Article pp.323-335 du Vol.24 n°4 (2004)

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ARTICLE ORIGINAL ORIGINAL PAPER

Incidences nutritionnelles de l’ingestion de l’huile de tournesol thermooxydée

sur les fractions lipidiques sériques et sur l’ α -tocophérol chez le rat en croissance

A. Bitam^*, A. Benakmoum, A. Ammouche.

SUMMARY

Nutritional incidences of thermooxidised sunflower oil ingestion on serum lipid fractions and on α-tocopherol in growing rats.

In the object to determine the nutritional impact on serum lipid fractions in growing rats, we have heated this oil at temperature 98 ± 2˚C with air insufflation and a continue shaking. After 42 hours of heats, this oil presents an acid index near 1.68% peroxide index over 386.3 meq O₂/ kg with 18:2 n-6 content of 38.2% and 30% of polar compounds.

This oil has been incorporated to semi-synthetic diet at respectively 5 and 10% doses for nourishing weaning young male rats. A group of rats received 10% of oxidised oil enriched with vitamin E.

Treatment duration was about 9 weeks. The results show growth retardation with weight loss and liver hypertrophy in rats having ingested treated oil, low cholesterol, triglyceride and phospholipide concentrations in all treated groups. Diminution of serum cholesterol lipoproteins HDL, LDL and VLDL par- ticularly in rats fed on 5% of oxidised oil against a significant rise (P<0.05) of LDL cholesterol in rats ingested 10% of treated oil. Apo AI are positively correlated to HDL. Both Lp(a) and Apo B are positively correlated with LDL.

The effect of period and type of treatment have together a marked influence on all the experimental groups. Furthermore, the effect of dose has a real impact for all parameters studied respectively for the first group which fed on 5 and for the second which fed on 10% of oxidised oil. Moreover, the rats fed 10% of oxidised oil enriched with vitamin E presents a tendency to a re-establishment of different parameters studied above.

Key-words

thermooxidised oil, rat, serum lipids, vitamin E, growth.

* Département de nutrition humaine. Institut National Agronomique El-Harrach- Algérie.

Correspondance : [email protected]

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RÉSUMÉ

Dans le but de déterminer l’incidence nutritionnelle de la consommation de l’huile de tournesol sur les fractions lipidiques sériques chez le rat en croissance, nous avons chauffé cette huile à une température de 98 ± 2 ˚C avec une insufflation d’air et une agitation continue. Après 42 heures de chauffage, cette huile présente un indice d’acide de 1,68%, un indice de peroxyde de 386,3 meq d’O₂/kg avec une teneur en 18:2 n-6 de 38,2 % et plus de 30 % de composés polaires. Cette huile a été incorporée à des doses de 5 et 10 % dans un régime semi-synthétique pour l’alimentation de jeunes rats mâles sevrés. Un autre lot de rats a reçu 10 % de l’huile oxydée enrichie en vitamine E. La durée de traitement est de 9 semaines. Les résul- tats obtenus montrent un retard de croissance avec perte de poids et une hypertrophie du foie chez les rats ayant consommé l’huile traitée, une baisse des concentrations plasmatiques du cholestérol, des triglycérides et des phospholipides chez les groupes traités. Une diminution des concentrations de cholestérol liées aux lipoprotéines plasmatiques : HDL, LDL et VLDL par- ticulièrement chez les rats ayant consommé 5 % d’huile oxydée contre une augmentation significative (P < 0,05) de cholestérol LDL des rats ayant ingéré 10 % de l’huile traitée. Les Apo A1, sont corrélées positivement avec le cholestérol HDL alors que les Apo B et les Lp(a) le sont avec le cholestérol LDL. L’effet « durée du traitement » et « effet type de traitement » ont eu une influence notable sur tous les lots expérimentaux. En outre, l’effet dose a été observé de manière systématique pour tous les paramètres où les baisses ont été les plus significatives pour les lots ayant consommé respectivement 5 et 10 % d’huile traitée. Les rats ayant consommé 10 % d’huile oxydée enrichie en vitamine E, présentent une tendance au rétablissement des diffé- rents paramètres étudiés.

