Vous voulez tout savoir sur le microbiote du sportif ? Cet article est pour vous !
Depuis quelques années, le microbiote intestinal s’est imposé comme un acteur central de la santé humaine, et de celle du sportif. Il est désormais reconnu pour son rôle dans le métabolisme énergétique, la régulation immunitaire, l’intégrité de la barrière intestinale et même certaines fonctions neurophysiologiques. Dans le domaine du sport d’endurance, ces fonctions interrogent directement la performance, la récupération et la tolérance digestive à l’effort.
Chez les athlètes, et plus encore chez les pratiquants d’endurance et d’ultra-endurance, l’organisme est soumis à des contraintes physiologiques particulières, comme les volumes d’entraînement élevés, le stress métabolique répété, les stratégies nutritionnelles spécifiques et les sollicitations digestives importantes. Dans ce contexte, le microbiote intestinal apparaît comme un système à la fois hautement sollicité et potentiellement adaptatif.
Dans cet article, je vous propose une synthèse des connaissances actuelles sur le microbiote intestinal chez les athlètes d’endurance. Après avoir défini ce qu’est le microbiote et ses principales fonctions, nous aborderons la notion de microbiote « sain » sous un angle fonctionnel et contextuel, avant d’explorer le rôle de l’alimentation, des prébiotiques et probiotiques, puis de l’activité physique. Enfin, nous nous intéresserons plus spécifiquement au cas de l’endurance et de l’ultra-endurance, où le microbiote se révèle à la fois capable d’adaptations remarquables et vulnérable à des perturbations aiguës.
Le microbiote intestinal : qu’est-ce que c’est ?
Pour commencer à comprendre ce qu’est le microbiote, on peut s’appuyer sur la revue de Lynch et Pedersen (2016). Selon ces auteurs, lorsque l’on parle du microbiote, et plus précisément du microbiote intestinal, on fait référence à l’ensemble des micro-organismes qui vivent dans le tube digestif, et plus particulièrement dans le côlon.
Il s’agit principalement de bactéries, mais aussi d’archées (micro-organismes proches des bactéries, appartenant à un groupe biologique distinct et notamment impliqués dans la production de méthane), de virus (en particulier des bactériophages), de champignons et d’autres micro-organismes eucaryotes. Ces organismes ne vivent pas isolément. En interagissant entre eux et avec l’organisme humain, ils forment un écosystème complexe, dynamique et fonctionnel.
Il est dès lors important de distinguer deux termes souvent confondus : microbiote et microbiome. Le microbiote désigne l’ensemble des micro-organismes présents dans l’intestin. Le microbiome correspond à l’ensemble de leurs gènes et, par extension, au potentiel fonctionnel de cette communauté microbienne, c’est-à-dire à tout ce que ces micro-organismes sont capables de faire sur le plan biologique, indépendamment de la simple présence ou absence de certaines espèces.
Un écosystème gigantesque
Le tube digestif humain représente l’un des écosystèmes microbiens les plus denses connus. L’ensemble du tube digestif abrite plusieurs milliers de milliards de cellules microbiennes. Lynch et Pedersen (2016) s’appuient notamment sur une vaste étude publiée en 2014, réalisée chez plus de 1 200 individus issus de différentes régions du monde. Cette dernière a permis d’identifier près de 10 millions de gènes microbiens distincts. Ces données illustrent l’extraordinaire diversité génétique de l’écosystème intestinal.
Cette richesse ne signifie toutefois pas que tous les individus partagent la même composition microbienne. Au contraire, chaque personne possède une signature microbienne unique, influencée par de nombreux facteurs tels que l’âge, l’alimentation, l’environnement, l’exposition aux médicaments, ou encore le statut immunitaire. En revanche, malgré cette grande variabilité entre individus, les fonctions biologiques assurées par le microbiote adulte sain sont relativement conservées d’un individu à l’autre. Autrement dit, des microbiotes très différents dans leur composition peuvent assurer des fonctions globalement similaires, suggérant que la fonction prime souvent sur la composition précise.
Un point fondamental mis en évidence par Lynch et Pedersen est ainsi que, pour des fonctions biologiques comparables, la population microbienne impliquée peut varier considérablement d’un individu à l’autre. Cette variabilité interindividuelle est observée tout au long de la vie. Le microbiote se développe rapidement au cours de l’enfance, se stabilise à l’âge adulte, puis tend à devenir plus instable et moins diversifié avec le vieillissement. Ces évolutions, ainsi que leur ampleur, sont fréquemment associées à l’état de santé général et à la présence de comorbidités.
