Ulcères gastriques non glandulaires versus glandulaires : deux physiopathologies distinctes - Pratique Vétérinaire Equine n° 0213 du 11/03/2022
Pratique Vétérinaire Equine n° 0213 du 11/03/2022

PHYSIOPATHOLOGIE - Gastroentérologie

DOSSIER

Auteur(s) : Samy JULLIAND*,Estelle MANGUIN**

Fonctions :
** Lab To Field,26 boulevard Docteur Petitjean,21000 Dijon
**** Centre hospitalier universitaire vétérinaire des équidés, École nationanale vétérinaire d’Alfort, 7 avenue du Général de Gaulle,94700 Maisons-Alfort
***Conflit d’intérêts : Aucun

Si l’exposition de la muqueuse à l’acidité serait à l’origine des ulcères non glandulaires, une défaillance des systèmes de protection de la muqueuse et une dysbiose bactérienne gastrique font partie des hypothèses qui cherchent à expliquer la pathogenèse des affections glandulaires.

La digestion dans l’estomac du cheval est souvent méconnue. Pourtant, il est reconnu depuis longtemps que l’estomac joue un rôle primordial dans la fermentation de certains substrats. Mieux comprendre le fonctionnement de l’estomac permet de réduire les risques de maladie. Cet article a ainsi l’objectif de faire le point sur cette partie du processus digestif, ainsi que sur l’étiologie des ulcères non glandulaires et glandulaires, deux maladies aux physiopathologies bien distinctes. Certains points plus spécifiques au poulain sont également abordés (encadré 1).

Anatomie et digestion gastrique

Le volume de l’estomac dépend de l’individu, de la période postprandiale, de la taille et de la composition des repas. En moyenne, la capacité de l’estomac équin varie entre 8 et 15 litres, ce qui représente moins de 10 % du volume total du tractus gastro-intestinal [30]. Hors des périodes postprandiales ou sous l’effet des pressions abdominales lorsque le cheval se déplace au trot ou au galop, le volume gastrique peut cependant être bien inférieur à cette capacité, et les muqueuses sont alors plissées [20].

L’estomac du cheval est divisé en deux parties clairement distinctes, séparées par la margo plicatus (figure 1). Une muqueuse malpighienne, squameuse, tapisse la partie dorsale de l’estomac, représentant un tiers à la moitié de la surface gastrique. Cette muqueuse n’a pas de fonction connue de sécrétion. Les défenses contre l’acidité environnante sont assurées par les jonctions intercellulaires serrées et étanches au niveau de l’épithélium, ainsi que par des tampons intracellulaires [26]. Cependant, les protons transitant par voie intracellulaire vers les couches inférieures de la muqueuse, les jonctions serrées ne représentent qu’une faible protection contre l’acidité du milieu. La partie ventrale de l’estomac est tapissée par une muqueuse glandulaire à l’origine d’abondantes sécrétions. De l’acide chlorhydrique est sécrété par les cellules pariétales localisées dans les glandes gastriques au niveau de la partie glandulaire fundique. Ces sécrétions acidifient l’environnement : physiologiquement le pH varie entre 5 et 7 en région proximale, alors qu’il est de 2 à 3 dans la région glandulaire fundique [16]. En plus, de l’acide chlorhydrique, de la lipase et du pepsinogène sont sécrétés par les cellules principales, et de l’histamine, de la somatostatine et de la gastrine par les cellules entérochromaffines, les cellules D et les cellules G [26]. Enfin, des cellules productrices de mucus et de bicarbonate sont présentes sur l’intégralité de la muqueuse glandulaire. Le mucus, visqueux, hydrophobe et tampon, permet de maintenir un pH neutre au contact immédiat de la paroi glandulaire et protège l’épithélium de l’acidité et de l’activité de la pepsine.

