Un apport insuffisant en fibres alimentaires nuit au microbiote intestinal et à l’équilibre du système immunitaire

Un apport insuffisant en fibres alimentaires nuit au microbiote intestinal et à l’équilibre du système immunitaire

EN BREF

  • Le régime alimentaire typique dans les pays occidentaux ne contient pas suffisamment de fibres.
  • Cet apport insuffisant en fibres nuit aux bactéries du microbiote intestinal et par conséquent à l’immunité et à la santé de l’hôte.
  • Une consommation abondante et variée de fibres alimentaires permet de maintenir un microbiote diversifié et en santé, qui produit des métabolites qui contribuent à la physiologie et la santé humaine.

Les fibres alimentaires sont constituées de sucres complexes non digestibles par les enzymes digestives humaines, mais elles constituent une source importante d’énergie pour les bactéries intestinales qui ont la capacité de les dégrader. Ces fibres proviennent principalement des plantes, mais on en retrouve aussi dans les tissus animaux (viande, abats), les fungi (champignons, levures, moisissures) et les microorganismes d’origine alimentaire. Les principales fibres sont la cellulose, lignines, pectine, inuline, amidons et dextrines résistant aux amylases, chitines, bêta-glucanes et autres oligosaccharides. Cependant, toutes les fibres alimentaires ne peuvent être utilisées par le microbiote intestinal (la cellulose par exemple), aussi les chercheurs s’intéressent-ils plus particulièrement aux « glucides accessibles au microbiote » ou MAC (de l’anglais : microbiota-accessible carbohydrates) qui sont retrouvés dans les légumineuses, le blé et l’avoine, par exemple.

Recrudescence des allergies, maladies inflammatoires et auto-immunes
Les maladies non transmissibles, telles les allergies et les maladies inflammatoires et auto-immunes sont en hausse importante dans les pays occidentaux depuis un siècle. Même si l’on ne connaît pas toutes les causes de ces augmentations, il est fort plausible qu’elles aient une composante environnementale. La transition du régime alimentaire traditionnel au régime alimentaire occidental qui est survenu après la révolution industrielle est souvent mise en cause.   Le régime alimentaire occidental typique consiste principalement en des aliments transformés, riches en sucres et en gras, mais pauvres en minéraux, vitamines, et fibres. L’apport quotidien en fibres alimentaires recommandé est d’au moins 30 grammes (1 once), alors que les adeptes du régime alimentaire occidental n’en consomment que 15 grammes en moyenne. Par ailleurs, les personnes vivant dans des sociétés traditionnelles consomment jusqu’à 50-120 g/jour de fibres et ont un microbiote intestinal beaucoup plus diversifié que celui des Occidentaux. Un microbiote diversifié est associé à une bonne santé en général alors qu’un microbiote peu diversifié a été associé à des maladies chroniques courantes dans les pays occidentaux, telles que le diabète de type 2, l’obésité, les maladies inflammatoires de l’intestin (colite ulcéreuse, maladie de Crohn), le cancer colorectal, l’arthrite rhumatoïde et l’asthme.

Les métabolites du microbiote intestinal
Le microbiote intestinal contribue à la physiologie humaine par une production d’une multitude de métabolites. Ceux qui ont été les plus étudiés sont les acides gras à courte chaîne (AGCC), qui sont des composés organiques tels l’acétate, le propionate et le butyrate qui constituent ensemble ≥95 % des AGCC. Ces métabolites sont absorbés et se retrouvent dans la circulation sanguine via la veine porte et agissent sur le foie puis, via la circulation sanguine périphérique, sur les autres organes du corps humain. Les AGCC jouent des rôles clés dans la régulation du métabolisme humain, du système immunitaire et de la prolifération cellulaire. Les AGCC sont des métabolites produits par les microorganismes du microbiote intestinal à partir des fibres alimentaires qui sont des sucres complexes. Le microbiote produits d’autres métabolites à partir des acides aminés provenant des protéines alimentaires, incluant l’indole et ses dérivés, tryptamine, sérotonine, histamine, dopamine, p-crésol, phénylacetylglutamine, phénylacetylglycine.

