Prébiotiques : état des lieux des connaissances

Les prébioques sont des glucides non digérés dans l’intesn grêle,

naturel-lement présents dans quelques produits végétaux (i.e. topinambours,

ar-chauts, oignons ou chicorée), le lait humain, ou ajoutés comme ingrédients à

certains aliments (en parculier l’inuline et les FOS). Ils sont fermentés dans

le côlon où ils induisent des modificaons de la composion du microbiote

et/ou de son acvité avec des bénéfices pour la santé et le bien-être de

l’hôte. Ce sont des substrats pour les bactéries probioques dont ils

parta-gent certains effets bénéfiques.

Ils sont parculièrement connus pour leurs propriétés bifidogènes bien qu’ils

contribuent à la croissance d’autres bactéries d’intérêt pour la santé. De

nombreux bénéfices leur sont a/ribués sur la santé du tube digesf, le

sys-tème immunitaire ou l’absorpon du calcium et du magnésium. Il n’y a

ce-pendant, à ce jour, aucune allégaon de santé générique autorisée sur un ou

des prébioques. Un mélange galacto-oligosides et inuline est néanmoins

ulisé dans des préparaons pour nourrissons pour conférer à ces derniers

un microbiote proche de celui des enfants allaités par leur mère ; il diminue

en outre l’incidence de l’eczéma atopique chez les enfants jusqu’à l’âge de 2

ans. Les autres propriétés des prébioques, notamment chez l’adulte,

man-quent encore, selon l’Efsa, de preuves scienfiques et surtout cliniques.

Y’a-t-il donc un avenir pour les prébioques ? Très certainement, car il y a de

très nombreuses pistes d’intérêt nutrionnel de ces composés et plusieurs

sont en cours d’exploraon. Catherine Michel, dans son interview pour

Valo-rial, en suggère quelques-unes. D’autres ne nécessitent encore que

quelques essais cliniques supplémentaires et irréprochables pour convaincre

les experts de l’Efsa de délivrer une autorisaon d’allégaon.

Marne Champ, Directrice Adjointe du CRNH de Nantes.

Quel avenir pour les prébioques ?

N° 74

Novembre 2013

•

Quel avenir pour les prébio

ques ?

Par Marne Champ

•

Prébioques : état des lieux des

connaissances

Interview de

Catherine Michel, Inra Nantes

•

Commission Nutrion Santé et

Ingrédients, Valorial

Le 10 décembre à Rennes

La palme des controverses,

Alain Rival, Patrice Levang

EDITO

1

SOMMAIRE

INTERVIEW 2, 3&4

LU POUR VOUS 5

EVENEMENTS 5

VALORIAL PUBLIE AUSSI Liv[e] Actus du pôle

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Valorial Nutrion : Pouvez-vous nous rappeler ce que désigne le terme « prébioque » ?

Catherine Michel : en nutrion , le terme « prébioque » dé-signe un ingrédient non digéré mais sélecvement fermenté par certaines des populaons bactériennes que nous hébergeons dans notre tube digesf (essenellement dans le côlon). Ce/e fermentaon sélecve induit des modificaons spécifiques de la composion et/ou de l’acvité du microbiote intesnal et con-fère, de ce fait, des bénéfices « santé » à l’hôte .

En fait, depuis la naissance de ce concept dans les années 1990, il y a eu – et il y a encore - différentes définions plus ou moins nuancées. Les variaons portent d’une part sur le type de micro-biote affecté et d’autre part sur la nature des populaons bacté-riennes ciblées par l’acon des prébioques. Malgré ces varia-ons, toutes les définions qui ont été proposées possèdent 3 caractérisques constantes, à savoir :

• leur caractère fonconnel (versus biochimique) : a priori tous les constuants non digérés et fermentés peuvent répondre à ce/e définion sous réserve qu’ils smulent la croissance et/ ou l’acvité de bactéries commensales associées à un bénéfice pour l’hôte. Dans les faits, tous les prébioques idenfiés à ce jour sont de nature glucidique et répondent par ailleurs à la définion des fibres alimentaires ;

• L’absence de précision quant à la sélecvité de l’effet a/endu sur le microbiote : doit-il concerner une seule espèce ou acvi-té bacacvi-térienne ? Plusieurs ? Combien au maximum ?

