Des fruits et légumes à l effet santé des polyphénols: l une longue route.

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1 Des fruits et légumes à l effet santé des polyphénols: l une longue route. Claire DUFOUR Unité Sécurité et Qualité des Produits d Origine Végétale INRA PACA Avignon 9 octobre 2015

2 FRUITS & LÉGUMES (F&L): UNE FORTE DENSITÉ NUTRITIONNELLE Une consommation insuffisante de F&L responsable de: - 14% des décès par cancers gastro-intestinaux - 11% par cardiopathie ischémique - 9% par AVC OMS Prévention des maladies chroniques (cardiovasculaires, cancer, diabète, obésité) et déficiences en micronutriments Recommandations : 400 g ou 5 portions de F&L PNNS Apport calorique faible + richesse en composés protecteurs Fibres Acides organiques Minéraux Vitamines + Phyto-micronutriments ou métabolites secondaires des plantes.02

3 Fruits et Légumes : source de microconstituants Phyto-micronutriments - Non biosynthétisés par l homme - Pas essentiels (pas de carence) - Faiblement bioactifs chez l homme - Une très grande diversité de structures Vitamines - Non biosynthétisées par l homme - Essentielles (carence) - Fortement bioactives chez l homme Polyphénols (MCV, maladies neurodégénératives) Glucosinolates (propriétés antitumorales) Caroténoïdes (cancers, MCV, DMLA, Provitaminique A) Composés organosoufrés (cancers, MCV) F&L Vitamine E Vitamine C Vitamine B9 (folates) Alcaloïdes (MCV) Triterpénoides (cancers, MCV) Association avec les pathologies rarement démontrée in vivo

4 POLYPHENOLS: UNE CLASSE MAJEURE DE PHYTO-MICRONUTRIMENTS Boisson Fruits & légumes Propriétés organoleptiques Pas de toxicité aux doses consommées Fonction alcool OH OH Cycle aromatique à 6 carbones OH Unité phénolique simple Catéchine éhi = polyphénol lnaturel.04

5 UNE GRANDE DIVERSITE DE POLYPHENOLS DANS NOS ALIMENTS (1) Flavonoïdes Flavanols Flavonols Anthocyanes Proanthocyanidines (tannins) Catéchines Flavones Flavanones Isoflavones OH HO O OH O 5

6 UNE GRANDE DIVERSITE DE POLYPHENOLS DANS NOS ALIMENTS (2) Acides Phénoliques Acides hydroxybenzoïques HO HO HO Phényléthanols h l COOH Acides hydroxycinnamiques O-β-D-Glucose O OCH 3 CH 3 O C O O O Lignanes MeO OMe HO OH OH OH OH OMe OH HO Stilbènes HO OH.06

7 NIVEAU DE CONSOMMATION EN POLYPHENOLS Cohorte française SU.VI.MAX 4942 hommes & femmes (45-60 ans) Flavones Suivi des habitudes alimentaires sur 8 ans (Perez-Jimenez, Am. J. Clin Nutr., 2011) Acides benzoïques Flavonols Anthocyanes Vitamine C (100 mg/j) Caroténoides (10 mg/j) Vitamine E (10 mg/j) Flavanones phenol-explorer.eu Catéchines 1,2 g/jour 71% proanthocyanidines Acides hydroxycinnamiques 31% Principaux contributeurs 18% 83% 4% 12% 2%.07

8 Les polyphénols, le premier groupe de phyto-micronutriments dans l alimentation Quel rôle jouent t-ils dans la santé humaine et comment démontrer leur bénéfice santé?.08

9 POLYPHENOLS & BENEFICE SANTE Questionnaire Pathologie? Pathologie? Epidémiologie nutritionnelle Essai d intervention nutritionnelle Expérimentation animale ou in vitro Association statistique Causalité Mécanismes d action daction.09

