La taille des globules lipidiques

Les lipides sont organisés principalement sous la forme de globules lipidiques, aussi bien dans les produits alimentaires comme le lait, les préparations pour nourrissons et les émulsions entérales, que dans le système digestif aqueux, c’est-à-dire dans le contenu gastrique et duodénal après l’ingestion de matières grasses (Armand et al., 1994, Borel et al., 1994b, Armand et al., 1996a, Armand et al., 1996b, Armand et al., 1999) (Figure 7). Selon le type de lait, de substitut de lait ou d’émulsion destiné à la nutrition entérale, on peut trouver un large éventail de diamètres, avec des globules lipidiques variants de 0,3 à 20 micromètres (Tableau 3). Dans le système digestif aqueux, la taille des globules lipidiques peut être plus élevée et dépend notamment, dans le cas de l’ingestion d’émulsions préformées, de la

granulométrie initiale. Des études réalisées chez des adultes sains ont montré que le diamètre moyen des globules lipidiques trouvés dans l’estomac et le duodénum variait de 17,2 à 52,4 µm, de 8,1 à 15,4 µm et de 2,1 à 6,9 µm pour des émulsions ingérées de granulométrie initiale respective 60, 10 et 0,7 µm (Armand et al., 1996a, Armand et al., 1999).

Figure 7: Photographies réalisées à partir de l’observation microscopique de globules lipidiques dans différents laits et préparations pour nourrissons (Favé et al., Cell Mol Biol, 2004, 50, 815-831).

Les observations ont été réalisées avec l’aide de P. Lechêne (UMR Inserm 476/Inra 1260, Marseille, France) en utilisant un microscope optique Leitz dialux 20 (Leica) à un grandissement final de 400.

1_{Échantillon généreusement donné par J.Y. Gaget, Haras de Haflinger, Bourgogne, France.} 2_Échantillon

généreusement donné par V. Millet, Hôpital de la Conception, Marseille, France.

Comme les lipases digestives ont la spécificité d’agir sur des substrats insolubles émulsifiés (Brockman, 1984), la granulométrie des globules lipidiques est un des facteurs physico- chimiques clés de la biodisponibilité des acides gras. Plusieurs études menées dans notre laboratoire ont permis de montrer, que la taille des globules lipidiques gouverne l'activité des lipases gastrique (Borel et al., 1994a, Pafumi et al., 2002) et pancréatique (Armand et al., 1992b), in vitro aussi bien qu’in vivo chez le rat (Borel et al., 1994b) et chez l'homme (Armand et al., 1999).

Lait de jument1

Préguigoz PeptiJunior

Lait de vache entier

biologique Lait de vache

1_/

2 écrémé

Lait humain2

10 µm 10 µm 10 µm

Tableau 3 : Diamètre des globules lipidiques dans différents laits, substituts de lait et mélanges destinés à la Nutrition Entérale (D’après Favé et al., Cell Mol Biol, 2004, 50, 815-831).

1 _{Échantillons généreusement donnés par V. Millet, Hôpital de la Conception, Marseille, France.} 2

Échantillons généreusement donnés par J.Y. Gaget, Haras de Haflinger, Bourgogne, France. 3 _La

première valeur concerne une préparation de 2001 et la seconde de 2002, sauf 4 _{préparation de 2000,} 5 _{préparation de 1993 et} 6 _{préparation de 2006.} 7 _{Préparations de 2004. Les mesures ont été réalisées}

avec un granulomètre à diffraction laser (Mastersizer microplus, Malvern), sauf pour les échantillons 8_,

où il s’agissait d’un granulomètre à sédimentation (Capa-700, Horiba).

Échantillon Diamètre moyen (µm) Diamètre médian (µm) Référence Laits Laits humains 1 B 6,67 ± 0,63 4,44 ± 0,13 Favé et al., 2004 BV 3,74 ± 0,17 3,46 ± 0,10 Favé et al., 2004 RC 6,04 ± 0,11 4,04 ± 0,06 Favé et al., 2004 SC 4,96 ± 0,31 4,11 ± 0,08 Favé et al., 2004 Laits de vache

Demi-écrémé UHT 0,46 ± 0,01 0,35 ± 0,00 Favé et al., 2004

Demi-écrémé UHT Candia 1,02 ± 0,11 0,34 ± 0,01 Armand et al., 2002 Demi-écrémé ω3 Candia 0,71 ± 0,13 0,29 ± 0,02 Armand et al., 2002 Entier pasteurisé biologique 4,36 ± 0,35 0,86 ± 0,02 Favé et al., 2004 Laits de jument 2

Matin 9,15 ± 1,90 1,67 ± 0,11 Armand et al., 2002

Soir 5,34 ± 1,04 2,06 ± 0,12 Armand et al., 2002

Lyophilisé 4,28 ± 0,33 0,73 ± 0,33 Armand et al., 2002

Substituts de lait 3

Destinées aux nouveaux-nés prématurés

Preaptamil 0,66 ± 0,15 0,30 ± 0,03 Favé et al., 2004

0,46 ± 0,01 0,35 ± 0,02 Favé et al., 2004

Pregallia 0,33 ± 0,01 0,31 ± 0,01 Favé et al., 2004

0,37 ± 0,01 0,34 ± 0,01 Favé et al., 2004

Pregestimil 14,00 ± 3,53 0,32 ± 0,02 Favé et al., 2004

1,04 ± 0,16 0,27 ± 0,00 Favé et al., 2004

Preguigoz 11,22 ± 0,72 2,39 ± 0,36 Favé et al., 2004

0,39 ± 0,01 0,28 ± 0,01 Favé et al., 2004

Premodilac 5,18 ± 0,14 4,60 ± 0,02 Favé et al., 2004

1,83 ± 0,26 0,28 ± 0,00 Favé et al., 2004

Prenidal 4 _{2,72 ± 0,06 0,53 ± 0,02 Favé et al., 2004}

Similac special care 20 kcal 5, 8 _{nd 1,83 ± 0,30 Armand et al., 1996b} Similac special care 24 kcal 5, 8 _{nd 3,97 ± 0,49 Armand et al., 1996b}