• La mise en exergue systémaque d’une relaon de causalité entre la modificaon du microbiote et l’existence d’un béné-fice santé, même si la démonstraon d’une telle relaon est parculièrement difficile à établir.

En résumé, la définion des prébioques étant hautement dépen-dante de l’évoluon des connaissances relaves au microbiote intesnal et aux propriétés des bactéries qui le composent, il est donc probable qu’elle connuera à évoluer à l’avenir.

V.N. : En parculier, quelle est la différence entre prébioques et probioques et quel lien existe entre les deux ?

C.M. : Actuellement, les probioques sont définis (FAO/WHO) comme « des microorganismes vivants qui, lorsqu’ils sont admi-nistrés en quanté suffisante, confèrent un bénéfice « santé » à l’hôte ». Dans ce cas également, la définion a évolué au cours du temps. Aujourd’hui, le terme « probioques » désigne le plus sou-vent directement les micro-organismes (et non plus l’ensemble « matrice alimentaire + microorganismes ») et l’implicaon du microbiote intesnal n’est plus un pré-requis.

Stricto sensu, il n’y a donc pas de réel lien entre « prébioques » et « probioques ». Cependant ils sont fréquemment associés du fait de la relave similitude des bactéries qu’ils concernent. En effet, même si ce n’est pas systémaque, de nombreux probio-ques sont constués par des souches bactériennes appartenant aux genres bactériens Lactobacillus et Bifidobacterium. Or la

ca-pacité des prébioques à smuler le développement de bactéries apparentées à ces deux genres bactériens est largement docu-mentée. Les prébioques sont donc parfois présentés comme le substrat des probioques et les propriétés biologiques des pro-bioques sont souvent ulisées pour expliquer les effets physiolo-giques des prébioques. Le rapprochement entre prébioques et probioques est néanmoins à prendre avec beaucoup de précau-on.

V.N. : Quels sont les principaux types de prébioques et quelles sont leurs sources alimentaires ?

C.M. : De nombreux composés alimentaires ont été rapportés comme capables, sous réserve d’une consommaon journalière suffisante (env 5 g par jour), de modifier la composion du micro-biote intesnal et plus parculièrement d’augmenter le niveau de populaon des bifidobactéries intesnales. Parmi ceux-ci on trouve des fructanes linéaires (inuline ou fructo-oligosides), les galacto-oligosides, les xylo-oligosides, les oligosides de soja (i.e. raffinose et stachyose), et de façon plus discutée ou anecdoque, les amidons résistants, les β-glucanes, le polydextrose, la gomme d’acacia, … Les seuls véritables consensus concernent l’inuline, les fructo-oligosides (FOS) et les galacto-oligosides (GOS), dont les capacités à modifier la composion du microbiote intesnal et à exercer des effets physiologiques sont clairement démon-trées chez l’homme. Il est à noter cependant que dans le cas des fructanes, la capacité à smuler le développement des bifidobac-téries semble affectée par le degré de polymérisaon. Finale-ment, l’examen de la li/érature ne permet pas d’établir une liste exhausve des composés dotés d’un potenel prébioque. Il semble même que ce/e propriété puisse être partagée par de nombreux composés glucidiques fermentescibles.

L’inuline et/ou les FOS sont présents naturellement dans les ali-ments tels que les poireaux, les asperges, les endives, les topi-nambours, l’ail, les oignons, le blé, l’avoine et le soja. La consom-maon de ces fructanes dans les régimes alimentaires typiques européens est esmée à plusieurs grammes par jour. Ces fruc-tanes naturels mais également des FOS produits par synthèse enzymaque à parr de saccharose, sont ulisés comme addifs alimentaires et donc présents dans notre alimentaon. Bien qu’un parallèle soit fréquemment établi avec les oligosides pré-sents dans le lait maternel humain qui sont riches en galactose, aucun produit alimentaire ne conent de GOS strictement iden-ques aux GOS idenfiés comme prébioiden-ques (i.e. composés ex-clusivement de galactose et glucose, reliés par des liaisons bêta). Les GOS dotés de propriété prébioque sont produits par syn-thèse enzymaque à parr de lactose. Ils sont principalement ulisés comme suppléments en alimentaon infanle.