10 F&L et santé cardiovasculaire: Une étude de cohorte prospective Joshipura et al., Ann. Inter Med., femmes (34-59 ans, suivi sur 14 ans) hommes (40-75 ans, suivi isur 8 ans) Professionnels de santé Questionnaire alimentaire (28 légumes, 16 fruits) Risque coronarien = infarctus du myocarde non fatal, maladie coronarienne fatale 1 Risque re elatif (95% IC C) 0,8 0,6 0,4 0, Quintile fruits légumes fruits et légumes Risque de développer un évènement coronarien réduit de 20% pour le quintile consommant 4 portions de fruits et 5,5 portions de légumes..010

11 Une méta-analyse d études de cohortes Risque relatif de maladie coronarienne par nombre de portions Dauchet etal., J Nutr 2006 Méta-analyse de 9 cohortes (7 USA, 2 Finlande) hommes, femmes Suivi sur 5 à 19 ans Questionnaires alimentaires Risque coronarien = infarctus du myocarde fatal et non fatal, décès par cardiopathie ischémique, maladie coronarienne 5 portions : risque diminué de 20% pour les F&L et les légumes, de 28% pour les fruits. Pas de correction par le style de vie (exercice, tabac, acides gras saturés) Association inverse, pas relation de cause à effet Nécessité de conduire une étude d intervention randomisé.011

12 Maladies Cardiovasculaires (MCV) et flavonoïdes: une étude épidémiologique McCullough et al., Am J Clin Nutr femmes, hommes (cohorte CPSII, USA) Âge > 69 ans Suivi sur 7 ans Questionnaire alim. (16 fruits & 28 légumes) Table de composition en flavonoïdes (USDA) MCV = décès par AVC + cardiopathie ischémique 5% IC) ue relatif (9 Risq ,8 0,6 0,4 0, Quintile women men Taux de mortalité par MCV réduit de 20% chez les forts consommateurs de flavonoïdes (homme et femme). - 5 portions de F&L pour le 5 ième quintile il 5 classes de polyphénols associées/7: anthocyanes, flavanols, flavones, flavonols, procyanidines..012

13 Santé Cardiovasculaire et Polyphénols du chocolat : de l épidémiologie aux études d intervention nutritionnelles EPI IDEMIOLO OGIE Buijsse al., Eur. Heart J., participants i t (cohorte EPIC/P Postdam) Age ans Suivi sur 8 ans / Questionnaire Entre 4 ième quartile (7,5 g chocolat/j) et 1 er quartile (1,7 g/j) : Réduction de 39% des décès par AVC et infarctus U N EN AIGU ETUD DE d INTE ERVENTIO Faridi et al., Am J Clin Nutr, g de chocolat noir vs placebo: 44 sujets (34f femmes /10h hommes) Fonction endoth. améliorée de 6,1% Age 53 ± 11 ans / IMC = 30 La pression systolique de 5,9 mm Hg 22 g de chocolat noir vs placebo La pression diastolique de 4,1 mm Hg Fonction endothéliale et pression sanguine (à 2h) 821 mg de procyanidines 125% dose journalière.013

14 Santé Cardiovasculaire et Polyphénols: Une étude d intervention nutritionnelle. Am J Clin Nutr, 2011 Etude contrôlée et randomisée, en crossover 24 hommes, ans, en surpoids Pression sanguine Réactivité vasculaire 500 ml/j aigüe ou chronique (4 semaines) Réactivité vasculaire (6h) vs. Boisson + vs. Boisson (+Placébo) 292 mg d hespéridine A 4 semaines: Pression diastolique de 5,3 mm (Hesp.) et de 45mm(Jus)Hg 4,5 Hg. Placébo Jus (+105%) Hesp. (+49%).014

15 Des effets santé des polyphénols aux mécanismes d action. Quel est le devenir des polyphénols dans le tractus digestif et quelle est leur biodisponibilité?.015