À quoi sert le microbiote ?
Le microbiote intestinal joue un rôle central dans de nombreuses fonctions physiologiques. Tout d’abord, sur le plan métabolique, il participe à la fermentation de substrats alimentaires non digestibles, notamment certaines fibres. Ainsi, il contribue à la production d’énergie (environ 5 à 10 % des besoins énergétiques quotidiens). Il est également impliqué dans la synthèse de certaines vitamines, la transformation des sels biliaires et le métabolisme de nombreux composés alimentaires et médicamenteux.
Pour rappel, la digestion des nutriments dits digestibles (p. ex., glucides, protéines, lipides) est assurée par les enzymes de l’estomac et de l’intestin grêle avec une intervention quasi inexistante du microbiote.
Ensuite, sur le plan immunitaire le microbiote joue un rôle dans la maturation et la régulation du système immunitaire. Il participe à l’apprentissage du système immunitaire, en aidant l’organisme à distinguer ce qui est normal de ce qui ne l’est pas. Le microbiote favorise ainsi la tolérance vis-à-vis des aliments et des bactéries naturellement présentes dans l’intestin, tout en contribuant au renforcement des défenses contre les micro-organismes potentiellement dangereux. Il limite également l’installation et la prolifération de microbes pathogènes. Ces interactions précoces et continues entre le microbiote et le système immunitaire conditionnent en grande partie l’équilibre inflammatoire de l’organisme.
Le microbiote contribue également au maintien de la barrière intestinale, en influençant la production de mucus, le renouvellement des cellules de l’épithélium intestinal et la cohésion entre ces cellules. Ces mécanismes participent au contrôle de la perméabilité intestinale, c’est-à-dire à la capacité de l’intestin à jouer son rôle de barrière sélective.
Enfin, le microbiote intervient dans des voies de communication à distance, notamment via l’axe intestin cerveau, en modulant la production de neurotransmetteurs et de métabolites capables d’influencer le système nerveux.
Qu’est-ce qu’un bon microbiote ? Une notion fonctionnelle et contextuelle
Une question importante, et qui revient souvent, est de savoir si l’on a « un bon microbiote » ou un microbiote « sain ». Cette interrogation est fréquente dans le discours scientifique, largement reprise dans les médias grand public, et constitue aussi, parfois, une promesse marketing, justifiée ou non. Pourtant, comme le soulignent Fan et Pedersen (2020), il n’existe aujourd’hui aucune définition universelle d’un microbiote sain basée sur une composition en micro-organismes, que ce soit d’un point de vue qualitatif (p. ex. quels types de micro-organismes doivent être présents ?) ou quantitatif (p. ex. quelles quantités de micro-organismes doivent être présents ?).
Dans leur revue de littérature, les auteurs rappellent que la variabilité interindividuelle du microbiote intestinal est considérable. Deux personnes en bonne santé peuvent ainsi présenter des microbiotes très différents en termes d’espèces bactériennes, de proportions relatives ou de profils génétiques. Cette diversité est influencée par de nombreux facteurs, tels que l’alimentation, l’environnement, l’âge, le sexe, l’exposition aux médicaments, le mode de vie, et plus largement le contexte physiologique, incluant notamment la pratique d’activité physique.
Ainsi, parler d’un microbiote « sain » au sens d’une composition type n’est pas scientifiquement fondé. Un microbiote intestinal compatible avec un bon état de santé ne peut pas être défini par la simple présence ou absence de certaines espèces. Plutôt que de s’intéresser uniquement à la composition du microbiote, Fan et Pedersen proposent une approche fonctionnelle.
Selon eux, un microbiote associé à un bon état de santé se caractérise avant tout par sa capacité à assurer un ensemble de fonctions biologiques clés, évoquées précédemment. Dans ce cadre, des microbiotes très différents sur le plan de leur composition peuvent remplir des fonctions similaires. Autrement dit, un même objectif fonctionnel peut être atteint par des configurations microbiennes différentes.
Richesse, diversité et stabilité
Néanmoins, Fan et Pedersen soulignent que certaines caractéristiques sont fréquemment associées à un microbiote compatible avec une bonne santé métabolique, sans pour autant constituer des critères absolus. Parmi celles-ci figurent :
- Une richesse génétique élevée (c’est-à-dire un grand nombre de gènes microbiens différents, offrant une large palette de fonctions biologiques potentielles).
