comptesrendus des travaux dirigés
TRANSCRIPT
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 1 sur 27
Université de Rennes 1U. E. Nutrition et maintien de l'équilibre de l'organisme
Licence 3 Mention Biologie Parcours Sciences de la Vie et de la Terre
Année 2006 2007
Responsable : M. Patrick JÉGO
Comptesrendus des Travaux Dirigés
Sommaire : Page
∙ Les mécanismes de détoxification par le foie BILLOT A, MANDEGOU J., PERIER P.O. & TISSIER S. 2∙ Le point 2007 sur les régimes alimentaires réputés allonger la durée de vie – Étude à l'échelle mondiale BÉRARD É., ÉCONOMIDÈS L. & LEROY C. 6∙ Les alicaments DENMAT M., BERLAND A. & THOMAS G. 11∙ Les glandes salivaires chez l'homme : anatomie et physiologie. Peuton espérer remplacer les dosages hormonaux sanguins par des dosages sur la salive ? TRIONNAIRE M., LABBÉ M., HERNIO N. & BOURDIER I. 15∙ Le pain et l'obésité, aspects physiologiques et culturels PRIJENT C., NALLET N., RAIMBAULT É. & MERCIER A. 18∙ Étude comparée de l’anatomie du néphron des Vertébrés CHARLOT C., FLOTTÉ A., HYVARD M. & NOVAK M. 23∙ document non transmis FAUTREL É., COURAU P., MORIN G. & ELISE S.
Résumé : Le présent document regroupe les synthèses écites réalisées par les étudiants de L3 SVT en mars 2007 dans le cadre de l'U.E. « Nutrition et maintien de l'équilibre de l'organisme ». Ces productions font suite aux présentations orales des sujets grâce à l'appui d'un poster (dont on retrouve souvent les éléments sur les planches de schémas). Tous droits réservés aux auteurs.
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 2 sur 27
Les mécanismes de détoxification par le foieBillot Anthony , Mandegou Julien , Perier PierreOlivier , Tissier Sylvain
Introduction
Le foie est l’organe où se déroule le plus de réactions biochimiques dans l’organisme.En effet il est impliqué dans des fonctions de réserve, de synthèse et de detoxification.Le lobule hépatique constitue la structure unitaire du foie. De forme grossièrement hexagonale, il contient principalement des hépatocytes disposés en travées. Il est entouré d'une bande de tissus conjonctifs et possède en son centre un vaisseau principal, la veine centrale du lobule hépatique. Celleci recueille les sécrétions libérées par les hépatocytes et transportées par les sinusoïdes. Cellesci reçoivent le contenu des artérioles et des veinules portes situées dans les tissus conjonctifs extralobulaires, et ils l'acheminent aux hépatocytes.La bile est produite par ces derniers et recueillie par des canalicules biliaires localisés entre les travées d'hépatocytes. Elle s'écoule par la suite dans des conduits biliaires longeant les artérioles et les veinules portes (cf. fig. 1)
On peut distinguer 3 types d’éléments toxiques qui subiront une transformation dans le foie : les éléments lipophiles, l’éthanol et l’ammoniac.
IDétoxification des éléments lipophiles
1.1Généralité
Les éléments lipophiles sont toxiques pour l’organisme car ils sont difficiles à être excrété et ont tendance à s’accumuler dans les graisses.L’organisme devra donc les rendre hydrosolubles pour pouvoir les excrété par le rein ou dans la bile.Pour cela il les transforme dans le foie grâce à différentes réactions biochimique, c’est la biotransformation. Celleci se déroule en deux phases.(cf. fig.2)
1.2Phase 1: modification de groupements fonctionnels
Le principe de cette première phase est la modification de groupements fonctionnels. Souvent de nouveaux groupements sont fixés à la molécule, pour augmenter la réactivité.Dans d'autres cas, des groupements importants sont simplement enlevés. On peut assigner à cette phase deux rôles :
les modifications des groupements fonctionnels entraînent le plus souvent une inactivation biologique
les modifications peuvent entraîner une augmentation de la polarité de la molécule qui entraîne une augmentation de son caractère hydrosoluble et la rend plus apte à être excrétée.
Pour atteindre ces buts, beaucoup de types de réaction sont imaginables. Certaines réactions sont particulièrement fréquentes notamment les réactions d'oxydoréduction .Fréquemment aussi survient un clivage hydrolytique qui peut libérer des groupements OH ou des groupements amines qui étaient précédemment impliqués dans des liaisons. Ces groupements seront disponibles à la phase II pour une conjugaison.
1.2.1Réactions d'oxydoréduction. Ce sont les réactions les plus importantes de la phase I
catalysées par des monooxygénases tel que le cytochrome P450. Comme tous les cytochromes, le cytochrome P450 possède un groupement hème avec un atome de fer central qui peut être oxydé ou réduit.Voici le mode d’action : une molécule d'oxygène est clivée dans des conditions réductrices, si bien qu'un atome d'oxygène est incorporé dans le produit final et l'autre dans une molécule d'eau. L'agent réducteur est le NADPH/H+. Il transfère ses électrons sous forme d'atomes d'hydrogène vers une flavoprotéine qui ensuite les transmet au fer du cytochrome. Les électrons sont ensuite transférés du fer (qui devient Fe3+) vers la molécule d'oxygène, entraînant l'apparition d'oxygène activé qui peut s'incorporer sous forme de groupement OH dans le produit final. Le deuxième atome d'oxygène contribue à former de l'eau.
Si l'atome d'oxygène est introduit à côté d'un atome d'hydrogène, on parle d'une hydroxylation ; s'il est introduit à côté d'un atome de soufre, on parle d'une sulfoxylation ; s'il est introduit à côté d'un atome d'azote, on parle de Noxydation (cf. fig. 3.)
1.2.2Clivage hydrolytique. Il peut s'agir de l'hydrolyse de liaisons esters ou de
liaisons amides. Ces clivages vont libérer des groupements OH et des groupements amines rendus disponibles pour une réaction ultérieure. Un exemple pharmacologique important est l'aspirine.L’acide acétyl salicylique est hydrolysé au cours de la phase 1 en acide salicylique et acide acétique (cf. fig 4)
1.3Phase Il : conjugaisons
Des groupements très polaires, chargés négativement sont ftxés sur les métabolites qui ont été (ou non) modifiés par les réactions de la phase 1.• Le plus souvent il s'agit du groupement glucuronyl d'un acide glucuronique. La réaction s'appelle glucuronoconjugaison.• La fixation d'un groupement sulfate de l'acide sulfurique constitue une sulfoconjugaison.• Certains acides aminés peuvent être couplés (glycine, taurine, glutamine).• On peut aussi avoir une conjugaison par un glutathion ou un acétate (acétylation).Les enzymes qui catalysent ces réactions sont appelés transférases et se trouvent dans le cytosol, à l'exception de la Glucuronoconjugaison dont l'enzyme se trouve dans le réticulum endoplasmique.
1.3.1GlucuronoconjugaisonC’est la plus fréquente des réactions de conjugaison de
la phase II. La fixation du groupement glucuronyl se fait sur des groupements OH, SH ou –NH2 du substrat.Ceci donne des 0, S et Nglucuronides ou glucuronoconjugués.Les enzymes catalysant les glucuronoconjugaisons sont des UDP glucuronyl transférases. En effet le groupement glucuronyl est fourni par un substrat activé l'UDPglucuronate.Ce dernier est obtenu par l'action de l’UTP sur
Les mécanismes de détoxification par le foie Billot Anthony , Mandegou Julien , Perier PierreOlivier , Tissier Sylvain
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 3 sur 27
l'acide glucuronique.(cf. fig 5)1.3.2Sulfoconjugaison
Elle consiste à fixer un groupement sulfate. Le donneur de sulfate est un composé activé : le PAPS (phosphoadénosinephosphosulfate).A côté du produit sulfoconjugué, il y a libération de PAMP.Les fonctions conjuguées sont surtout les groupements OH et les groupements aminés de différents substrats, par exemple beaucoup d'hormones stéroïdes.(cf. fig 6)
1.3.3Conjugaison par les acides aminésLa conjugaison par la glycine est la plus fréquente. La
conjugaison par la glutamine est également possible.C’est le groupement carboxyl du substrat qui est conjugué par l'acide aminé. Mais ce groupement carboxyl doit au préalable être activé par le CoA en présence d'ATP : il se forme donc un acylCoA. Celuici en présence d'un acide aminé donnera une amide avec libération du CoA.(cf. fig. 7)
1.3.4 Conjugaison par l'acétate ou le glutathion.Glutathion. C’est le principal moyen de détoxification
de nombreux médicaments. Le transfert du glutathion sur la molécule de substrat est catalysé par une glutathionStransférase.
Acétylation. Elle est catalysée par la famille des Nacétyltransférases qui fixent un groupement acétyl sur des amines ou des sulfonamides. Les produits obtenus sont souvent moins hydrosolubles et leur excrétion est plus lente. Ici c'est la détoxification qui prime plutôt que la solubilisation dans l'eau.
1.4Substances candidates à la biotransformation.
Beaucoup de substances sont modifiées par le foie. Les groupes suivants sont les principaux.
La bilirubine est un produit de catabolisme de l’hémoglobine. Les réactions de conjugaison par l’acide glucuronique la rendent soluble.
Les hormones stéroïdes perdent par biotransformation leur activité biologique. Par conjugaison à l'acide glucuronique ou au sulfate elles deviennent plus hydrosolubles et peuvent être excrétées par le rein.
Les médicaments : dans la plupart des cas, les médicaments perdent leur activité après leur passage dans le foie. Certains par contre peuvent être activés lors de leur passage dans le foie ou acquérir une activité plus importante. Ainsi la morphine est transformée en dérivé glucuronoconjugué, cinquante fois plus actif. Les réactions de biotransformation sont particulièrement importantes pour les médicaments donnés par voie orale. Car après absorption digestive ils passent d'abord par le foie. Et dans certains cas, il existe une élimination présystémique c'estàdire que le médicament peut être inactivé avant même d'avoir pu atteindre la circulation générale.
IIDétoxification de l’éthanol par le foie
2.1Oxydation de l’alcool
Dans le foie, l'éthanol a deux possibilités. Il peut être oxydé en éthanal grâce à l'alcool déshydrogénase(ADH) dont le coenzyme est le NAD+. L'éthanal peut être oxydé à son tour en acide acétique (ou acétate) grâce à une aldéhyde
déshydrogénase.Au besoin l'éthanol peut être oxydé par le système microsomal MEOS (de l'anglais microsomal éthanol oxydizing system) dépendant du cytochrome P450. Ce système permet d'augmenter de 10% la quantité d'éthanol oxydé. Ici l'alcool est oxydé directement avec de l'oxygène en présence de NADPH/H+.Le système MEOS peut se développer lorsqu'on boit régulièrement de l'alcool. Histologiquement, ceci est visible sous forme d'un agrandissement du réticulum endoplasmique où est localisé ce système enzymatique. (cf. fig. 8)
2.2Formation d'acétylCoA.
L'acétate est converti en acétylCoA grâce à une thiokinase. L'acétylCoA est un substrat important du métabolisme, expliquant l'apport d'énergie par l'éthanol. D'un autre côté, l'élévation de la concentration de NADH/H+ et d'acétylCoA inhibe l'entrée de ce dernier dans le cycle du citrate, quand trop d'alcool est consommé; alors l'acétylCoA est dirigé vers la synthèse d'acides gras et de cholestérol.
