Les lécithines végétales comme vecteurs d’acide alpha-linolénique : impacts métaboliques et inflammatoires associés à la biodisponibilité intestinale

Plant lecithins as alpha-linolenic acid carriers : metabolic and inflammatory impacts associated with intestinal bioavailability

• Auteur / Autrice : Chloé Robert
• Direction : Marie-Caroline Michalski, Carole Vaysse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et structurale, biochimie
• Date : Soutenance le 29/01/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cardio-Vasculaire, Métabolisme Diabétologie et Nutrition (Lyon)
• Jury : Président / Présidente : Noël Peretti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Caroline Michalski, Carole Vaysse, Jean-Charles Martin, Claire Bourlieu-Lacanal, Didier Majou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Charles Martin, Claire Bourlieu-Lacanal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Intestins

Alimentation -- Recherche

Lécithine

Acides gras oméga-3

Mots clés libres

Nutrition

Lipides

Oméga 3

Lécithine

Métabolisme

Émulsifiants

Inflammation

Intestin

Nutrition

Lipids

Omega 3

Lecithin

Metabolism

Emulsifier

Inflammation

Intestine

Résumé

Au vu de l’attrait grandissant pour les produits d’origine naturelle et des données récentes concernant les effets délétères de certains émulsifiants synthétiques sur la santé métabolique et intestinale, l’utilisation d’additifs au sein des aliments fait débat. Cependant, certains émulsifiants naturels présentent un intérêt particulier. En effet, il a été montré qu’une supplémentation en lécithines végétales exerce des effets lipo-régulateurs et anti-inflammatoires, et permettrait d’améliorer l’absorption intestinale des acides gras, notamment du fait que ceux-ci sont alors portés par des phospholipides. Certaines lécithines, comme les lécithines de colza et de soja, offrent un atout supplémentaire : elles sont riches en acide α-linolénique (ALA), un oméga 3 essentiel, dont la majorité de la population française est déficiente. Mais le potentiel de ces lécithines à améliorer les apports en ALA, comparativement à une huile, est méconnu. Par ailleurs, leur impact en tant qu’ingrédient dans l’alimentation occidentale sur la santé métabolique et intestinale reste mal caractérisé. Dans un premier temps, nous avons tenté d’évaluer la capacité des lécithines à augmenter la biodisponibilité de l’ALA, par rapport à une huile. Pour ce faire, des rats porteurs d’une dérivation du canal lymphatique ont reçu par administration intragastrique différents mélanges huileux contenant une même quantité d’ALA, mais des doses croissantes de lécithine de colza. Nous avons ainsi mis en évidence que l’administration de lécithine de colza permet d’induire une augmentation dose-dépendante de l’absorption des lipides et de l’ALA, mais que cet effet ne devient significatif qu’à des doses de supplémentation (<10%). Au-delà d’un effet quantitatif, la lécithine de colza entraîne une apparition plus précoce de l’ALA dans la lymphe. En complément, deux études chez la souris ont été menées afin de déterminer la capacité des lécithines de colza et de soja à augmenter la biodisponibilité de l’ALA en tant qu’ingrédient, à court terme (5 jours) au sein d’un régime normolipidique, ou à long terme (13 semaines) au sein d’un régime hyperlipidique de type occidental. Les résultats complètent les données obtenues en aigu chez le rat, en démontrant que des doses nutritionnelles de lécithines ne suffisent pas à augmenter la biodisponibilité de l’ALA, par rapport à une huile, que ce soit à court ou à long terme. En parallèle, ces études ont permis d’évaluer l’impact de doses nutritionnelles de lécithines végétales sur des paramètres métaboliques et inflammatoires, ainsi que sur le microbiote intestinal. A ces doses (<10%), les lécithines végétales ne modulent pas le métabolisme postprandial des lipides, ni les concentrations de lipides circulants à jeun. Après seulement 5 jours, elles engendrent des modulations bénéfiques du microbiote intestinal, en augmentant l’abondance fécale de Clostridium leptum, un groupe bactérien associé à des effets anti-inflammatoires. Par ailleurs, un effet différentiel des lécithines végétales est observé à court terme sur les acides biliaires et, à long terme, sur la prise de poids et l’adiposité, en faveur de la lécithine de colza. En effet, ajoutée à des doses nutritionnelles (10% des lipides totaux), la lécithine de soja annihile les effets protecteurs de l’ALA sur la prise de poids et l’adiposité engendrées par une diète hyperlipidique délétère, tandis que ces effets sont maintenus avec la lécithine de colza. L’ensemble de ces données précliniques offre des premiers résultats rassurants et encourageants quant à l’utilisation de lécithines végétales en tant qu’émulsifiants dans les aliments. Ainsi, même si elles ne permettent pas d’améliorer la biodisponibilité de l’ALA, elles semblent pouvoir engendrer des effets bénéfiques sur le microbiote intestinal. Enfin, au vu de ses effets spécifiques, la lécithine de colza apparaît comme un ingrédient à haut potentiel nutritionnel et substitut prometteur aux émulsifiants synthétiques.

