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Dans chaque numéro, Sciences des Aliments reproduit, pour son actualité, son originalité ou ses implications scientifiques, un article précédemment publié dans Cholé-Doc, bimestriel d’actua- lités nutritionnelles du CERIN, destiné aux médecins, chercheurs et spécialistes de la nutrition.
Le CERIN (Centre de recherche et d’information nutritionnelles), association loi 1901, est un organisme scientifique dont la mission est de favoriser le développement et la diffusion des connaissances sur les relations entre alimentation et santé. En partenariat avec les organismes de santé publique et les professionnels de santé, le CERIN met en place des programmes de recherche, de formation et d’information. Ces actions ont pour objectif de valoriser les bénéfi- ces des comportements alimentaires équilibrés dans une perspective de prévention nutrition- nelle adaptée aux différents groupes de population.
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L’ACTUALITÉ EN NUTRITION
Environnement et santé : des interactions dès la période prénatale et une recherche active
M.-A. Charles
Directeur de recherche INSERM – Unité 258 – 16, avenue Paul-Vaillant-Couturier – 94807 Villejuif cedex – France.
1 – INTRODUCTION
Dans un contexte de préoccupations grandissantes sur le lien entre expositions pré- coces dès la période prénatale et le développement et la santé ultérieure des individus, des études épidémiologiques prospectives démarrant dès la grossesse se sont mises en place dans plusieurs pays. En France, l’étude EDEN (Étude des Déterminants pré et post- natals du développement et de la santé de l’Enfant) a débuté en 2003 : le point…
Au cours de ces dernières décennies, parallèlement à de profondes modifications de notre environnement et de notre mode de vie, on a assisté à des changements notables de l’état nutritionnel des populations, avec une proportion grandissante de femmes débutant leur grossesse en état de surcharge pondérale. Dans l’enquête OBEPI [1], il a été estimé que 14 % des femmes de 18 à 24 ans et 27 % des femmes de 25 à 34 ans étaient en surpoids en 2003 en France. De plus, l’âge moyen des femmes lors de leur première grossesse tend à augmenter et avec lui la probabilité de présenter surpoids et troubles métaboliques.
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2 – FACTEURS NUTRITIONNELS ET MÉTABOLIQUES MATERNELS ET CONSÉQUENCES POUR L’ENFANT
Les facteurs nutritionnels et métaboliques maternels qui affectent la croissance fœtale et le poids de naissance sont l’objet d’un intérêt grandissant non seulement pour la pré- vention du risque obstétrical mais également pour leur implication potentielle dans la santé ultérieure des enfants. En effet, bien que permettant la naissance d’un enfant viable et en bonne santé apparente, certains de ces facteurs pourraient affecter le développe- ment de certains organes ou orienter le métabolisme de façon à entraîner une plus grande susceptibilité au développement de l’obésité et de certaines maladies chroniques plus tard au cours de la vie, et tout particulièrement du diabète de type 2.
Des conséquences à long terme pour l’enfant sont déjà bien connues pour les enfants nés de mère diabétique pendant la grossesse. Les conséquences du diabète maternel pendant la grossesse ne se limitent pas en effet au risque de malformations congénitales et de macrosomie fœtale. Il a également été démontré qu’indépendamment de leur poids de naissance, les enfants ou jeunes adultes nés de mère diabétique pendant la grossesse présentent, quel que soit le type de diabète maternel, une plus grande fréquence de surpoids, d’insulinorésistance [2, 3] et d’intolérance au glucose [4] que les enfants nés de mère non diabétique. Cet effet ne peut s’expliquer entièrement par la transmission de gènes prédisposant au diabète mais traduit un effet persistant de modification de la crois- sance et du métabolisme fœtaux induites par l’environnement intra-utérin diabétique.
À côté du milieu intra-utérin diabétique, d’autres types de milieux ou conditions intra- utérins sont associés à des conséquences sur la santé à long terme. En effet, à la suite des publications initiales de David BARKER et de son équipe, de nombreuses autres étu- des ont montré que le poids de naissance, qui traduit en partie l’effet de l’environnement intra-utérin sur la croissance fœtale, est associé à des événements de santé survenant bien après la naissance en particulier au risque de maladies chroniques de l’adulte telles que le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires [5-7]. Il a depuis été observé que ces conséquences sur la santé sont particulièrement nettes chez les individus qui ont par la suite présenté une croissance post natale rapide [8]. Le retard de croissance intra- utérin affecte toujours 3 % des grossesses dans les pays développés comme la France.
