MICROBIOTE DIGESTIF DU LAPIN : RÔLE DES PRÉBIOTIQUES ET PROBIOTIQUES

Le microbiote digestif, ou ecosysteme digestif du lapin, presente un grand pluralisme et une grande specificite, tant du point de vue de sa composition que de ses capacites fonctionnelles. Il joue ainsi de multiples roles physiologiques : hydrolyse et fermentation des nutriments, action immunoregulatrice, vascularisation et trophicite intestinales, barriere de defense contre les agents infectieux, etc. Des efforts de recherche considerables ont ete realises ces dernieres annees, en utilisant les techniques de la biologie moleculaire et de la microbiologie. Ils ont permis de definir plus precisement la composition du microbiote et de mieux comprendre son fonctionnement, ainsi que ses dysfonctionnements, avec des applications directes sur la conduite a tenir en cas de diarrhee chez le lapin.

COMPOSITION DU MICROBIOTE DIGESTIF DU LAPIN

1. Composition quantitative

Le microbiote intestinal du lapin est constitué de 10¹¹ à 10¹² bactéries par gramme de matière fécale, appartenant à quelques centaines d’espèces. Celles-ci sont surtout présentes dans le complexe cascum-côlon, les cascotrophes et les crottes, mais également dans l’estomac, l’intestin grêle (10⁶ à 10⁸ bactéries/g de matière fécale dans l’iléon) et le côlon [², ⁴]. Il comporte également 107 archées/g de matière fécale. Ce sont des microorganismes procaryotes constitués d’une cellule unique sans noyau ni organites, du règne des Archaea [², ⁴].

Dans le domaine des eucaryotes, l’écosystème digestif cascal du lapin semble dépourvu de champignons anaérobies et de levures, mises à part les levures commensales du cascum (Cyniclomyces guttulatus du groupe des Saccharomyces). Les protozoaires sont absents à l’état physiologique, excepté les coccidies, des Ciliés morphologiquement similaires à Isotricha chez les bovins, des Flagellés et une amibe [², ⁴]. Les virus bactériophages sont également absents.

2. Composition taxonomique

Techniques culturales

Des techniques de culture fondées sur l’aspect fonctionnel des microorganismes et leur capacité à se développer sur des substrats définis ont montré que la fraction cultivable du microbiote digestif du lapin adulte sain se caractérise par l’absence ou la faible densité de Lactobacillus, Streptococcus et d’Escherichia coli [², ⁴, ¹⁷]. En revanche, sont présentes des bactéries cellulolytiques (principalement Eubacterium cellulosolvens) et des bactéries xylolytiques et pectinolytiques (essentiellement Bacteroides ruminicola).

Cependant, ces techniques culturales, qui ont été la référence jusqu’à une date récente, ne permettent a priori la mise en évidence que de 10 à 20 % de la population microbienne digestive [⁴].

Techniques de microbiologie moléculaire

Les techniques de microbiologie moléculaire développées récemment ont permis l’établissement d’unités taxonomiques opérationnelles (OTU), qui sont des regroupements de bactéries et d’archées phylogénétiquement proches, sur la base de la similarité de la séquence d’ARN de la sous-unité 16S des ribosomes bactériens (ADNr 16S) [⁴, ¹⁷, ¹⁸].

Les inventaires moléculaires de la population bactérienne cascale du lapin ont révélé qu’elle est composée majoritairement d’espèces non encore décrites et très spécifiques à cet animal [⁴]. Elle est constituée majoritairement de Firmicutes (92,9 % des séquences), des bactéries Gram positif qui comportent plus de 250 genres, parmi lesquels, notamment, les clostri-dies, les lactobacilles, les entérocoques, les staphylocoques et les streptocoques. Les bactéroidacées (Bacteroidetes et Prevotella) sont minoritaires (4 % de séquences pour Bacteroidetes).