Après l’ingestion des aliments, une phase de relaxation réceptive de l’estomac est observée [21]. Puis, après un temps de latence qui varie selon la taille et la composition du repas, le contenu est progressivement expulsé vers le duodénum sous l’action de contractions intermittentes [27]. La vidange de la moitié du contenu gastrique dure en moyenne 30 minutes lorsque le contenu est liquide, et 1 h 30 pour un repas solide [26]. Toutefois, de grandes disparités existent entre les “repas solides”. Les fourrages, et en particulier l’herbe, transitent très rapidement. Au contraire, les aliments concentrés sont retenus beaucoup plus longuement dans l’estomac, a fortiori lorsqu’ils contiennent une teneur élevée en amidon, en raison d’une modification du péristaltisme gastrique et de la structure différente du contenu dans l’estomac (photos 1a et 1b). Il a ainsi été mesuré que le temps de demi-vidange d’un repas de 1,6 kg de granulés variait de 1 h 33 lorsque les granulés contenaient 22 % d’amidon à 2 h 23 lorsqu’ils en contenaient 42 % [27]. Cette demi-vidange était rallongée à 4 h 25 avec un repas de 3,9 kg de granulés riches en amidon (figure 2).

Pendant le temps de séjour dans l’estomac, les digesta sont soumis à l’action d’enzymes endogènes et microbiennes. Bien que de la lipase et de la pepsine gastrique soient sécrétées, leur activité semble très limitée dans l’estomac [26]. En revanche, le microbiote présent, dont l’activité fermentaire est connue chez le cheval depuis les années 1960, joue un rôle important dans la dégradation des sucres simples et de l’amidon [1]. À la suite de l’ingestion d’aliments riches en amidon, une augmentation rapide et massive de bactéries portant des fonctions amylolytiques est observée dans le contenu gastrique (figure 3) [40]. Simultanément, une hausse des concentrations en petits acides organiques, produits de la fermentation de l’amidon et des sucres, est constatée : acides gras volatils et acide lactique [40]. L’activité amylolytique d’origine bactérienne est intense : il a été mesuré in vivo que la disparition de l’amidon dans l’estomac pouvait atteindre 60 à 70 % trois à quatre heures après l’ingestion du repas, avec toutefois de très grandes variations individuelles [40, 41]. L’amidon non fermenté dans l’estomac transite vers l’intestin grêle où il est hydrolysé par des enzymes endogènes ou fermenté par des bactéries. En parallèle de l’activité amylolytique dans l’estomac, l’augmentation postprandiale de la concentration en ammoniaque dans le chyme gastrique suppose que le microbiote présent porte également une activité protéolytique, bien que la disparition protéique intragastrique n’ait jamais été quantifiée [12].

Il n’existe pas d’absorption physiologique des métabolites produits au niveau de l’estomac. Ceux-ci transitent vers l’intestin grêle puis le gros intestin, où ils seront absorbés. Toutefois, ils peuvent auparavant altérer l’intégrité des muqueuses gastriques lorsqu’ils sont présents en grande concentration et dans un environnement acide.

Physiopathologie des ulcères non glandulaires

L’activité physique et une gestion inadaptée de l’alimentation sont deux facteurs de risque qui ressortent particulièrement dans les études épidémiologiques analytiques sur les ulcères affectant la muqueuse squameuse, appelés par les Anglo-Saxons equine squamous gastric disease (ESGD). Plus le volume et l’intensité de l’exercice sont élevés, plus la probabilité d’observer des ESGD est importante [5, 22, 32]. De même, plus les transports sont fréquents, plus la survenue des ESGD est probable [5]. Le logement en intérieur et surtout l’accès moins de six heures par jour à l’extérieur constituent deux autres facteurs de risque [5]. Ceci est probablement corrélé à une alimentation différente des chevaux qui vivent au box, car l’apport de paille comme seul fourrage, des aliments avec une quantité d’amidon supérieure à 1 g/kg de poids vif par repas ou à 2 g/kg de poids vif par jour, ainsi qu’un accès limité au foin, constituent eux-mêmes des facteurs de risque [22]. À l’inverse, la distribution de pulpe de betterave est considérée comme un facteur de protection, ce rôle pouvant être dû, sans certitude, à la matière première elle-même ou au remplacement d’une fraction des céréales [32]. L’utilisation d’anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) ne ressort pas comme un facteur de risque pour les ESGD de grade supérieur ou égal à 2 [5].