- Une diversité microbienne relativement importante (correspondant à une coexistence relativement équilibrée de plusieurs groupes de micro-organismes, sans qu’un seul ne domine excessivement l’écosystème).
- Une stabilité fonctionnelle dans le temps (la capacité du microbiote à maintenir ses fonctions principales malgré des variations normales de l’alimentation, de l’activité physique ou de l’environnement).
Qu’est-ce qu’une mauvais microbiote ?
De la même manière, un microbiote altéré ne correspond pas à un profil unique. Fan et Pedersen expliquent que les altérations du microbiote observées dans différentes pathologies sont hétérogènes, parfois non consistantes au sein d’une même pathologie, et souvent fortement dépendantes du contexte. Un même déséquilibre microbien peut ainsi être associé à des conséquences différentes selon l’individu, son environnement et son état physiologique.
Dans cette perspective, il est plus juste de parler d’un microbiote inadapté à un contexte donné, plutôt que d’un microbiote intrinsèquement « mauvais ». Un microbiote peut être fonctionnellement adapté à un certain mode de vie ou à un régime alimentaire donné, et donc compatible avec un bon état de santé, mais devenir moins adapté dans un autre contexte, par exemple en cas de modification brutale du régime alimentaire, de stress physiologique important ou de pathologie.
Cette vision fonctionnelle et contextuelle du microbiote est particulièrement pertinente lorsqu’on s’intéresse aux athlètes d’endurance. Fan et Pedersen soulignent que le microbiote est un système dynamique, capable d’évoluer et de s’adapter aux contraintes imposées par l’environnement et le mode de vie, notamment par l’activité physique et ses exigences spécifiques. La question n’est donc pas de savoir si un athlète possède un microbiote « meilleur » qu’un autre, mais plutôt si son microbiote est adapté aux exigences spécifiques de son entraînement, de son alimentation et de ses contraintes physiologiques. Cette approche ouvre la voie aux liens entre microbiote, performance, troubles digestifs et stratégies d’adaptation, qui seront développés dans la suite de l’article.
Peut-on améliorer son microbiote ?
À ce stade, une question s’impose naturellement : peut-on améliorer son microbiote intestinal ? Vous l’avez sans doute compris, puisqu’il n’existe pas de microbiote idéal, il est plus juste de s’interroger sur la capacité à favoriser un microbiote fonctionnel, stable et adapté à un contexte donné.
Autrement dit, l’enjeu n’est pas de chercher à « optimiser » son microbiote, mais de favoriser sa capacité à répondre aux contraintes auxquelles l’organisme est exposé. Dans cette perspective, plusieurs leviers existent. Certains jouent un rôle majeur, comme l’alimentation. D’autres ont des effets plus modestes, plus contextuels, ou encore discutés, comme les probiotiques, les prébiotiques ou certaines pratiques spécifiques. L’activité physique constitue également un facteur important, que nous allons maintenant aborder.
Comment favoriser un microbiote fonctionnel et adapté ?
Le rôle central de l’alimentation
Parmi l’ensemble des facteurs susceptibles d’influencer le microbiote intestinal, l’alimentation occupe une place centrale. La littérature est si gigantesque sur le sujet d’ailleurs, que je me permet de sélectionner quelques références, tant la quantité de publication est immense, et les conclusions majoritairement convergentes.
Dans leur revue de 2019 (publiée dans un journal de très haut rang), Zomar et al., avancent que contrairement au génome humain, relativement stable à l’échelle de la vie, le microbiote présente ce qu’on appelle une plasticité élevée. C’est-à-dire qu’en général, il est capable de s’adapter rapidement aux signaux environnementaux. Selon eux, l’alimentation constitue l’un des déterminants majeurs de la structure et de la fonction du microbiote intestinal. Elle agirait à la fois sur la composition des communautés microbiennes et sur leurs activités.
Des effets directs
Les nutriments apportés par l’alimentation constituent en réalité des substrats directs pour une grande partie des micro-organismes intestinaux. Certains composants alimentaires, comme les glucides non digestibles, et en particulier certaines fibres alimentaires, ne peuvent pas être dégradés par les enzymes digestives humaines. Ils traversent donc l’estomac et l’intestin grêle sans être absorbés, et atteignent le côlon en grande partie intacts.