Prébioques :

état des lieux des connaissances

INTERVIEW

Catherine MICHEL

Biologiste

UMR-1280 PhAN,

- 3 -

V.N. : Quels sont les rôles et les mécanismes d’acon des pré-bioques dans notre organisme ?

C.M. : Par définion, les prébioques sont fermentés dans le tube digesf par les bactéries qui constuent notre microbiote intesnal. Ce/e fermentaon induit des modificaons de l’en-semble de l'écosystème, à savoir : une augmentaon de la masse bactérienne, la smulaon (et/ou l’inhibion) de cer-taines souches bactériennes parculières, la producon de nombreux métabolites bactériens, parmi lesquels les acides organiques, dont le butyrate, prédominent et - comme consé-quence de ce/e producon accrue d’acides organiques -, l'aci-dificaon du contenu luminal. Toutes ces caractérisques peu-vent exercer des effets biologiques, qui, selon leur nature et leur combinaison, occasionnent (ou non) des effets physiolo-giques différents.

L’effet des prébioques sur les populaons bactériennes le plus décrit (parce que le plus étudié !) est une augmentaon des niveaux de populaons en bifidobactéries. L’augmentaon des lactobacilles est également rapportée mais de façon controver-sée. Les études les plus récentes (plus exhausves) indiquent que d’autres populaons sont également augmentées, comme par exemple Faecalibacterium prausnitzi (une bactérie produc-trice de butyrate et dotée d’acvité an-inflammatoire) ou Ak-kermansia muciniphila (une bactérie qui suscite un intérêt ma-jeur actuellement dans l’étude des interacons entre micro-biote intesnal et maladies métaboliques de l’hôte).

A l’heure actuelle, dans la plupart des effets physiologiques associés aux fermentaons des prébioques, la contribuon exacte de chacun des événements évoqués ci-dessus et la na-ture précise des facteurs bactériens et des voies mécanisques impliqués sont encore à élucider.

V.N. : Quels sont leurs effets bénéfiques pour la santé ? C.M : De nombreux effets physiologiques et biologiques sont a/ribués aux prébioques avérés (inuline, FOS et GOS) : • L’augmentaon de la densité osseuse du fait de la

smula-on de l’absorpsmula-on du calcium (et possiblement celle d’autres minéraux tels le magnésium, le fer ou le zinc) ; • La régulaon de l’appét du fait de la smulaon de la

pro-ducon intesnale de pepdes saétogènes ;

• La régulaon de la lipidémie chez les individus hyperlipidé-miques, via la diminuon des concentraons plasmaques en triglycérides et cholestérol ;

• La réducon de la prévalence et de la durée des diarrhées d’origine infeceuse ;

• L’amélioraon des troubles gastro-intesnaux ;

• Le renforcement de la barrière intesnale par effet tro-phique sur la muqueuse intesnale, renforcement de la co-hésion entre cellules et smulaon de la producon des mucines ;

• La modulaon de la réponse immunitaire du fait de la s-mulaon de la producon d’ancorps et de cytokines et de certaines foncons immunitaires (phagocytose, acvité NK). L’expression de ces effets physiologiques est toutefois soumise

à variaons selon la nature ou la dose de prébioques, le modèle d’étude et les autres composants du régime alimentaire. Ils pourraient néanmoins présenter un intérêt en termes de prévenon de pathologies

comme l’ostéoporose, l’obésité, les maladies cardiovasculaires, la protecon et le traitement des pathologies digesves (diarrhée du voyageur, syndrome de l’intesn irritable, mala-dies inflammatoires, cancer colorectal) ou la prévenon de l’asthme et des allergies.

Cependant, à l’heure actuelle, il s’agit essenellement de po-tenels dont la transposion en termes de santé reste hypothé-que, principalement parce que la mise en évidence d’effets protecteurs vis-à-vis de pathologies est délicate et requiert de nombreuses années de supplémentaon et/ou de suivi. En ce sens, la supplémentaon des laits infanles en prébioques, qui a débuté dans les années 2000, offre des perspecves inté-ressantes pour déterminer les conséquences à long-terme de la consommaon ponctuelle de prébioques. De tels suivis com-mencent à être publiés. Ainsi, une récente méta-analyse por-tant sur différents essais de supplémentaon de nourrissons à risque allergique avec un mélange GOS/inuline montre que la consommaon précoce de ces prébioques diminue l’incidence de l’eczéma chez ces enfants au cours de leurs 2 premières an-nées de vie mais est sans effet significaf sur l’incidence de l’asthme. La généricité et la longévité de cet effet prévenf res-tent encore à établir. Etayer les réels bénéfices santé des pré-bioques requiert la généralisaon de ce type d’analyse. V.N. : Ces effets sont-ils reconnus dans le cadre de la régle-mentaon sur les allégaons de santé ?