IIIDétoxification de l’ammoniac dans le foie : cycle de l’urée
3.1 Définition :
Le cycle de l'urée décrit la biosynthèse de l'urée, principal moyen d'élimination de l'azote chez l'homme. La biosynthèse de l'urée est, comme la plupart des biosynthèse, consommatrice d'énergie: 4 ATP par molécule d’urée. L'urée est synthétisée uniquement par le foie, dans le but d'excrétion. L'élimination sera assurée par les reins. Le cycle de l'urée prend en charge l'ammoniac issu de la dégradation des groupements azotés des acides aminés
3.2 La formation d’ammoniac chez les mammifères et transport jusqu’au foie. (fig. 9)
La formation de l’ammoniac s’effectue selon deux voies : de manière prédominante, par désamination directe qui libère un acide cétoniqueα et de l'ammoniac. Dans le cas de l'asparagine et de la glutamine, il existe une réaction supplémentaire de désamidation. l'autre voie est une transamination réverse qui aboutit au glutamate. (Normalement, le glutamate sert de donneur de groupement aminé à un grand nombre d'autres acides aminés, par des réactions de transamination. Mais dans ce cas ci, c’est l’inverse qui se passe). Puis la glutamate déshydrogénase catalyse la réaction de formation de NH3 et d' cétoglutarateα en présence de NAD (phosphorylé ou pas selon les organismes).
3.2.1 : La désamination oxydative et la désamination non oxydative
Entre 1932 et 1935, Hans KREBS et Kurt HENSELEIT observèrent qu'en incubant des acides aminés en présence d'un homogénat de foie et d'oxygène, ils obtenaient
Les mécanismes de détoxification par le foie Billot Anthony , Mandegou Julien , Perier PierreOlivier , Tissier Sylvain
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 4 sur 27
de l'ammoniac avec consommation de l'oxygène et disparition des acides aminés. Cette réaction est une désamination oxydative puisqu'il y a perte d'un groupement aminé accompagné d'un processus oxydatif. Ces réactions sont catalysées par des aminoacides oxydases. Il existe 2 cas particuliers : il s'agit des 2 acides aminés à fonction alcool (Serine et Thréonine), pour lesquels la perte du groupement aminé se fait par désamination non oxydative, catalysée par la sérine déshydratase et la thréonine déshydratase.
3.2.2.: La désamidation :L’asparagine et la glutamine contiennent une fonction
amide portée par leur chaîne latérale. Il existe 2 enzymes très répandues, l'asparaginase et la glutaminase qui catalysent la réaction de désamidation respectivement de l'asparagine et de la glutamine.
3.2.3 : Le transport jusqu au foie :L'ammoniac est une molécule extrêmement toxique
pour la cellule. En conséquence, quel que soit le mécanisme par lequel l'ammoniac est libéré (désamination directe, non oxydative et/ou désamidation), celuici se condense avec le glutamate pour former la glutamine (réaction catalysée par la glutamine synthétase). Puis la glutamine, l’acide aminé le plus concentré dans le sang (450 à 600 µM), sert de transporteur de l'ammoniac jusqu'au foie ou jusqu'aux reins. Dans chacun de ces organes, la glutaminase libère l'ammoniac de la glutamine par désamidation.
3.3 : Détails biochimiques des réactions. (cf. fig. 10)
Les deux premières réactions du cycle de l'urée ont lieu dans la mitochondrie, les trois autres dans le cytoplasme des cellules hépatiques.
3.3.1 : Production de carbamylphosphate La carbamylphosphate synthétase I catalyse la
formation d'un carbamylphosphate à partir d'un NH3 et d'un CO2 en présence de 2 ATP. Un phosphate est incorporé dans le produit, un autre est hydrolysé et libéré. Grâce à cette réaction, le premier atome d'azote a été incorporé dans le carbamylphosphate, précurseur de l'urée.
La carbamylphosphate synthétase I se trouve dans la mitochondrie, alors que la carbamylphosphate synthétase II se trouve dans le cytoplasme. Cette dernière catalyse la première réaction de la biosynthèse des nucléotides pyrimidiques. Les deux enzymes diffèrent aussi par le donneur d'azote, qui est la glutamine pour la carbamylphosphate synthétase II.
À partir du carbamylphosphate, quatre réactions vont conduire à l'urée.
3.3.2 : Production de la citrulline. Le carbamylphosphate réagit avec l'ornithine dans
la mitochondrie pour former la citrulline. L'enzyme catalysant la réaction est l'ornithinecarbamyl transférase (OCTl). Comme les réactions suivantes du cycle de l'urée se déroulent dans le cytoplasme, la citrulline y est transportée par une protéine de transfert. La raison pour laquelle le cycle de l'urée commence dans la mitochondrie, est peutêtre que la production du NH3
toxique par la désamination oxydative du glutamate s'y effectue.
La détoxification est alors immédiate. Ensuite la biosynthèse peut se poursuivre normalement dans le cytoplasme.
3.3.3 : Production de l'argininosuccinate. Le deuxième atome d'azote va être incorporé sous
forme d'aspartate qui réagit avec la citrulline pour former de l’arginosuccinate en présence d'ATP. Cette réaction, catalysée par l’arginosuccinate synthétase qui libère un pyrophophosphate consomme deux liaisons riches en énergie.
3.3.4 : Production de l’arginine.L'arginosuccinase clive l’arginosuccinate en
fumarate et arginine. 3.3.5 : Production de l'urée. L'arginase hydrolyse l'arginine en ornithine et iso
urée. Celleci se transforme spontanément en urée. L'ornithine est régénérée à la fin de la biosynthèse de l'urée. Elle va regagner la mitochondrie où elle servira à nouveau d'accepteur pour un cycle suivant.
3.3.6:Bilan.
CO2 + NH4+ + 3 ATP + Asp + 2 H2O URÉE + 2 ADP + 2
Pi + AMP + PPi + fumarate
3.4. La toxicité de l’ammoniac:
Le mécanisme qui explique la toxicité de l’ammoniac au niveau du cerveau réside dans l’augmentation du glutamate et de la glutamine en cas d’hyperammoniémie. En effet la formation excessive du glutamate entraîne un déplacement de l’équilibre de la réaction catalysée par la glutamate déshydrogénase dans le sens de l’assimilation de l’ammoniac.
αCétoglutarate + NH3 + NAD(P)H,H+ ←→ glutamate + NAD(P)+
Ceci se traduit par un prélèvement excessif de l’αcétoglutarate, intermédiaire essentiel du cycle de Krebs. La réduction de ce composé affecte fortement le fonctionnement de ce cycle et par voie de conséquence l’ensemble du processus de production de l’énergie dont le cerveau est grand consommateur.
Conclusion
De nombreuses substances toxiques sont produites (ammoniac , bilirubine), ou ingérées (médicaments , éthanol) par l’organisme . L’intégrité de l’organisme est conservée grâce aux différentes réactions biochimiques qui se déroulent dans le foie.Ces réactions utilisent un nombre impressionnant d’enzymes , de transporteurs et d’énergie.On peut donc imaginer l’importance du patrimoine génétique dans les mécanismes de détoxification.Ainsi un déficit héréditaire en glucuronyl transférasse provoque la maladie de CriglerNajjar qui se manifeste par un ictère , c'estàdire une mauvaise détoxification de la bilirubine , qui s’accumule dans le sang.Il est donc important d’étudier ces enzymes afin de guérir les maladies existantes et de prévenir les éventuelles à venir ,dans notre société industrielle, où l'homme a créé plus de 35000 molécules nouvelles.
Les mécanismes de détoxification par le foie Billot Anthony , Mandegou Julien , Perier PierreOlivier , Tissier Sylvain
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 5 sur 27
Les mécanismes de détoxification par le foie Billot Anthony , Mandegou Julien , Perier PierreOlivier , Tissier Sylvain
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 6 sur 27
Le point 2007 sur les régimes réputés allonger la durée de vie Étude à l'échelle mondialeLe point 2007 sur les régimes réputés allonger la durée de vie Étude à l'échelle mondialeÉmilie Émilie BBÉRARDÉRARD, Laurent , Laurent ÉÉCONOMIDÈSCONOMIDÈS & Cécile & Cécile LLEROYEROY
Introduction
Ce qui différencie réellement Homo sapiens des autres animaux, ce n'est pas la nécessité qu'il a de s'alimenter, mais plutôt sa peur de la mort. En effet, depuis des millénaires, on a pu voir apparaître, circuler, consommer, des produits dont tout un chacun espérait qu'il eût le même effet que l'ambroisie des dieux de l'Olympe. Cependant, la mortalité inéluctable de l'homme n'en a pas pour autant été modifiée. Sans vouloir prétendre à l'immortalité, estil néanmoins possible d'allonger quelque peu notre durée de vie ? On peut voir aux quatre coins du monde des espérances de vie bien différentes et des régimes alimentaires parfois divers ; comment peuton manger pour vivre plus
longtemps? En étudiant ces régimes (non pas régimes amaigrissants,
mais régimes alimentaires, autrement dit une façon de se nourrir) nous allons tenter de cerner quels sont leurs effets réels. En effet, on peut vivre plus longtemps en ne mourant pas jeune – c'estàdire en empêchant les maladies mortelles de survenir – et en mourant plus vieux, i.e. plus vieux que la normale et aussi en luttant contre les effets de l'âge. Nous décrirons donc les aliments utilisés, les composés qu'ils contiennent et leurs effet respectifs, en tentant toujours de distinguer la part de vérité scientifique des enjeux commerciaux et de la mode.
I.Les différents régimes alimentaires à travers le monde
A. Le régime hypocalorique de l'île d'Okinawa au JaponCette alimentation se compose de : féculents comme
dans tous les régimes ici le riz ; beaucoup de fruits et légumes ; tofu (fromage au lait de soja qui accompagne salades et sauces) et autres formes variées de soja : shoyu et tamari (sauces), miso (pâte de soja), tempeh et natto (fromages) ; très peu de viande (un peu de porc bouilli ou mariné dans du vinaigre), très peu de graisses ; poisson, coquillages et crevettes.
Ce régime est de plus basé sur un principe fondamental qui est de ne manger qu'à 80% de sa faim, et les aliments qui le compose sont hypocaloriques en restant riches nutritionnellement
Et en effet, on y constate des records de longévité : l'espérance de vie est de 85,5 ans pour les femmes (contre 83 ans en France) et de 78,5 ans pour les hommes (contre 75,5 ans).
B. Le régime méditerranéen : France, Italie, EspagneLe régime méditerranéen mondialement connu est le
régime crétois qui consiste en une forte consommation de fruits et légumes variés, de céréales et de légumineuses ; une utilisation fréquente d'herbes et d'aromates ; une faible consommation de viande mais une consommation régulière de poisson ; l'huile d'olive exclusivement comme lipide ; une consommation régulière de fromages frais au lait cru. C'est un régime extrêmement ciblé.
Cependant, dans les autres pays du pourtour méditerranéen, il existe des habitudes alimentaires proches de ce régime, mais plus variées, et de plus en plus occidentalisées. En
effet, l'espérance de vie des pays méditerranéens est supérieure à celle des autres pays occidentaux, derrière le Japon, et c'est la France qui détient le record d'espérance de vie avec 83 ans pour les femmes et 75,5 ans pour les hommes. De plus, une consommation modérée de vin rouge au cours des repas diminue la mortalité coronarienne : c'est le French paradox.
C. Le régime « occidental » : ÉtatsUnis, EuropeIci, les aliments principalement consommés sont :
beaucoup de graisses et de sucres, beaucoup de viande rouge riches en lipides saturés (les « mauvaises » graisses), peu de fruits et légumes. De plus, cette alimentation, qui contredit tous les principes que nous avons évoqués précédemment, est malheureusement accompagnée d'un manque criant d'exercice physique!
Malgré tout, c'est dans ces pays occidentaux que l'on voit apparaître de plus en plus de régimes particuliers, basés sur la supplémentation : les gens consomment différents suppléments alimentaires de différente nature (hormones, antioxydants etc.). Par exemple, la vitamine C et la mélatonine sont beaucoup utilisés aux ÉtatsUnis, le coenzyme Q10 au Japon, la D.H.E.A. en France, etc.
Enfin, pour illustrer un régime alimentaire qu'on pourrait dire « idéal », nous avons construit une pyramide alimentaire à partir de tous les régimes bénéfiques pour la longévité décrits cidessus (Fig. 1).