Mots clés

huile oxydée, rat, lipides sériques, vitamine E, croissance.

Abréviations

LDL : lipoprotéine à faible densité VLDL : lipoprotéine à très faible densité HDL : lipoprotéine à densité élevée Ct : cholestérol total

IHS : indice hépato-somatique

1 – INTRODUCTION

De nombreux travaux scientifiques ont attiré l’attention sur l’altération des corps gras au cours des traitements thermiques. En effet, les acides gras dits

« trans » apparaissent lors d’un chauffage prolongé ou lors d’un traitement de

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raffinage des huiles végétales. Ces composés constitueraient un danger poten- tiel pour la santé. Des études antérieures ont montré, en effet, que les huiles oxydées thermiquement provoquent une détérioration peroxydante du foie de cobayes.

NAUDET (1984) a rapporté que les huiles chauffées à l’air à la température de friture (170-200 ˚C) contiennent un mélange complexe de composés d’oxydation, polymérisation, hydrolyse, fragmentation et cyclisation. De même, GUILLAUMIN (1969), EL-SHAMIet al. (1992), SANCHEZ-MUNIZ et al. (1998) ont mis en évidence les modifications physico-chimiques des huiles lors de leurs chauf- fages ainsi que la caractérisation et l’identification des composés néo-formés.

Ces composés sont capables de perturber les structures membranaires et les fonctions cellulaires. Certaines de ces réactions contribueraient à la surve- nue de maladies dégénératives, de cancers et (ou) de processus de vieillissement.

Les études sur les modèles animaux dont celles de PERKINS (1976), CAUSERET (1982), SANCHEZ-MUNIZ et al. (1998) et HOCHGRAF et al. (1997) ont contribué à la détermination des effets physiopathologiques éventuels des huiles chauffées. Les résultats de ces travaux restent divergents et des interroga- tions demeurent en suspens. Néanmoins, tous s’accordent à dire qu’il y a un retard de croissance, perturbation du métabolisme lipidique, hypertrophie du foie chez les rats ayant consommé de l’huile oxydée par rapport aux témoins.

C’est dans ce contexte que cette étude a été entreprise afin de déterminer in vivo, chez le rat l’existence des effets physiologiques éventuels sous l’action d’un régime à base d’huile de tournesol thermooxydée en s’intéressant plus particulièrement aux fractions lipidiques sériques en fonction de la durée et du type de traitement ainsi que des doses d’huiles ingérées.

2 – MATÉRIEL ET MÉTHODES

Trente rats mâles albinos de souche Wistar issus du centre d’élevage de l’Institut Pasteur d’Algérie ont été utilisés dès le sevrage.

Ces animaux sont mis dans des cages en polypropylène à une température de 24 ˚C et une humidité relative de 50 %. Ils sont nourris à partir d’un régime semi-synthétique préparé à cet effet. Le cycle jour-nuit est de 12 heures, la nourriture est donnée ad libitum.

2.1 Oxydation de l’huile

Un échantillon de 700 ml d’huile de tournesol est chauffé à une température de 98 ± 2 ˚C. Le débit est maintenu à 11 litres par seconde avec une agitation permanente. La thermooxydation est effectuée pendant 48 heures. Ce test d’oxydation est inspiré de celui de Swiff. (AFNOR. NF. T60. 219. 1988) ; CASTRA-ROSSIGNOL (1995).

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2.2 Échantillonnage

Trente rats sont répartis en 5 lots égaux :

Lot 1 : reçoit un régime témoin avec 5 % d’huile de tournesol fraîche.

Lot 2 : reçoit un régime avec 5 % d’huile oxydée.

Lot 3 : reçoit un régime avec 10 % d’huile fraîche.