L’exposition de la muqueuse non glandulaire à l’acidité semble être la principale cause d’apparition des ESGD. Les sécrétions d’acide chlorhydrique au niveau glandulaire constituent la première cause de baisse du pH dans l’estomac équin. Bien qu’une augmentation soit observée pendant les périodes postprandiales, la production d’acide chlorhydrique est continue chez le cheval, même lorsque la vidange gastrique est complète [7, 25]. De plus, la pepsine, les acides biliaires provenant de reflux duodéno-gastriques, et les produits terminaux de la fermentation de l’amidon et des sucres solubles peuvent également avoir un effet acidifiant sur le contenu gastrique [24, 29].

Il a été montré in vitro qu’une exposition à un pH inférieur à 4 entraîne des lésions des membranes externes des cellules épithéliales, avec un impact d’autant plus important que le pH est bas [29]. Le mécanisme sous-jacent serait dû à l’inhibition de l’action de la pompe sodium-potassium (Na+-K+ ATPase), ce qui stoppe le transport des ions sodium du milieu intracellulaire vers le milieu extracellulaire [29]. L’augmentation de la concentration sodique intracellulaire est associée à une hausse de la pression osmotique, induisant un gonflement des cellules épithéliales par une rétention d’eau qui peut aller jusqu’à leur rupture.

In vitro, il a été observé que les tissus de la muqueuse non glandulaire sont endommagés au contact d’acides gras volatils au pH inférieur ou égal à 4, présents majoritairement sous leur forme acide (CH3-[CH2]n-COOH) dans ces conditions [29]. Une altération des potentiels électriques des membranes cellulaires est observée lorsque les muqueuses sont en contact pendant trois heures avec une solution enrichie en acides gras volatils. L’acétate (l'acide gras volatil majoritairement produit par l’activité bactérienne gastrique), le propionate et le butyrate provoquent des dommages fonctionnels à un pH de 1,5. Le propionate et le butyrate en causent également au pH 4. Ces dommages fonctionnels proviennent d’une baisse du courant de court-circuit (Icc, courant nécessaire pour annuler la différence de potentiel membranaire), qui entraîne une diminution, voire un arrêt de l’activité de la Na+-K+ ATPase. Les dommages observés semblent irréversibles : même après le retour à un pH neutre, les tissus exposés ne récupèrent pas leur Icc initiale. Plus le pH du milieu est acide pendant la période d’exposition aux acides gras volatils, plus les modifications histopathologiques tissulaires sont importantes. In vitro, ces modifications suggèrent qu’une concentration élevée en acides gras volatils, observée lors de régimes riches en amidon, combinée à un pH inférieur à 4, peuvent causer rapidement des nécroses et des ulcérations de la muqueuse non glandulaire [29].

Physiopathologie des ulcères glandulaires

Épidémiologiquement, certaines races de selle semblent plus disposées à développer des ulcères touchant la muqueuse glandulaire, appelés en anglais equine glandular gastric disease (EGGD) [6]. Les corrélations entre l’EGGD et l’activité physique sont peu nombreuses, mais la pratique d’une activité plus de 5 ou 6 jours par semaine a été associée à un risque plus élevé [32, 39]. Par rapport aux ESGD, les facteurs de risque alimentaires sont très peu cités dans les enquêtes épidémiologiques concernant les EGGD. Il a uniquement été observé que l’apport de concentrés en un repas unique et d’électrolytes augmente le risque d’EGGD [5, 8].

La compréhension de la pathogenèse des EGGD est encore limitée aujourd’hui. Certains auteurs suggèrent que l’origine des EGGD est principalement due à une défaillance des systèmes de protection de la muqueuse glandulaire, mais sans connaissance des mécanismes menant à ces dysfonctionnements [37]. La muqueuse glandulaire étant naturellement confrontée à un milieu acide en permanence, un défaut de sécrétions protectrices est supposé mener à une rapide altération de la muqueuse. Toutefois, la relation entre l’EGGD et l’utilisation d’AINS, qui réduisent les sécrétions protectrices, n’a pas été établie chez le cheval, et ces derniers répondent mal à un traitement fondé uniquement sur l’inhibition de la pompe à protons [5, 28, 38].