Un manque de fibres alimentaires mène à la génération par le microbiote de métabolites toxiques pour l’humain
Un apport insuffisant en fibres ne mène pas seulement à une diversité réduite du microbiote et à une réduction de la quantité d’AGCC produits, mais cause aussi un changement dans le métabolisme des microorganismes vers l’utilisation de substrats moins favorables pour la santé de l’hôte. Parmi ces substrats alternatifs, les acides aminés provenant des protéines alimentaires sont fermentés par le microbiote en acides gras à chaîne ramifiée, ammoniaque, amines, composés N-nitrosés, des composés phénoliques tel le p-Crésol, sulfures et des composés indoliques. Ces métabolites sont soit cytotoxiques et/ou pro-inflammatoires et ils contribuent au développement de maladies chroniques, particulièrement le cancer colorectal.

Effets sur la production de mucus qui protège la muqueuse intestinale
Les principaux substrats utilisés par le microbiote lorsque l’apport en fibres est faible sont les mucines, des glycoprotéines contenues dans les mucus qui couvrent et protègent l’épithélium de la muqueuse intestinale. Le maintien de cette couche de mucus est très important pour prévenir les infections ; or un régime alimentaire à faible teneur en fibres altère la composition du microbiote intestinal et mène à une détérioration importante de la couche de mucus, ce qui peut augmenter la susceptibilité aux infections et à des maladies inflammatoires chroniques (voir la figure, ci-dessous). Des analyses transcriptomiques ont révélé que lorsqu’il y a un manque de fibres de type MAC, les enzymes qui dégradent le mucus sont exprimées en plus grande quantité dans les micro-organismes du microbiote. Les conséquences de la détérioration et de l’amincissement de la couche de mucus sont un dysfonctionnement de la barrière intestinale, c.-à-d. à une hausse de la perméabilité qui augmente la susceptibilité à l’infection par des bactéries pathogènes. Une alimentation riche en fibres a l’effet contraire : le microbiote est diversifié et la production abondante des métabolites AGCC stimule la production et la sécrétion de mucus par les cellules épithéliales spécialisées, dites caliciformes ou en gobelets.

Figure. Effet d’un régime alimentaire à haute teneur ou à faible teneur en fibres sur la composition et la diversité du microbiote intestinal et les répercussions sur la physiologie humaine. MAC : glucides accessibles au microbiote (microbiota-accessible carbohydrates). D’après Makki et coll., 2018.

Système immunitaire
Un microbiote intestinal en santé contribue à la maturation et au développement du système immunitaire (voir cet article de revue en français et cet article de revue en anglais). Par exemple, les acides gras à chaîne courte (AGCC) produits par le microbiote stimulent la production de lymphocytes T régulateurs. Les AGCC ont de nombreux effets sur la fonction et l’hématopoïèse des cellules dendritiques, ainsi que sur les neutrophiles qui sont les premiers leucocytes mobilisés par le système immunitaire en présence d’un agent pathogène.

Inflammation et cancer du côlon
L’incidence de maladies inflammatoires de l’intestin a augmenté considérablement en Occident depuis quelques décennies. Un régime alimentaire à faible teneur en fibres a été corrélé avec l’augmentation de l’incidence de la maladie de Crohn. Au contraire, un apport suffisant en fibres alimentaires semble protéger contre le développement de la colite ulcéreuse, un effet qui a été associé à une baisse des AGCC produits par le microbiote, le butyrate en particulier qui a des propriétés anti-inflammatoires.

Les maladies inflammatoires de l’intestin peuvent mener au développement du cancer du côlon. De plus, un apport alimentaire réduit en fibres a été associé à une incidence accrue du cancer colorectal.

Les fibres alimentaires jouent un rôle bien plus complexe qu’on le croyait il y a peu de temps, alors qu’on pensait qu’elles avaient un rôle purement mécanique dans le transit intestinal, par une augmentation du volume du bol alimentaire et par ses propriétés émollientes. Un apport alimentaire en fibres adéquat permet de maintenir un microbiote intestinal diversifié et en santé, ce qui peut prévenir le développement d’allergies, de maladies inflammatoires et auto-immunes. Le microbiote intestinal est l’objet d’intenses efforts de recherche, tel qu’en témoignent les nombreuses publications scientifiques publiées chaque mois, il n’a certainement pas livré tous ses secrets !

