CD Aliments ultra-transformés et santé cardiovasculaire : vers une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents

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Constat scientifique à l'origine du projet : pertinence, originalité, utilité : Les aliments ultra-transformés, définition et classification Ces dernières décennies ont été marquée par l'émergence des aliments ultra-transformés (AUT), formulations d'ingrédients, majoritairement à usage industriel, et d'additifs créés à partir d'une série de procédés technologiques très dénaturants, tel que cuisson-extrusion (1). Les AUT contiennent au moins un marqueur d'ultra-transformation dans sa liste d'ingrédients, c'est-à-dire un ingrédient obtenu par synthèse (comme les édulcorants artificiels) ou par une succession de procédés physiques, chimiques et/ou biologiques conduisant à sa purification (comme les amidons) et/ou à une forte dégradation par rapport à sa matrice originelle (comme le sirop de glucose). Les AUT, hautement palatables, attractifs, pratiques, prêt à l'emploi et peu chers, ont conquis les consommateurs (représentant jusqu'à 60% des apports énergétiques selon le pays). Les AUT sont peu nutritifs, riches en graisses, sel, sucres, acide gras trans et pauvres en fibres. L'AUT est éloigné de l'aliment d'origine car sa matrice est dégradée et artificialisée, et pourtant ils représentent 69% des aliments emballés en grande distribution (2). On peut retrouver, entre autres, parmi les AUT les boissons sucrées, les plats préparés, les céréales du petit-déjeuner, les soupes en sachet ou encore les « steaks végétaux ». Plusieurs types de système de classification ont été proposé (3–7), la classification NOVA étant la plus largement utilisée dans les études nutritionnelles et étiologiques (5). Cette classification NOVA a été mise au point par une équipe de chercheurs de l'université de Sao Paulo, et permet de catégoriser les aliments selon leur nature et degré de transformation. Cette classification permet de distinguer 4 groupes technologiques : 1) les aliments bruts ou peu transformés (pasteurisation, réfrigération, ..), 2) les ingrédients culinaires, comme par exemple les huiles qui sont obtenus par des techniques de pressage et d'extraction, 3) les aliments transformés qui sont obtenus en combinant les aliments des groupes 1 et 2, 4) les aliments ultra-transformés qui sont obtenus par des techniques industrielles plus complexes et ayant recours à la recombinaison de produits grâce à des ingrédients d'origine industrielles. En se basant sur la classification NOVA, les études épidémiologiques ont pu mettre en évidence que le volume des ventes des AUT augmente mondialement et il existe une progression importante de la part des AUT dans notre alimentation au cours des 20 dernières années (8). Néanmoins, il existe des disparités entre les pays (9). Les Etats-Unis sont de loin les plus gros consommateurs (58% de l'apport énergétique total), suivent ensuite Le Royaume-Unis (57%), le Canada (48%) mais la France est aussi un pays de fort consommateur (36%) (9, 10,11). Aliments ultra-transformés et santé cardiovasculaire La consommation d'une forte proportion d'AUT dans l'alimentation est associée à une augmentation de l'indice de masse corporelle (IMC). Une étude randomisée a mis en évidence qu'avoir un régime alimentaire riche en AUT pendant 2 semaines engendre une augmentation des apports caloriques de 500 kcal par jour et une prise de poids de 0.9 kg. Cette étude suggère que la consommation d'AUT incite à manger davantage en engendrant une prise de poids (12). Il s'agit de la seule étude randomisée existante concernant la consommation d'AUT en population générale. Par ailleurs, de nombreuses études observationnelles et méta-analyses, ont montré que la consommation d'AUT était associée à une augmentation du risque de nombreuses pathologies (cancers, dépressions, MICI, diabète, démences…), et plus particulièrement les maladies cardiovasculaires (9,13). Dans la cohorte française NutriNet-Santé, une augmentation de consommation d'AUT de 10 % était associée à un risque accru de 12 %, 13 % et 11 % pour les maladies cardiovasculaires globales, les maladies coronariennes et les maladies cérébrovasculaires, respectivement (14). Dans la cohorte Framingham Offspring, chaque portion supplémentaire quotidienne d'AUT était associée à un risque accru de 7 % et 9 % respectivement pour les maladies cardiovasculaires incidentes et les maladies coronariennes (15). Et enfin, une augmentation du risque de maladie coronarienne incidente a été observée au-delà de 4 portions quotidiennes dans l'étude ARIC (Atherosclerosis Risk in Communities) (16). Néanmoins la pathophysiologie sous-jacente à ces associations reste méconnue. En janvier 2023, le sénat a émis une note qui dit en substance : “Afin de combler les lacunes actuelles dans l'état des connaissances, il apparaît primordial