II. Les facteurs d'allongement de la durée de vie
A. AntioxydantsLes antioxydants sont des molécules qui permettent la
neutralisation des radicaux libres nocifs pour les cellules, qui sont soit issus de la dégradation des protéines, soit des déchets métaboliques, ou encore des produits des cellules du système immunitaire.
Le sélénium que l’on trouve dans les abats crus sert de précurseur à la superoxyde dismutase, antioxydant très efficace
(mais aussi un poison violent à haute dose).La vitamine C (acide ascorbique) présente dans les
fruits et légumes, est un antioxydant fondamental du régime méditerranéen et du régime d'Okinawa, les fruits et légumes tenant une grande place dans leur alimentation.
La coenzyme Q10 est présente dans le cœur de porc, les huiles de colza et de soja. Il faudrait boire 300g par jour d’huile de soja pour seulement 30 mg de coenzyme, c’est pour cette
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 7 sur 27
raison que les japonais notamment la prennent en complément alimentaire.
Les polyphénols du vin rouge se trouvent sous différentes formes : flavonols, acides phénols. Ils protègent les LDL (« mauvais cholestérol ») de l’oxydation (Fig. 2). Les polyphénols pont donc un rôle protecteur contre les maladies cardiovasculaires, et expliquent donc le faible taux relatif de mortalité coronarienne en Méditerranée, particulièrement en France – ce que l'on nomme le French paradox.
Les composés phénoliques sont contenus dans l’huile d’olive (régime méditerranéen). L’acide oléique est faiblement oxydable, il diminue l’oxydabilité des LDL quand il se substitue à un acide gras polyinsaturé. Du fait du rôle de ces LDL oxydés dans le processus arthérogénique, cet acide est un bon protecteur du processus d’athérosclérose. L’oleuropéine est un composé majeur de l’olive, par modifications chimiques, il donne des composés phénoliques avec des propriétés antioxydantes. L’huile d’olive a donc deux caractéristiques antioxydantes : « passive » car elle contient des AG faiblement oxydables et « active » car elle possède des antioxydants potentiellement actifs. La consommation d'huile d'olive semble alors un acteurclef de la faible mortalité coronarienne observée en Crête par le Pr Keys (1956) en comparaison avec tous les autres pays européens.
B. HormonesLes taux de nombreuses hormones dans notre organisme
diminuent avec l'âge. On peut donc supposer que cette décroissance modifie les balances hormonales « normales » et peut créer des dysfonctionnements à l'origine des symptômes du vieillissement. Cependant, les hormones humaines ne se trouvent pas directement dans notre nourriture (et pour cause…) et s'inscrivent plutôt dans les régimes basés sur la supplémentation alimentaire.
1. La mélatonineLa mélatonine est sécrétée par l'épiphyse pendant la nuit.
C'est un somnifère naturel. Compte tenu de ses propriétés antioxydantes, elle allongerait la durée de vie en protégeant l'ADN (jusqu'à 20 % chez des souris, Tan 1993). Outre ses effets bénéfiques sur le sommeil de l'homme, un traitement par pulses occasionnelles augmente la libido (Drago 2000). A contrario, un traitement prolongé a plutôt un effet d'inhibiteur sexuel et provoque des somnolences.
2. La D.H.E.A. (Déhydroépiandrostérone)Hormone stéroïde dérivée du cholestérol, la DHEA est
un précurseur des hormones sexuelles sécrété par les glandes surrénales. Sa raréfaction avec le temps semble nuisible, puisque les hommes qui ont une concentration en DHEA naturellement faible semblent vivre moins longtemps (Mazat 2001). Cependant, une supplémentation en DHEA (quelle qu'en soit la dose) si elle provoque des « effets bénéfiques » (surtout chez les femmes) comme une amélioration de l'état des os et de la peau, une augmentation de la libido, etc. n'entraîne – à ce jour – aucune augmentation réelle de la durée de vie (Baulieu 2000).
3. Les phytohormonesCes composés sont présents dans certains organismes
végétaux. Leur proximité structurale avec des hormones humaines leur donne des propriétés particulières. On peut citer le cas des
phytoœstrogènes (isoflavones et lignanes) que la flore colique transforme en équol et entérodiol dont la structure permet de se fixer sur les récepteurs des œstrogènes. Leurs effets antagonistes empêcheraient certains cancers hormonodépendants (Sarkar et al. 2003). De même des études réalisées sur les femmes Irlandaises révélèrent un risque de cancer moins important que la moyenne européenne, du fait de la consommation de phytostérols contenus dans la bière.
4. Arginine, hormone et facteur de croissanceL’arginine (acide aminé) serait un stimulateur efficace
de la sécrétion d’hormone de croissance, ce qui permet aussi la sécrétion de facteur de croissance IGF1, avec cet avantage que l’arginine est beaucoup moins toxique et dangereuse à utiliser que l’hormone de croissance (Proust 1999). Ceci permettrait de contrebalancer la baisse de la production d’IGF1 (Insulin like Growth Factor) qui intervient naturellement avec l’âge, et donc la baisse de la stimulation de synthèse protéique. Cela s’utilise surtout aux ÉtatsUnis.
C. Facteurs génétiques
1. Égaux face au vieillissement ?Lorsque l'on considère la diversité des espérances de vie
(au sein même de l'espèce humaine, sauf décès de cause non médicale), on ne peut que constater que nous ne sommes pas tous égaux face au vieillissement. Bien entendu, les manques d'hygiène et d'efficience médicale expliquent en grande partie les faibles espérances de vie des pays très pauvres dits « du Sud ». Mais, au sein d'une population au niveau de vie identique les facteurs génétiques ont une réelle importance. Des études statistiques ont montré que les porteurs homozygotes de l'allèle T du gène SIRT3 vivent plus longtemps que les porteurs hétérozygotes GT et homozygotes GG (Schächter 1999). Ce gène SIRT3 fait partie de la famille des gènes Silent Information Regulators (appelés aussi sirtuines) qui empêchent certains gènes de s'exprimer et jouent un rôle important dans la régulation de la durée de vie des cellules (Kennedy 1995 & 1997). De même les différents allèles des gènes qui codent pour des enzymes qui catalysent les réactions qui s'opposent au vieillissement peuvent influer sur leur efficacité (De Benedictis 2001). Par exemple, certains individus porteront un allèle du gène codant pour la superoxyde dismutase qui rend son pouvoir antioxydant plus fort, et seront mois exposés à l'oxydation.
2. Activation des sirtuines et restriction caloriqueDes recherches sur Saccharomyces cerevisiae (Howitz et
al. 2003) ont montré qu'un polyphénol contenu dans le vin, le resvératrol, stimule le gène Sir2 (famille des sirtuines) des levures ce qui provoque une limitation de l'apport calorique et augmente la durée de vie de ces levures de près de 70 %, ainsi que la stabilité de leur ADN. Sachant que les sirtuines sont des gènes relativement bien conservés et présents dans toutes les espèces, on peut supposer que les mêmes processus prennent par au French paradox susdécrit, d'autant que le resvératrol active de la même façon le gène Sir2 de la levure et le gène SIRT1 humain. Ce lien étroit entre la restriction calorique et l'augmentation de la durée de vie nous rappelle le régime hypocalorique de l'île d'Okinawa et ses centenaires.
© Émilie Bérard, Laurent Économidès & Cécile Leroy 2007 – Régimes réputés allonger la durée de vie
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 8 sur 27
III. Les produits qui empêchent l'apparition de maladies
A. Protecteurs cardiovasculairesL’acide oléique (de l'huile d'olive) a un effet
hypocholestérolémiant et augmente la quantité de cholestérol HDL : il diminue le risque d'accident cardiovasculaire, ce qui explique encore les résultats déjà décrits pour le régime méditerranéen.
L’acide folique, que l’on trouve dans les fruits et les légumes, a un rôle important dans la régime d'Okinawa comme dans le régime Méditerranéen. Il catalyse en effet la réaction de formation de la méthionine à partie de l'homocystéine.Une carence entraîne donc un blocage de la voie métabolique, et une accumulation plasmatique d’homocystéine, celleci étant corrélée à une augmentation des risques coronariens.
B. AnticancéreuxLes fibres, à la base de la plupart des régimes,
pourraient éviter les cancers du côlon. La consommation de fibres entraîne une augmentation du volume fécal, une augmentation de la vitesse de transit dans l’intestin et ainsi une diminution de
l’exposition des muqueuses aux substances cancérigènes potentiellement présentes dans le bol alimentaire. Les fibres pourraient également éviter les cancers du sein. Elles provoquent en effet une augmentation de l’excrétion d’oestrogènes (en augmentant le volume fécal), connaissant le rôle promoteur des oestrogènes sur les cellules cancéreuses du sein, les fibres peuvent dans ce sens diminuer le risque de cancer du sein.
Les oméga 3 (régime méditerranéen) sont des acides gras polyinsaturés qui s’intègrent dans nos membranes, cellesci deviennent oxydables, en cas de cancérisation de la cellule, une destruction est possible. Le rapport 3/ 6 se situe entre 14 et 20 pour les régimes occidentaux, mais est de 4 pour le régime méditerranéen (avec des conséquences très visibles sur la fréquence de l'athérosclérose).
La vitamine C consommée en dose supérieure à une dose normale, pourrait éviter certains cancers, avec aussi d'autres effets comme des effets antirhume et renforcement des défenses immunitaires. Les travaux de Pauling (1992) semblent décrire une augmentation de l'espérance de vie moyenne de ses patients supplémentés en vitamine C.
IV. Vieillir mieux
L’allongement de la durée de vie ne saurait se concevoir sans une amélioration de la qualité de vie dans les dernières années. En effet, s’il s’agit souvent de vivre plus longtemps, certains régimes proposent des solutions pour rester « jeune » plus longtemps.
La glycation est, après l'oxydation, la cause principale du vieillissement. Cette réaction d'addition spontanée d'oses sur des protéines (réaction de Maillard 1912) sur le modèle de la formation de glycoprotéines est néfaste pour l'organisme. Elle est notamment la cause de la cataracte. La carnosine (dipeptide dealanin e et d'histidine) s'oppose à cette réaction par compétition. Elle a donc un effet préventif et curatif des effets de la glycation : la transparence du cristallin peut être restaurée par ce genre de
traitements (Babizhayev 2004). La carnosine, qui a aussi des effets antioxydants, se trouve principalement dans les viandes (2 steacks de boeuf en contiennent 1g, alors que les compléments du commerce se présentent sous la forme de gélules de 50 à 500 mg). On voit néanmoins une certaine contradiction avec tous les régimes décrits précédemment sur la restriction de l'apport en viande, d'où une possible supplémentation.
Certains adeptes du régime d’Okinawa conseillent aussi les aliments riches en collagène, qui régénèreraient la peau et les articulations. A cet effet, on peut noter la consommation (entre autres) de face de porc séchée, macérée dans du vinaigre et coupée en fines lamelles dans cette île japonaise, ainsi que du cartilage de requin pour les mêmes raisons.
Conclusion
Si l’on a pu constater les résultats apparents de certains régimes, il n’en demeure pas moins que certaines données relèvent plus du mythe que de la réalité.
Tout d’abord, le régime crétois tel qu’il est présenté – à des fins de communication – comme le secret pour vivre centenaire en parfaite santé, corroboré par diverses images et témoignages d’octagénaires buveurs assidus d’huile d’olive etc. est un mythe. En effet, si les données épidémiologiques du Pr Keys recensées depuis 1956 montrent clairement que la mortalité par infarctus est de loin la plus faible au monde, la longévité moyenne se situe dans la normale des pays européens. Les explications à ces faits résident dans le rapport faible 3/ 6 dans l’alimentation. Aussi le régime crétois n’allonge til pas la vie, mais il permet un fonctionnement idéal du système cardiovasculaire.