Une partie de ces retards de croissance a une origine placentaire mal expliquée.
3 – DES MÉCANISMES ENCORE MAL CONNUS
Chez l’animal, des manipulations expérimentales des conditions de gestation ont apporté de solides arguments en faveur du rôle causal des conditions nutritionnelles intra-utérines sur la santé ultérieure [9, 10]. Les mécanismes précis de ces relations ne sont pas connus, mais certaines hypothèses ont été avancées : des conditions de gros- sesse particulières représenteraient une entrave au développement de certaines lignées cellulaires ou, au contraire, favoriseraient le développement préférentiel d’autres lignées.
Il est possible également que des altérations fonctionnelles soient en cause telles que, par exemple, des modifications durables de l’expression de certains gènes. La progres- sion dans la connaissance des mécanismes épigénétiques offre un cadre conceptuel pour explorer les relations entre environnement au début de la vie et santé à long terme.
Les mécanismes épigénétiques contrôlent la conformation de la chromatine sur l’ensem- ble du génome et de ce fait régulent l’expression des gènes. Ils pourraient expliquer que certains stimuli nutritionnels à des phases ontogéniques critiques modifient de façon durable l’expression de différents gènes potentiellement importants pour la santé [11].
Dans ce contexte, il est particulièrement intéressant de noter que la plupart des gènes contrôlant la croissance en début de vie sont soumis à empreinte [12], ce qui signifie qu’ils sont le siège de modifications épigénétiques qui inhibent l’expression du gène pro- venant de l’un des deux parents aboutissant à une expression monoallélique.
Les modifications de l’environnement auquel les femmes enceintes sont actuellement exposées ne sont pas uniquement d’ordre nutritionnel mais concernent également l’envi-
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ronnement physico-chimique et psychosocial. Bien qu’elles ne puissent être détaillées ici, des questions sont également soulevées sur les conséquences à long terme de ces modifications environnementales. On peut citer par exemple l’activité de perturbateur endocrinien de certaines substances utilisées en agriculture, contenues dans l’alimenta- tion, les produits ménagers, les cosmétiques qui sont incriminées dans l’augmentation de la fréquence d’anomalies du développement de l’appareil génital masculin tels que la cryptorchidie ou l’hypospadias [13].
4 – LA MISE EN PLACE D’EDEN
C’est dans ce contexte de préoccupations grandissantes sur le lien entre expositions précoces dès la période prénatale, développement et santé ultérieure des individus que se sont mises en place dans plusieurs pays des études épidémiologiques prospectives démarrant dès la grossesse. La France n’est pas en reste. L’étude EDEN, dont l’INSERM est le promoteur (Étude des Déterminants pré et post natals du développement et de la santé de l’Enfant) a débuté en 2003. Elle rassemble des épidémiologistes de l’Institut Fédératif de Recherche 69 (Villejuif) et des cliniciens et des biologistes des CHU de Poi- tiers et Nancy. Fin janvier 2006, 2 000 femmes enceintes auront été recrutées en moyenne à 15 semaines d’aménorrhée dans les maternités des CHU de Nancy et Poitiers.
Un suivi de la femme pendant la grossesse puis de l’enfant est organisé et se décom- pose en trois niveaux successifs qui permettront de préciser l’enchaînement des événe- ments et de faire des hypothèses sur les chaînes de causalité.
4.1 La femme enceinte et le fœtus
Il s’agit d’étudier les relations entre des facteurs d’exposition maternels et de l’état de santé maternel, et le développement du fœtus évalué par des méthodes non invasives (échographie, doppler).
4.2 Le nouveau-né
Les facteurs d’exposition et de santé maternels et les marqueurs du développement fœtal seront mis en relation avec l’état de l’enfant à la naissance.
4.3 Le jeune enfant
Les facteurs les plus prédictifs de l’état de santé de l’enfant d’âge préscolaire, de son développement psychomoteur, cognitif et comportemental, mais aussi de phénotypes intermédiaires associés aux maladies de l’adulte seront recherchés parmi les paramètres des deux niveaux précédents et ceux relevés pendant les premiers mois de vie.
5 – DES OBJECTIFS SPÉCIFIQUES
Dans le cadre de cet objectif général, l’étude met l’accent sur un certain nombre d’objectifs spécifiques qui concernent :
5.1 La santé de l’enfant
Les aspects cliniques et biologiques : concernent en priorité le développement sta- turo-pondéral et de l’adiposité, le développement d’allergies, la survenue d’infections, la pression artérielle, l’état de l’appareil génital masculin et une évaluation métabolique de l’enfant à l’âge de 5 ans.