L’inventaire moléculaire de la population archée récemment réalisé chez le lapin confirme la prédominance du genre Methanobrevibacter (comme chez les autres herbivores) [⁴, ¹⁷]. Les archées permettent l’élimination de l’hydrogène issu des fermentations sous la forme de méthane.

La densité en bactéries et en archées des cascotrophes, qui correspondent à du contenu cascal peu modifié, est du même ordre de grandeur que celle du cascum (10¹¹ bactéries/g). C’est la raison pour laquelle les cascotrophes sont utilisés pour réaliser le suivi de la dynamique du microbiote cascal.

Enfin, en l’absence de perturbations induites, la population bactérienne cascale du lapin adulte reste stable dans le temps, ce qui indique que le système a atteint un état d’équilibre.

RÔLE DU MICROBIOTE CHEZ LE LAPIN

Le microbiote digestif joue de multiples rôles physiologiques : capacité fermen-taire, effet barrière contre les agents infectieux, pouvoir immunorégulateur, effets sur la motricité, la vascularisation et la trophicité intestinales. Le maintien du microbiote permet ainsi d’améliorer l’efficacité digestive et le statut immunitaire, donc la santé du lapin.

1. Rôle dans la digestion et l’efficacité alimentaire

Le microbiote intervient directement dans l’hydrolyse et la fermentation des nutriments. Chez le lapin, espèce herbivore et monogastrique, la digestion des nutriments a majoritairement lieu dans l’intestin grêle. Les enzymes digestives hydrolysent la plupart des composants alimentaires, à l’exception des constituants des parois végétales ou fibres (lignines, celluloses, hémicelluloses, pectines) qui sont hydrolysées par les enzymes bactériennes. Le temps de séjour des aliments dans les premières voies digestives étant très court, les fibres alimentaires parviennent peu modifiées dans le cascunr⁽¹⁾ [⁴].

Ces fibres, ajoutées aux nutriments non digérés dans l’intestin grêle et aux sécrétions endogènes (mucopolysaccharides, débris cellulaires, enzymes), constituent la principale source de carbone pour le microbiote. A la sortie de l’iléon, les fibres sont les constituants majoritaires (70 % de la matière sèche), tandis que les composés azotés arrivent en seconde position (15 % de la matière sèche) [², ⁴]. Les activités métaboliques du microbiote dépendent de la nature des substrats entrants et sont organisées en chaîne tro-phique (^figure).

L’ensemble de ces réactions de fermentation fournit aux bactéries l’énergie nécessaire à leur croissance, à leur multiplication et au maintien de leurs fonc-tions cellulaires.

Les acides gras volatils et l’ammoniac (NH₃), absorbés au travers des parois du cascum et du côlon, constituent une importante source énergétique pour l’hôte. Ainsi, la production des acides gras volatils peut couvrir 30 à 50 % des besoins énergétiques d’entretien du lapin adulte [², ⁴]. Leur concentration dans le cascum de l’adulte tourne autour de 75 % d’acétate, 15 % de butyrate et 10 % de propionate. Cependant, ces proportions évoluent selon l’âge de l’animal, le rythme d’ingestion dans la journée et le régime alimentaire (notamment la concentration en fibres rapidement fermentescibles) [¹¹, ¹⁵].

Aucune étude menée chez le lapin n’a permis de mettre en relation l’efficacité alimentaire et les caractéristiques de la composition du microbiote.

2. Rôle immunorégulateur et de défense contre les agents infectieux

Rôle de barrière

Le concept d’effet barrière (ou résistance à la colonisation) repose sur le fait que le microbiote installé durablement dans le tube digestif s’oppose ou rend plus difficile l’implantation des bactéries exogènes.

Rôle dans la stimulation de l’immunité intestinale

Le système immunitaire intestinal du lapin (Galt pour gut-associated lymphoid tissue) est essentiellement situé dans l’intestin grêle et le côlon, comme chez la plupart des mammifères, avec cependant deux structures particulières supplémentaires : le sacculus rotondus, situé à la jonction iléo-cascale, et l’appendice vermiforme, situé à l’extrémité du cascum [¹, ¹⁴].