De plus, on constate qu'il existe un lien important entre une légère restriction calorique et l’allongement de la durée de
vie, confirmé dans les faits par le nombre record de centenaires de l’île d’Okinawa. 1800 kcal par jour seraient alors suffisants et meilleurs pour la longévité que les 2500 d’un européen de l’Ouest, sachant que les variations individuelles dues aux facteurs génétiques sont considérables. On assiste aussi à un développement important de régimes basés sur le fait que les antiages naturels ne sont pas toujours en quantité suffisante dans notre alimentation, d’où une nécessité de recourir à la supplémentation en substances diverses : antioxydants, antiglycation, hormones… Paradoxalement, ce sont les mêmes composés qui faisaient déjà la base des régimes antiâge traditionnels, parfois depuis des siècles. De nombreuses pistes de recherche s’ouvrent aussi dans ce domaine de la supplémentation : la télomérase, hormone qui occupe un rôle prépondérant dans le nombre de fois qu’une cellule peut se diviser, en est un exemple.
© Émilie Bérard, Laurent Économidès & Cécile Leroy 2007 – Régimes réputés allonger la durée de vie
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 9 sur 27
Figure 1. un régime alimentaire « idéal »
Figure 2. Oxydation des LDL et processus d'athérosclérose
© Émilie Bérard, Laurent Économidès & Cécile Leroy 2007 – Régimes réputés allonger la durée de vie
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 10 sur 27
Références :
∙ BAULIEU E.E. et al. (2000) Dehydroepiandrosterone (DHEA), DHEA sulfate, and aging : Contribution of the DHEAge Study to a sociobiomedical issue. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 97 (8), 42794284.
∙ BOUTRON P. (2007) Arrêtons de vieillir. Thierry Souccar.
∙ BABIZHAYEV M. A. (2004) Lipid peroxydation and cataracts : Nacétylcarnosine as a therapeutic tool to manage agerelated cataracts in human and in canine eyes. Drugs in RandD 5, 125139.
∙ CLEITMAN N., GRÉCO C. & MANOUKIAN G. (2007) Okinawa : les secrets du régime des centenaires (Reportage). In Zone interdite : Secrets et révélations des rois de la cuisine. (Émission diffusée sur M6 le 25 février 2007).
∙ DE BENEDICTIS G. (2001) Recent advances in human genelongevity association studies. Mechanisms of ageing and development 122, 909920.
∙ DRAGO F. (2000) Acute low doses of melatonin restore full sexual activity in impotent male rats. Brain Research 878, 98104.
∙ ENSTROM J. E. et al. (1992) Vitamin C intake and mortality among a sample of the United States population. Epidemiology 3, 194202.
∙ GRAILLE J. (2003) Lipides et corps gras alimentaires. Tec et Doc Lavoisier.
∙ HOWITZ K. T., BITTERMAN K. J., COHEN H. Y., LAMMING D. W., LAVU S., WOOD J. G., ZIPKIN R. E., CHUNG P., KISIELEWSKI A., ZHANG L.L., SCHERER B. & SINCLAIR D. A. (2003) Small molecule activator of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan. Nature 425, 191196.
∙ KENNEDY B. K. (1997) Redistribution of silencing proteins from telomeres to the nucleolus associated with extension of life span in S. cervisiae. Cell 89, 381391.
∙ KENNEDY B. K. et al. (1995) Mutation in the silencing gene Sir4 can delay aging in S. cerevisiae. Cell 80, 485496.
∙ MAILLARD L. C. (1912) Action des acides aminés sur les sucres : formation des mélanoïdines par voie méthodique. Comptes Rendus Hebdomadaires des Séances de l'Académie des Sciences 154, 6668.
∙ MAZAT L. et al. (2001) Prospective measurements of dehydroepiandrosterone sulfate in a cohort of elderly subjects : relationship to gender, subjective health, smoking habits, and 10year mortality. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 98 (14), 81458150.
∙ PROUST J. (1999) Tout savoir sur la prévention du vieillissement. Favre.
∙ PUYGRENIER M. (2000) Alimentation méditerranéenne et santé – Actualités et perspectives. John Libbey Eurotext.
∙ SARKAR F. H. & YIWEI L. (2003) Soy isoflavones and cancer prevention. Cancer invest 21(5), 744757.
∙ SCHÄCHTER F. (1999) Enquête sur les gènes des centenaires. La Recherche 322, 6870.
∙ TAN D. X. (1993) The pineal hormone melatonin inhibits DNAadduct formation induced by the chemical carcinogen safrole in vivo. Cancer Letters 70, 6571.
© Émilie Bérard, Laurent Économidès & Cécile Leroy 2007 – Régimes réputés allonger la durée de vie
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 11 sur 27
Les alicamentsLes alicamentsMorgane Morgane DDENMATENMAT, Adélaïde , Adélaïde BBERLANDERLAND & Géraldine & Géraldine TTHOMASHOMAS
INTRODUCTION
De nos jours, de nombreuses données scientifiques soutiennent l’hypothèse que certains composés contenus dans les aliments peuvent avoir des effets physiologiques et psychologiques bénéfiques, en plus de fournir des nutriments de base. C’est le cas de nombreux aliments traditionnels comme les fruits et légumes, les céréales, le soja et le lait, qui contiennent des composés bénéfiques pour la santé, tels que des minéraux, des vitamines, des acides gras spécifiques, des fibres alimentaires ou des antioxydants. Ainsi, l’augmentation du nombre d’individus atteint de cancer, du taux d’obésité mondiale ainsi que des dépenses de santé qui en découlent ont stimulé les gouvernements, responsables de la santé et de l’industrie alimentaire à identifier ces aliments pouvant avoir un impact sur la santé.
De la est né le concept d’alicament ou aliment fonctionnel, défini comme un aliment destiné à être consommé au sein d’une alimentation équilibrée, et qui contient des composées biologiquement actifs pouvant améliorer une fonction ou réduire les risques de maladies.
Depuis quelques années, l’intérêt des populations pour de tels aliments n’a cessé d’augmenter, puisque 80% des gens déclarent acheter un aliment parce qu’il est bon pour la santé. Ainsi, les industries ont mis au point de nouveaux produits enrichis en composés avantageux, ce qui nécessite la mise au point d’une législation bien particulière.
Nous présenterons d'abord les quelques alicaments les plus connus, ainsi que les différents composés bénéfiques présents dans les aliments traditionnels. Puis nous nous intéresserons aux législations actuelles, et nous terminerons par les alicaments industriels et leurs limites.
I - ALICAMENTS NATURELS PRÉSENTS DANS LES ALIMENTS TRADITIONNELS
LES PROBIOTIQUESIl s’agit d’aliment comportant des bactéries vivantes ajoutées pour améliorer l’équilibre et le fonctionnement de la flore intestinale. L’ancêtre des probiotiques n’est autre que le yaourt, qui contient uniquement deux espèces bactériennes, Streptococcus thermophilus et Lactobacillus bulgaricus. Depuis plus de dix ans, les industriels ont développé de nombreuses spécialités laitières fermentées, contenant des souches bactériennes sélectionnées pour leur résistance, contrairement aux bactéries du yaourt qui sont décimées par l’acidité du tube digestif.On peut citer par exemple le Bifidobacterium animalis DN 173 010 connu sous le nom de Bifidus actif essensis, ou encore Lactobacillus casei DN 114 001.LES PRÉBIOTIQUESLes prébiotiques sont des composants non digestibles affectant de manière bénéfique la croissance sélective de « bonnes » bactéries dans le côlon comme par exemple chez les Bididobactéries. On peut citer l’inuline ou les fructooligosaccharides. Ces probiotiques et prébiotiques promulguent par exemple un équilibre de la flore intestinale, une régulation du système immunitaire intestinal et un renforcement de la barrière intestinale.LES PHYTOSTÉROLSLes stérols sont des substances végétales dont la structure est proche de celle du cholestérol. Ils entrent donc en compétition avec lui en bloquant son processus d’absorption par les cellules intestinales et diminuent ainsi le taux de LDLcholestérol ou mauvais cholestérol.LES ACIDES GRAS ESSENTIELSIl existe trois familles d’acides gras (AG). On trouve premièrement les AG saturés à structure rigide qui fragilise les tissus et surchargent l’organisme car ils sont mal éliminés. Ils entraînent ainsi un excès de cholestérol, notamment le mauvais cholestérol (HDLcholestérol) et conduisent à l’infarctus et sont très fréquents, notamment dans les charcuteries, viandes et viennoiseries. Deuxièmement, on trouve la famille des AG monoinsaturés ou oméga 9. Puis la famille des AG polyinsaturés, qui sont essentiels car ne sont pas synthétisés par l’organisme et doivent donc être apportés par l’alimentation. Deux sousgroupes principaux existent : les oméga 6 et les oméga 3 (cf tableau 1).Mais ce sont les oméga 3 qui ont le plus d’effets bénéfiques pour la santé. En effet, ils sont des constituants du cerveau et des membranes cellulaires, ils limitent les phénomènes inflammatoires, et ont un rôle protecteur contre les maladies cardiovasculaires car ils tendent à diminuer le taux de LDLcholestérol, à augmenter le taux de HDLcholestérol et favorisent l’élasticité des artères et la fluidité sanguine. LES POLYPHÉNOLSLes polyphénols sont des composés aromatiques à fonctions alcools présents dans les fruits (citron, raisin, cassis, cerise, prune…), les légumes à feuilles (laitue, épinard, persil), les légumineuses et le soja. Ils sont par ailleurs très abondants dans le thé vert, les vins rouges tanniques et la graine de cacao.Les composés phénoliques du thé vert détruisent les radicaux libres, comme c’est le cas du GEGC (Gallate d’EpiGalloCatécol) qui est par également un inhibiteur de l’urokinase, enzyme impliquée dans différents cancers.Les polyphénols contenus dans le cacao et le vin rouge (comme le resvératrol) inhibent l’oxydation des lipides et l’agrégation plaquettaire et piègent les radicaux libres. Par ailleurs, le vin rouge contient également des procyanidines oligomères qui inhibent l’endothéline, neuropeptide vasoconstricteur, s’opposant ainsi à une augmentation de pression artérielle. Ainsi, ils semblent protéger
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 12 sur 27
contre les maladies cardiovasculaires et les démences séniles.
Groupe d'acide gras essentiel Oméga 6 Oméga 3Précurseur acide linoléique (18:2) acide alphalinolénique (18:3)Produit final acide arachidonique (20:4) acide éicosapentaénoïque (20:5) acide docosahexaénoïque Effets physiologiques production de prostanoïdes proinflammatoires prostanoïdes proinflammatoires
constitution et intégrité des membranes cellulaires
diminution de la triglycéridémiestructure et fonctionnement cérébral
Origine/source huiles (colza, tournesol, maïs) huiles (colza, soja, noix, graine de lin)
viande (porc, volaille) en moindre proportionpoissons gras (saumon, maquereau, sardine)
légumes à feuilles (épinard) et oléagineux
Rôle et origine des principaux acides gras essentiels, les oméga 3 et oméga 6.
LES FIBRES VEGETALESLes fibres végétales sont non digestibles. Elles constituent les parois des cellules végétales : cellulose, hémicellulose, pectine, lignine, et les constituants de réserve. Leur consommation est actuellement insuffisante : 15 à19 g/jr alors qu'elle devrait représenter 30 à 40g/jr.Leurs rôles:
capter et éliminer les substances cancérigènes de l'intestinaccélérer le transit, ce qui élimine le temps de contact des substances toxiques avec la muqueuse intestinaleaugmenter l'élimination des acides biliaires donc baisser la réabsorption du cholestérol
Il existe une relation inverse entre la ration de fibres consommées et la fréquence du cancer côlorectal. Les fibres préservent contre les maladies cardiovasculaires (MCV).Elles sont présentes dans les fruits et les légumes ainsi que dans les céréales complètes.