L’alimentation limitée dans le temps : un outil pour perdre du poids et améliorer la santé cardiométabolique

L’alimentation limitée dans le temps : un outil pour perdre du poids et améliorer la santé cardiométabolique

EN BREF

  • Les deux formes d’alimentation limitée dans le temps (jeûne intermittent) les plus populaires, sur 4 heures ou 6 heures par jour, ont été testées chez des personnes obèses.
  • Les deux régimes alimentaires ont produit la même perte de poids corporel (–3,2 %) à la fin de l’étude d’une durée de deux mois.
  • Les deux régimes alimentaires ont réduit l’apport calorique de ∼550 kcal/jour, sans que les participants aient eu à contrôler le nombre de calories consommées.
  • Des réductions similaires de la résistance à l’insuline et du stress oxydatif ont été observées pour les deux types de régimes.

Le jeûne intermittent a gagné en popularité ces dernières années, depuis que plusieurs études cliniques ont montré qu’il peut permettre de perdre du poids et de prévenir des maladies métaboliques (voir aussi notre article : « Le jeûne intermittent, une nouvelle approche pour perdre du poids ? »).

On distingue trois types différents de régimes qui font partie du jeûne intermittent :

  • Le jeûne en jour alterné (alternateday fasting) où l’on alterne entre une journée de « jeûne » où l’on ne consomme que très peu de calories (0-800 calories) suivie d’une journée où l’on mange normalement.
  • Le régime 5:2 est une version modifiée du jeûne en jour alterné qui inclut deux journées de jeûne par semaine (<600 calories), suivi de cinq jours où l’on mange normalement.
  • L’alimentation limitée dans le temps (time-restricted feeding) préconise de limiter la période de la journée durant laquelle la nourriture est consommée. Les deux formes de ce régime les plus populaires sont le « régime du guerrier » (warrior diet) où l’on ne mange que sur une période de 4 heures par jour et le régime « 18:6 » où l’on jeûne pendant 18 heures et où l’on mange sur une période de 6 heures.

Dans une étude randomisée contrôlée publiée récemment dans Cell Metabolism, des chercheurs en nutrition ont voulu répondre à la question suivante : l’alimentation limitée sur une période de 6 heures (régime 18:6) produit-elle les mêmes effets sur le poids corporel et les facteurs de risque métabolique qu’une alimentation limitée sur 4 heures (« régime du guerrier » ou régime 20:4) ? Les chercheurs avaient pour hypothèse qu’en comparaison avec l’alimentation limitée sur une période de 6 heures, celle limitée sur 4 heures permettrait une plus grande perte de poids, une baisse plus marquée de la tension artérielle, un meilleur contrôle de la glycémie et des effets plus marqués sur le stress oxydatif.

Les 58 participants obèses (IMC : 30-50 kg/m2) à l’étude d’une durée de 8 semaines ont été répartis en trois groupes :

  • un groupe témoin qui pouvait manger normalement et sans restriction de temps.
  • Un groupe qui devait manger entre 15 h et 19 h, soit une restriction sur une période de 4 heures.
  • Un groupe qui devait manger entre 13 h et 19 h, soit une restriction sur une période de 6 heures.

Il n’y avait aucune restriction sur la quantité ou la nature de la nourriture consommée et les participants ne devaient pas contrôler leur apport en calories. Durant la période de jeûne, les participants étaient encouragés à boire abondamment de l’eau et il était permis de consommer des boissons sans calories telles que le thé noir, café (sans sucre ni lait) ou une boisson gazeuse diète.

Après 8 semaines, les deux groupes qui ont limité leur alimentation sur des périodes de 4 heures et 6 heures avaient tous deux perdu 3,2 % ± 0,4 % de poids corporel, alors que le groupe témoin n’avait pas perdu significativement de poids (0,1 % ± 0,4 %). L’alimentation limitée sur 4 heures n’a donc pas permis de perdre davantage de poids que sur une période de 6 heures, contrairement à l’hypothèse de départ.

La glycémie à jeun n’était pas significativement différente entre les trois groupes, huit semaines après le début de l’étude. Par contre, l’insulinémie à jeun, la résistance à l’insuline et le stress oxydatif étaient réduits dans les 2 groupes d’intervention, par comparaison au groupe témoin, avec aucune différence significative entre les deux groupes d’intervention (4 heures vs 6 heures).

Plusieurs paramètres, incluant la pression artérielle, les taux de cholestérol-LDL, cholestérol-HDL et de triglycérides n’ont pas été modifiés par l’alimentation limitée dans le temps, aussi bien pour la limitation de 4 heures que celle de 6 heures. Ces derniers résultats sont en contradiction avec ceux d’études précédentes où des baisses significatives de ces paramètres avaient été observées. Les auteurs ne peuvent expliquer ces différences, mais ils suggèrent que leur étude n’avait peut-être pas suffisamment de participants pour être en mesure d’observer des effets significatifs sur ces paramètres secondaires de l’étude.