SMA super preemie 5, 8 _{nd 0,63 ± 0,15 Armand et al., 1996b}

Destinées aux nouveaux-nés à terme

Alma 1,84 ± 0,41 0,33 ± 0,01 Favé et al., 2004

10,44 ± 0,82 0,80 ± 0,07 Favé et al., 2004

Aptamil 6 _{0,34 ± 0,00 0,28 ± 0,00 Non publié}

Enfamil 11,21 ± 0,44 0,51 ± 0,10 Favé et al., 2004

Gallia 3,11 ± 0,34 0,34 ± 0,00 Favé et al., 2004

3,94 ± 0,26 0,36 ± 0,00 Favé et al., 2004

Guigoz 4 _{2,16 ± 0,35 0,49 ± 0,04 Favé et al., 2004}

Modillac 7,65 ± 1,05 1,00 ± 0,12 Favé et al., 2004

3,78 ± 1,34 0,48 ± 0,01 Favé et al., 2004

Nidal 12,99 ± 1,77 0,61 ± 0,01 Favé et al., 2004

10,51 ± 0,93 0,47 ± 0,01 Favé et al., 2004 Peptijunior 15% 4 _{15,04 ± 1,10 9,35 ± 0,25 Favé et al., 2004} Destinées aux sujets atteints de mucoviscidose

Ensure 5, 8 _{nd 0,52 ± 0,03 Armand et al., 2004}

Mélanges semi-élémentaires liquides complets destinés à la Nutrition Entérale 7 Adaptés aux enfants de 1 à 12 ans souffrant de malabsorption digestive

Peptamen junior 15,08 ± 0,66 6,10 ± 0,66 Non publié

Adaptés aux adolescents et aux adultes souffrant de malabsorption digestive

Le taux d'hydrolyse des triglycérides est alors très variable et s'étend de 5 à 37 % dans l'estomac et de 30 à 75 % dans le duodénum selon la taille de ces globules (Armand et al., 1994, Armand et al., 1996a, Armand et al., 1999). De façon plus précise, l’activité des lipases gastrique et pancréatique est d’autant plus importante, que la taille des globules lipidiques est petite: une émulsion constituée de globules de petit diamètre (environ 0,7 µm) par rapport à une émulsion constituée de globules de plus grand diamètre (environ 10 µm) mène à une lipolyse plus élevée des triglycérides par la lipase gastrique dans l'estomac, c’est-à-dire 37 % contre 16 % après 4 heures de digestion chez des volontaires sains (Armand et al., 1999). En effet, la granulométrie des globules lipidiques affecte directement la surface de l'interface lipides/eau: pour la même quantité de lipide, les globules de petite taille créent une surface d’interface beaucoup plus élevée que les globules de grande taille (138 à 672 m2

/L pour l’émulsion fine et 30 à 126 m2

/L pour l’émulsion de granulométrie plus élevée). L’augmentation de cette surface entraîne alors au moins deux conséquences: 1) dans les conditions physiologiques, les lipases sont en excès par rapport au substrat; une surface plus élevée d’interface lipides/eau permet donc à davantage de molécules de lipase de s’y fixer, 2) la lipolyse gastrique est inhibée par les acides gras protonés à longue chaîne qu’elle libère; ils s’accumulent à la surface des globules lipidiques, et, dès que leur concentration atteint 121- 172 µmoles/m2

d’interface, ils forment des particules spécifiques, qui entrappent la lipase gastrique et empêchent son action (Pafumi et al., 2002, Armand et al., 2004); une plus grande surface d'interface retarde donc ce phénomène d'inhibition (Armand et al., 1999, Pafumi et

al., 2002).

Qu’il s’agisse d’émulsions lipidiques préformées ou de lipides émulsifiés au niveau de l’estomac, la taille des globules dépend de la qualité du processus d’émulsification. Ainsi, au niveau du tractus digestif, par exemple, la présence de fibres alimentaires solubles (gomme de guar) perturbe ce processus, ce qui entraîne la formation de globules lipidiques de diamètre plus important, donc une diminution de la surface de l’interface lipides/eau et, par conséquent, une diminution du pourcentage de triglycérides hydrolysés par les lipases gastrique (6 au lieu de 10 %) (Pasquier et al., 1996a) et pancréatique (44 au lieu de 56 %) (Pasquier et al., 1996b). Pour des raisons non encore élucidées, la granulométrie d’une émulsion lipidique peut rester constante ou évoluer pendant son séjour dans le tube digestif. Par exemple, une émulsion constituée de globules d’environ 10 µm de diamètre conserve cette taille dans l'estomac puis le duodénum, tandis qu'une émulsion, de composition lipidique identique mais formée de globules de 0,7 µm de diamètre, est réarrangée dans l'estomac, suite à la fusion des

globules entre eux, jusqu’à atteindre une granulométrie de 2 à 6 µm (Armand et al., 1999). Pour autant, une émulsion fine n’est pas systématiquement réarrangée, puisqu’une préparation pour nouveau-nés prématurés constituée de globules lipidiques d’un diamètre médian d'environ 0,6 µm (SMA Super Preemie, Wyeth-Ayerst) conserve cette granulométrie dans l'estomac des prématurés (Armand et al., 1996b).