Dans le côlon, ces composés deviennent une source d’énergie majeure pour le microbiote intestinal. Les bactéries capables de les utiliser disposent alors d’un avantage, et peuvent se multiplier plus facilement que celles qui ne possèdent pas les enzymes nécessaires pour exploiter ces substrats. À l’inverse, les micro-organismes incapables de les métaboliser voient leur croissance limitée.
De cette manière, l’alimentation influence indirectement l’équilibre de l’écosystème intestinal, en favorisant certaines populations microbiennes plutôt que d’autres, non pas parce qu’elles seraient intrinsèquement « meilleures », mais parce qu’elles sont mieux adaptées aux ressources disponibles.
Des effets indirects
L’alimentation module également le microbiote de manière indirecte, en agissant sur l’environnement intestinal et sur la physiologie de l’hôte. Certains nutriments ou micronutriments peuvent influencer la réponse immunitaire, la production de bile, l’intégrité de la barrière intestinale, ou encore la disponibilité de certains métabolites. Ces modifications du milieu intestinal sont susceptibles, à leur tour, de favoriser ou freiner la croissance de certaines populations microbiennes.
Zmora et ses collègues soulignent également que le microbiote est sensible aux variations quantitatives et qualitatives de l’alimentation, mais que toutes modifications n’entraînent pas nécessairement des changements profonds ou durables. Certaines interventions nutritionnelles peuvent provoquer des ajustements rapides, parfois observables en quelques jours, tandis que d’autres n’induisent que des effets modestes, transitoires, ou variables d’un individu à l’autre.
Cette variabilité interindividuelle dans la réponse du microbiote à l’alimentation constitue l’un des éléments expliquant pourquoi une même stratégie nutritionnelle peut produire des effets différents selon les personnes.
Modification de la composition et du fonctionnement du microbiote
Enfin, cette revue souligne que les effets de l’alimentation sur le microbiote concernent aussi l’activité métabolique du microbiote. C’est-à-dire ce que ces micro-organismes font réellement. En pratique, un changement alimentaire peut modifier les substrats disponibles pour les bactéries intestinales sans nécessairement bouleverser la composition globale du microbiote.
Par exemple, chez une personne dont le microbiote reste relativement stable, une augmentation des apports en fibres alimentaires peut fournir davantage de substrats fermentescibles, c’est-à-dire capables d’entrer en fermentation, aux bactéries du côlon. Sans que de nouvelles espèces apparaissent ou disparaissent, ces bactéries peuvent alors produire davantage de métabolites issus de la fermentation, comme les acides gras à chaîne courte. Ces molécules peuvent être absorbées par l’organisme et jouer un rôle dans le métabolisme énergétique, la fonction intestinale et la régulation immunitaire.
Quoi manger pour favoriser un microbiote fonctionnel ?
Pour aller plus loin, la revue de Scott et al. (2013) apporte des éléments permettant de mieux comprendre comment la composition de l’alimentation influence le fonctionnement du microbiote intestinal.
Fibres alimentaires et glucides fermentescibles
Les fibres alimentaires constituent le principal carburant du microbiote intestinal, car elles favorisent une activité fermentaire accrue au niveau du côlon. Cependant, toutes les fibres ne se valent pas. Différents types de fibres (fibres solubles, fibres insolubles, amidon résistant, polysaccharides non amylacés) ne sont pas fermentés par les mêmes bactéries, ni au même endroit du côlon. Aussi, la diversité des sources de fibres semble particulièrement importante, car elle favorise un microbiote fonctionnellement riche, capable de produire une large gamme de métabolites.
Protéines
Les protéines alimentaires peuvent également être utilisées par le microbiote, notamment lorsqu’elles ne sont pas entièrement digérées et absorbées dans l’intestin grêle. Les auteurs expliquent que la fermentation des protéines conduit à la production de métabolites différents de ceux issus de la fermentation des fibres.
Si certains de ces composés peuvent avoir des effets neutres ou bénéfiques, d’autres sont associés à des effets délétères lorsqu’ils sont excessifs. La littérature suggère ainsi que des apports protéiques élevés, lorsqu’ils ne sont pas accompagnés d’un apport suffisant en fibres, peuvent orienter l’activité microbienne vers des voies moins favorables.
Lipides
Les lipides ne constituent pas une source d’énergie directe pour le microbiote intestinal. Néanmoins, Scott et al. rappellent qu’ils peuvent influencer le microbiote de manière indirecte, notamment via la production et la composition des sels biliaires, qui modifient l’environnement intestinal. Certains profils lipidiques alimentaires sont associés à des modifications de la composition et de l’activité du microbiote, mais ces effets restent fortement dépendants du contexte global de l’alimentation. À ce stade, la littérature ne permet pas d’identifier un effet simple et universel des lipides sur le microbiote intestinal.