Lot 4 : reçoit un régime avec 10 % d’huile oxydée.

Lot 5 : reçoit un régime avec 10 % d’huile oxydée + vitamine E (50 mg vit.

E/kg sous forme d’acétate de tocophérol (Ascor-chimici-Italie).

La composition du régime alimentaire est similaire à celle proposée par LOPEZ-VARELA et al., (1995), HOCHGRAFet al., (1997) et SANCHEZ-MUNIZ et al., (1998) : protéines 16 %, sucres simples 28 %, lipides (huile de tournesol 5 et 10 %), minéraux 7 %, vitamines 1 %, fibres (Agar 3 %) dL-méthionine 0,3 %, on complète à 100 % par un sucre complexe : amidon.

Les animaux reçoivent des régimes respectifs durant une période de 9 semaines. Le premier prélèvement de sang et les pesées sont réalisés après une semaine d’adaptation. L’opération est ensuite répétée toutes les 3 semaines.

2.3 Prélèvements sanguins

Ils sont effectués à jeun au niveau du sinus rétro-orbital utilisant les micro- hématocrites. Le sang recueilli est centrifugé à 3 500 t/min pendant 15 min. Le sérum obtenu dans des tubes secs est conservé à – 20 ˚C jusqu’au moment des dosages.

2.4 Dosages et analyses

2.4.1 Mesures pondérales

La courbe de croissance est établie à partir des poids moyens des rats avant chaque prélèvement. Le gain de poids est défini comme étant la diffé- rence entre le poids final et le poids initial. L’indice hépato-somatique est cal- culé à partir du rapport entre le poids du foie sur celui du corps × 100 (LOPEZ- VARELA et al.1995).

2.4.2 Dosages biologiques

Le cholestérol plasmatique est réalisé par la méthode CHOD-PAP par hydrolyse enzymatique (Human Biochimica Gmbh, Allemagne).

Les triglycérides et les phospholipides sériques sont déterminés par le dosage colorimétrique en évaluant le quinonème libéré par la peroxydase (Bio- merieux-vitek. USA) et (spin react. S.A. Espagne).

Les lipoprotéines plasmatiques

Le cholestérol HDL : le cholestérol VLDL et le cholestérol LDL précipitent par addition d’acide phosphotungstique et de chlorure de magnésium.

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Le surnageant obtenu après centrifugation contient le cholestérol HDL qui est dosé par le réactif liquicolor.

La concentration de cholestérol LDL est calculée selon la formule de FREIDEWALD et al.(1972).

LDLc = Ct - HDLc - TG/5 (mg/dl).

Le cholestérol contenu dans les VLDL est estimé par différence : VLDLc = Ct - (HDLc + LDLc).

Dosage de la LP(a) : le latex immuno-essai est basé sur l’agglutination directe des LP(a) avec les particules de latex, recouvertes d’un anticorps spéci- fique. L’échantillon provoque des agglutinations avec l’anti-LP(a). Cette agglutination est proportionnelle à la concentration en LP(a) et mesurée par turbidimétrie (FRUCHART, 1988).

Dosages des apo-protéines

Les Apo-protéines AI (Apo-AI) sont réalisées par dosage immunologique qui nécessite la préparation d’immunosérums spécifiques et d’étalons appropriés, l’Apo-AI antigène dans l’échantillon ou le standard, provoque des agglutinations immunologiques avec l’anti-Apo-AI (FRUCHART 1988).

Apo-protéines B : l’Apo-B antigène dans l’échantillon ou le standard provoque des agglutinations immunologiques avec l’anti-Apo B.

