Les bactéries du corps sont-elles vraiment 10 fois plus nombreuses que nos cellules ?
― Après recomptage, presque autant. Et le rapport s'inverse à chaque passage aux toilettes
« Votre corps compte 10 fois plus de bactéries que de cellules humaines. » On l'entend souvent à la télévision ou dans les livres. Pourtant, en 2016, un nouveau comptage a donné à peu près 1 pour 1. Les bactéries n'étaient pas trop nombreuses : le calcul reposait sur deux hypothèses erronées.
Sur le pot de yaourt, on lit « équilibre la flore intestinale ». On dit que l'intestin abrite d'innombrables bactéries.
« Le corps humain compte 10 fois plus de bactéries que de cellules à lui. Autrement dit, nous sommes faits de bactéries à plus de moitié. » Cette idée vous a peut-être déjà fait frissonner.
Mais qui a compté, et comment ? Les bactéries sont invisibles. Et personne n'a compté une à une les cellules du corps.
Le « 10 fois » repose sur seulement deux erreurs
La plupart des bactéries vivent dans le côlon. L'ancien calcul comptait environ 1 kilo de contenu intestinal, avec la même densité de bactéries partout. En réalité, le contenu du côlon pèse moins de la moitié.
Autrefois, on comptait environ 10 000 milliards de cellules humaines. Le recomptage en donne environ 30 000 milliards, surtout des globules rouges, minuscules. Trop petits, ils passaient facilement inaperçus quand on raisonnait en poids.
Un chiffre trop grand d'un côté, trop petit de l'autre. La combinaison des deux écarts a fabriqué le « 10 fois ».
Les bactéries se concentrent dans le côlon, pas dans tout le corps
Le nombre de bactéries s'estime en multipliant la taille du logement par la densité d'occupation. C'est le même principe que pour la population d'une ville : surface × densité.
L'estomac, très acide, abrite presque aucune bactérie. L'intestin grêle en contient peu, car son contenu circule vite. Dans le côlon, en revanche, tout avance lentement. C'est la « grande métropole » des bactéries.
En 2016, des chercheurs israéliens ont mesuré à nouveau le volume du contenu du côlon : environ 400 millilitres chez l'adulte, soit moins qu'une bouteille d'eau. On y trouve environ 90 milliards de bactéries par millilitre. En multipliant, on obtient environ 36 000 milliards de bactéries.
Avec le curseur de la figure 1, changez le volume du contenu du côlon. Le nombre de bactéries augmente ou diminue exactement en proportion.
80 % des cellules humaines sont de minuscules globules rouges
Au recomptage, sur environ 30 000 milliards de cellules humaines, environ 25 000 milliards sont des globules rouges. Ce sont de toutes petites cellules sans noyau. Elles sont de loin les plus nombreuses, mais ne pèsent que quelques pour cent du poids du corps.
L'ancienne estimation divisait, semble-t-il, le poids du corps par le poids d'une « cellule moyenne ». Ce calcul sous-compte les globules rouges, petits et nombreux. On arrivait ainsi à environ 10 000 milliards de cellules humaines contre environ 100 000 milliards de bactéries. Le rapport de ces deux chiffres, c'est le fameux « 10 fois ».
À l'inverse, sans les globules rouges, il reste environ 5 000 milliards de cellules ordinaires. Face à elles, les bactéries sont environ 7 fois plus nombreuses. La réponse dépend donc beaucoup de ce à quoi on compare.
Une selle évacue, dit-on, environ un tiers des bactéries du côlon. Les auteurs du recomptage écrivent qu'ensuite, pendant un moment, les cellules humaines pourraient être plus nombreuses. « Y a-t-il plus de bactéries ? » : l'écart est assez faible pour s'inverser au cours d'une même journée.
Chaque bactérie est minuscule : réunies, elles pèsent environ 200 grammes. Pour une personne de 70 kilos, cela fait environ 0,3 %. « La moitié de l'être humain est faite de bactéries » est donc exagéré, en nombre comme en poids.
Pour résumer
L'idée « 10 fois plus de bactéries que de cellules humaines » vient d'une vieille estimation qui surévaluait le logement des bactéries et sous-évaluait les cellules humaines. Après recomptage, on trouve environ 38 000 milliards de bactéries pour environ 30 000 milliards de cellules humaines : presque 1 pour 1. Il n'empêche : dans un côlon qui tiendrait dans moins d'une bouteille d'eau, vivent autant d'êtres vivants que de cellules dans le corps. L'intestin est un véritable écosystème.