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Le développement psychomoteur, cognitif et comportemental : la valeur prédic- tive des facteurs prénatals, périnatals et postnatals précoces sur le développement psy- chomoteur et cognitif de l’enfant d’âge préscolaire sera spécifiquement recherchée. On regardera notamment comment le contexte social et familial interagit avec ces facteurs, permettant ainsi d’aborder les mécanismes de protection ou de vulnérabilité durant la première année de vie.
Ces différents domaines de la santé de l’enfant, clinique et biologique, développe- ment psychomoteur et cognitif, ne sont pas indépendants. Leurs relations seront étu- diées et les mécanismes communs en amont recherchés.
5.2 Les déterminants, marqueurs de risque ou/et de protection étudiés
L’état clinique maternel : en particulier l’état nutritionnel et métabolique maternel et la présence de pathologies pendant la grossesse.
Les marqueurs génétiques : seront recherchés des marqueurs génétiques qui pourraient modifier l’effet des facteurs précoces étudiés (facteurs d’exposition et de santé maternels et marqueurs du développement fœtal et des premiers mois de vie) sur la santé de l’enfant.
Les expositions environnementales pré et postnatales : le tabac, les toxiques de l’environnement domestique ou professionnel, l’exposition aux rayonnements ionisants chez les parents, les contacts avec des allergènes, et l’alimentation de la mère et de l’enfant feront l’objet d’une évaluation détaillée au moyen de questionnaires et de mar- queurs biologiques.
Les facteurs sociaux : une situation sociale défavorisée est souvent associée à un cumul de facteurs de risque qui peuvent influer sur le déroulement de la grossesse et intervenir sur l’état de l’enfant à la naissance, ainsi que sur sa santé ultérieure. Un des objectifs de l’étude est de mieux comprendre comment ces facteurs interagissent avec des déterminants cliniques et biologiques précoces pour influencer la santé de l’enfant d’âge préscolaire.
Les facteurs psychoaffectifs : l’état de santé mentale de la femme pendant la gros- sesse, ainsi que la qualité du support conjugal et familial, seront également pris en compte.
Les anomalies des examens pratiqués pendant la grossesse : cette étude permet- tra d’examiner les relations entre les anomalies d’examens pratiqués dans le cadre de la surveillance de la grossesse, comme le doppler ou certains examens biologiques, et la santé et le développement ultérieur de l’enfant. En effet, les évaluations courantes se limi- tent majoritairement aux relations avec l’état de l’enfant à la naissance.
Plusieurs collections biologiques sont constituées : sérothèque, plasmathèque, ban- que d’ADN à partir du sang maternel pendant la grossesse et du sang du cordon à la naissance, congélation d’urine et de salive maternelles pendant la grossesse, congélation de fragments de placenta, congélation de colostrum maternel et de méconium du nou- veau-né, conservation de cheveux de la mère et de l’enfant à différents âges, sérothèque et plasmathèque à partir du sang de l’enfant à 5 ans, ADN du père.
6 – ÉTAT D’AVANCEMENT
En septembre 2005, 1 815 femmes étaient incluses dans l’étude dont 1 549 avaient accouché. Les femmes étaient âgées de 29 ans en moyenne et il s’agissait de leur pre- mière grossesse pour 33 % d’entre elles. Les sorties d’études s’élevaient à environ 8 % des inclusions, pour des raisons personnelles dans 86 % des cas. Le plus âgé des enfants avait plus de 2 ans. Le premier examen de suivi avait été réalisé pour 636 enfants âgés de un an, ce qui correspondait à un taux d’acceptation de 90 %.
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7 – CONCLUSION
Un certain nombre d’arguments épidémiologiques et l’expérimentation animale sug- gèrent que la plasticité importante de la période fœtale des premiers mois de vie est à l’origine non seulement d’une sensibilité particulière à certains toxiques mais également d’une « programmation » durable de certaines fonctions de l’organisme par des condi- tions d’environnement dès la vie intra-utérine. La contribution de ces phénomènes à la santé ultérieure des individus reste débattue [14], en particulier en regard de tous les fac- teurs environnementaux susceptibles d’intervenir sur la santé pendant l’enfance et la vie adulte. La réponse à cette question essentielle ne peut provenir que d’études épidémiolo- giques longitudinales. À côté d’autres études plus ciblées sur certaines expositions pré- coces ou certains aspects de la santé des enfants, EDEN représente la participation française à ce champ de recherche en plein développement sur le plan international.
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