Résumé des principaux résultats des études antérieures sur le jeûne intermittent
Les effets du jeûne en jour alterné et du régime 5:2 (2 jours de jeûne et 5 jours d’alimentation normale) sur le risque de maladie métabolique ont été l’objet de plus d’une douzaine d’études chez l’humain jusqu’à ce jour. Le jeûne en jour alterné produit une perte de poids corporel de l’ordre de 5 à 7 % sur une courte période (moins de six mois). Le jeûne en jour alterné apporte aussi plusieurs bienfaits métaboliques tels qu’une réduction de la pression artérielle, du cholestérol-LDL, des triglycérides, de l’insulinémie à jeun, de la résistance à l’insuline, de l’inflammation et du stress oxydatif. Le régime 5:2 a des effets similaires au jeûne en jour alterné.

L’alimentation limitée dans le temps (time-restricted feeding) a été l’objet d’un moins grand nombre d’études. Il y a eu six études cliniques chez l’humain à ce jour et seulement trois de ces études ont examiné les effets de ce régime sur la perte de poids corporel. Selon ces quelques études, l’alimentation limitée dans le temps produit une perte de poids corporel de l’ordre de 2,6 % à 3,6 % et une réduction de l’apport calorique de 8 à 20 % en 12 à 16 semaines. Ce type de jeûne intermittent a des effets significatifs sur la santé métabolique : baisse marquée de la glycémie à jeun, insulinémie, résistance à l’insuline. Une baisse de pression artérielle a été observée dans plusieurs études, même en absence de perte de poids corporel. Les effets sur les niveaux des lipides dans le sang sont moins clairs. Quelques études sur l’alimentation en temps restreint rapportent une baisse des triglycérides et du cholestérol-LDL, mais la plupart des études n’ont observé aucun effet sur ces mêmes lipides.

Conclusion
Bien que la perte de poids observée dans cette nouvelle étude soit modérée, les auteurs sont d’avis que l’alimentation en temps restreint est une intervention prometteuse pour ceux qui désirent perdre du poids. La limitation de l’alimentation sur une période de 6 heures est plus facile à pratiquer que sur 4 heures puisqu’il suffit, par exemple, de ne pas prendre de petit-déjeuner et de prendre les deux repas de la journée à des heures relativement normales (13 h et 18 h 30 par exemple). Cette étude indique qu’on obtiendra autant de bienfaits pour la santé avec le régime 18:6 qu’avec le « régime du guerrier » (20:4).

Les substituts de viande à base végétale réduisent certains facteurs de risque cardiovasculaire

Les substituts de viande à base végétale réduisent certains facteurs de risque cardiovasculaire

EN BREF

  • Les participants à une étude ont été partagés en deux groupes, l’un a consommé quotidiennement durant huit semaines deux portions de substituts de viande à base végétale (produits Beyond Meat: burger, simili-bœuf, saucisses, simili-poulet), alors que l’autre groupe a consommé la même quantité de viandes (bœuf, porc, poulet).
  • Les participants qui ont consommé des substituts de viande à base végétale ont perdu un peu de poids et avaient des taux sanguins d’oxyde de triméthylamine (TMAO) et de cholestérol-LDL significativement moins élevés que ceux qui ont consommé de la viande durant la même période.
  • Les substituts de viande à base végétale semblent favorables pour la santé par rapport à la viande puisque des taux élevés de TMAO et de cholestérol-LDL sont deux facteurs de risque de maladies cardiovasculaires.

Dans un article publié dans ces pages en 2019, nous avons discuté des mérites et des défauts des nouveaux produits alimentaires qui imitent le goût et la texture de la viande, tels les produits Beyond Meat et Impossible Burger. Ces produits sont certainement plus écologiques que la viande rouge (bœuf et porc en particulier) qui demande énormément de ressources qui taxent l’environnement mondial. D’autre part, ce sont des produits ultra-transformés qui contiennent de bonnes quantités de gras saturés et de sel.