C.M. : Aucun des prébioques avérés ne figure dans la liste des allégaons de santé génériques autorisées portant sur les denrées alimentaires (Règlement (UE) N°432/2012).

L’Efsa a émis un avis défavorable sur des allégaons d’effets telles que « conent un prébioque », « exerce un effet prébio-que », « est bénéfique au microbiote intesnal », … faisant référence soit à l’augmentaon du niveau de populaon de groupes bactériens considérés comme bénéfiques, soit à la di-minuon du niveau de populaon de groupes bactériens poten-ellement pathogènes. Ces avis négafs reposent sur les consi-déraons suivantes :

• Les données issues des modèles animaux ne sont pas trans-posables à l’homme ;

• Les niveaux de populaon et/ou les proporons relaves de groupes bactériens qui définiraient un « bon/équilibré/ sain/bénéfique » microbiote « colique/intesnal/digesf/ gastro-intesnal » ne sont pas établis ;

• L'augmentaon du niveau de populaon d’un groupe de micro-organismes donné, y compris les lactobacilles et/ou bifidobactéries, ne peut pas être considérée comme un effet physiologique bénéfique ;

• Les groupes bactériens dont le niveau de populaon est diminué sont insuffisamment démontrés comme potenel-lement pathogènes.

V.N : Existe-t-il des effets néfastes et une DJA à respecter ? C.M. : Il n’y a pas de dose journalière admissible officielle dans le cas des prébioques. Dans les faits, leur consommaon est limitée par l‘inconfort digesf qu’ils provoquent (en parculier dans le cas des oligosides) et qui résulte de leur fermentaon intense et rapide, c’est-à-dire génératrice de gaz. Ces symp-tômes sont généralement observés pour des doses dépassant 20 g par jour, c’est à dire inférieures à la recommandaon d’ap-port quodien en fibres alimentaires.

V.N. : A l’heure actuelle, dans quelle mesure sont-ils présents et ulisés au niveau de l’industrie agroalimentaire ?

C.M. : Les prébioques sont ulisés en nutrion humaine et en nutrion animale.

En ce qui concerne l’homme adulte, les propriétés « prébioques » sont principalement valorisées au travers de compléments alimentaires alors que leur inclusion dans les aliments est surtout basée sur leurs propriétés technolo-giques (pouvoirs sucrant et texturant). Les aliments concernés sont des produits laiers (par ex l’incorporaon d’inuline dans les entremets gélifiés commercialisés par Sveltesse), les pâsse-ries, les confisepâsse-ries, les boissons, les glaces, …

Les propriétés prébioques sont par contre valorisées en nutri-on infanle. En effet, dans l’objecf d’opmiser la similitude entre formules infanles lactées et lait maternel, de nom-breuses formules infanles sont supplémentées avec des pré-bioques (essenellement un mélange GOS/fructanes dans des proporons 9/1) avec une concentraon maximale autorisée de 8g/L. L’addion de ces prébioques augmente les niveaux de bifidobactéries fécales, retarde la colonisaon du tube digesf par les bactéries anaérobies strictes et rend les selles des bébés plus similaires à celles de bébés allaités.

En nutrion animale, ce sont les propriétés « prébioques » qui sont exploitées. D’une part, les prébioques sont ulisés pour supplémenter les aliments desnés aux animaux d’éle-vage en baNerie (poulet, porc) avec l’idée sous jacente que leurs propriétés immunitaires perme/ent de diminuer les risques d’infecon et ainsi remplacer les doses sub-thérapeuques d’anbioques qui sont maintenant interdites. D’autre part, les prébioques sont également intégrés dans les aliments desnés aux animaux de compagnie dans l’opque d’améliorer leur santé et leur bien-être.

V.N. : En guise de conclusion, quels sont les domaines de re-cherche actuels et les perspecves d’applicaons futures pour les prébioques ?