LES ISOTHIOCYANATESLes isothiocyanates contiennent différentes substances actives : phénéthylisothiocyanate, benzyl isothiocyanate. Ces dernières permettent la formation de deux enzymes : quinone réductase et glutathion transférase.Leurs rôles :
stimuler les enzymes hépatiques de la détoxificationinhiber la prolifération cellulaireprovoquer l'apoptose des cellules cancéreuses
Elles ont des vertus préventives contre les tumeurs gastriques et mammaires.Les isothiocyanates se trouvent dans les brassicacées ( choux, brocoli…).
LES VITAMINES ANTIOXYDANTESLa vitamine E et le séléniumLa vitamine E protège les parois vasculaires et capte les ions superoxydes. Une carence de cette vitamine provoque une baisse de la résistance à l'hémolyse.Elle prévient contre les activités neurotoxiques, l'Alzeimer, les MCV et certaines tumeurs.Cette vitamine est présente dans les fruits secs, les céréales (ainsi que le sélénium) et les huiles végétales. Il est conseillé d'en consommer 12 mg/jr.La vitamine E renforce l'effet du sélénium mais ne permet pas une protection à elle seule dans le cas de cancer mammaire.
La vitamine A et le β carotène Le carotène peut être utilisé directement contrairement à la vitamine A qui doit être activée.βLe carotène agit en synergie avec la vitamine E qu'il régénère après qu'elle est captée un radical libre.βIls permettent d'inhiber le développement de métaplasies et des MCV.La vitamine A est présente dans les produits animaux tel que le beurre et le carotène se trouve dans les légumes rouges, orangésβ ainsi que le maïs.La vitamine C ou acide ascorbiqueCette vitamine permet de :
baisser l'hypertension artérielleoxyder les hydrocarbures aromatiques polycycliquesstimuler la synthèse de collagène, sels biliaires, la catabolisme des acides grasstimuler les mécanismes immunitaires
© Morgane Denmat, Adélaïde Berland & Géraldine Thomas 2007 – Les alicaments
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 13 sur 27
régénérer la vitamine EAinsi, cette vitamine a un effet préventif contre les cancers cutanés liés aux UV. A haute dose, elle empêche l'apparition de divers cancers, les MCV et maladies infectieuses.Chez un individu normal, il est conseillé d'en ingérer 100 mg/jr en consommant des fruits, des légumes frais et des agrumes.
LES ANTHOCYANINESIl s'agit d'un groupe de substances organiques impliqué dans la coloration des fruits, racines et fleurs. Ces substances constituent une défense contre l'athéromatose et sont recommandées chez les femmes opérées du cancer du sein car elles empêchent ou retardent les récidives.
LES VITAMINES B6 / 9 / 12Elles contrôlent l'hyperhomocystéinémie et confèrent un bon fonctionnement des neurones d'où leur prévention contres les accidents cérébraux. Nous les trouvons dans les produits laitiers, la viande, les œufs et les légumes à feuilles.
LES SULFURES D'ALLYLEIls ont des activités antivirale, antibactérienne et protègent contre les radicaux libres. Ainsi, ils constituent une défense préventive contre les cancers, les MCV ainsi que les maladies infectieuses.Les sulfures d'allyle sont présents dans les oignons, l'aïl, la poireau et la ciboulette.
LES OLIGOELEMENTS ET SELS MINERAUXSUBSTANCES ACTIONS
Iode > prévention du goitre> baisse l'apparition du cancer de la thyroïde
Fer > prévention du cancer de l'œsophage survenant dans le syndrome de KellyPetterson
Cu, Mn, superoxyde dismutase > destruction du radical superoxydePotassium
(fruits et légumes secs et frais)> contrôle de la pression artérielle> influence positive sur la paroi artérielle donc baisse l'apparition de MCV
Calcium(produits laitiers, fruits et légumes secs et fruits
oléagineux)
> baisse de la pression artérielle > lutte contre l'ostéoporose et la cancérogenèse
Magnésium(fruits et légumes secs, céréales complètes)
> régule la pression artérielle et les risques de troubles du rythme cardiaque
II – LE LIEN ALICAMENTS / INDUSTRIE
Le marché des alicaments augmente de 20 % par an. L’enjeu pour le consommateur est d’améliorer sa santé en mangeant, et pour l’industriel d’utiliser le fait que la santé fait vendre.Le terme qui s’applique ici est celui d’alicament industriel. Il s’agit d’un aliment de consommation courante auquel on incorpore un nutriment destiné à soigner ou à prévenir l’apparition de certaines maladies. En tête de gondole, on trouve les produits Danone : Actimel (1997), Bio au Bifidus actif (1987), Essensis qui « nourrit votre peau de l’intérieur » (sorti le 01/02/2007), Danacol, ainsi que tous les produits Unilever (le plus connu étant Fruit d’Or proactiv). Ce concept existe aussi pour les animaux domestiques, il s’agit par exemple des produits de la marque « Hills Prescription Diet ».
LA LEGISLATIONEn France, la législation est assez stricte et le contrôle de son respect est assuré par l’Afssa (Agence française de sécurité sanitaire des aliments) et la DGCCRF (Direction générale de la concurrence, de la consommation et de la répression des fraudes).Les alicaments ne subissent pas les contrôles relatifs aux médicaments mais les industriels doivent faire apparaître trois types d’allégation sur l’emballage :allégation nutritionnelle quantitative ou qualitative : par exemple « naturellement riche en Ca », « à teneur réduite en matières
grasses », …allégation fonctionnelle : décrit le rôle d’un composant alimentaire sur une fonction de l’organisme, par exemple « le fluor participe à
la solidité des dents »allégation diététique : garantit qu’un aliment répond aux besoins nutritionnels particuliers d’une catégorie de la population, par
exemple « fournit 25 % des AJR en fer des enfants en période de croissance ».Par contre, il leur est formellement interdit d’afficher une allégation santé, contrairement au cas du Japon et des Étatsunis. Concrètement, on peut donc écrire sur un paquet de céréales « la consommation de fibres facilite le transit intestinal » mais pas « permet de prévenir le cancer du côlon ».
© Morgane Denmat, Adélaïde Berland & Géraldine Thomas 2007 – Les alicaments
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 14 sur 27
Il existe toute une liste d’allégations fonctionnelles reconnues par la Cedap (Commission interministérielle d’étude de produits destinés à une alimentation particulière). Actuellement, un industriel souhaitant innover doit fournir un dossier scientifique et obtenir un visa publicitaire préalable délivré par l’Afssaps.
Mais beaucoup détournent cette demande et attendent simplement le contrôle par la DGCCRF, après la mise sur le marché.
Le 12 Octobre 2006, un règlement européen a été adopté pour harmoniser les législations des différents pays et mettre un terme au flou qui règne en matière d’allégations. Il s’articule en six points principaux :
Avant toute mise sur le marché, l’industriel devra présenter un dossier scientifique.Les allégations considérées comme vagues, vides de sens ou invérifiables (par exemple « Préserve votre jeunesse », …) seront
interdites.Les messages concernant l’amaigrissement ou le contrôle du poids seront interdits (lutte contre l’obésité).Il souhaite priver les confiseries et autres aliments n’ayant pas un profil nutritionnel convenable de toute allégation.Toutes les marques pouvant être interprétées comme allégation nutritionnelle ou de santé (Taillefine, Slim Fast, …) devront choisir
(en 15 ans) si elles changent leur nom ou si elles suppriment les produits de leur gamme qui ne correspondent pas aux vertus qu’elles vantent.
LES LIMITES DES ALICAMENTS INDUSTRIELSSouvent, les produits allégés sont plus riches que les produits standards qu’ils sont censés améliorer. La réduction des matières grasses est compensée par un ajout de sucre qui rend le produit hypercalorique (c’est le cas d’un bon nombre de céréales).De plus, il existe un enrichissement en vitamines et minéraux, qui est uniquement utile pour des populations ciblées qui souffrent de déficiences : les personnes âgées, les enfants et adolescents, les femmes enceintes. Bien souvent, rien n’indique que l’aliment leur est destiné et incite donc toute la population à en consommer.
Or un excès de fer par exemple provoque des lésions irréversibles du foie, du cœur, du pancréas, …
Les phytostérols (qui réduisent le taux de mauvais cholestérol) sont indiqués seulement en cas de traitement de l’hypercholestérolémie car leur consommation entraîne une réduction des taux circulants de vitamine A et de bêtacarotène. De plus, ils sont déconseillés aux femmes enceintes et aux enfants et il y a un risque de surconsommation (au vu du nombre d’aliments enrichis) dont on ne connaît pas les effets délétères (les recherches sur les animaux ont mis en évidence l’apparition d’accidents cérébraux en cas de surconsommation). Ils sont donc déconseillés pour les gens en bonne santé !
Il devient également très difficile de faire la part du vrai et du faux car l’argument de santé est presque systématiquement utilisé. On trouve par exemple de l’huile de colza « source de bonne humeur », du lait enrichi au Mg qui « aide à voir la vie du bon côté », …
De plus, certaines mutuelles brouillent les pistes : la MAAF a un partenariat avec Unilever (depuis novembre 2005) pour le remboursement des produits proactiv à hauteur de 40€/an sans distinction entre les consommateurs qui en ont besoin et les autres … De même AGF et Danone (depuis avril 2006) pour le remboursement des yaourts enrichis en stérols végétaux de la marque Danacol.
Une hausse des prix (ces alicaments coûtent 2 à 3 fois plus cher que les standards) est aisément remarquable.
Les nutritionnistes et les médecins rappellent que le plus important est d’avoir un régime alimentaire équilibré et diversifié s’appuyant sur des produits basiques, avec un apport important de fruits et de légumes et la pratique régulière d’une activité physique. De même pour les populations concernées (par l’hypercholestérolémie par exemple), la consommation des aliments enrichis doit être, comme l’est indiqué sur les produits, accompagnée d’un régime alimentaire précis et d’un suivi médical.
Les professionnels de la santé sont très méfiants face à ces aliments santé car nous n’avons pas de recul. En effet, les découvertes sont très récentes.Ce thème amène également des questions moins rationnelles : s’alimenteton pour se soigner ? Ne risqueton pas de perdre la dimension culturelle et affective associée à l’alimentation ?
CONCLUSION
Globalement, les alicaments sont aujourd’hui considérés comme superflus car la population française n’a plus de carences majeures sauf certaines populations (les femmes enceintes, les personnes âgées, …).
Les professionnels de la Santé préconisent pour tous une alimentation équilibrée, avec un apport quotidien de fruits et légumes variés et de bonnes associations d’aliments. Ils recommandent également la pratique régulière de sport.
Actuellement, ce secteur est en pleine expansion et fait l’objet de nombreuses recherches. C’est le cas par exemple de la mise au point d’un vaccin à partir d’une variété de bananier génétiquement modifié qui contient une protéine ayant un rôle dans l’efficacité du système immunitaire des enfants face au virus de la gastroentérite. Cela représente un enjeu non négligeable pour les populations du tiersmonde qui affichent encore plusieurs milliers de décès par an à cause de ce virus.
© Morgane Denmat, Adélaïde Berland & Géraldine Thomas 2007 – Les alicaments
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 15 sur 27
TRIONNAIRE Maxime, LABBE Maelle, HERNIO Nolwen, BOURDIER Isabelle
LES GLANDES SALIVAIRES CHEZ L'HOMME : ANATOMIE & PHYSIOLOGIE
PEUT-ON ESPERER REMPLACER LES DOSAGES HORMONAUX SANGUINS PAR DES DOSAGES SUR LA SALIVE ?
Le mélange de la nourriture avec la salive, constitue le premier maillon d’une chaîne d’évènements qui conduit les aliments à passer dans le sang. Les fonctions principales de la salive constituent des fonctions digestives et protectrices. Ainsi nous allons voir comment elle est sécrétée, ce qui est sécrété, et le détail de ces deux principales fonctions.