En résumé, une alimentation favorisant un microbiote fonctionnel se caractérise généralement par :
- une présence régulière et diversifiée de fibres alimentaires,
- un équilibre entre apports protéiques et apports en glucides fermentescibles,
- une cohérence globale des apports alimentaires, plutôt qu’une focalisation sur un nutriment isolé.
Prébiotiques et probiotiques : définitions et réalités scientifiques
Lorsqu’on s’intéresse au microbiote intestinal et à sa fonctionnalité, la question des prébiotiques et des probiotiques apparaît rapidement. Ces derniers sont souvent présentés comme des moyens simples d’« optimiser » le microbiote. Pourtant, comme le rappelle le consensus scientifique coordonné par l’International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) dans son article de référence publié en 2017 (Gibson et al.), leurs définitions, leurs mécanismes d’action et leurs effets réels sont encore fréquemment mal compris.
C’est quoi un probiotique ?
Les probiotiques sont définis comme des micro-organismes vivants. Lorsqu’ils sont administrés en quantité adéquate, ils confèrent un bénéfice pour la santé de l’individu. Cette définition implique plusieurs éléments essentiels.
Premièrement, il s’agit nécessairement de micro-organismes vivants. Il s’agit le plus souvent des bactéries, mais parfois aussi de levures. Deuxièmement, le bénéfice associé à un probiotique ne peut pas être présumé. Il doit être démontré dans des études contrôlées, pour une souche spécifique, administrée à une dose donnée, et dans un contexte précis.
Un point important souligné par ce consensus est que les probiotiques ne colonisent généralement pas durablement le microbiote intestinal. Dans la majorité des cas, les souches ingérées exercent leurs effets de manière transitoire, tant que la supplémentation est maintenue. On parle donc davantage d’une modulation fonctionnelle temporaire du microbiote que d’une modification durable de sa composition.
C’est quoi un prébiotique ?
Les prébiotiques sont définis comme des substrats qui sont sélectivement utilisés par les micro-organismes de l’individu et qui apportent eux aussi un bénéfice pour la santé. Il s’agit donc de composés non digestibles par l’organisme humain, le plus souvent des glucides complexes, qui traversent l’intestin grêle sans être absorbés, atteignent le côlon pour servir de substrats à certaines bactéries intestinales.
Pour le dire plus simplement, les probiotiques correspondent à des micro-organismes vivants. Les prébiotiques constituent la nourriture de certains micro-organismes du microbiote.
Selon le consensus ISAPP, deux points sont essentiels. Le premier concerne la sélectivité. Un prébiotique ne nourrit pas l’ensemble du microbiote de manière indiscriminée, mais favorise préférentiellement certains groupes de micro-organismes. Le second est, là encore, l’existence d’un bénéfice démontré pour la santé, condition indispensable pour qu’un composé puisse être qualifié de prébiotique. À ce jour, les fructo-oligosaccharides, l’inuline et les galacto-oligosaccharides constituent les prébiotiques les mieux documentés scientifiquement.
Quels effets attendre des probiotiques et prébiotiques ?
Le consensus de Gibson et al. (2017) explique que l’efficacité des prébiotiques et des probiotiques dépend du contexte, et notamment de la composition initiale du microbiote, de l’alimentation globale et de l’état physiologique de l’individu.
Les prébiotiques, surtout ceux mentionnés précédemment, agissent surtout via la fermentation microbienne et la production de métabolites. Par ce biais, ils peuvent contribuer à l’amélioration de certaines fonctions intestinales, métaboliques ou immunitaires. Les probiotiques, de leur côté, peuvent exercer des effets bénéfiques ciblés, qui varient selon les souches. Selon le contexte, certaines souches ont montré des effets sur des troubles digestifs, la perméabilité intestinale ou certaines réponses immunitaires. Néanmoins, comme le rappellent les auteurs, ces effets sont le plus souvent modestes, spécifiques d’une souche donnée et transitoires. De plus, la réponse aux probiotiques varie fortement d’un individu à l’autre, en fonction du microbiote préexistant.