C.M. : Comme illustré précédemment dans le cas de leur défini-on, les perspecves d’évoluon pour les prébioques sont dépendantes de l’avancée des connaissances relaves au mi-crobiote intesnal. Or ces connaissances progressent très rapi-dement actuellement, en soulignant en parculier la complexi-té des interacons entre les différentes baccomplexi-téries que nous hé-bergeons, les disparités inter-individuelles et l’intricaon entre le microbiote intesnal et la physiologie de l’hôte (qui porte bien au-delà de la sphère digesve).

Du fait de ce/e complexité, le concept de prébioque, tel qu’inialement proposé, est probablement trop simpliste. Il est aujourd’hui évident qu’il ne peut être limité à un seul effet bi-fidogène. Ce/e perte de spécificité pose néanmoins le pro-blème de sa démarcaon du concept de fibres alimentaires. De plus, la disparité des effets constatés pour différents composés idenfiés comme prébioques interroge sur la pernence d’une généralisaon. Le soluonnement de ces différentes quesons reposera entre autres sur l’élucidaon des méca-nismes d’acon des prébioques (et des fibres alimentaires) qui ouvrira la voie à de nouvelles catégorisaons. Dans ce domaine, la démonstraon d’une relaon de causalité entre les modifica-ons de la composion du microbiote et les effets physiolo-giques est indispensable, d’autant plus que certains travaux récents suggèrent la possibilité d’une interacon directe (ie non relayée par le microbiote) entre certains prébioques et les cellules de l’hôte (en parculier immunitaire), ce qui constue une nouvelle piste de recherche à explorer.

En ce qui concerne les recherches en termes de perspecves d’applicaon, elles portent de mon point de vue sur :

• L’idenficaon et le développement de nouveaux compo-sés prébioques (ex oligosides mimant ceux présents dans le lait maternel humain) ;

• L’invesgaon de nouveaux effets physiologiques basés sur la découverte de nouvelles interacons entre microbiote intesnal et hôte (par ex l’implicaon potenelle du micro-biote dans la régulaon du système nerveux central) ; • La possibilité d’une « individualisaon » de l’applicaon

des prébioques (dans l’esprit d’une « médecine à la carte ») qui endrait compte des spécificités individuelles qui ont été montrées aussi bien en termes de composion du microbiote que de réponses à la modulaon induite par les prébioques, ce qui suggère que certains individus béné-ficieraient davantage de la consommaon de prébioques que d'autres.

Propos recueillis par Anne-Sophie Malhère, LRBEVA Nutrion

Références :

Louis P, Flint HJ, Michel C ; How to Manipulate the Microbiota – Prebiocs in "Human microbiota(s)" ; Schwiertz A (ed). Springer, 2014.

Brownawell AM, et al. ; Prebiocs and the health benefits of fi-ber: current regulatory status, future research, and goals ; J Nutr. 2012 May ; 142(5):962-74. doi: 10.3945/jn.112.158147.

Braegger C,et al. ; ESPGHAN Commi/ee on Nutrion. Supple-mentaon of infant formula with probiocs and/or prebiocs: a systemac review and comment by the ESPGHAN commi/ee on nutrion. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2011 ;52(2):238-50.

Roberfroid M et al. ; Prebioc effects: metabolic and health benefits ; Br J Nutr. 2010 Aug ; 104 Suppl 2:S1-63

La palme des controverses

Palmier à huile et enjeux de développement

Auteurs : Alain Rival et Patrice Levang

Edions Quae, septembre 2013, 104 pages, 9,75 €.

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Pourquoi j’ai faim ?

De la peur de manquer aux folies des régimes

Auteur : Dr Marie Thirion

Edions Albin Michel, août 2013, 336 pages, 19,50 €.

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S’appuyant sur les dernières données physiologiques, neurologiques, métaboliques, le Dr. Marie Thirion analyse les mécanismes de la faim, du plaisir et de la saété. Mais également la tonalité affecve et émoonnelle de nos comportements dans un environnement nutri-onnel donné.

En comprenant mieux qui nous sommes, pourquoi et comment nous mangeons, ce livre innovant et salutaire nous invite à apprivoiser la faim, ce/e « merveilleuse pulsion qui nous fait vivre, grandir et durer ».

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Du 11 au 13 décembre 2013 à Bordeaux

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