I) Les glandes salivaires : Anatomie et physiologie• Anatomie La sécrétion salivaire est assurée par cinq types de glandes. Plus de 9O% de la sécrétion est produite par : les glandes parotides situées au-devant des oreilles, dont les sécrétions se déversent dans la bouche par le canal de Sténon, les glandes sous-maxillaires (sous-mandibulaires) situées sous la mâchoire, dont les sécrétions passent par le canal de Wharton et les glandes sublinguales dans la partie antérieure du plancher buccal, dont les sécrétions se déversent dans les canaux de Rivilius et de Walther (figure 1). Le reste est produit par des glandes accessoires : les glandes muqueuses et les glandes séreuses de la langue.Les glandes salivaires principales sont formées en bouquet d’acini reliés au canal excréteur par des canaux plus petits qui, de la périphérie vers le centre, constituent successivement les canaux intercalaires, les canaux intralobulaires et finalement le canal principal excréteur (figure 2).La nature des acini et donc des glandes dépend de la nature des cellules qui les compose. Ces cellules sont de deux types : les cellules séreuses et les cellules muqueuses (figure 3). Les cellules séreuses renferment aux pôles apicaux de nombreux grains de sécrétion. Il existe un troisième type : les cellules myoépithéliales entourant les cellules glandulaires. Elles n’interviennent qu’en tant que cellules contractiles chargées de chasser la salive accumulée dans les canaux.Les parotides sont des glandes séreuses, les sous-maxillaires sont de structure mixte, séro-muqueuse, et les sublinguales sont des glandes majoritairement muqueuses.La vascularisation des glandes se compose d’un premier réseau le long des canaux intralobulaires et d’un deuxième réseau au niveau des acini. L’innervation, quant à elle, se termine au contact des acini et des vaisseaux qui les irrigue.
• Mode de sécrétion La sécrétion salivaire est exocrine, elle s’effectue en deux étapes : une salive primaire isotonique est sécrétée par les acini, puis elle est remaniée en salive définitive hypotonique dans les canaux excréteurs. La circulation du sang se fait à contre courant de celle de la salive. La salive contient également des composants organiques provenant du plasma.
• Produits de sécrétion Les glandes parotides sécrètent une salive aqueuse et pauvre en glycoprotéines, et ne renferment que des mucines neutres. L’amylase, qui est le composant enzymatique le plus important de la salive ainsi que le lysozyme, est produit par les glandes parotides et les sous-maxillaires. Les sous-maxillaires sécrètent également des protéines plasmatiques. On y trouve la préalbumine et l’albumine, et des immunoglobines (IgA, IgM, IgG). Elles produisent également des facteurs de croissance (EGF, NGF). Les salives sous-maxillaire et sublinguale sont visqueuses, elles sont riches en glycoprotéines, mucines neutres, sialomucines, et sulfomucines. Les glandes muqueuses de la langue produisent la lipase linguale. Les glandes pariétales sécrètent du mucus riche en glycoprotéines.
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 16 sur 27
• Composition de la salive Elle est constituée à 99% d’eau et d’électrolytes dont les principaux sont Na+, K+, Cl-, PO4-- et Ca++, elle est également composée de molécules diverses, dont des enzymes, des protéines (dont les protéines plasmatiques citées précédemment), des mucines, et des hormones stéroïdes.La salive contient plusieurs enzymes : l’amylase qui scinde l’amidon en maltose et glucose, le lysozyme, qui attaque les parois bactériennes, et la lipase linguale dont le substrat est les triglycérides.Les mucines salivaires, sont des grosses molécules constituées de chaînes glucidiques, elles appartiennent à deux familles principales : les glycoprotéines et les mucopolysaccharides.Le NGF (nerve growth factor) est également présent, il représente la fonction endocrine des glandes salivaires.
• Rôle de la salive Le mucus confère à la salive un rôle de lubrifiant grâce aux mucines, ainsi elle facilite la déglutition et participe à la protection de la muqueuse gastrique. Elle participe aux premières étapes de la digestion notamment par la macération des aliments durant la mastication augmentant ainsi l’action de l’amylase. Elle agit comme solvant des molécules stimulant les bourgeons gustatifs, aide à l’élocution et garde la bouche et les dents propres, puisqu’elle possède des propriétés antibactériennes. La salive est maintenue à un pH neutre notamment grâce au pouvoir tampon des ions bicarbonates, protégeant ainsi l’émail, et aide à neutraliser l’acidité gastrique.
• Contrôle de la sécrétion salivaire Le contrôle de la sécrétion repose avant tout sur des mécanismes nerveux. Le contrôle nerveux est continu, il est dû à des stimuli afférents (de la cavité buccale au nerf sécrétoire) et à des stimuli efférents (des centres nerveux aux glandes). Il est à la fois parasympathique et sympathique (l’effet de ce dernier étant très minime). Seules les sous-maxillaires comportent une innervation parasympathique et sympathique. Les deux autres glandes présentent une innervation parasympathique.Ces nerfs exercent des effets variables sur les vaisseaux, dilatateurs pour le parasympathique et vasoconstricteurs pour le sympathique. En revanche, ils exercent tous les deux une action stimulatrice sur la sécrétion salivaire. La salive est plutôt visqueuse avec beaucoup de mucus sous stimulation sympathique, et plutôt aqueuse et riche en enzymes sous stimulation parasympathique. En réponse à des stimuli associés à la prise alimentaire, la sécrétion salivaire peut s’accroître de 4 à 8 fois.
II) Dosages sur la salive• Que dose-t-on et pourquoi ?
Les hormones (testostérone, cortisol, progestérone...), les anticorps, les bactéries.Les stupéfiants (opiacés, cocaïne, amphétamines, cannabis...), l’alcool éthylique.Les médicaments (psychotropes, cardiotropes, antibiotiques...), les toxiques (mercure, plomb).
CHEZ L’HOMME Il est en effet reconnu depuis plusieurs décennies qu'il se produit un transfert des xénobiotiques depuis le compartiment sanguin vers la salive. Dans la pratique le suivi thérapeutique est exceptionnellement réalisé. Ces dosages ne sont pas utilisés dans les laboratoires de biologie courante, ils le sont cependant en médecine légale.
© Maxine Trionnaire, Maëlle Labbé, Nolwen Hernio & Isabelle Bourdier 2007 – Les glandes salivaires
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 17 sur 27
Récemment, les dosages salivaires ont connu un regain d'attention dans le cadre du dépistage des stupéfiants en matière de conduite automobile. Dans la salive la substance mère est toujours retrouvée majoritairement par rapport à ses métabolites. Après injection intraveineuse d'héroïne, celle-ci est détectable dans la salive pendant moins d'une heure, la 6-acétylmorphine pendant une à quatre heures et la morphine pendant douze heures, avec des concentrations ne dépassant pas 100ng/mL. Les concentrations salivaires de stupéfiants sont relativement faibles ainsi que leur persistance (demi-vies plus longues des métabolites dans l'urine par exemple).A condition de disposer de techniques analytiques adaptées aux faibles concentrations (dosages radio immunologiques), la mise en évidence d'un composé dans la salive signe une prise récente et serait donc plus représentative d'une modification de la vigilance au moment du prélèvement qu'un échantillon urinaire. Après plusieurs mois d'expérimentation dans une vingtaine de départements, ce nouveau test "a été vérifié et adopté". Cet avis est toutefois loin d'être partagé par les spécialistes de la toxicologie et de la sécurité routière. "Ces tests, sur lesquels les laboratoires mènent des études très importantes, ont une sensibilité très faible au cannabis", précise le professeur Got, pour qui "il faudrait avoir fumé dans l'heure qui précède pour être positif", alors que les effets du cannabis peuvent durer de deux à six heures !
• Avantages et inconvénients•Les Avantages:
- Le prélèvement est non invasif et aisé à réaliser, sans atteinte à l'intimité, sous contrôle visuel du personnel médical ou des enquêteurs (les risques de substitution dans le cas de dépistage de stupéfiants sont réduits). - Les prélèvements peuvent être répétés dans le temps: possibilité d’effectuer des études cinétiques, des études épidémiologiques.Il est possible de connaître en temps réel l'importance de l'imprégnation du fait de la corrélation étroite entre les concentrations sanguines et salivaires, la mise en évidence d’un composé dans la salive signe une prise récente.
•Les Inconvénients: -Le Contrôle par le SNC (réponse réflexe) ; la salive peut être altérée en termes de composition et de volume ‘patients sous médication). -Il est nécessaire d’instaurer des conditions de standardisation.
CHEZ LES ANIMAUX Dans le cadre de la Recherche, citons ici l’INRA, des dosages hormonaux comme par exemple celui du cortisol (hormone du stress) sont effectués sur la salive d’espèces bovines et porcines.Le dosage de salive chez les chevaux est plus traumatisant qu’un dosage sanguin. Il est efficace pour observé les substances injectées avant la course. Cependant les concentrations étant faibles dans la salive, nous nous trouvons au seuil des limites de détection, les dosages sanguins sont ainsi préférés à ces derniers. Les très faibles concentrations de substances à doser dans la salive semblent considérablement limiter une réelle mise en application de cette technique ! De nombreuses études tendent à apporter des réponses quant à l’exploitation de cette méthode de prélèvement.
© Maxine Trionnaire, Maëlle Labbé, Nolwen Hernio & Isabelle Bourdier 2007 – Les glandes salivaires
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 18 sur 27
Figure 1: Profil anatomique représentant la position et innervation des glandes salivaires principales
Légende :CIC : Canal IntercalaireCIL : Canal IntralobulaireCEL : Canal extralobulaire
Figure 2 : Schéma détail des Acini séreux
Figure 3 : Schéma détail d’une coupe dans une glande de type mixte : Acini muqueux, Acini séreux
© Maxine Trionnaire, Maëlle Labbé, Nolwen Hernio & Isabelle Bourdier 2007 – Les glandes salivaires
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 19 sur 27
Prijent Coralie Lundi 16 Avril 2007 Raimbault Emeline Nallet Nolwenn Mercier Aurore
« Le pain et l’obésité : aspects physiologiques et culturels »
I Introduction
Tout le monde sait qu’aujourd’hui l’un des problèmes majeur de la société est le phénomène d’obésité. Parmi tout les aliments que nous ingérons chaque jour se trouve le pain qui est un aliment de base de notre alimentation tant au niveau nutritionnel que culturel, depuis déjà plusieurs décennies.
On pourrait alors en venir à se demander si le pain est un facteur intervenant dans l’obésité. Joue t’il un rôle majeur dans ce phénomène et si c’est le cas, tend il à le diminuer ou l’accentuer ?
On visera tout d’abord à mettre l’accent sur les aspects culturels du pain en étudiant l’évolution de sa consommation et son prix puis ensuite sur les aspects physiologiques. Et enfin on illustrera ceci par des exemples de différents pain, de leur composition ainsi que de leur différent effets.
Mais avant, il serait tout d’abord utile de définir l’appellation « pain ». En effet un décret de 1993 définit le pain comme devant être :
constitué exclusivement d’un mélange de farine de blé, d’eau potable et de sel de cuisine fermenté à l’aide de Saccharomyces cerivisiae éventuellement constitué de 2% de farine de fève, 0,5% de farine de soja et 0,3% de farine de malt
En ce qui concerne l’obésité, elle est définie grâce à l’Indice de Masse Corporelle (IMC) égal à : poids / (taille2). Pour un IMC 30 on sera en obésité modérée
Pour un IMC 35 on sera en obésité sévère.La taille2 = la surface
II Aspects culturels
Pendant des siècles, le pain a été l’aliment de base des Français. Cependant, lors de la seconde moitié du XXième siècle, avec l’élévation du niveau de vie dans les pays industrialisés, notre alimentation s’est diversifiée : davantage de sucreries, de viandes et de matières grasses et moins de pain. Ceci à tel point que même si 75% des Français consomment toujours du pain tous les jours, leur ration journalière a très fortement diminué : de 900g/jour/personne en 1900, on est actuellement à 153g/jour/personne ; soit 6 fois moins.