Ces conclusions sont d’ailleurs cohérentes avec un autre consensus d’experts, celui de Hungin et al. (2018). Il avance que les probiotiques peuvent, dans certains contextes, améliorer les symptômes digestifs, notamment dans des cas de troubles fonctionnels intestinaux. Toutefois, ces effets restent variables, comme nous l’avons déjà dit. Les auteurs soulignent surtout que les bénéfices sont fortement dépendant des souches, et qu’ils concernent le plus souvent des effets symptomatiques.
Le sport pour favoriser un microbiote fonctionnel
Jusqu’ici, nous avons abordé le microbiote intestinal comme un écosystème dynamique, dont le fonctionnement dépend en particulier de l’alimentation. Toutefois, l’alimentation n’est pas le seul facteur capable de moduler cet écosystème. L’activité physique est un stimulus majeur, susceptible d’influencer à la fois la composition, la fonction et la stabilité du microbiote intestinal.
Sport et microbiote intestinal
L’intérêt pour les interactions entre activité physique et microbiote intestinal s’est développé ces dernières années. Dans leur revue de littérature, Campbell et Wisniewski (2017) proposent un cadre conceptuel dans lequel l’exercice physique est considéré comme un facteur environnemental capable de moduler la santé intestinale et le microbiote, en partie indépendamment de l’alimentation, bien que ces deux facteurs restent étroitement liés.
Le raisonnement des auteurs repose sur l’idée qu’un microbiote compatible avec un bon état de santé se caractérise par une diversité microbienne relativement élevée et une stabilité fonctionnelle. Or, plusieurs travaux expérimentaux suggèrent que l’activité physique régulière pourrait contribuer à renforcer ces caractéristiques, en particulier chez des individus initialement sédentaires ou exposés à un environnement métabolique défavorable.
Activité physique et diversité du microbiote
Dans la littérature, plusieurs études suggèrent que l’exercice régulier est associé à une augmentation de la diversité microbienne. Campbell et Wisniewski soulignent toutefois que ces résultats doivent être interprétés avec prudence. D’une part, une proportion importante des données disponibles repose sur des modèles animaux, dans lesquels les conditions expérimentales sont fortement contrôlées. D’autre part, les protocoles d’exercice, les durées d’intervention et les contextes nutritionnels varient considérablement d’une étude à l’autre, ce qui limite les comparaisons directes.
Cette prudence est renforcée par exemple par la revue de littérature de Cullen et al., 2023. En incluant des études humaines et animales, elle souligne que, chez l’humain, les effets de l’activité physique sur la diversité du microbiote intestinal sont moins systématiques que chez l’animal. Dans une partie des études, aucun changement significatif de diversité n’est observé. Ces données suggèrent que l’exercice seul, n’induit pas obligatoirement de modifications majeures de la composition du microbiote, et que les effets observés dépendre d’autres facteurs.
Malgré ces limites, l’ensemble des données disponibles semble tout de même suggérer que l’activité physique régulière pourrait être associée à un microbiote plus diversifié que la sédentarité.
Production de métabolites et santé intestinale
Au-delà de la composition microbienne, l’exercice semble également influencer l’activité métabolique du microbiote, notamment via la production de métabolites issus de la fermentation bactérienne. Les auteurs mettent en avant le rôle des acides gras à chaîne courte, et en particulier du butyrate, dont la production est augmentée chez les animaux physiquement actifs.
Ce dernier joue un rôle central dans la santé intestinale. Il constitue une source d’énergie majeure pour les cellules de l’épithélium colique (la couche de cellules qui tapisse l’intérieur du côlon), participe au maintien de l’intégrité de la barrière intestinale et possède des propriétés anti-inflammatoires. Plusieurs études animales citées dans cette revue montrent que l’exercice est associé à une augmentation des bactéries productrices de butyrate, ainsi qu’à des concentrations coliques plus élevées de ce métabolite (c’est-à-dire une production accrue au niveau du côlon).
Intégrité de la barrière intestinale et inflammation
Un autre aspect important abordé par Campbell et Wisniewski en 2017 concerne les effets de l’activité physique sur l’intégrité de la barrière intestinale. Dans des contextes de sédentarité ou de régime riche en graisses, une altération de cette barrière est fréquemment observée, favorisant le passage de composés bactériens pro-inflammatoires dans la circulation.
Les données disponibles suggèrent que l’exercice régulier peut contribuer à préserver, voire améliorer, l’intégrité de la barrière intestinale (c.-à-d. l’imperméabilité intestinale). Ce phénomène passerait notamment par une meilleure régulation des protéines de jonction serrée (structures qui assurent la cohésion entre les cellules de la paroi intestinale et permettent de contrôler ce qui peut, ou non, traverser l’intestin), ainsi que par une réduction de l’inflammation locale.