Afin de valider si les substituts de viande à base végétale pourraient être meilleurs pour la santé que la viande, la compagnie Beyond Meat a subventionné le Dr Christopher D. Gardner un chercheur indépendant et renommé à l’école de médecine de l’université Stanford en Californie pour faire une étude randomisée contrôlée. Il faut être extrêmement prudents avec les études subventionnées par l’industrie alimentaire, puisque cette dernière a avantage à ne publier que des résultats qui appuieront la vente de leurs produits. Par contre, dans le cas de cette étude toutes les précautions semblent avoir été prises pour qu’il n’y ait pas d’influences sur les résultats : désign de l’étude (randomisée et contrôlée avec plan d’étude croisée), analyses statistiques par une tierce personne qui n’était pas impliquée dans le désign de l’étude et la récolte des données. Beyond Meat n’était pas impliquée ni dans le désign de l’étude, la réalisation de l’étude, non plus que dans l’analyse des données. De plus, le Dr Gardner a déclaré avoir déjà réalisé six études subventionnées par l’industrie alimentaire dont les résultats étaient nuls par rapport à l’hypothèse de départ.

Les 36 participants à l’étude ont été partagés au hasard en deux groupes. Durant les huit premières semaines, un groupe de participants a été assigné à manger deux portions/jour de substituts de viande à base végétale (produits Beyond Meat: burger, simili-bœuf, saucisses, simili-poulet), alors que l’autre groupe a consommé deux portions/jour de viande (bœuf, porc, poulet). Les deux groupes ont ensuite permuté de régime alimentaire pour les huit semaines suivantes (plan d’étude croisé). Les taux à jeun de lipides, de glucose, d’insuline, d’oxyde de triméthylamine (TMAO) ont été mesurés avant le début de l’étude et à chaque deux semaines durant les deux phases de l’étude.

Le principal paramètre de l’étude était le niveau sanguin de TMAO, un facteur de risque émergeant associé à l’athérosclérose et autres maladies cardiovasculaires. Le groupe qui a consommé de la viande durant les huit premières semaines avait un taux moyen de TMAO significativement plus élevé que le groupe qui a consommé des substituts de viande à base végétale (4,7 vs 2,7 µM), ainsi qu’un taux moyen de cholestérol-LDL (le « mauvais cholestérol ») plus élevé (121 vs 110 mg/dL) alors que le taux moyen de cholestérol-HDL (le « bon cholestérol ») n’était pas significativement différent.

Une surprise attendait les chercheurs : les participants qui ont d’abord consommé des produits à base de végétaux durant les huit premières semaines n’ont pas vu leur taux de TMAO augmenter lorsqu’ils ont mangé de la viande durant la seconde partie de l’étude. Les chercheurs n’ont pas été en mesure d’identifier de changements dans le microbiome (flore intestinale) qui aurait pu expliquer cette différence. Néanmoins, il semble que le fait d’avoir rendu les participants « végétariens » durant huit semaines leur a fait perdre la capacité à produire du TMAO à partir de la viande. Cet effet d’une alimentation végétarienne sur le microbiome a déjà été démontré par l’équipe du Dr Stanley L. Hazen de la Cleveland Clinic (voir aussi notre article « Athérosclérose : le rôle du microbiome intestinal »). Après quelques semaines de retour à une alimentation carnivore, le microbiome recommence à produire du TMAO à partir de la viande rouge et des œufs.

Le TMAO est un métabolite produit par le microbiome intestinal à partir de carnitine et de choline, deux composés présents en grande quantité dans les viandes rouges telles les viandes de bœuf et de porc. Des concentrations élevées de TMAO peuvent promouvoir l’athérosclérose et des thromboses. En effet, de nombreuses études d’observation et sur des modèles animaux ont montré qu’il y a une association entre le TMAO et le risque cardiovasculaire, et qu’il est bénéfique de réduire les niveaux de TMAO. Notons cependant qu’un lien de causalité entre le TMAO et les maladies cardiovasculaires n’a pas été établi et qu’il est possible qu’il soit un marqueur plutôt qu’un agent causal de ces maladies.

En plus de l’effet favorable sur le TMAO, les participants qui ont consommé des substituts de viande à base végétale ont perdu du poids (1 kg en moyenne) et avaient un taux de cholestérol-LDL significativement moins élevé que ceux qui ont mangé de la viande (110 vs 121 mg/dL). Ces différences ont été observées, peu importe l’ordre dans lequel les participants ont suivi les deux régimes alimentaires.