Le stress est parfois avancé comme un facteur de risque d’EGGD, sans corrélation établie lors d’études épidémiologiques [39]. Récemment, il a été mis en avant une augmentation plus marquée du cortisol salivaire à la suite d’un test de stimulation à l’ACTH chez des chevaux atteints d’EGGD par rapport à des chevaux témoins [36]. Toutefois, la relation biologique entre le stress, le cortisol et l’EGGD n’est pas connue chez le cheval et il est pour le moment difficile de relier le stress à la pathogenèse des EGGD.

Chez le cheval, une inflammation de la muqueuse glandulaire semble fréquente : d’après une étude sur des échantillons gastriques issus de 21 chevaux euthanasiés pour des causes non liées à des ulcères gastriques, 19 d’entre eux présentaient une gastrite au niveau glandulaire, focale ou régionale, avec des infiltrats inflammatoires modérés à sévères mis en évidence chez 9 individus [23]. L’origine de cette inflammation est cependant inconnue. Il a été proposé qu’elle pouvait être associée à l’activité du microbiote gastrique [9]. En effet, in vitro, de profondes modifications fonctionnelles et histomorphologiques sont observées lorsque la muqueuse glandulaire est confrontée à du butyrate, produit par la fermentation bactérienne, que le pH de l’environnement soit de 3 ou de 5,4 [9]. Il est également possible que cette inflammation résulte du microbiote adhérant à la muqueuse, bien que ceci n’ait pas été démontré chez le cheval spécifiquement.

Enfin, certains microorganismes opportunistes pourraient contribuer au développement des EGGD (encadré 2). Des résultats récents suggèrent que les communautés bactériennes adhérant à la paroi glandulaire diffèrent entre les chevaux sains et ceux atteints d’EGGD [31]. Toutefois, aucun agent étiologique microbien n’a été identifié, et il est possible que l’affection provienne plutôt d’une dysbiose dans les communautés bactériennes gastriques [31]. Notamment, bien que les bactéries du genre Helicobacter soient fréquemment recherchées, elles ne semblent pas avoir de lien avec l’incidence des EGGD chez le cheval, contrairement à ce qui est rapporté en médecine humaine [10, 13, 17, 31]. Des recherches complémentaires sont nécessaires pour déterminer comment, et dans quelle mesure, le microbiote gastrique pourrait intervenir dans la pathogenèse de ces ulcères.

Conclusion

La physiopathologie et les facteurs de risque des ulcères non glandulaires et glandulaires étant bien distincts, les recommandations environnementales et médicamenteuses sont à adapter selon le type d’ulcère diagnostiqué.

Encadré 1

Et chez le poulain ?

La physiopathologie des ulcères gastriques chez le poulain est complexe et, comme chez l’adulte, diffère probablement entre les deux types d’ulcères. Le facteur prédominant à l’origine du développement d’ulcères non glandulaires chez le poulain est la production d’acide chlorhydrique (HCL) par les cellules pariétales, la muqueuse gastrique des nouveau-nés étant plus fine et plus sensible à l’acidité. Une desquamation physiologique de la muqueuse s’opère aussi vers l’âge de 1 mois, augmentant de nouveau la sensibilité de l’épithélium [4]. Les repas de lait, à l’inverse, augmentent le pH gastrique. Ainsi, la fréquence et la quantité des repas lactés jouent un rôle important dans le développement d’ulcères. Les ulcères glandulaires seraient, eux, associés à une diminution de la perfusion sanguine par l’inhibition de la synthèse de prostaglandines. Le stress physiologique lors de maladie ou d’un sevrage précoce constitue un facteur de risque [15].

