Diversité et stabilité
Diversité = Richesse × Équitabilité
Indice de Shannon : H' = -∑(pi × log(pi))
Définition: La diversité du microbiote intestinal mesure la variété et la distribution des espèces bactériennes présentes, tandis que la stabilité est la capacité du microbiote à maintenir cette composition face aux perturbations.
Règle fondamentale: Un microbiote diversifié et stable est associé à une bonne santé, tandis qu'une faible diversité (dysbiose) est liée à diverses pathologies.
Concept clé : La redondance fonctionnelle assure la stabilité : plusieurs espèces peuvent effectuer la même fonction
Indice de diversité :
Shannon-Wiener : H' = 3-4 chez un individu en bonne santé
Mesure de stabilité :
Maintien de la composition à 90% malgré des perturbations mineures
Types de diversité
Diversité alpha : Richesse intra-individuelle (variété au sein d'un individu)
Diversité bêta : Différences inter-individuelles (variabilité entre individus)
Diversité gamma : Richesse à l'échelle d'un écosystème
Indice de Simpson : λ = ∑(ni(ni-1))/(N(N-1))
Nombre d'OTU : Operational Taxonomic Units
Facteurs de stabilité
Niche écologique : Habitat stable et favorable
Interactions symbiotiques : Relations mutuellement bénéfiques
Barrière compétitive : Protection contre les pathogènes
Redondance fonctionnelle : Multiples voies métaboliques
Mesures de diversité
Indice de Shannon (H') : H' = -∑(pi × ln(pi)) où pi est la proportion de l'espèce i
Richesse (S) : Nombre total d'espèces présentes
Équitabilité (E) : Distribution uniforme des espèces
Indice de Simpson (D) : Probabilité de tirer deux individus identiques
Coverage : Proportion des espèces capturées
Chao1 : Estimation du nombre d'espèces non observées
Beta-diversité : Comparaison entre échantillons
Exemples de mesures
Calcul de Shannon :
Si 3 espèces avec proportions 0.5, 0.3, 0.2 : H' = -(0.5×ln(0.5) + 0.3×ln(0.3) + 0.2×ln(0.2)) = 1.03
Microbiote sain :
H' > 3, richesse > 1000 OTU, équitabilité > 0.5
Microbiote perturbé :
H' < 2.5, richesse < 800 OTU, dominance d'une espèce
Facteurs influençant la diversité et la stabilité
Diversité/Stabilité = Génétique + Environnement + Alimentation + Mode de vie + Perturbations
Définition de la résilience : Capacité du microbiote à retrouver son état d'équilibre après une perturbation.
Règle de la diversité : Plus la diversité est élevée, plus la stabilité est grande
Facteurs favorables :
Régime riche en fibres, activité physique, sommeil de qualité, faible stress
Facteurs défavorables :
Antibiotiques, régime pauvre en fibres, stress chronique, tabagisme
Effet cocktail :
Combinaison de plusieurs facteurs peut avoir un effet synergique
Conséquences d'une faible diversité
Augmentation du risque d'infections
Maladies inflammatoires intestinales
Obésité et diabète
Troubles métaboliques
Troubles neurologiques
Moins de résilience aux perturbations
