Les lipides des aliments: quelles structures et quelles organisations pour quelles cibles nutritionnelles?

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Les lipides des aliments: quelles structures et quelles organisations pour quelles cibles nutritionnelles?

Claude Genot

To cite this version:

Claude Genot. Les lipides des aliments: quelles structures et quelles organisations pour quelles cibles nutritionnelles?. Journées francophones de nutrition, Dec 2017, Nantes, France. 30p. �hal-02447789�

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Les lipides des aliments : quelles

structures et quelles organisations pour quelles cibles nutritionnelles ?

Claude GENOT [email protected]

(3)

 Activités de conseil, fonctions de gouvernance, rédaction de rapports

Non / Oui * Société(s) : ………

 Essais cliniques, autres travaux, communications de promotion

 Intérêts financiers (actions, obligations)

 Liens avec des personnes ayant des intérêts financiers ou impliquées dans la gouvernance

 Réception de dons sur une association dont je suis responsable

 Perception de fonds d’une association dont je suis responsable et qui a reçu un don

 Détention d’un brevet, rédaction d’un ouvrage utilisé par l’industrie

* Rayer la mention inutile

DÉCLARATION D’INTÉRÊTS

(4)

INTRODUCTION

Absorption

Lipides alimentaires

60 – 150 g / jour

Excrétion

Digestion Métabolisme

Stockage Energie Structure

Signalisat. cellulaire Régulation

Précurseurs Transport

Optimiser les effets des nutriments

lipidiques en modulant les STRUCTURES

des lipides ?

(5)

SOMMAIRE

 Structures (moléculaires) des lipides

 Organisations dans les aliments

 aliments bruts

 aliments transformés ; subies ou dirigées

 Cibles nutritionnelles

 Quels leviers : de la prise alimentaire au métabolisme et aux effets nutritionnels mécanismes par lesquels structures et/ou organisation des lipides alimentaires pourraient moduler leur impact nutritionnel

Les lipides des aliments :

quelles structures et quelles organisations pour quelles cibles nutritionnelles ?

(6)

Structures moléculaires des lipides alimentaires

(7)

Structures supramoléculaires des lipides



’

 2L

3L

 Nature des acides gras (longueur chaine, insaturation)

 Température

Etat liquide

 Eau

 Têtes polaires

 Ions, … Etat solide (cristaux)

Bicouches, Micelles

Gouttelettes, …

(8)

Structures natives des lipides alimentaires

triglycérides

phospholipides apoprotéine

esters de cholestérol

cholestérol

Gondret F., Inra Phase, Saint Gilles.

Muscle-Viande

Jaune d’oeuf

Lait

Adapté de Lopez et al., 2010

Cellules végétales

Repris de Bucanan 2000 LDL17-60 nm

Plateforme BIBS/PVPP BIA Nantes

25 µm

Oléagineux

Raynal et al, 2011, OCL, 18,6, 325

Anton M., Martinet et al, 2003

(9)

+ + + + +

- - - - -

Structures lipidiques

Emulsions E/H, H/E, E/H/E, nano- émulsions, émulsions multicouches, microparticules S/L, liposomes, micelles, complexes, oléogels, gels remplis, encapsulats, ….

Structures lipidiques recomposées dans les aliments

Matières grasses natives ou transformées

Matières premières animales et/ou végétales Ingrédients : protéines, polysaccharides, eau … Additifs : émulsifiants, antioxydants, …

Auxiliaires technologiques

Formulation

Procédés (énergie)

Aliments traditionnels,

Aliments reformulés ou adaptés Aliments fonctionnels

Compléments alimentaires

H2O

H2O H2O

H2O

Adapté de Meynier & Genot: OCL 2017, 24(2), D202

Le Bail P.

Matrice +/- hydratée

(10)

Quelles cibles nutritionnelles pour les lipides?

 Femme enceinte

 Bébé (néo et périnatal)

 Enfant - croissance

 Adulte – Normo-pondéral

 P. âgée

 Surpoids – obèse

 Malade : foie – cerveau – œil (DMLA) – coeur - nutrition parentérale …

 -oxydation vs stockage

 Inflammation, syndrome métabolique, CVD, diabète

 Métabolisme des lipides et du glucose

 Ciblage (tissus ou fonctions spécifiques)

 maturation système digestif et immunitaire

 développement du cerveau

 programmation et métabolisme du tissu adipeux chez l’adulte

 prévention : recommandations nutritionnelles

 apports recommandés en AG et vitamines

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Structure des lipides et nutrition : quels leviers ?