Le Galt contient plus de cellules immunitaires que l’ensemble de l’organisme. Dans l’intestin grêle, il est composé d’agrégats lymphoïdes organisés, les plaques de Peyer, et de cellules isolées disséminées dans la lamina propria et Pépithélium des villosités. Il est peu développé chez le nouveau-né (faible densité de cellules lymphoïdes dans la muqueuse intestinale, plaques de Peyer réduites, faible concentration en immunoglobuline sanguine). L’installation séquentielle du microbiote intestinal est le principal facteur responsable du délai nécessaire au développement du Galt [¹, ¹⁴].

Certaines espèces bactériennes à Gram négatif, E. coli et Bacteroides, semblent jouer un rôle important dans cette stimulation [⁴, ¹³]. La mise en place du répertoire primaire des anticorps commence avant la naissance, sous la dépendance de ces stimulations bactériennes, mais il est peu performant et peu diversifié jusqu’à 2 à 3 semaines. Il se met vraiment en place entre 4 et 8 semaines, pour se terminer vers 10 à 12 semaines après la naissance [⁴, ¹⁵]. Le microbiote est donc indispen-sable à la production et à la diversification de ce premier répertoire d’anticorps, nécessaire au lapin pour lutter efficacement contre les divers agents pathogènes auxquels il est confronté.

Rôle de maturation

Le microbiote joue également un rôle important dans la maturation des muqueuses et la vascularisation intestinale. Il stimule le renouvellement et le nombre des cellules des cryptes, ainsi que la vascularisation des villosités intestinales.

FACTEURS DE DÉVELOPPEMENT ET DE MODULATION DU MICROBIOTE

1. Influence de l’environnement immédiat sur la colonisation bactérienne

L’environnement immédiat qui entoure la naissance joue un rôle prépondérant dans la colonisation initiale du tube digestif. In utero, le tube digestif du lapereau est stérile. Si la naissance a lieu dans un environnement totalement stérile, il n’y a pas de colonisation, et un lapin dépourvu de microbiote ne peut survivre que quelques jours [⁴]. La colonisation débute dès la naissance, au contact de la mère et de l’environnement immédiat (filière génitale, tétée et proximité au nid). Comme chez tous les mammifères, la mise en place des espèces bactériennes est orchestrée en une succession écolo-gique des espèces. La communauté bactérienne cascale évolue progressivement vers une complexification en termes de composition et d’abondance relative des espèces, et cette évolution semble atteindre un état d’équilibre vers l’âge de 70 jours [⁶]. La composition du microbiote cascal du lapereau est très variable selon les individus jusqu’à 49 jours d’âge. A l’inverse, à 70 jours, la composition du microbiote cascal est plus homogène entre les individus [⁴, ¹⁵].

2. Influence de l’alimentation

L’aliment est un facteur essentiel influençant l’équilibre du microbiote. Il conditionne la fourniture de nutriments et d’énergie à l’écosystème. Au cours de sa biodégradation, il agit sur les paramètres physicochimiques du milieu (pH, potentiel d’oxydoréduction, concentrations en métabolites, taille et densité des particules), lesquels conditionnent en retour l’équilibre des populations microbiennes. Notons que la biodisponibilité de certains nutriments est dépendante de la forme sous laquelle ils sont apportés et des traitements technologiques qu’ils subissent, mais également des aliments auxquels ils sont associés dans le bol alimentaire.