De plus, au cours du XXième siècle, le prix du pain a fortement augmenté, ceci n’est pas spécifique à l’aliment pain. Cette augmentation s’explique par les pénuries de l’après guerre, les chocs pétroliers des années 70 et les divers redressements économiques de la France. Le prix du pain a donc été multiplié par 48 de 1940 à nos jours. D’autre part, les qualités nutritionnelles du pain sont proportionnelles à son prix ce qui fait qu’en France, 70% des ventes en boulangerie concerne le pain blanc (moins riche donc moins cher). Cependant, c’est assez illogique puisque le pain moins raffiné, donc moins cher dans sa fabrication et pourtant plus riche nutritionnellement, se retrouve souvent plus cher que d’autres plus raffinés. Depuis le 12 août 1978, c’est la liberté complète des prix en France et l’interdiction de publier les barèmes d’où des variations de prix à la hausse selon le bon vouloir des artisans et des industriels. Ce facteur prix n’a pas aidé à une augmentation de la consommation.
Au cours du XXième siècle, la valeur nutritionnelle du pain s’est fortement dégradée : le pain noir a été progressivement abandonné au profit de pain confectionné à partir de farines blanches (plus raffinées) qui sont très pauvres en fibres, en vitamines et en minéraux. Le goût du pain est devenu de moins en moins bon et la consommation a donc
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 20 sur 27
continué à diminuer. Les boulangers ont réagi en travaillant des blés de qualité et en raffinant moins les farines. Cependant, le pain a souffert en parallèle d’une mauvaise image nutritionnelle ; résultat en partie de la communication faite autour de ce produit, y compris au niveau scientifique : en 1980 le pain fait grossir ; en 1990 le pain est bon pour la santé ; en 2001 le pain est trop salé donc fait grossir. L’indice glycémique (IG) est la capacité d’un glucide à élever la glycémie du sang. Plus l’IG d’un glucide consommé est élevé plus la glycémie sera importante et plus la réponse insulinique sera forte donc plus le risque de stockage de l’énergie du repas sera élevé. Le raffinage a induit une augmentation des IG de ces aliments (pain, farine, aliments synthétisés….) d’où le pain a été considéré comme un aliment pouvant induire un surpoids. Cependant, malgré une volonté de diminuer la consommation de ce type d’aliments à IG élevés (>55), l’obésité a cru fortement en France depuis 90’s.
Les pathologies associées à une mauvaise nutrition pèsent très lourds dans les dépenses de l’Assurance Maladie : sur 5 milliards d’euro/an, la part pour la mauvaise nutrition est de 800 millionss d’euro/an. Pour répondre à ces défis, la France s’est dotée en 2001 d’un programme nutritionnel santé (PNNS) établissant un socle de repères nutritionnels. Etant donné que l’alimentation est la première cause de surpoids (les obèses mangent plus gras que les autres), pour diminuer cet apport en graisses, les nutritionnistes conseillent de nos jours d’augmenter la part des glucides complexes : apports actuels 15% de protéines, 40% de lipides et 45% de glucides ; apports conseillés 12% de protéines, 30% de lipides et 58% de glucides. Le pain se retrouve donc tout naturellement en première ligne de la lutte contre l’obésité et on recommande une ration journalière de 200 à 400g /jour/personne, selon la dépense calorique de l’individu ; d’où la campagne du PNNS depuis septembre 2006 « Du pain à chaque repas ».
III Aspects physiologiques : Pourquoi peuton dire que le pain n’est pas un aliment qui fait grossir ?
-Sa composition
Le pain contient peu de lipides et beaucoup de glucides, et d’après les nutritionnistes un tel aliment limite l’obésité. De plus les lipides contenus dans le pain sont de bonne qualité (notamment par rapport au cholestérol) car ce sont des lipides mono insaturés ou insaturés, et les glucides sont dits « lents » car c’est de l’amidon c’est à dire des chaînes de glucose, donc l’amylase met du temps à les dégrader, l’absorption de ces glucides est donc lente, ce qui permet une libération d’énergie progressive, au fur et à mesure des besoins de l’organisme ce qui évite les coups de pompe et l’augmentation brusque de la glycémie.
II.Les fibres
Ce sont les composants de l’alimentation non digérés par les enzymes du tube digestif et qui peuvent être partiellement ou totalement fermentés par les bactéries du côlon.
Dans le pain on trouve : des fibres insolubles comme la lignine (totalement indigestible), la cellulose, certaines hémicellulose
des fibres solubles comme les glucanes (surtout dans l’avoine et l’orge) et d’autres hémicelluloses
Ces fibres proviennent des céréales et plus précisément du son.
Schéma d’une coupe transversale de graine de céréale
germe
Endosperme = amande : riche en amidon
Aleurone : riche en protéine
© Coralie Prijent, Émeline Raimbault, Nolwenn Nallet & Aurore Mercier 2007 – Le pain et l’obésité
péricarpeSon = enveloppe : riche en fibre
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 21 sur 27
Lors du raffinage, on enlève le son et le germe (qui contient des substances diminuant la conservation du pain) et suivant le type de farine que l’on veut produire, on rajoute le son (farine complète) ou pas (farine blanche).Rôle des fibres dans les différents organes du tube digestif :
Dans l’estomac : Par le volume que le pain occupe ainsi que par l’appel d’eau des fibres (qui sont hydrophiles) on a l’estomac plein et cela évite les grignotages entre les repas.
Dans l’intestin : Les fibres solubles forment une sorte de gel sur la muqueuse intestinale et séquestre le glucose ce qui diminue son absorption.
Dans le côlon : La moitié des fibres n'est pas fermentée et est excrétée, et l’autre moitié est dégradée par les bactéries coliques ce qui libère des acides gras à chaîne courte (AGCC) comme l’acétate, le propionate, le butyrate ainsi que des gaz (dioxyde de carbone, méthane, dihydrogène). Ces gaz permettent l’accélération du transit des aliments.Les AGCC ont ensuite plusieurs devenirs possibles. Une partie est excrétée, une autre partie est absorbée par la muqueuse du côlon et sert à fournir de l’énergie pour les colonocytes et la plus grande partie est utilisée par les bactéries de la flore intestinale ce qui permet un bon maintient de l’écosystème intestinal et un changement de distribution des espèces plus bénéfiques qui provoque un amollissement des selles (et donc une diminution de l’inconfort et du travail musculaire lors de l’élimination).Les fibres non dégradées attirent l’eau , ce qui augmente le volume intra colique, ce qui augmente l’activité contractile et sécrétrice, et favorise la laxation. De plus, çela diminue le temps de transit intestinal et donc le temps de passage d’éléments nocifs.
On voit donc que le pain est un bon moyen de lutter contre l’obésité grâce à ses glucides complexes et à sa teneur en fibre qui diminue l’absorption du glucose et augmente la laxation.
IV. Les différents pains et leur valeur nutritionnelle
Il existe de nombreuses variétés de pain qui diffèrent notamment par la nature de la farine, et par la quantité variable de fibres. Les fibres étant peu assimilées par l’organisme, elles apportent peu de calories.
Voici cidessous un tableau récapitulant les compositions nutritionnelles des différents pains.
Produits Valeur calorifique Protéines Lipides Glucides Fibres IGen Kcal en g pour 100g de produit %
Pain complet 244 8 1,2 49 8,5 77Pain de seigle 239 7 1 51 5,5 41Pain au son 254 11 2 48 8 44Pain blanc 274 8 0,8 58 3,5 70Pain de mie 271 6 à 8 3 à 13 40 à 54 2 à 3 70
Le pain blancC’est le pain le plus consommé par les français, notamment avec la baguette. Il est composé d’une farine T55, c’est
à dire une farine qui a subit un grand raffinement et dans laquelle on a enlevé le son et le germe qui sont riches en minéraux, en vitamines et en fibres. C’est ce pain qui comportent le plus de glucides ( 58g pour 100g ) et qui est par conséquent le moins intéressant pour la lutte contre l’obésité. Le pain blanc était à l’époque synonyme de richesse et de bonheur, réservé aux privilégiés. C’est ainsi qu’a disparu le pain noir considéré comme grossier dû à sa composition en blé complet. Le pain blanc est moins chère que le pain noir dû à la société de consommation.
© Coralie Prijent, Émeline Raimbault, Nolwenn Nallet & Aurore Mercier 2007 – Le pain et l’obésité
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 22 sur 27
Le pain au sonIl est constitué de farine de gruau. Cette farine est issu de blés sélectionnés et plus précisément de la mouture de blés
de force riche en matière azotée. Le gruau est la pellicule qui entoure l’amande de blé et permet la réalisation d’un pain léger. On ajoute le son à cette farine. Le son est l’enveloppe brune des grains de céréales riche en vitamine. C’est un pain que l’on qualifie souvent de pain de régime par son apport en calorie faible. De plus, sa forte teneur en son et donc en fibres cellulosiques le rend intéressant pour la lutte contre l’obésité.
Le pain de seigleCeluici se compose de 65% de farine de seigle ( 16g pour 100g de fibres ) et de 35% de farine de blé. Le pain de
seigle peut être utilisée pour lutter contre l’obésité grâce à son abondance en fibres.
Le pain completIl est composé de farines complète c’est à dire du blé entier et de son germe. Le germe contient des composés
d’acides gras essentiels qui permettent le développement de l’organisme et de vitamine E. Ce pain contient le plus de vitamines ( substance qu’on ne sait pas synthétiser ) dont la vitamine B1 ( intervient dans l’utilisation métabolique des glucides et le bon fonctionnement du système nerveux ), la vitamine B2 ( rôle dans la réaction d’oxydoréduction de la chaîne respiratoire ), la vitamine PP ( acide nicotinique ), et la vitamine E ( agit comme antioxydant et protège les lipides membranaires). Il est aussi riches en fibres. Par sa composition, ce pain possède tous les atouts d’une bonne qualité nutritionnelle.
Pain de mieIl est fabriqué à partir de farine T55 comme le pain blanc. Cependant, il comporte plus de lipides qui s’explique par
la présence de beurre et de poudre de lait. Ce pain est donc plus calorique et moins intéressant pour lutter contre l’obésité.
Le pain au levainD’après le décret de septembre 1993, on définit le pain au levain composé de farine de blé et de seigle ou de l’un des
deux composés seulement, d’eau potable et de levain. Le levain est une microflore acidifiante constituée de bactéries lactiques et de levures. Le levain améliore la valeur nutritionnelle du pain du fait de sa teneur en acide phytique réduite et de son apport en fibres et minéraux. En effet, l’acide phytique est un facteur antinutritionnel qui limite sur le plan digestif l’absorption des minéraux, en particulier du zinc, du calcium et du fer.
On peut réaliser également du pain complet au levain. Ce dernier possède tous les bienfaits du pain complet sans l’inconvénient du mauvaise absorption des minéraux grâce à la phytase.
Ces pains sont donc intéressant du point de vue nutritionnel.
En définitive, ce sont les pains à grains entiers qui semblent faciliter le contrôle du poids corporel. Les chercheurs ont constaté que les personnes consommant de bonnes quantités de produits à grains entiers maintiennent un poids corporel inférieur à celui des personnes en consommant peu et réduisent de moitié leur risque de devenir obèses.
ConclusionPour conclure, on peut dire que contrairement aux idées reçues, le pain ne fait pas grossir, tout dépend de quoi on
l’accompagne ( beurre, confiture, chocolat,…).C’est un aliment qui présente beaucoup d’avantage au niveau nutritionnel surtout les pains fait avec de la farine
complète mais il présente d’autres intérêts également :il intervient dans la prévention du cancer du colonil contient des protéines végétales il contient des vitamines également (B6, riboflavine, acide flavique)
Par contre il présente aussi quelques désavantages comme le fait qu’il contienne peu de lysine qui estun acide aminé essentiel et contient de l’acide phytique qui tend à diminuer l’absorption des minéraux.
C’est pour toutes ces raisons que de nombreuses recherches pour améliorer le pain sont aujourd’hui en cours.