Recent research has demonstrated that certain synthetic emulsifiers may exert deleterious effects on gut and metabolic health. This, alongside the current rise in consumer awareness, has led to a general debate regarding the use of food additives. Nevertheless, certain natural emulsifiers are associated with beneficial nutritional properties. It has indeed been shown that the supplementation with vegetable lecithin may exert liporegulating and anti-inflammatory effects, as well as increase lipid absorption. Certain vegetable lecithins, such as soy and rapeseed lecithin, are of further particular interest: they are rich in α-linolenic acid (ALA), an essential omega-3 fatty acid, for which the majority of the French population fails to meet the recommended daily intakes. However, the capacity of these lecithins to increase ALA intakes, as well as the impact of their use within foods on gut and metabolic health remain unknown. As the market of vegetable lecithin is evermore expanding, it is crucial that these effects be unravelled. Firstly, we assessed the capacity of ALA-rich lecithins to increase ALA bioavailability comparatively to an oil. In order to so, rats which had undergone a derivation of their lymphatic duct were intra-gastrically administrated with various oil mixtures containing the same amount of ALA, but increasing doses of rapeseed lecithin. We hereby show that the administration of rapeseed lecithin dose-dependently increases the intestinal absorption of all lipids and ALA, but that this effect only becomes significant at supplementation levels (<10%). Rapeseed lecithin not only modulates the quantity of absorbed lipids, but also increases the time of appearance of ALA within lymph. In a complementary approach, two studies in mice were performed in order to determine whether soy and rapeseed lecithin were able to increase ALA bioavailability when incorporated within a normolipidic diet in the short term (5 days), or within a high-fat diet in the long term (13 weeks). In this way, we reveal that, in mice, nutritional doses of vegetable lecithin are not sufficient to increase ALA bioavailability, comparatively to an oil, be it in the short or in the long term. In addition, these preclinical studies in mice allowed us to assess the impact of nutritional doses of vegetable lecithin on lipid metabolism, inflammation and the gut microbiota. We hence demonstrate that, at such levels (<10% of total lipids), vegetable lecithins do not modulate postprandial lipid metabolism, nor the levels of circulating lipids in the fasted state. After only 5 days, both lecithins induce beneficial modifications of the gut microbiota, by increasing faecal levels of Clostridium leptum, a bacterial group associated with anti-inflammatory properties. Furthermore, our results reveal that rapeseed and soy lecithin induce differential effects on bile acid metabolism in the short term, and on weight gain and adiposity in the long term, with rapeseed lecithin inducing the most beneficial effects on such parameters. In effect, when added at 10% of total lipids, soy lecithin seems to abolish the protective effects that ALA exerts on weight gain and adiposity typically induced by a high-fat diet, while these protective effects are maintained with 10% rapeseed lecithin. All in all, these preclinical data convey a rather encouraging message regarding the use of vegetable lecithins as food emulsifiers. Despite their inability to increase ALA bioavailability, they seem to induce beneficial effects on the gut microbiota. Interestingly, we reveal that, in light of its specific metabolic effects, rapeseed lecithin appears as an ingredient of high nutritional value and hence constitutes a promising eco-friendly alternative to synthetic emulsifiers, whose health effects must now be determined in humans.