16 Polyphénols: quel devenir au cours de la digestion? Biodisponibilité: la fraction de polyphénols qui traverse la barrière intestinale et entre dans la circulation sanguine De la cellule végétale au tractus digestif : paroi pecto-cellulosiquecellulosique + membrane plasmique Déstructuration polyphénol Cellule végétale Biodisponibilité limitée par la bioaccessibilité : fraction de polyphénols libérée par la matrice végétale et disponible pour l absorption intestinale. Facteurs physiques: Procédés de transformation, mastication, type de tissu végétal (peau vs chair).016

17 Biodisponibilité des polyphénols: Métabolisation dans le tractus gastro-intestinal Bouche PP simples ( non estérifiées/non glycosylées) Glucosides de PP PP complexes (estérifiés/glycosylés/oligomériques) PP = Polyphénol Estomac PP simples Enzymes Metabolites de PP Intestin grêle PP simples Glucosides de PP Enzymes Metabolites de PP Colon PP non métabolisés dans fèces PP complexes Métabolisation (flore colique) Tractus digestif Enzymes Paroi intestinale Metabolites de PP Circulation sanguine.017

18 Phytomicronutriments : une biodisponibilité faible Micronutriments Apport journalier (mg) Concentration plasmatique (µmol/l) Vitamine C α-tocophérol p (vit E) Polyphénols 1200 <1 (sous-estimée, multiplicité des métabolites) Biodisponibilité des polyphénols influencée par: - Interaction avec les protéines du bol alimentaire, les fibres, Action des polyphénols dans le tractus digestif: - Complexation d enzymes de la digestion (amylase ) - Chélation du fer - Action antioxydante (fer héminique) - Régulation de la diversité bactérienne dans le colon? - Protection contre le cancer du colon? Fibres Flore Polyphénols l.018

19 Santé Cardiovasculaire et Polyphénols: de l épidémiologie aux mécanismes Amélioration de certains facteurs de risques (fonction endothéliale, pression sanguine, activation plaquettaire, LDL-chol./HDL-chol.) par: Les flavanones de l orange les flavanols du cacao Les flavanols du thé vert/noir (sauf activ plaq) Les anthocyanes des baies (hypertendus) MODELES MECANISMES CELLULAIRES Souris ApoE sensible à l athérosclérose, Anneaux d aorte Cellules endothéliale de l aorte,. Réduction de l adhésion des monocytes Migration transendothéliale Inhibition de l activation plaquettaire NO synthase, NO, vasorelaxation angiogenèse METABOLITES DE POLYPHENOLS Ex: Hespérétine-3-sulfate, Acide protocatéchuique, Quercetin-3-glucuronide,.019

20 Un résumé des effets santé potentiels des polyphénols végétaux Evidence animale Maladies neurologiques Bénéfice en santé humaine avéré Mémoire/Apprentissage Maladies cardiovasculaires Neurodégénération? Réduction de l hypertension Amélioration fonction endothéliale Amélioration du profil lipidique Inhibition de l activation plaquettaire Etudes in vitro Cancers Inflammation Inhibition du développement de tumeurs Apoptose de cellules cancéreuses Inhibition de l oxydation de l ADN Del Rio et al., Redox Signal., 2013 Etudes in vitro Inhibition de la production de cytokines Réduction de l expression de molécules d adhésion Inhibition de la neuroinflammation.020

21 Polyphénols et fonction cognitive 90 participants (61-85 ans) Boisson lait/cacao 1x par jour pendant 8 semaines Mastroiacovo et al. Am J Clin Nutr, 2015 Test MMSE Trail making Test A and B Flavanols: 993 mg vs 520 mg vs 48 mg Amélioration de la mémoire, de l attention visuelle, de la flexibilié cognitive et de la fonction exécutive. Test de fluence verbale IRM IRM : amélioration du flux sanguin dans l hyppocampe.021

22 nutrinautes pour étudier les relations entre la nutrition et la santé 2009? nutrinautes à ce jour Un site pour être volontaire

23 ORAC Merci pour votre attention! Claire DUFOUR / Polyphénols et prop. antioxydantes / décembre / 2014