Pas 10 fois plus, mais à peu près autant.
Le côlon reste pourtant une « grande métropole » qui rivalise avec toutes les cellules d'un être humain.
Le comptage des cellules du corps est abordé dans Quelle serait la longueur de tout l'ADN du corps mis bout à bout ?. Pour des bactéries qui digèrent des aliments, voir aussi l'estomac de la vache et le lait qui fait gargouiller le ventre.
- Versez 400 mL d'eau dans une bouteille de 500 mL. C'est à peu près le volume du contenu du côlon d'un adulte. Vous le trouverez sans doute plus petit que prévu.
- Préparez ensuite 1 kilo (environ 1000 mL) d'eau et comparez les deux volumes. L'ancien calcul partait de ce kilo.
- Enfin, calculez le rapport (1000 ÷ 400). Rien que l'estimation du logement fait varier le nombre de bactéries de plus du double.
Une estimation dépend de « ce qu'on a multiplié par quoi ». Quand vous entendrez un autre « X est n fois Y », demandez-vous quel produit se cache derrière : on y fait parfois de belles découvertes.
Pour aller plus loin ― termes, formules, lien avec les manuelsDu collège à l'université : chaque passage indique son niveau
- CollègeAu programme de sciences du collège
- LycéeAu programme de SVT du lycée
- Lycée+Approfondissement du lycée ou encadré de manuel
- Univ.Matière universitaire, non vue au lycée (microbiologie, écologie)
- RechercheSujet encore étudié par les chercheurs, pas encore « établi » même à l'université
CollègeVocabulaire : le phénomène a un nom
- Bactéries intestinales : bactéries vivant dans l'intestin de l'être humain et des animaux, surtout dans le côlon.
- Microbiote intestinal : nom donné à l'ensemble de ces bactéries vues comme une communauté. On parle aussi de « flore intestinale ».
- Globule rouge : cellule du sang qui transporte l'oxygène. Chez l'humain, il n'a pas de noyau et mesure environ 8 micromètres de diamètre.
CollègeLycéeVérifier par une formule : combien de bactéries dans le côlon ?
On voit le côlon comme un « logement » et la concentration de bactéries comme une « densité », et on estime le nombre. Unités : volume en millilitres, densité en nombre par millilitre.
| En symboles | N ＝ V × n |
| En mots | nombre de bactéries ＝ volume du contenu du côlon × nombre de bactéries par millilitre |
| D'où vient-elle ? | C'est la forme de base d'une estimation : « nombre ＝ volume × densité ». Même principe que la population d'une ville (surface × densité), en supposant les bactéries réparties à peu près uniformément dans le côlon |
| N | nombre de bactéries du côlon |
| V | volume du contenu du côlon (millilitres) |
| n | nombre de bactéries par millilitre de contenu (par millilitre) |
| Volume du contenu du côlon d'un adulte | environ 400 millilitres |
| Bactéries par millilitre | environ 90 milliards (0,09 millier de milliards) |
| Nombre de cellules humaines | environ 30 000 milliards, dont environ 25 000 milliards de globules rouges |
| Anciennes estimations | bactéries : environ 100 000 milliards ; cellules humaines : environ 10 000 milliards |
| Bactéries du côlon (en milliers de milliards) | 400 × 0,09 ＝ 36 |
| Rapport aux cellules humaines | 36 ÷ 30 ＝ 1,2 |
| Rapport de l'ancienne estimation | 100 ÷ 10 ＝ 10 |
| Cellules humaines hors globules rouges (en milliers de milliards) | 30 − 25 ＝ 5 |
| Rapport aux cellules autres que les globules rouges | 36 ÷ 5 ≒ 7,2 |
| Bactéries évacuées par une selle (en milliers de milliards, un tiers) | 36 ÷ 3 ＝ 12 |
| Bactéries restantes après la selle (en milliers de milliards) | 36 − 12 ＝ 24 |
Le côlon seul en compte environ 36 000 milliards ; avec les autres sites, l'article donne environ 38 000 milliards. C'est presque autant que les 30 000 milliards de cellules humaines, et après la selle, avec 24 000 milliards, on passe en dessous. Le « 10 fois » venait d'une estimation des bactéries environ 2,6 fois trop haute et des cellules humaines environ trois fois trop basse.