En revanche, les auteurs rappellent que des efforts très intenses, prolongés (p. ex. compétition) ou réalisés dans des conditions environnementales extrêmes (chaleur, déshydratation) peuvent, à l’inverse, induire une augmentation transitoire de la perméabilité intestinale.
Les sportifs d’endurance ont-ils un microbiote sain ?
Puisque l’activité physique régulière semble associée à une amélioration de certaines fonctions intestinales et à une plus grande diversité du microbiote, une question se pose. Les athlètes d’endurance possèdent-ils un microbiote plus « sain » que les non-athlètes ?
La revue de littérature publiée par O’Brien et al. en 2022 dans Sports Medicine s’est spécifiquement intéressée à cette question. Les auteurs soulignent d’emblée qu’un nombre important d’études ont mis en évidence des différences notables entre le microbiote des athlètes et celui de personnes sédentaires, tant sur le plan de la composition que sur le plan fonctionnel.
Un microbiote souvent plus diversifié chez le sportif
L’un des constats les plus robustes de la littérature concerne la diversité microbienne. De nombreuses études montrent que les athlètes, et en particulier les athlètes d’endurance, présentent en moyenne une diversité microbienne plus élevée que les individus sédentaires. Cette observation a été rapportée dans différentes disciplines sportives et dans plusieurs cohortes indépendantes.
Toutefois, O’Brien et ses collègues soulignent que cette association ne permet pas d’affirmer une relation causale directe. Les athlètes diffèrent des non-athlètes sur de nombreux paramètres, tels que l’alimentation, la composition corporelle ou encore le mode de vie, autant de facteurs susceptibles d’influencer également le microbiote intestinal.
Des signatures microbiennes associées à l’endurance
Au-delà de la diversité globale, certaines études ont mis en évidence des enrichissements de groupes bactériens spécifiques chez les athlètes d’endurance. Plusieurs travaux rapportent une plus grande abondance de bactéries impliquées dans la production d’acides gras à chaîne courte, en particulier le butyrate, ainsi que de bactéries associées au métabolisme énergétique.
Par exemple, certaines études ont observé une corrélation positive entre le VO₂max (pour apprendre comment développer ce dernier, rendez-vous ici) et l’abondance de bactéries productrices de butyrate, ainsi qu’avec les voies métaboliques liées à la fermentation des glucides non digestibles. Ces mécanismes pourraient contribuer au maintien de l’intégrité de la barrière intestinale, à la régulation de l’inflammation et, potentiellement, à certaines adaptations métaboliques favorables à l’endurance.
Néanmoins, les auteurs insistent sur le fait que ces associations restent hétérogènes selon les études, les populations et les disciplines sportives, et qu’elles ne permettent pas d’identifier un « microbiote de l’athlète » universel.
Un équilibre néanmoins fragile chez le sportif d’endurance
Un point central mis en avant par cette revue est que le statut d’athlète n’est pas systématiquement synonyme de microbiote optimal. Les athlètes d’endurance sont soumis à des contraintes physiologiques importantes, telles que des volumes d’entraînement élevés, des compétitions prolongées, le stress thermique, la déshydratation ou encore des stratégies nutritionnelles parfois extrêmes.
Ces contraintes peuvent, dans certains contextes, altérer transitoirement la fonction intestinale. La littérature rapporte ainsi une prévalence élevée de troubles gastro-intestinaux chez les athlètes d’endurance, en particulier lors des efforts prolongés ou très intenses. Ces troubles sont associés à une augmentation transitoire de la perméabilité intestinale, à une inflammation locale et à des perturbations du microbiote.
Le cas de l’ultra-endurance
Il devient alors naturel de s’interroger sur le cas spécifique de l’ultra-endurance. L’étude de Keohane et al. (2019) apporte des éléments de réponse. Les auteurs ont suivi quatre athlètes masculins entraînés lors d’une traversée transatlantique en aviron de 33 jours, représentant plus de 5 000 km d’effort quasi continu, avec une charge d’exercice quotidienne extrêmement élevée.
Les résultats montrent une augmentation progressive de la diversité microbienne tout au long de l’épreuve chez trois des quatre athlètes. Cette augmentation était déjà observable à mi-parcours et se poursuivait jusqu’à la fin de l’épreuve. De plus, elle était indépendante de toute amélioration de la capacité aérobie. Cela suggère que la stimulation du microbiote était principalement liée à la contrainte d’endurance prolongée elle-même.
