Increased intake of fermentable carbohydrates induces IBS-like symptoms : a complementary understanding of mechanisms involved
Une consommation accrue de carbohydrates fermentescibles entraîne des symptômes de type SII : vers une meilleure compréhension des mécanismes impliqués
Résumé
Irritable bowel syndrome (IBS) is a functional gastrointestinal disorder (FGID) characterized by abdominal pain, bloating, and erratic bowel habits. It is an affliction with a high prevalence of around 11% worldwide. It carries a significant economic cost in lost productivity and work absence, and more importantly, it has a strong negative impact on quality of life. Because it is a functional disorder of which the causes are not well understood, treatment is difficult. In recent years, a low-FODMAP diet (low in Fermentable Oligo-, Di-, Mono-saccharides And Polyols) has been successfully used to reduce symptoms of IBS. The efficacity of this approach is not completely understood, but a reduction in enteric distension by reduced gas production and small intestinal water bulk by osmotic effects are most often cited. The bacterial metabolic toxin hypothesis, proposed by Campbell et al. poses that anaerobic fermentation of unabsorbed carbohydrates by the colonic gut microbiota, producing such metabolites as alcohols, ketones, and aldehydes, are responsible for food intolerances such as lactose intolerance. We hypothesized that this same mechanism could be extended to FODMAPs to explain the efficacity of the low- FODMAP diet. In this thesis, we looked for complementary mechanisms on how FODMAPs could influence IBS symptoms, besides distension related complaints. Our studies in a healthy mouse model show a complex role for FODMAPs in IBS physiopathology; FODMAP treatments cause a visceral and abdominal hypersensitivity, and a mucus barrier dysregulation, characterized using an innovative approach. We hypothesized that this is due to generation of glycating agents by the intestinal microbiota, and the prevention of these effects by co-treatment with pyridoxamine indicates that this hypothesis is correct. Mucosal mast cell counts were increased in FODMAP treated animals, but not in animals co-treated with pyridoxamine. Mast cells are implicated in visceral hypersensitivity, as well as in mucus barrier dysregulation, and increased mucosal mast cell numbers or activity are often linked to IBS. This work thus offers a link between the efficacity of the low-FODMAP diet and the involvement of intestinal mast cells in IBS.
Le syndrome de l’intestin irritable (SII) est un trouble gastro-intestinal fonctionnel caractérisé par des douleurs abdominales, des ballonnements et des troubles du transit intestinal. Cette pathologie digestive a une prévalence mondiale importante d'environ 11%. Elle entraîne un coût économique important : perte de productivité et absentéisme au travail. De plus, elle entraine une forte dégradation de la qualité de la vie des patients. Les causes de ce trouble fonctionnel ne sont pas bien comprises rendant le traitement thérapeutique difficile. Au cours des dernières années, un régime alimentaire à faible teneur en FODMAPs (Fermentable Oligo-, Di-, Mono-saccharides And Polyols) s’est révélé efficace dans la réduction des symptômes du SII. Sur le plan mécanistique ces effets positifs restent à élucider. Toutefois, on cite le plus souvent une réduction de la distension entérique due à une réduction de la production de gaz et du volume d’eau intestinale par des effets osmotiques. Campbell et al. pose l’hypothèse qu’une fermentation anaérobie de carbohydrates non-absorbés par le microbiote intestinal provoque la formation endoluminale de métabolites tels que les alcools, les cétones et les aldéhydes, responsables d'intolérances alimentaires comme l'intolérance au lactose. Nous avons émis l’hypothèse que ce mécanisme pourrait être étendu aux FODMAPs pour expliquer l’efficacité du régime alimentaire pauvre en FODMAPs chez les patients SII. Nos études montrent un rôle complexe des FODMAPs sur des modèles murins qui reflètent la physiopathologie du SII. Les traitements par FODMAPs (lactose et fructo-oligosaccharides) provoquent une hypersensibilité viscérale et abdominale et une dysfonction de la barrière de mucus au niveau de la muqueuse intestinale. Nous avons démontré que ces effets étaient dûs à la production d’agents de glycation par le microbiote intestinal. En effet, ces effets étaient prévenus par un co-traitement à la pyridoxamine. Le nombre de mastocytes muqueux était également augmenté chez les animaux traités par FODMAPs et significativement réduit par un co-traitement à la pyridoxamine. Les mastocytes sont connus pour être impliqués dans l’hypersensibilité viscérale et dans la dysrégulation de la barrière de mucus de l’intestin. Par ailleurs, une augmentation du nombre et/ou de l'activité des mastocytes est retrouvée sur des biopsie de patients SII. Ce travail de thèse original permet donc de faire un lien entre l'efficacité du régime alimentaire à faible teneur en FODMAPs, la symptomatologie et l'implication des mastocytes intestinaux chez le patient SII.
Origine : Version validée par le jury (STAR)