Beyond Meats espère probablement que ces résultats lui permettront de répondre aux critiques sur leurs produits qui sont ultra-transformés et qui contiennent beaucoup de sel et pratiquement autant de gras saturés que la viande. Plusieurs personnes souhaitent réduire leur consommation de viandes rouges, mais n’aiment pas pour autant les plats végétariens classiques. Il nous apparaît que si ces substituts de viande plaisent aux consommateurs soucieux de maintenir une bonne santé et qu’ils leur permettent de diminuer leur consommation de viande, cela leur sera bénéfique et les encouragera peut-être à cuisiner eux-mêmes des végé-burgers et autres substituts de viande à base végétale. Qui sait si ces produits ne faciliteront pas dans l’avenir des modifications significatives au régime alimentaire ? Réduire sensiblement notre consommation de viande ne pourra qu’être bénéfique pour notre santé et celle de la planète.

Les  bénéfices cardiovasculaires du soja

Les bénéfices cardiovasculaires du soja

EN BREF

  • Les Asiatiques présentent une incidence de maladies cardiovasculaires beaucoup plus faible que les Nord-Américains, une différence qui a été attribuée, au moins en partie, à leur consommation élevée de soja.
  • Cette protection est due au contenu élevé du soja en isoflavones, une classe de polyphénols qui exercent plusieurs effets positifs sur le système cardiovasculaire.
  • Une étude récente, réalisée auprès de 210 700 Américains (168 474 femmes et 42 226 hommes), vient de confirmer cette diminution du risque de maladie coronarienne associée à la consommation de soja, illustrant à quel point cette légumineuse représente une alternative intéressante à la viande comme source de protéines.

On sait depuis plusieurs années que les habitants des pays asiatiques ont une incidence de maladies cardiovasculaires beaucoup plus faible qu’en Occident. L’étude des populations migrantes a montré que cette différence n’est pas due à des facteurs génétiques : par exemple, une analyse réalisée durant les années 1970 révélait que les Japonais qui avaient émigré en Californie présentaient une incidence de maladies coronariennes deux fois plus élevée que celle de leurs compatriotes demeurés au Japon. Il faut mentionner que ces différences Asie-Amérique sont aussi observées pour plusieurs types de cancer, en particulier le cancer du sein.  Les femmes asiatiques (Chine, Japon, Corée) ont l’une des incidences de cancer du sein les plus faibles au monde, mais ce cancer peut devenir jusqu’à 4 fois plus fréquent suite à leur migration en Amérique et devient même similaire à celle des Américaines d’origine dès la troisième génération d’immigrantes. La hausse rapide de maladies cardiovasculaires ou de cancer suite à la migration en Occident suggère donc que l’abandon du mode de vie traditionnel des Asiatiques pour celui en vogue en Amérique du Nord favorise grandement le développement de ces maladies.

Une des différences entre les modes de vie asiatique et nord-américain qui intéressent depuis longtemps les chercheurs est l’énorme écart qui existe dans la consommation de soja.  Alors qu’en moyenne de 20 à 30 g de protéines de soja sont consommés quotidiennement au Japon et en Corée, cette consommation atteint à peine 1 g par jour aux États-Unis (Figure 1). Il est proposé que cette différence pourrait contribuer à la plus forte incidence de maladies cardiovasculaires en Occident pour deux principales raisons :

Figure 1.  Comparaison des quantités de soya consommées quotidiennement par les habitants de différents pays.Tiré de Pabich et Materska (2019).

  • Comme tous les membres de la famille des légumineuses (lentilles, pois, etc.), le soja est une excellente source de fibres, de vitamines, de minéraux et de gras polyinsaturés, des nutriments connus pour être bénéfiques pour la santé du cœur et des vaisseaux;
  • Le soja est une source exceptionnelle d’isoflavones, une classe de polyphénols retrouvés presque exclusivement dans cette légumineuse.Les principales isoflavones du soja sont la génistéine,  la daidzéine et la glycitéine (Figure 2), ces molécules étant présentes en quantités variables selon le degré de transformation des fèves de soja.

Figure 2. Structures moléculaires des principales isoflavones. Notez que l’équol n’est pas présent dans les produits de soja, mais est plutôt généré par le microbiome intestinal suite à leur ingestion.