1. Maitriser les quantités ingérées --> prise alimentaire, satiété 2. Protéger les nutriments fragiles jusqu’à leur absorption

3. Réguler les quantités de nutriments absorbées vs excrétées 4. Contrôler les cinétiques de digestion --> lipémie post-prandiale …

5. Favoriser métabolisme, ciblage, -oxydation ou stockage selon état physiologique

(12)

Satiété

Détection des lipides et des AG Signaux sensoriels

Frein iléal

Perception sensorielle

Quantité ingérée

lipolyse

absorption

1- Maitriser les quantités de lipides ingérées ?

Rétro-contrôle

(13)

• Limiter l’accès des lipases à leur substrat

• Ralentir la digestion des lipides -> frein iléal

Corstens et al 2017 Crit. Rev. Food Sci. Nut. 57:10,2218

• Formuler émulsions stables en m. gastrique

Corstens et al 2017 J. Funct. Foods 34: 319 1 mm Digestion

in vitro

Lipolyse (Libération des AG)

Emulsion témoin

1- Maitriser les quantités de lipides ingérées ?

Diminuer la prise alimentaire le repas suivant ? Favoriser la satiété

Hossein et al. J. Nutr. 2015 145,6, 1170

• Insérer les lipides dans des hydrogels, des organogels

• Moduler la nature des interfaces huile-eau

Vidange gastrique Repas suivant (g)

Stabilité

+

(14)

Limiter l’oxydation avant et pendant la digestion

Pourquoi ?

2- Protéger les nutriments fragiles jusqu’à leur absorption

(15)

Kenmogne-Domguia et al., 2012. Food Digestion, 3, 46

Digestion in vitro d’émulsions Pourquoi ?

• Genèse de produits d’oxydation

• Perte de (micro)-nutriments P. oxydation absorbables et pro-inflammatoires EPA + DHA oxydés vs non oxydés

- Plasma :  HHE, IL-6, MCP-1

- Jejunum :  inflammation, stress ox, défenses antioxydantes

Awada et al., J lipid Res. 2012

In vivo (souris)

ANR-08-ALIA-02 AGEcaninox

Limiter l’oxydation avant et pendant la digestion

2- Protéger les nutriments fragiles jusqu’à leur absorption

Vitamine E

P. oxydation

(16)

Kenmogne-Domguia et al., 2012. Food Digestion, 2012, 3 (1-3), 46-52

Comment ?

163 2663

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Eo 0 15 30 45 60 0 30 60 90 120

Phase gastrique Phase intestinale Temps d'incubation (min)

Malonaldehyde (nmol/g lipides) Tocophérols (550 µg/g) ; metmyoglobine (20 µM) Tocophérols (2 µg/g) ; metmyoglobine (20 µM)

Malonaldéhyde (nmol/g_lipides)

ALA LA ALA

LA

Tocopherols 550 ppm

• Antioxydants

Limiter l’oxydation avant et pendant la digestion

2- Protéger les nutriments fragiles jusqu’à leur absorption

• Structure des émulsions :

taille, nature de l’interface…

Tocopherols <10 ppm

(17)

3- Maitriser les quantités de nutriments absorbées ou excrétées

Excrétion  5 %

Q ingérée totale

Ca

⁺⁺

Lipolyse

Espèces absorbables Savons insolubles

Tomarelli et al. 1968, J. Nutr. 95, 583-590

Importance de la position sn-2 de l’acide palmitique dans les laits infantiles

sn-1 sn-2 sn-3

2-MAG AGNE

TAG

Excrétion >> 5 %

Acide palmitique

• Régiospécificité des AG

en +

- Structuration de la MG

- Mbne GG natif

(18)

Forte lipémie

= risque métabolique

Athérosclérose  Insulino résistance 

Lipémie post-prandiale

Clin Chem2015

lipolyse

absorption

4- Contrôler les cinétiques de digestion, la lipémie post-prandiale, …

(19)

4- Contrôler les cinétiques de digestion et d’absorption …

Structurer les lipides : émulsification

Emulsification

 de l’absorption totale (AUC)

 de la vitesse d’absorption des AGPI-LC

Huiles de

poisson,

bourrache, lin

(20)

4- Contrôler les cinétiques de digestion et d’absorption …

Structurer les lipides : émulsification

>> µm

Médiane : 10 µm

< 1 µm

Médiane : 0,7 µm

Lipolyse intestinale

Lipolyse gastrique

Lipémie post-prandiale

Huile de poisson Huile d’olive Lécithine soja

(21)

* P< 0,05 ; ** P< 0,01

D ev en ir d es l ip id es ex og è n es ( % )

-Oxydation Pertes fécales

Stockage

Spread Emulsion Spread Emulsion

Normo-pondéraux Obèses

Emulsification

• absorption lipides 

•  stockage

•  de la -oxydation des lipides ingérés

5- Orienter le métabolisme des lipides …

Structurer les lipides : émulsification _{MG lait}

(22)

Structurer les lipides : émulsification

4/5- Contrôler les cinétiques de digestion, d’absorption et le métabolisme

Absorption / lipémie

+

TAG

AGNE + glycérol

LPL

Tissus et organes périphériques

+ β-oxydation des lipides exogènes

Lipides émulsifiés =

Lipides rapides

MG continue =

Lipides lents Adapté de Michalski M.C.