Au moment du sevrage

Le sevrage semble avoir un effet positif sur la maturation du cascum et du côlon. Le sevrage précoce augmente le poids des organes et leur contenu, stimule l’activité fermentaire et accélérerait la maturation du Galt [¹⁵, ¹⁶],

Quantité globale ingérée

La restriction alimentaire est l’un des moyens non médicamenteux les plus efficaces pour lutter contre les entéropathies non spécifiques du lapin, particulièrement chez le jeune. Les mécanismes sont mal élucidés. La morphologie de la muqueuse intestinale, la concentration d’acides gras volatils et enfin la structure ou la diversité du microbiote cascal ne sont pas affectées par une réduction de la quantité d’aliments ingérée après le sevrage [⁴].

Quantité et qualité des fibres

L’ingestion d’un aliment pauvre en fibres se traduit par une fréquence plus élevée d’entéropathies, et elle entraîne [², ⁴, ¹²] :

– des altérations du profil fermentaire (diminution des acides gras volatils, forte hausse du propionate et diminution de l’acétate et du butyrate) ;

– une modification de l’activité enzyma-tique (baisse de l’activité fibrolytique) ;

– une modification de la composition du microbiote, sans pour autant altérer sa diversité.

Ces modifications microbiennes et envi-ronnementales sont observables dès le deuxième jour après le changement d’aliment et elles persistent pendant toute la durée de ce nouveau régime. La communauté bactérienne cascale du lapin est capable d’un changement et d’une adaptation rapides, pour atteindre un nouvel équilibre en réponse à une déficience en fibres [¹⁹, ²⁰].

La qualité des fibres est en réalité le facteur prépondérant. Un apport de fibres digestibles (pectines ou hémicelluloses) stimule l’activité fibrolytique et la production d’acides gras volatils dans le cascum. Les fibres les plus rapidement fermentescibles, telles que les pectines, sont sans doute l’élément le plus déterminant pour l’activité microbienne cascale.

Apport de protéines

La réduction du taux protéique réduit la mortalité et la supplémentation en argi-nine modifie favorablement le profil de la communauté bactérienne iléale et cascale en élevage [³].

3. Action des prébiotiques

Un prébiotique est défini comme un « ingrédient alimentaire non digestible qui affecte positivement l’hôte en stimulant sélectivement la croissance et/ou l’activité d’une ou d’un nombre limité de bactéries intestinales » [¹⁰]. Il s’agit le plus souvent d’hy-drates de carbone à chaînes courtes (ou oligosaccharides) qui ne sont pas hydrolyses dans l’intestin grêle, et arrivent ainsi inchangés dans le cascum et le côlon.

Les prébiotiques servent alors de substrat rapidement fermentescible et conduisent à la production d’acide lactique et d’acides gras volatils, avec par exemple un effet bénéfique de production du butyrate sur la croissance des entérocytes [⁴]. De plus, les prébiotiques stimulent la croissance de bactéries bénéfiques à l’hôte, masquent par compétition les sites d’attachement des bactéries pathogènes à la muqueuse, et se lient aux bactéries pathogènes.

Les deux types de prébiotiques les plus étudiés sont les fructo-oligosaccharides (FOS) et les manno-oligosaccharides (MOS). Les FOS stimuleraient la croissance des Bifidobacteria et des Lactobacilli qui sont considérées comme des bactéries bénéfiques à l’hôte. Chez le lapin, les études relatives à l’influence des prébiotiques concernent principalement les performances de pro-duction et l’activité fermentaire cascale, mais les résultats sont contradictoires, y compris pour un même type de prébiotique [⁵].

En pratique, les prébiotiques utilisables chez le lapin sont représentés par les fibres solubles présentes dans :

– certains fruits et légumes frais riches en pectines (pommes), en inuline (artichaut, salsifis, topinambour), en FOS (artichaut, bananes) ;

– certaines plantes (racines sèches, extraits de plantes standardisés ou EPS) récoltées en automne, riches en inuline (racine de chicorée et de pissenlit) ou, à un degré moindre, en mucilage (racine de guimauve).