2.4.3 Dosage de la vitamine E sérique

Le dosage de l’α-tocophérol a été effectué par chromatographie liquide à haute performance (HPLC) (DRISKELL et al. 1987). La vitamine E est extraite à l’aide d’hexane. Un mélange de 500 µl de sérum et 1 ml d’hexane, est agité à l’aide d’un vortex pendant 3 min. à l’abri de la lumière. Après centrifugation à 3 000 t/min pendant 15 min. à + 4 ˚C, 700 µl de surnageant sont prélevés et évaporés sous courant d’azote. Le résidu d’évaporation est récupéré dans 100 µl de méthanol à partir duquel 20 µl sont prélevés et injectés.

Conditions opératoires

Système d’injection type Rhidime- boucle d’injection : 20 µl, colonne type : C18 (25 × 0,46). Détecteur : modèle Jasco. UV 970/975. Intégrateur : Jasco 807 IT.

Phase mobile : méthanol. Pompe de type Jasco- Modèle PU980. Débit : 1 ml/min.

2.5 Analyses statistiques

L’analyse de la variation des moyennes est réalisée par le logiciel STATITCF avec une probabilité P < 0,05.

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3 – RÉSULTATS ET DISCUSSION

3.1 Poids corporel

Les résultats montrent que dans tous les lots, le poids du corps évolue de manière progressive jusqu’à la fin du traitement. Quant au type de traitement, les données montrent que le poids corporel le plus élevé est enregistré chez le lot (huile fraîche à 5 %), suivi du lot 2 (huile oxydée à 5 %). Cependant, le lot 4 (huile oxydée 10 %) accuse un retard de croissance dès la 3^e semaine pour se rétablir par la suite (figure 1a). Plusieurs auteurs, en particulier VILAS et al. (1976) ont obtenu une réduction du poids corporel des rats nourris pendant 14 semaines avec une huile de maïs oxydée.

L’effet dose sur les lots 2 et 4 a montré des progressions significatives des poids corporels tout au long de la période de traitement. Ainsi, l’effet dose n’apparaît qu’en fin de traitement de manière significative (P < 0,05). Le gain de poids moyen le plus important est enregistré chez le lot 1 : 188,67 g contre 134,33 g pour le lot 2, qui accuse un retard de croissance de 28 %. Par ailleurs, le lot 4 enregistre un retard de croissance de 24 % par rapport au lot témoin.

L’impact de l’effet dose sur le gain de poids montre un retard de croissance de 12,65 % chez les rats du lot 4 par rapport à ceux du lot témoin (figure 1b).

BLANC-GONDARMARY (1989) a obtenu une réduction de croissance allant de 20 à 23 % chez des rats nourris pendant un mois avec un régime contenant 4 % d‘huile de tournesol oxydée pendant 30 h à 98 ˚C.

La réduction de croissance observée après ingestion d’une huile oxydée résulte d’une toxicité induite par la présence de dérivés oxygénés et d’un apport lipidique moindre du fait de la dégradation de l’acide linoléique au cours de l’oxydation de l’huile (LOPEZ-VARELA,1995 ; VILAS et al.1976 ; AMMOUCHE et al.

2002).

Quant à l’indice hépato-somatique, il apparaît que les poids moyens des foies chez les rats des lots 1 et 2 sont assez stables et qu’aucune différence significative n’est observée. Chez les rats des lots 4 et 5 nous avons enregistré des augmentations significatives (p < 0,05) du poids du foie à la fin du traitement. Au contraire, les rats du lot 3 présentent une diminution conséquente des poids du foie à la fin du traitement. Si l’on considère que les différences des poids du foie sont représentées par l’IHS, celui-ci est plus élevé chez les rats des lots 4 et 5 par rapport à ceux du lot témoin (figure 1c) témoignant ainsi d’une hypertrophie du foie, phénomène constaté par POTTEAU et al. (1977), CAUSERET, (1982 ) et SANCHEZ-MUNIZ et al., (1998). Les auteurs concluent sou- vent à une toxicité des produits de l’oxydation de l’huile, attribuée principale- ment à la fraction monomérique cyclique. L’augmentation de la taille des cellules hépatiques constatée par LOPEZ-VARÉLA et al. (1995) est due à la pré- sence de cellules binucléees imputées à un processus de régénération concur- rentielle.