LycéeLycée+Pourquoi les bactéries se concentrent-elles dans le côlon ?
LycéeDans l'estomac, l'acide gastrique rend le milieu très acide et la plupart des bactéries ne peuvent s'y multiplier. Dans l'intestin grêle, les sucs digestifs agissent et le contenu passe en quelques heures : les bactéries n'ont pas le temps de proliférer. Dans le côlon, le contenu séjourne plus d'une journée et il n'y a presque pas d'oxygène. Les bactéries qui fuient l'oxygène y atteignent une densité très élevée.
Lycée+Les bactéries du côlon décomposent les fibres que l'humain ne digère pas et produisent des acides gras à chaîne courte (acétate, butyrate, etc.). Nous les absorbons et en tirons une partie de notre énergie. L'intestin est un tube relié à l'« extérieur » du corps : à proprement parler, les bactéries ne sont pas dans les tissus, mais forment une communauté vivant dans l'environnement d'un tube.
Univ.La méthode du recomptage : ordres de grandeur et « personne de référence »
Le recomptage de 2016 (article de Sender, Fuchs et Milo) part d'une « personne de référence » de 70 kilos, âgée de 20 à 30 ans, et additionne les nombres de cellules type par type. Les globules rouges viennent du volume sanguin et de leur nombre par microlitre ; les bactéries, du volume du contenu du côlon et de leur densité. Ce genre d'estimation qui assure le bon ordre de grandeur s'appelle aussi « estimation de Fermi ». Pour mesurer la densité bactérienne, on utilise le comptage direct au microscope ou la quantification fondée sur les gènes.
📖 Pour aller plus loin : Bactéries intestinales (Wikipédia, en japonais) ／ Article original du recomptage (en anglais)
RechercheCe qu'on ne sait pas encore bien
- Quelle variation d'une personne à l'autre ? Le volume du contenu du côlon et la densité des bactéries changent selon l'alimentation, la corpulence et le transit. Le rapport varie sans doute beaucoup d'une personne et d'un jour à l'autre.
- Le nombre d'autres habitants que les bactéries. L'intestin abrite aussi des virus qui infectent les bactéries et des champignons. On a évoqué que les virus pourraient être encore plus nombreux que les bactéries, mais leur nombre exact n'est pas établi.
- Quelle bactérie fait quoi ? La composition du microbiote et ses liens avec la forme et les maladies sont très étudiés. Mais ce qui est cause et ce qui est conséquence reste le plus souvent inconnu.
Cet article reflète donc « l'état des connaissances actuelles ». Les chiffres du recomptage sont aussi des estimations pour une personne moyenne théorique.
Lien avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière / chapitre | Où dans cet article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences : « digestion et absorption », « rôle des micro-organismes » | Relation entre côlon et bactéries |
| Lycée | Biologie : « milieu intérieur », « composants du sang » | Nombre de globules rouges, différences de milieu entre estomac, intestin grêle et côlon |
| Lycée+ | Biologie : « symbiose » | Dégradation des fibres et milieu intestinal |
| Univ. | Microbiologie, écologie, méthodes d'estimation | Personne de référence et addition des nombres de cellules |
| Recherche | Recherche sur le microbiote intestinal | Variations individuelles, nombre de virus, élucidation des rôles |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Quand on entend « n fois », se demander quel rapport se cache derrière |
- Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biology 14(8): e1002533 (2016)
- Wikipédia en japonais, « 腸内細菌 » (bactéries intestinales)
- Luckey TD. Introduction to intestinal microecology. American Journal of Clinical Nutrition 25 (1972) (source présumée de l'ancienne estimation de « 100 000 milliards de bactéries »)
- Savage DC. Microbial ecology of the gastrointestinal tract. Annual Review of Microbiology 31 (1977)
※ Cet article est une vulgarisation scientifique. Les valeurs indiquées sont des ordres de grandeur pour comprendre les mécanismes. Pour tout trouble intestinal ou question de santé, consultez un médecin ou un autre spécialiste.