4. Action des probiotiques

Les probiotiques sont des microorganismes vivants, utilisés comme additifs dans l’ali-mentation animale et humaine, capables de moduler les activités du microbiote digestif dans le but d’améliorer la santé ou les performances de l’hôte. Ils sont constitués d’une ou de plusieurs espèces de microorganismes vivants, accompagnés ou non des résidus de culture (^tableau et encadré) [⁹]. Pour agir sur l’écosystème digestif cascal, le probiotique doit arriver vivant sur son site d’action et survivre notamment à l’attaque acide de l’estomac du lapin (pH inférieur à 2). C’est le cas des levures, de la plupart des bactéries lactiques et des spores du genre Bacillus [⁴, ¹³]. Par ailleurs, en raison de l’effet barrière exercé par le microbiote et des conditions qui ne sont pas optimales pour son maintien et sa croissance, un microorganisme probiotique ne peut pas s’implanter de manière durable dans le tube digestif. Pour se maintenir à un niveau stable, il doit donc être distribué régulièrement. C’est le cas notamment de Saccharomyces cerivisiae, seul probiotique disposant d’une autorisation de mise sur le marché chez le lapin de compagnie.

Les effets biologiques des probiotiques sont fortement dépendants des souches de microorganismes utilisées, de leur capacité à maintenir une activité métabolique dans le milieu digestif et de leur concentration cellulaire. Chez le lapin, l’ajout de probiotiques tend à améliorer les performances de croissance [⁴]. Concernant leur action sur le microbiote, l’addition de Lactobacillus acidophilus augmente le nombre de bactéries cellulolytiques et diminue les bactéries uréolytiques.

Une complémentation en probiotiques est conseillée pour stimuler le système immunitaire pendant le séjour en animalerie et au cours des quinze jours qui suivent l’arrivée chez le nouveau propriétaire. Ils sont également conseillés dès l’apparition des premiers symptômes lors de maladies infectieuses bactériennes ou virales (coryza notamment), en complément de l’antibiothérapie, et en cas d’affections digestives (diarrhée, gastrite, entéropathie), pendant un mois. Toutefois, ils ne doivent pas être administrés en même temps que les antibiotiques, sous peine d’être détruits. Un intervalle de deux heures, avant ou après, est recommandé, et l’administration doit être poursuivie quinze jours après l’arrêt de l’antibiothérapie.

Actuellement, aucun probiotique ne fait l’objet d’une demande de validation auprès de la Collection nationale de cultures de microorganismes (CNCM) pour le lapin de compagnie. Ils ne sont pas espèce dépendants, mais maladie dépendants. Les spécialités sont donc utilisées par défaut, mais elles doivent contenir plusieurs souches de Lactobacillus et de i, qui doivent être certifiés vivants.

Facteurs intrinsèques

L’influence de l’origine génétique intervient peu dans la colonisation cascale du microbiote du jeune. Pour preuve, la structure de la communauté bactérienne de lapereaux adoptés est plus proche de celle de leur mère adoptive que de celle de leur mère biologique [⁴]. Les choses semblent différentes chez le porc ou la souris. Chez cette dernière, la composition du microbiote de souris issues d’une lignée obèse diffère de celle des lignées minces ou de la lignée sauvage, avec une augmentation du ratio Firmicutes/Bacteroides.

Influence des traitements pharmacologiques

De nombreux médicaments perturbent l’équilibre de la flore intestinale, notamment lorsqu’ils sont administrés par voie orale. Certains antibiotiques restent de loin la classe la plus impliquée dans la modification de la flore, particulièrement en cas d’usage inapproprié⁽²⁾. L’action de certains anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) ou analgésiques a été décrite, mais leur impact sur la composition et la diversité du microbiote cascal reste incomplètement documenté chez le lapin de compagnie [⁷, ⁸].

• (1) Voir l’article « Alimentation du lapin de compagnie » dans ce numéro.

• (2) Voir l’article « Utilisation raisonnée des antibiotiques chez le lapin de compagnie » dans ce numéro.

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