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4,92 4,79 3,87

4,64 4,41

0 1 2 3 4 5 6 7

Lot 1 Lot 2 Lot 3 Lot 4 Lot 5

0 50 100 150 200 250 300 350

0 3 6 9 semaines

L1 L2 L3 L4 L5

188,67

134,33

155 138,67

117,33

0 50 100 150 200 250

Poids (g)Gain de poids (g)Indice hépato-somatique

1a

1b

1c

Figure 1

Évolution du poids (1a), du gain de poids (1b) et de l’indice hépato-somatique (1c) en fin de traitement.

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3.2 Paramètres sériques

Pour les paramètres lipidiques sériques tels que : le cholestérol, les triglycé- rides et les phospholipides, nous avons observé une augmentation de leurs concentrations chez les lots 1 et 3. En revanche, l’inverse s’est produit pour les rats issus des lots 2 et 4. Les rats ayant consommé de l’huile oxydée présen- tent une baisse de la cholestérolémie, particulièrement ceux du lot 4. D’autre part, chez le lot enrichi en vitamine E, le cholestérol sérique tend à se stabiliser (figures 2a et 2b).

LIU et LEE (1998), ont obtenu, après administration à un taux de 15 %, pendant 4 semaines, d’huile de soja oxydée au cours de 4 cycles de fritures ayant duré chacune 6 heures à une température de 205 ˚C, une diminution de la teneur en triglycéride et en cholestérol plasmatiques. Ils stipulent que cette baisse est due à la réduction de l’absorption des lipides et suggèrent que l’huile oxydée perturbe la formation et le devenir des micelles d’où un défaut d’absorption des lipides.

Par ailleurs, une augmentation des taux de phospholipides est signalée chez les rats du lot 3 (133,78 mg/dl) contre une baisse significative de 74,79 mg/dl chez les rats ayant ingéré de l’huile oxydée à 10 %. Cependant, il n’y a pas eu modification pour les lots 2 et 5 (figure 2c). PATURREAU, (1999), souligne qu’avec l’âge, le métabolisme des lipides est perturbé. SANCHEZ-MUNIZ et al. (1996) expliquent cette diminution par la réduction de la biosynthèse de l’activité de la LCAT, elle-même due à une réduction de la biosynthèse du cholestérol VLDL au niveau du foie.

3.3 Variation des lipoprotéines sériques

Les résultats montrent une élévation du cholestérol HDL, LDL et VLDL chez les rats des lots 1 et 3. Chez les autres lots expérimentaux, on a enregistré une baisse significative du cholestérol HDL (figure 3a). Par ailleurs, les rats du lot 4 présentent plutôt un taux de cholestérol LDL élevé à la fin de l’essai (figure 3b).

Le cholestérol VLDL des rats du lot 4 baisse de manière significative (p < 0,05) par rapport aux témoins (figure 3c). Selon SANCHEZ-MUNIZ et al. (1998), la fraction cholestérol LDL sérique des rats ayant consommé de l’huile de tournesol de plusieurs fritures, à 15 % d’incorporation dans le régime, est élevée ce qui pourrait être une conséquence d’une diminution de l’absorption de l’acide oléi- que.

Afin d’évaluer l’indice d’athérogénicité, nous utilisons le rapport LDLc / HDLc. Le rapport le plus défavorable, est obtenu chez les rats du lot 4 avec une valeur maximale de 1,13 (figure 4). Selon FRUCHART (2000), le taux de cholesté- rol HDL sanguin est étroitement et inversement corrélé au risque cardio-vascu- laire.

Le rapport Apo-AI /Apo-B est plus élevé chez les rats du groupe témoin, contrairement aux autres lots expérimentaux qui présentent des taux élevés en Apo-B.

Notons, enfin, une teneur élevée des Lp(a) à la fin de l’essai particulièrement chez les rats du lot 4 (figure 5).