Les plus fortes concentrations d’isoflavones sont retrouvées dans les fèves de départ (edamame) et les aliments dérivés de fèves fermentées (natto, tempeh, miso), tandis que les aliments provenant du pressage des fèves (tofu, lait de soja) en contiennent un peu moins (Tableau 1).  Ces aliments sont couramment consommés par les Asiatiques et leur permettent d’obtenir des apports en isoflavones variant de 8 à 50 mg par jour, selon les régions, des quantités nettement supérieures à celles des habitants d’Europe et Amérique (moins de 1 mg par jour). Il faut cependant noter que le soja devient progressivement de plus en populaire en Occident comme alternative à la viande  et que l’apport en isoflavones peut atteindre des niveaux similaires aux Asiatiques (18–21 mg/jour) chez certains groupes de personnes soucieuses de leur santé  (health conscious).

AlimentsContenu en isoflavones (mg/100 g)
Natto82,3
Tempeh
60,6
Fèves natures (edamame)49,0
Miso41,5
Tofu22,1
Lait de soja10,7
Tableau 1. Contenu en isoflavones de divers aliments. Source : United States Department of Agriculture, Nutrient Data Laboratory

L’importance d’un apport élevé en isoflavones vient des multiples propriétés biologiques de cette classe de molécules.  En plus de leurs activités antioxydante et antiinflammatoire, communes à plusieurs polyphénols, une caractéristique unique aux isoflavones est leur ressemblance structurale avec les estrogènes, les hormones sexuelles féminines, et c’est pour cette raison que ces molécules sont souvent appelées phytoestrogènes. Cette action estrogénique a été jusqu’à maintenant surtout étudiée en relation avec le développement des cancers du sein hormono-dépendants : puisque la croissance de ces cancers est stimulée par les estrogènes, la présence de phytoestrogènes crée une compétition qui atténue les effets biologiques associés à ces hormones, notamment la croissance excessive des tissus mammaires (ce mode d’action est comparable à celui du tamoxifène, un médicament prescrit depuis plusieurs années contre le cancer du sein). Il est aussi important de noter que, contrairement à une fausse croyance très répandue, la consommation de soja ne doit pas être déconseillée aux femmes qui ont survécu à un cancer du sein: bien au contraire, de nombreuses études réalisées au cours des dernières années montrent clairement que la consommation régulière de soja par ces femmes est absolument sans danger et est même associée à une diminution importante du risque de récidive et de la mortalité liée à cette maladie.   Il faut ainsi mentionner que malgré la similitude des isoflavones avec les estrogènes, les études indiquent que le soja n’interfère aucunement avec l’efficacité du tamoxifène ou de l’anastrozole, deux médicaments fréquemment utilisés pour traiter les cancers du sein hormono-dépendants.  Pour les personnes qui ont été touchées par un cancer du sein, il n’y a donc que des avantages à intégrer le soja aux habitudes alimentaires.

Plusieurs données suggèrent que l’effet positif des isoflavones sur la santé ne se limitent pas à leur action anticancéreuse, et que la combinaison des activités antioxydante, antiinflammatoire et estrogénique de ces molécules pourrait également contribuer aux bénéfices cardiovasculaires du soja (Tableau 2).

Effets cardiovasculairesMécanismes proposés
Vasodilatation des vaisseaux sanguinsLes isoflavones interagissent avec un sous-type de récepteur à estrogènes présent au niveau des artères coronaires (Erβ), menant à la production d’oxyde nitreux (NO), un gaz qui induit une vasodilation des vaisseaux sanguins.
Diminution des taux de cholestérol
Accélération de l’élimination des LDL et VLDL au niveau du foie.
Action antioxydanteLes isoflavones réduisent l’oxydation du cholestérol-LDL chez des patients diabétiques.

L’équol, un métabolite de la daidzéine formé par le microbiome intestinal, possède une forte activité antioxydante.
Actions antiinflammatoiresLes isoflavones favorisent l’établissement d’un microbiome intestinal enrichi en bactéries productrices de molécules antiinflammatoires (Bifidobacterium spp., par exemple).
Tableau 2. Principales propriétés des isoflavones  impliquées dans la réduction du risque de maladies cardiovasculaires associé à la consommation de soja.

Un effet cardioprotecteur associé à la consommation de soja est également suggéré par les résultats d’une étude épidémiologique récemment publiée dans Circulation.  En examinant les habitudes alimentaires de 210 700 Américains (168 474 femmes et 42 226 hommes), les chercheurs ont observé que les personnes qui avaient l’apport en isoflavones le plus élevé (environ 2 mg par jour en moyenne) avaient un risque de maladie coronarienne diminué de 13 % comparativement à celles dont l’apport était minime (0,15 mg par jour en moyenne).  Un effet protecteur est également observé pour le tofu, avec une diminution du risque de maladie coronarienne de 18 % pour les personnes qui en consomment 1 fois ou plus par semaine comparativement à celles qui en mangeaient très rarement (moins d’une fois par mois).  La consommation régulière de lait de soja (1 fois ou plus par semaine) est également associée à une légère diminution du risque, mais cette baisse n’est pas statistiquement significative.