L’acidité gastrique varie beaucoup chez les poulains nouveau-nés malades, ce qui rend l’hypothèse de dommages consécutifs à l’acidité moins probable. En revanche, une diminution du débit sanguin gastrique en serait davantage responsable, comme potentiellement lors de malajustement néonatal (syndrome d’hypoxie néonatale), d’hypovolémie secondaire à d’autres maladies ou de l’emploi d’anti-inflammatoires non stéroïdiens [35]. La prévention des ulcères gastriques doit ainsi inclure le maintien de la volémie et de la pression artérielle.

Chez le poulain, les lésions peuvent s’étendre jusqu’à l’œsophage (secondairement à des reflux gastro-œsophagiens lors de retard de la vidange gastrique) ou jusqu’au duodénum (souvent associé aux duodénites proximales). Dans de rares cas, les atteintes sévères peuvent mener jusqu’à une perforation intestinale et être fatales.

Encadré 2

Le microbiote gastrique, un sujet d’avenir

Les bactéries sont les microorganismes les mieux étudiés de l’écosystème gastrique, bien que récemment, la présence d’herpèsvirus et de papillomavirus dans les muqueuses squameuse et glandulaire équines ait été rapportée par plusieurs équipes de recherche [3, 33]. En revanche, les protozoaires et les champignons ne semblent pas présents dans cet écosystème.

Les concentrations en bactéries peuvent être conséquentes dans l’estomac : deux heures après l’ingestion d’un repas de concentrés, en moyenne 108 bactéries anaérobies sont dénombrées par millilitre de contenu gastrique [18, 40]. L’environnement légèrement acide n’est donc pas un frein à leur prolifération. Les Firmicutes et les Proteobacteria constituent les phyla majoritaires du microbiote dans le contenu gastrique, qui semble être inoculé et colonisé par les communautés bactériennes présentes sur les parois de l’estomac [11, 19, 34]. Ces deux communautés sont d’ailleurs très similaires [31]. Parmi les Firmicutes, les genres Lactobacillus et Streptococcus sont prédominants et portent une activité principalement amylolytique, ainsi que, probablement, une capacité à utiliser les sucres solubles [2, 11].

Dans d’autres espèces qui présentent des ulcères analogues à l’equine glandular gastric disease, il est montré que favoriser l’expansion de microorganismes commensaux au niveau des zones ulcérées, et notamment de lactobacilles, permettrait de guérir les ulcères glandulaires [14]. Ce procédé peut être envisagé comme une piste thérapeutique d’avenir.

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Résumé

La digestion dans l’estomac du cheval a été moins étudiée que dans d’autres compartiments digestifs. Pourtant, cet organe joue un rôle majeur dans la fermentation des sucres simples et de l’amidon. Les ulcères non glandulaires résultent d’une rupture dans le fonctionnement des membranes des cellules épithéliales (inhibition de la pompe Na+-K+ ATPase). Si la dysfonction provient de l’acidité au contact immédiat de la cellule, elle est réversible lorsque le pH bas est temporaire. Si des acides gras volatils sous la forme acide l’ont causée, la dysfonction est a priori irréversible. L’étiologie des ulcères glandulaires est moins connue et peut-être multifactorielle. Plusieurs pistes sont actuellement discutées : rupture des défenses locales de la muqueuse, colonisation bactérienne, stress et inflammation. Le microbiote adhérant à la muqueuse joue probablement un rôle clé, mais davantage d’études sont nécessaires pour élucider ces mécanismes.

Summary​​​​​​

Non-glandular versus glandular gastric ulcers: two distinct pathophysiologies

Digestion in the horse stomach has been the subject of less studies than other parts of the digestive tract. Yet the stomach plays a major role in the fermentation of simple sugars and starch. Non-glandular ulcers result from a breakdown in the functioning of the epithelial cell membranes (inhibition of the Na+-K+ ATPase pump). The dysfunction is reversible if it arises from acidity in immediate contact with the cell when low pH is temporary. The dysfunction is a priori irreversible if the cause is volatile fatty acids in acid form. The aetiology of glandular ulcers is less understood and may be multifactorial. Several potential current factors under discussed include breakdown of local mucosal defences, bacterial colonisation, stress and inflammation. The microbiota adherent to the mucosa probably plays a key role, but more studies are needed to elucidate the mechanisms of action.

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