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Ce que vous avez toujours voulu savoir sur le microbiome pulmonaire

Les poumons ont longtemps été considérés comme stériles. On sait aujourd’hui que ce n’est pas le cas et qu’il existe une flore pulmonaire à l’instar du microbiote intestinal. Si les appareils pulmonaire et digestif ont une origine embryologique commune et sont tapissés par une muqueuse, la plupart de leurs caractéristiques sont très différentes. Ainsi, dans le tube digestif, la migration microbienne est unidirectionnelle et se heurte à plusieurs barrières chimiques et physiques comme le pH très acide de l’estomac ou au contraire très basique du duodénum, la difficulté de trouver des nutriments en raison de la densité importante en micro-organismes . S’y ajoute une température constante (37°C) sur toute sa longueur (9 mètres), des taux élevés d’IgA et peu d’oxygène. Au contraire, dans le poumon, la circulation d’air, de mucus et de microbes est bidirectionnelle, sans barrière physique entre le larynx et les alvéoles distales ; il existe un gradient de température entre l’air ambiant et les alvéoles et un environnement riche en oxygène ; la longueur de la muqueuse est de seulement 50 cm et il existe beaucoup d’interactions entre les bactéries et les leucocytes alvéolaires.

Sous la dépendance de l'oropharynx

Il en résulte que le microbiome pulmonaire est plus dynamique et transitoire, différent et moins riche que la flore digestive. Trois facteurs interagissent pour conditionner le microbiome pulmonaire : la migration microbienne dans les voies aériennes, son élimination et le taux de reproduction déterminé par les conditions de croissance locales. Les micro-organismes proviennent de l’air (104-106 bactéries /mm3), de l’aspiration de certains éléments des voies respiratoires supérieures et d’une dispersion le long de la muqueuse respiratoire. C’est surtout l’oropharynx qui contribue au microbiome pulmonaire, alors que, curieusement, la flore nasale semble avoir un rôle très mineur. L’élimination des germes est assurée par les mouvements ciliaires, la toux et les défenses immunitaires de l’hôte.

Comme dans toutes les niches environnementales, la croissance bactérienne est sous la dépendance de la température, de la disponibilité en nutriments, du pH et de la tension en oxygène, ainsi que par l’abondance et l’activation de cellules inflammatoires. Chez le sujet sain, les conditions ne sont pas favorables à une reproduction bactérienne locale, mais ce n’est plus vrai en cas de pathologie pulmonaire. Des niches permettant la croissance de certaines espèces se forment alors et dépassent les capacités d’élimination de ces micro-organismes. L’écologie du microbiome change aussi de façon importante au cours des affections pulmonaires aiguës et chroniques avec une augmentation du nombre d’espères et une modification de la composition qui passe du genre bacteroidetes à celui des protéobactéries contenant beaucoup de bacilles à Gram négatif.

D’un point de vue clinique, une association entre le changement du microbiote pulmonaire et les exacerbations de bronchectasies, ou la mortalité dans la fibrose pulmonaire idiopathique, a été montrée. Il reste encore beaucoup à étudier dans ce domaine, comme de savoir si la modification du microbiote est une cause ou bien un marqueur, s’il est possible d’avoir une action thérapeutique sur ce système et enfin, comment la prédominance d’un seul germe pathogène survient au cours des pneumonies.


Dr Patricia Thelliez

Dickson PR et Huffnagle GB. The Lung Microbiome: New Principles for Respiratory Bacteriology in Health and Disease. PLoS Pathog. 2015, (doi: 10.1371/journal.ppat.1004923. eCollection 2015).

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