(9)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

0 3 6 9 semaines

0 20 40 60 80 100 120

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Phospholipides (mg/dl)Triglycérides (mg/dl)Cholestérol (mg/dl)

2a

2b

2c

Figure 2

Évolution des teneurs en cholestérol (2a),en triglycérides (2b) et en phospholipides (2c) en fonction du type de traitement.

(10)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50 60 70

0 5 10 15 20 25

Lot 1 Lot 2 Lot 3 Lot 4 Lot 5 LDLc (mg/dl)VDLc (mg/dl) HDLc (mg/dl)

3a

3b

3c

Figure 3

Évolution des concentrations en HDLc(3a), LDLc (3b) et VLDLc (3c) fonction de la durée du traitement.

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3.4 Concentrations sériques en vitamine E

Lot 1 Lot 2 Lot 3 Lot 4 Lot 5

[Vit E] mg/100ml 0,196 0,170 0,175 0,122 0,238

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

LDLc/HDLc

0 3 6 9

Figure 4

Évolution du rapport LDLc/HDLc en fonction du temps en semaines.

25,25 24,85

24,85 25,11

24,98 32,75

47,48 41,17

30,64 38,14

0 10 20 30 40 50 60

Lot 1 Lot 2 Lot 3 Lot 4 lot 5

Lp (a)

0 9

Figure 5

Concentration des Lp(a) en fin de traitement.

(12)

Il ressort que les concentrations enregistrées chez les rats du lot 5 sont significativement plus élevées par rapport aux autres lots (p < 0,05). Comme la vitamine E circulante est transportée par les lipoprotéines plasmatiques, il existe une relation directe entre les teneurs en α-tocophérol et les fractions lipidiques. Celle-ci explique en partie la cohérence des taux obtenus.

LIU et CHING-JANG (1996) relatent que des rats nourris à base d’huile de poisson oxydée, pendant 9 semaines, ont présenté une déficience en vitamine E. Ceci correspond aux taux élevés de l’activité de la pyruvate kinase et d’une diminution d’α-tocophérol au niveau des tissus.

JIALAL, cité par DOUSTE-BLAZY et MENDY (1988) a montré au cours d’une étude que la dose minimale de 400 UI/jour d’α-tocophérol est susceptible de diminuer l’oxydation de cholestérol LDL.

Par ailleurs, il est nécessaire de respecter un certain équilibre entre acides gras polyinsaturés et vitamine E (interaction vitamine E/acide linoléique) au sein des régimes alimentaires. Ce rapport devrait être supérieur à 0,6.

4 – CONCLUSION

Les résultats obtenus laissent apparaître une implication de l’huile oxydée dans le désordre du métabolisme lipidique et de la croissance chez les animaux, sans pour autant provoquer la mortalité. Il est à noter également que l’adjonction de la vitamine E dans les régimes alimentaires corrige en partie ces anomalies métaboliques.

D’autres études sont nécessaires pour élucider l’impact réel des acides gras dits trans issus de l’oxydation des huiles sur le comportement de l’activité enzymatique de certains organes tels que le foie et les reins.

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FORMATION CONTINUE COURSE

Paris

15-19 novembre 2004

Spectrométrie d’absorption atomique : flamme, hydru- res et four graphite

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Analyse sensorielle : méthodes et mise en place d’un laboratoire

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ICP/MS : Principes et applications Dr O.-F.-X DONARD (CNRS, Pau)

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Dr A.-M. de KERSABIEC (CNRS Paris)

Bordeaux 29 novembre - 3 décembre 2004

Spectrométrie de masse et techniques couplées Dr P. GARRIGUES (CNRS, Univ. Bordeaux 1)

Paris

7-9 décembre 2004

Échantillonnage, prélèvements élémentaires et prépara- tion de l’échantillon de laboratoire

Pr J.-J. DAUDIN (INA P-G, Paris)

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