Les auteurs observent également une augmentation de l’abondance de plusieurs bactéries productrices de butyrate. Vous le savez, ce métabolite est associé à une meilleure santé intestinale. D’autres espèces, impliquées dans l’amélioration de la sensibilité à l’insuline et du métabolisme énergétique, présentaient également une augmentation. Les analyses fonctionnelles révèlent par ailleurs une augmentation du potentiel de synthèse de certains acides aminés essentiels, de certains acides gras à chaîne moyenne et longue, ainsi que de composés impliqués dans la gestion du stress oxydatif. Ces adaptations pourraient jouer un rôle compensatoire face aux contraintes métaboliques, inflammatoires et oxydatives induites par un effort d’ultra-endurance prolongé.
Enfin, si certaines de ces adaptations persistaient encore trois mois après l’épreuve chez certains participants, d’autres revenaient progressivement vers les niveaux initiaux. Cela illustre le caractère partiellement réversible et contextuel de ces modifications du microbiote.
Perturbations aiguës du microbiote après un ultra-trail
Une étude de cas publiée par Grosicki et al. (2019) suggère quant à elle que l’ultra-trail peut induire des modifications rapides et marquées du microbiote. Les auteurs ont suivi un coureur d’ultra de niveau mondial lors de la Western States Endurance Run. Dès deux heures après la course, ils observent une augmentation de la diversité microbienne, ainsi qu’une modification de l’abondance relative de plusieurs groupes bactériens. Ces changements apparaissent toutefois en grande partie transitoires. En effet, la composition du microbiote revenait partiellement vers son état initial dix jours après l’épreuve.
Parmi les modifications les plus frappantes figure une augmentation massive du genre Veillonella immédiatement après la course. Ce résultat fait écho aux travaux de Scheiman et al. (2019), qui ont montré que certaines espèces de Veillonella sont capables d’utiliser le lactate produit pendant l’effort comme substrat énergétique. Ces données suggèrent que certaines bactéries pourraient profiter du stress métabolique aigu induit par l’ultra-endurance pour se développer rapidement, contribuant à une adaptation métabolique transitoire.
En parallèle, les auteurs observent une augmentation de groupes bactériens appartenant aux Proteobacteria, ainsi qu’une hausse de genres tels que Streptococcus et Haemophilus. Ces modifications sont interprétées comme des marqueurs de stress intestinal et de perturbation de l’écosystème microbien.
Ainsi, le microbiote observé immédiatement après un ultra-trail présente un profil ambivalent. Il est à la fois enrichi en bactéries susceptibles de participer à des voies métaboliques favorables à l’effort, tout en étant simultanément marqué par des signes de déséquilibre et de fragilisation de l’environnement intestinal.
Conclusion – Le microbiote des sportifs
Les travaux actuels convergent vers une idée clé. Il n’existe pas de microbiote intestinal universellement « sain ». Sa pertinence se juge avant tout à sa capacité fonctionnelle et à son adaptation au contexte physiologique de l’individu. Cette approche est particulièrement pertinente chez les sportifs d’endurance, dont les contraintes métaboliques, digestives et inflammatoires diffèrent de la population générale.
Chez les athlètes d’endurance, l’activité physique régulière est globalement associée à une diversité microbienne plus élevée et à certaines signatures fonctionnelles favorables. Ceci est notamment en lien avec le métabolisme énergétique et la production d’acides gras à chaîne courte. Toutefois, ces adaptations ne sont ni homogènes ni systématiquement bénéfiques. Les contraintes propres à l’endurance, et plus encore à l’ultra-endurance, peuvent aussi fragiliser transitoirement l’écosystème intestinal et la barrière intestinale. En effet, les rares études menées en conditions extrêmes montrent que certaines adaptations métaboliques semblent émerger face à l’effort prolongé ou très intense, mais qu’elles coexistent avec des perturbations aiguës, des signes de stress intestinal et une instabilité transitoire du microbiote.
Les données disponibles invitent à dépasser les promesses simplistes autour de l’« optimisation » du microbiote. Les leviers les plus solides restent une alimentation cohérente et diversifiée, une attention particulière portée aux fibres, une utilisation raisonnée des probiotiques et prébiotiques, et une gestion de l’entraînement intégrant la tolérance digestive.
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Partie 2 – Mon interview de deux expertes – Nathalie Boisseau et Marion Leclerc
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Références bibliographiques
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