Butyrate: pourquoi ce métabolite est essentiel à votre intestin
Les acides gras à chaîne courte (AGCC) représentent les produits finaux de la fermentation saccharolytique des polysaccharides complexes et non digestibles par les bactéries anaérobies du côlon.
L'acétate, le propionate et le butyrate sont produits en proportions relativement stables dans l'intestin humain, dépendant principalement de l'alimentation, du site de fermentation et de la composition du microbiote intestinal.
Leur ratio moyen est d'environ 60 % d'acétate, 25 % de propionate et 15 % de butyrate.
Butyrate: un métabolite clé du microbiote
Le butyrate est synthétisé dans le côlon à partir de fibres alimentaires et d'amidons résistants par des bactéries anaérobies, principalement issues du phylum Firmicutes.
Parmi les producteurs majeurs, Faecalibacterium prausnitzii occupe une place centrale.
D'autres genres butyrogènes incluent Eubacterium, Roseburia, Anaerostipes, Coprococcus, Anaerobutyricum et Subdoligranulum.
Le butyrate joue un rôle essentiel dans la physiologie intestinale:
- il constitue la principale source d'énergie des colonocytes (jusqu'à 70 % du butyrate absorbé est utilisé dans le cycle de Krebs)
- il renforce la barrière intestinale en stimulant la production de mucines (via l'activation du gène MUC2) et en modulant les protéines de jonction serrée (claudine‑1, ZO‑1) ;
- il diminue l'expression de claudine‑2, associée à l'hyperperméabilité intestinale
- il exerce des effets anti‑inflammatoires puissants en inhibant NF‑κB et les HDAC, réduisant la production de cytokines pro‑inflammatoires
- il module l'immunité locale et influence la sécrétion d'hormones intestinales telles que GLP‑1, GLP‑2 et PYY, impactant la sensibilité à l'insuline et la motilité digestive
Voies métaboliques de synthèse du butyrate
Deux voies principales permettent la formation du butyrate à partir du butyryl‑CoA:
- La voie du butyrate kinase, où le butyryl‑CoA est phosphorylé en butyryl‑phosphate avant d'être converti en butyrate.
- La voie butyryl‑CoA:acétate CoA‑transferase (BCoAT), prédominante chez l'humain, qui transforme le butyryl‑CoA en butyrate via l'acétate.
Une diminution du gène BCoAT a été observée chez les patients atteints de maladie de Crohn, suggérant une capacité réduite de production endogène de butyrate.
Rôle du butyrate dans l'homéostasie intestinale
- stimule la prolifération des cellules épithéliales
- favorise la stabilité du microbiote en soutenant les bactéries bénéfiques (ex. Lactobacillus rhamnosus)
- inhibe la croissance de pathogènes comme Escherichia coli
- contribue au maintien d'un pH colique protecteur
- participe à la régulation du métabolisme lipidique et du poids corporel
Le “butyrate paradox”
Dans les colonocytes sains, il constitue la principale source d'énergie.
En cas de déficit, ces cellules ne peuvent plus assurer leurs fonctions et entrent en apoptose.
Dans les cellules cancéreuses, le métabolisme est profondément altéré: elles n'utilisent presque plus le butyrate comme carburant.
Le butyrate s'y accumule, agit comme inhibiteur d'HDAC et déclenche des voies pro‑apoptotiques.
Ainsi, un même métabolite soutient la survie des cellules normales tout en favorisant la mort des cellules tumorales, ce qui explique son intérêt potentiel dans la prévention et la modulation du cancer colorectal.
Butyrate et inflammation
Le butyrate de sodium (NaB) est une forme stable et largement étudiée du butyrate.
Il a montré des bénéfices dans:
- les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI)
- la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD/MASLD)
- l'obésité
- les troubles du sommeil liés à l'inflammation
Les études indiquent notamment que:
- une supplémentation d'environ 600 mg/jour peut réduire significativement la calprotectine fécale et la CRP ultrasensible
- le NaB diminue les niveaux circulants de TMAO, un métabolite associé au risque cardiovasculaire
- il améliore la qualité du sommeil et la qualité de vie chez les patients atteints de MICI
Fermentation et localisation
La fermentation des fibres se déroule principalement dans le côlon proximal, riche en glucides.
Lorsque ces substrats s'épuisent dans le côlon distal, la fermentation devient protéolytique, générant des composés potentiellement toxiques.
Une baisse de butyrate dans cette zone est associée à:
- la colite ulcéreuse
- le cancer colorectal
- une altération de la barrière intestinale
Importance de la formulation
Le butyrate non protégé est absorbé dans l'intestin grêle, ce qui limite son action au niveau colique.
L'enrobage entérique ou des technologies similaires sont donc à privilégier pour assurer une libération ciblée dans le côlon.
Sources pour aller plus loin:
- Effect of Sodium Butyrate Supplementation on Type 2 Diabetes—Literature Review
- Effects of short-chain fatty acid-butyrate supplementation on expression of circadian-clock genes, sleep quality, and inflammation in patients with active ulcerative colitis: a double-blind randomized controlled trial
- Exploring the Potential of Oral Butyrate Supplementation in Metabolic Dysfunction-Associated Steatotic Liver Disease: Subgroup Insights from an Interventional Study
- Sodium Butyrate Effectiveness in Children and Adolescents with Newly Diagnosed Inflammatory Bowel Diseases—Randomized Placebo-Controlled Multicenter Trial
- Sodium butyrate in both prevention and supportive treatment of colorectal cancer
- Microbiota changes induced by microencapsulated sodium butyrate in patients with inflammatory bowel disease
- Butyrate-Induced Transcriptional Changes in Human Colonic Mucosa