© Coralie Prijent, Émeline Raimbault, Nolwenn Nallet & Aurore Mercier 2007 – Le pain et l’obésité
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 23 sur 27
Étude comparée de l’anatomie du néphron des Vertébrés
Introduction
En excluant les importants remaniements de la phylogénie, le grand groupe des Vertébrés peut être divisé en cinq sousgroupes : les poissons, les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères.Tous les Vertébrés vivent dans des milieux soumis à des contraintes très différentes, allant des eaux marines aux déserts arides. Un élément les rassemble, le besoin de :
- maintenir leur capital hydrique (malgré les pertes non modulables dues par exemple à la transpiration en milieu terrestre ou à la perte d’eau en milieu hypertonique).
- maintenir leur capital minéral et leur pH- se débarrasser des substances toxiques pour l’organisme comme les déchets azotés.
1. Le néphron, localisation et structure
Ces organismes ont donc développé un système de régulation du milieu intérieur : l’homéostasie. On peut notamment caractériser ce phénomène au niveau du rein des Vertébrés. Le rein se compose d’une multitude de néphrons (en quantité variable selon les organismes) qui en constituent les unités structurales et fonctionnelles. (Cf. document 1)
NÉPHRON = GLOMÉRULE ARTÉRIEL + TUBULE URINAIRE
Le glomérule artériel est le lieu de filtration du sang par le biais d’un réseau de capillaires. Cette filtration est passive car elle est due à la pression hydrostatique du sang.Le produit de la filtration est l’urine primaire ou encore ultrafiltrat. C’est un liquide aqueux dont la composition est celle du plasma sanguin, sans les molécules de poids moléculaire supérieur à 70 kDa.Le tubule urinaire se compose d’un tube contourné proximal (TCP), d’un tube droit proximal (TDP), parfois d’un segment intermédiaire (i), d’un tube droit distal (TDD), d’un tube contourné distal (TCD). Le tubule urinaire a pour rôle de conduire l’ultrafiltrat glomérulaire vers le canal collecteur. Pendant le transport dans les différentes parties du tubule, la composition de l’ultrafiltrat est modifiée par l’intermédiaire de différents processus :
- la réabsorption sélective totale ou partielle de différents éléments- la sécrétion, entre autre de produits azotés.
L’urine arrivant au canal collecteur est excrétée sous différentes formes selon les organismes.
Le rein évolue à travers différentes structures au cours du développement et suivant les groupes de Vertébrés : le pronéphros, le mésonéphros et le métanéphros.
Le pronéphros est totalement différencié et fonctionnel chez les larves libres des Anamniotes (poissons et amphibiens). Il comprend peu de néphrons actifs, qui sont ouverts sur le coelome. Leur fonction se limite à réguler l’équilibre hydrique. S’il régresse généralement, le pronéphros persiste chez de rares espèces ; il forme un « rein céphalique » qui comprend un seul néphron de grande taille. Chez tous les Anamniotes, le rein définitif est le mésonéphros, alors appelé opisthonéphros. Chez les Amniotes (reptiles, oiseaux et mammifères), ces deux stades se succèdent avant la mise en place d’un troisième, le métanéphros. Ne seront présentés ici que les néphrons des reins définitifs des principaux groupes de Vertébrés.
2. Le néphron des poissons
Les néphrons des poissons non Téléostéens ont une organisation segmentaire. Leurs glomérules débouchent sur le coelome par lequel circule le filtrat vers les tubules. (Cf. document 2)
Chez les Téléostéens, les tubules se répartissent en deux zones dorsale et ventrale entre lesquelles se trouvent les glomérules. Leurs néphrons, fermés, comprennent un glomérule, un segment proximal et un segment distal qui s’ouvre sur un tube collecteur. Toutefois, 35 espèces répertoriées possèdent des néphrons tous aglomérulés. Ils ne réalisent donc pas de filtration et les molécules en excédent doivent être sécrétées par des systèmes de transport spécifiques. Ce cas original est observé en majorité chez des espèces antarctiques. L’absence de glomérule leur permet de retenir les glycoprotéines antigel (moins de 30 kDa).
Le milieu extérieur conditionne la régulation de l’équilibre ionique et hydrique de l’organisme. Ainsi, les poissons
L3 SVT 2006/2007CHARLOT Célia
FLOTTE AnnabelleHYVARD Manuella
NOVAK Michel
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 24 sur 27
dulcicoles se trouvent en milieu hypotonique. Ils récupèrent fortement les ions divalents Ca2+, Mg2+ et SO42 et excrètent
beaucoup d’eau. À l’inverse, les poissons marins se trouvent en milieu hypertonique. Ils boivent beaucoup d’eau et ne réabsorbent pas les ions divalents. Beaucoup d’espèces sont sténohalines. Toutefois, celles dites amphihalines (saumon, anguille) et euryhalines (épinoche, plie) s’adaptent à un changement de salinité, ce qui implique une modification des échanges et du nombre de glomérules fonctionnels au niveau des néphrons.
Enfin, les Sélaciens possèdent des néphrons complexes qui ressemblent à ceux des Mammifères. Leurs systèmes vaisseaux/tubules à contrecourant leur permettent de récupérer 85 % de l’urée, utilisée comme régulateur de l’équilibre osmotique, à des taux très élevés (jusqu’à 25 g.L1 de sang). Chez certains groupes de poissons, les néphrons antérieurs ont une fonction reproductrice. Ils permettent l’évacuation du sperme vers le canal de Wolff.
3. Le néphron des amphibiens
L’opistonéphros est constitué d’un ensemble de néphrons ouverts à glomérule intranéphronique, c'estàdire que le glomérule est inclus dans le néphron, qui est luimême ouvert par le canal néphrostomial sur une cavité coelomique appelée le néphrostome. Le glomérule volumineux débouche dans le tube proximal qui se prolonge par le tube distal, connecté au canal collecteur. La plupart des amphibiens vivent dans l’eau ou à proximité. L’eau entrant passivement par la peau, il lui faut éliminer ce surplus d’eau absorbée. Pour cela, les amphibiens produisent une grande quantité d’urée diluée qui va être excrétée. Cette élimination d’urée s’accompagne d’une perte d’ions sodium qui sera compensée par capture cutanée.L’excrétion d’urée se fait par filtration glomérulaire mais surtout par sécrétion tubulaire, ainsi un maximum d’eau et donc d’urée est excrétée par l’organisme.Une des caractéristiques propres aux vertébrés est une concentration ionique faible de l’urée. (Cf. document 3).
4. Le néphron reptilien : les reptiles
Le métanéphros des reptiles n’est ouvert sur aucune cavité coelomique mais le vestige du canal néphrostomial subsiste en un collet cilié entre le glomérule et le tube proximal. Ce néphron est pourvu d’un glomérule de petite taille dû à la faible pression artérielle de ses animaux. La filtration glomérulaire est donc réduite chez les reptiles. On voit également apparaître avec ce groupe un segment intermédiaire situé entre le tube proximal et distal.
Les reptiles aquatiques diluent l’urine en urée pour éliminer l’eau qu’ils absorbent passivement. Les reptiles terrestres excrètent une urine sous forme semi solide et leurs déchets azotés sous forme d’acide urique. On a donc une excrétion qui se fait avec un minimum de pertes en eau par l’organisme, conséquence de l’adaptation à la vie terrestre.
5. Le néphron mammalien : les mammifères
Les mammifères vivent sur terre, ils doivent donc lutter contre la déshydratation. Ils excrètent une urine hyperosmotique 1200 mmol/L tandis que la concentration du plasma est de 300mmol/L (chez l’homme). Ainsi ils sont capables de conserver l’eau grâce à l’anatomie particulière du néphron mammalien et par des mécanismes de régulation.
Des mécanismes de réabsorption, sécrétion de l’eau, des sels minéraux, et des ions se déroulent le long des tubules du néphron. A la sortie du rein, on a excrétion des déchets azotés sous forme d’urée. (Cf. document 4) Un contrôle de la réabsorption d’eau suivant l’environnement et les espèces est possible. Les souris du désert vivent dans un milieu aride, elles doivent conserver au maximum l’eau qu’elles absorbent. Leur urine atteint une concentration de 9300mmol/L. La réabsorption massive d’eau se fait au niveau de l’anse de Henle très longue (composée en partie du segment intermédiaire). A l’inverse les castors vivant en milieu aquatique la plupart du temps, possèdent une anse courte.
Si un déséquilibre homéostasique intervient, une régulation hormonale de l’absorption d’eau est possible. L’hormone ADH AdénoHypophysaire (ou vassopressine) est libérée quand l’osmolarité du sang augmente (par l’ingestion d’aliments salés par exemple). Elle agit en augmentant la perméabilité des tubules collecteurs, ce qui permet de réabsorber de l’eau et faire diminuer l’osmolarité sanguine. Un deuxième contrôle hormonal s’effectue avec la boucle de régulation AAA (Angiotensinogène Angiotensine II Aldostérone). Elle est mise en place quand le volume sanguin est faible ou la pression sanguine chute. L’Aldostérone agit sur le rein en augmentant la réabsorption de Na+ et de l’eau dans les tubules contournés distaux, la pression sanguine ou volume sanguin augmente. Le néphron permet également une régulation du pH en sécrétant des ions H+.
© Célia Charlot, Annabelle Flotté, Manuella Hyvard & Michel Novak 2007 – Le néphron des Vertébrés
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 25 sur 27
6. Cas intermédiaire : les oiseaux
Le rein des oiseaux se compose de néphrons reptiliens (entre 60 et 90 %) et de néphrons mammaliens (entre 10 et 40 %). Une dizaine de lobules corticaux à néphrons reptiliens s’associent en rosette autour d’une région centrale commune contenant les néphrons mammaliens. On considère que le néphron est glomérulé, fermé et régionalisé, mais contrairement au néphron des mammifères la différence cortex/médulla est moins nette, et l’anse de Henle est plus courte.Comme les mammifères, les oiseaux peuvent excréter une urine hyper osmotique (par rapport au plasma sanguin).
Conclusion
Le rôle principal du néphron est donc l’homéostasie, qui se résume en deux grands éléments :- l’osmorégulation : processus de régulation de l’équilibre hydrique des organismes vivants dans différents milieux :
* Terrestres et hypertoniques: qui imposent la réabsorption d’eau par l’organisme (amphibiens et poissons marins)* Hypotoniques : qui imposent à l’organisme de se débarrasser d’eau (poissons d’eau douce)
- l’excrétion des déchets azotés sous différentes formes : urée, urée diluée, acide urique.Concernant l’excrétion d’une manière générale, il est important de signaler le rôle d’autres structures, qui interviennent parfois dans des proportions supérieures à celles du néphron. Ainsi, les poissons éliminent par les branchies la grande majorité de leurs déchets azotés, dont 90 % sont sous la forme d’ammoniac (et 10 % sous forme d’urée). Le NaCl peut être éliminé aussi grâce aux cellules à chlorure des branchies, au cloaque des reptiles ou aux glandes à sel chez les reptiles et certains oiseaux. Chez les oiseaux, ces dernières permettent de répondre aux stress osmotiques potentiels, en sécrétant un liquide plus concentré en NaCl que l’eau de mer (jusqu’à 1100 mmol.L1).
© Célia Charlot, Annabelle Flotté, Manuella Hyvard & Michel Novak 2007 – Le néphron des Vertébrés
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 26 sur 27
Schémas
© Célia Charlot, Annabelle Flotté, Manuella Hyvard & Michel Novak 2007 – Le néphron des Vertébrés
Document 1 : Schéma global
Document 2 : Le mésonéphros des poissons
Compterendu Travaux Dirigés de Nutrition – Licence 3 S.V.T – Mars 2007 – Page 27 sur 27
Document 3 : Le mésonéphros des amphibiens et des reptiles
Document 4 : Le métanéphros des oiseaux et mammifères
© Célia Charlot, Annabelle Flotté, Manuella Hyvard & Michel Novak 2007 – Le néphron des Vertébrés