la quantité de calories effectivement absorbée fluctue significativement en fonction de la production de méthane de l’intestin.
Rencontre avec les producteurs de méthane
Les méthanogènes, ces microbes spécifiques, jouent un rôle clé dans ce processus. Leur fonction principale est de décomposer les fibres que notre corps ne peut digérer seul. Par un processus de fermentation, les microbes transforment les fibres en acides gras à chaîne courte (AGCC), une source d’énergie précieuse. Durant cette fermentation, de l’hydrogène gazeux est libéré. Trop d’hydrogène peut ralentir le processus, mais les méthanogènes interviennent en consommant cet hydrogène, transformant ainsi le paysage chimique digestif et empêchant un ralentissement.
En se nourrissant d’hydrogène, les méthanogènes rejettent du méthane comme sous-produit. Ce sont les seuls micro-organismes présents dans l’intestin humain capables de produire ce gaz. « Le corps humain lui-même ne produit pas de méthane, seuls les microbes le font. Nous avons donc suggéré qu’il pourrait s’agir d’un biomarqueur signalant une production microbienne efficace d’acides gras à chaîne courte », affirme Rosy Krajmalnik-Brown, auteur correspondant de l’étude et directrice du Biodesign Center for Health Through Microbiomes.
Le microbiome, maître de notre métabolisme
Les interactions au sein de ce microbiote peuvent affecter directement notre métabolisme. Les participants dont le microbiote produisait davantage de méthane présentaient également des niveaux plus élevés d’acides gras à chaîne courte, témoignant d’une création et d’une absorption d’énergie accrues dans l’intestin.
Pour valider ces observations, chaque participant a suivi deux régimes distincts : l’un composé d’aliments hautement transformés et pauvres en fibres, l’autre axé sur les aliments entiers et riches en fibres. Les deux régimes présentaient des proportions équivalentes de glucides, de protéines et de graisses. La recherche, menée en collaboration avec l’AdventHealth Translational Research Institute, a eu recours à un calorimètre de pièce entière, une installation spécialisée permettant de mesurer avec précision le métabolisme et la production de méthane des participants pendant six jours.
Contrairement aux méthodes traditionnelles basées sur un simple test respiratoire, ce dispositif capturait en continu le méthane libéré par la respiration et d’autres émissions, offrant ainsi une image plus fidèle de l’activité microbienne. « Ce travail met en lumière l’importance de la collaboration entre les scientifiques cliniciens-traductionnels et les écologistes microbiens », souligne Karen D. Corbin, co-auteure et chercheuse associée à l’institut. « La combinaison de mesures précises du bilan énergétique grâce à la calorimétrie de toute la pièce avec l’expertise de l’ASU en écologie microbienne a rendu possibles des innovations clés. »
Les données recueillies, notamment à partir d’échantillons de sang et de selles, ont permis d’évaluer la quantité d’énergie absorbée par les participants et l’activité de leurs microbes intestinaux. En comparant les individus à forte production de méthane et ceux à faible production, les résultats ont montré que si la majorité des participants absorbaient moins de calories avec un régime riche en fibres, ceux produisant plus de méthane en tiraient davantage d’énergie.
Vers une médecine personnalisée
Ces découvertes jettent les bases de futures recherches et applications médicales. « Les participants à notre étude étaient relativement en bonne santé », précise Blake Dirks. « Je pense qu’il serait intéressant d’examiner la manière dont d’autres populations réagissent à ce type de régime – les personnes souffrant d’obésité, de diabète ou d’autres problèmes de santé. »
Bien que l’objectif principal de l’étude n’ait pas été la perte de poids, certains participants ont constaté une légère diminution de leur masse corporelle en suivant le régime riche en fibres. Des recherches futures pourraient explorer comment les méthanogènes influencent les programmes de perte de poids ou de nutrition spécialisée.
« On peut voir à quel point il est important que le microbiome soit personnalisé », conclut Rosy Krajmalnik-Brown. « Plus précisément, le régime que nous avons conçu avec tant de soin pour améliorer le microbiome pour cette expérience a eu des effets différents sur chaque personne, en partie parce que le microbiome de certaines personnes produisait plus de méthane que d’autres. »
Ce projet a été financé par l’Institut national du diabète et des maladies digestives et rénales des National Institutes of Health.