Nutrivent Lille juin 2017

Cinétiques de lipolyse +

(23)

PL lait PL soja

Lecomte et al. J Nutr 2015 ; Lecomte et al. MNFR 2016,60, 609 Lipolyse digestive in vitro

5- Orienter le métabolisme des lipides …

Structurer les lipides : nature des émulsifiants

MG lait

PL lait (SM) vs PL soja (PC):

 lipolyse (in vitro)

 pic lipémie post-prandiale

 clairance

 Adiposité

 Inflammation

Souris

(24)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

LA ARA ALA EPA DHA n-6 n-3

Lymphe

0 10 20 30 40

Foie

0 10 20 30 40

Bulk WPI P.L

Sérum

Composition en AG (% AG totaux)

• L’émulsification avec des PL favorise la conversion ALA --> EPA, DHA

Adapté de Sugasini et al, 2014 Rats ; 60 jours

- huile de lin (Bulk)

- H. Lin émulsionnée par les protéines du

lactosérum (WPI),

- H. Lin émulsionnée par des phospholipides (PL).

5- Favoriser métabolisme vs -oxydation : AG oméga-3

Cas de l’acide alpha-linolénique (C:18:3 n-3, ALA)

• Etat de dispersion & interface

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5- Favoriser métabolisme vs -oxydation : AG oméga-3

 -oxydation Métabolisme

Huile soja

ALA – sn2 : 30 %

Cas de l’acide alpha-linolénique (C:18:3 n-3, ALA)

Régiodistribution ALA (sn-2)

• Maintien partiel de la régio- distribution de l’AG dans les TAG plasmatiques et lymphatiques

• Limite la -oxydation

• Favorise rôle de précurseur AGPI-LC

Huile colza

ALA – sn2 : 60 %

• Régiospécificité _sn-1

sn-2 sn-3

2-MAG AGNE

TAG

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5- Favoriser métabolisme, -oxydation ou stockage, … selon le cas

Lipolyse sn-1

sn-2 sn-3

2-MAG TAG

AGNE

Phospholipide

Espèces absorbables

2-lyso-PL

-oxydation Métabolisme, ciblage Métabolisme

-oxydation

AG sn1/3 AG

sn2 -->

2-MAG, 2-lyso PL Lipémie & Clairance 

• Régiospécificité des AG

Oméga-3 sn1 Oméga-3 sn2

AG saturés sn1 AG saturés sn2

(27)

Awada et al., J lipid Res. 2012 Awada et al., Nutr & Metab, 2013

5- Favoriser métabolisme et ciblage : AG Oméga-3

• Structure moléculaire: nature des lipides vecteurs

Cas des oméga-3 LC : EPA et DHA

(28)

5- Favoriser métabolisme et ciblage : AG Oméga-3 LC (EPA, DHA)

• Structure moléculaire

• Structure supra-moléculaire Le débat…

Prog. Lipid Res. 2014, 56:92

2016

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Conclusions

• ? long terme ; modèles ; mécanismes ; interactions entre nutriments

• Innovations potentielles

• Traduction en terme de recommandations nutritionnelles (populations ciblées) ?

• Alimentation à X vitesses ??

Nature chimique (structures moléculaires)

Lipides

Aliments

Interactions

Autres lipides Autres constituants

Digestion

Prise alimentaire

métabolisme

 -oxydation stockage

f(état physiologique)

Lipides (naturels ou transformés) Structures naturelles ou recomposées Des outils de formulation et de caractérisation

Prévention I ou II

Acides gras

Organisations

(30)

Remerciements

• Anne Meynier

• Hernan Domguia-Kenmogne

• Michèle Viau

• Lucie Ribourg

• Marie-Caroline Michalski, CarMen, Lyon

• Manar Awada

• Et beaucoup d’autres …

(31)

A. Fardet, I. Souchon & D. Dupont (Eds.), Structure des aliments et effets nutritionnels. 2013

Paris: QUAE.