d'intensifier les recherches publiques dédiées aux impacts des aliments ultra-transformés et de leurs composants (additifs, etc.), ainsi qu'aux mécanismes sous-jacents (17).” Il apparaît alors primordial de mener de nouvelles études épidémiologiques afin de comprendre les mécanismes d'actions possibles pour lier la consommation d'AUT et la santé cardiovasculaire, notamment. Mécanismes d'actions possibles ✓ Plusieurs hypothèses ont été émises concernant les mécanismes d'action possibles des AUT. La faible qualité nutritionnelle des AUT est mise en cause. Ils sont généralement plus riches en énergie, graisses saturées, sucre et sel, tout en étant pauvre en protéines, fibres, vitamines et minéraux. Cependant, la moins bonne composition nutritionnelle des aliments ultra-transformés et leur éventuelle surconsommation ne suffisent pas à expliquer leurs effets sur la santé. En effet, les associations identifiées par la plupart des études épidémiologiques précitées subsistent malgré des ajustements statistiques sur l'apport énergétique et sur la qualité nutritionnelle du régime alimentaire (18), d'autres mécanismes semblent donc impliqués. L'ultra-transformation des aliments peut altérer la matrice de l'aliment et ses propriétés physiques, affectant ainsi la digestibilité, la biodisponibilité des nutriments ingérés et la réponse glycémique (19). Les additifs ajoutés dans les AUT afin d'améliorer leur conservation ou améliorer leur qualité organoleptique peuvent avoir des effets délétères sur le système cardiovasculaire (20,21). Des substances issues des emballages alimentaires sont susceptibles de contaminer ces aliments. La fabrication des aliments ultra transformés peut engendrer la synthèse de certains composés néoformés comme les acides gras trans industriels de par l'hydrogénation des huiles. Les humains n'ont pas la capacité de synthétiser les acides gras trans, leur origine est soit industrielle, ou provient des ruminants, via l'hydrogénation bactérienne des acides gras insaturés. Les acides gras trans circulants ont été associés à des maladies coronariennes (22). Examiner l'impact de la consommation d'AUT sur le profil lipidique, incluant les acides gras trans, et voir comment ces profils impactent la santé cardiovasculaire paraît intéressant. ✓ Rôle de la protéomique et des réseaux complexes dans la compréhension des processus biologiques Les approches actuelles de protéomique permettent une meilleure compréhension des mécanismes biologiques des pathologies cardiovasculaires. Notre groupe a récemment montré, dans le cadre du projet européen HOMAGE, que les approches protéomiques permettaient d'identifier les mécanismes impliqués dans la genèse de l'IC chez des patients à risque (23). De nombreuses protéines sont souvent identifiées par ce type d'approche comme associées à la variable d'intérêt. Une analyse individuelle, protéine par protéine, ne permet habituellement pas de percevoir les mécanismes biologiques sous-jacents à ces associations multiples. Les analyses de réseaux complexes (complex networks) sont particulièrement utiles dans cette situation. Ils permettent d'identifier les liens de ces protéines avec d'autres protéines et/ou processus biologiques dans la littérature, et de construire une arborescence biologique permettant de mieux cerner le ou les processus biologiques particulièrement impliqués dans les associations identifiées. Dans le cadre du projet RHU FIGHT-HF, l'outil graph knowledge box (GKBox) a été mis au point, intégrant les données de plus de 20 bases biologiques publiques (notamment UniProt, Reactome et String). Cet outil permet par exemple la création de complex network en fonction de listes de protéines identifiées comme importantes. Si nous savons que la consommation d'AUT est associée à des pathologies cardiovasculaires «dites dures», nous ne savons pas comment cette consommation impacte les mécanismes cardiaques. Notre hypothèse est que la consommation d'AUT est associée à des marqueurs d'atteintes cardiovasculaires subcliniques ou à des indices mécaniques cardiaques déterminés par échocardiographie. Nous formulons l'hypothèse que la consommation d'AUT modifie le profil lipidique, avec une augmentation des acides gras trans sanguins, et que ces profils lipidiques sont associés aux atteintes CV. Nous émettons également l'hypothèse que les faibles et les forts consommateurs d'AUT présentent des profils biologiques distincts, et que les forts consommateurs ont un profil relié à des mécanismes physiopathologiques impliqués dans le développement de pathologies CV. Explorer ces atteintes précoces et la protéomique permettra de mieux comprendre les mécanismes et profils biologiques sous-jacents l'association entre la consommation d'AUT et les pathologies cardiovasculaires.

spécialité

Sciences de la Vie et de la Santé - BioSE

laboratoire

DCAC - Défaillance cardiovasculaire aigue et chronique