Ces réductions peuvent sembler modestes, mais il faut noter que les quantités de soja consommées par les participants de cette étude sont relativement faibles, bien en deçà de ce qui est couramment mesuré au Japon.  Par exemple, dans une étude japonaise qui rapportait une diminution de 45 % du risque d’infarctus du myocarde chez les femmes qui consommaient le plus de soja, l’apport en isoflavones de ces personnes était en moyenne d’environ 40 mg/ jour, soit 20 fois plus que dans l’étude américaine (2 mg/jour).  Il est donc probable que les réductions du risque de maladie coronarienne observées aux États-Unis représente un minimum et pourraient probablement être plus importantes suite à un apport plus élevé en soja.

Un aspect intéressant de la diminution du risque de maladie coronarienne associée au tofu est qu’elle est observée autant chez les femmes plus jeunes avant la ménopause que chez les femmes ménopausées, mais seulement si celles-ci n’utilisent pas d’hormonothérapie (Figure 3).  Selon les auteurs, il est possible qu’après la ménopause, l’action estrogénique des isoflavones compense la baisse des taux d’estrogènes et permette de mimer l’effet cardioprotecteur de ces hormones. En présence d’hormones synthétiques, par contre, les isoflavones sont « masquées » par l’excès d’hormones et ne peuvent donc exercer leurs effets bénéfiques.  Pour ce qui est des femmes plus jeunes, il est probable que la plus forte expression du récepteur à estrogènes avant la ménopause favorise une plus grande interaction avec les isoflavones et permet à ces molécules d’influencer positivement la fonction des vaisseaux sanguins.

Figure 3.  Association entre le risque de maladie coronarienne et la consommation de tofu selon le statut hormonal.Tiré de Ma et coll. (2020).

Dans l’ensemble, ces observations suggèrent que les produits de soja exercent une action positive sur la santé cardiovasculaire et représentent en conséquence une excellente alternative à la viande comme source de protéines.  Une étude récente rapporte que ces bénéfices cardiovasculaires peuvent être encore plus prononcés suite à la consommation de produits de soja fermentés comme le natto, très riche en isoflavones, mais étant donné sa texture (gluante), son odeur forte (qui rappelle celle d’un fromage bien fait) et sa faible disponibilité en épicerie, cet aliment est étranger à notre culture alimentaire et a peu de chance d’être adopté par la population nord-américaine.  Le tofu est sans doute l’aliment dérivé du soja le plus accessible étant donné son goût neutre qui permet son utilisation dans une grande variété de plats, cuisinés à l’asiatique ou non.  Le lait de soja représente une alternative moins intéressante, non seulement parce que sa consommation n’est pas associée à une diminution significative du risque de maladies coronariennes, mais aussi parce que ces produits contiennent souvent des quantités importantes de sucre.

 

 

 

Pour prévenir les maladies cardiovasculaires, les médicaments ne devraient pas être des substituts à une amélioration des habitudes de vie

Pour prévenir les maladies cardiovasculaires, les médicaments ne devraient pas être des substituts à une amélioration des habitudes de vie

EN BREF

  • Les maladies cardiovasculaires augmentent considérablement le risque de développer des complications graves de la Covid-19, soulignant encore une fois l’importance de prévenir ces maladies pour vivre longtemps et en bonne santé.
  • Et c’est chose possible !  De nombreuses études montrent clairement que plus de 80 % des maladies cardiovasculaires peuvent être prévenues en adoptant simplement 5 habitudes de vie  (ne pas fumer, maintenir un poids normal, manger beaucoup de végétaux, faire régulièrement de l’activité physique et boire modérément de l’alcool).
La pandémie actuelle de Covid-19 a révélé au grand jour deux grandes vulnérabilités de notre société.  La première est bien entendu la fragilité de notre système de santé, en particulier tout ce qui touche les soins aux personnes âgées en perte d’autonomie. La pandémie a mis en lumière de graves lacunes dans la façon dont ces soins sont prodigués dans plusieurs établissements et qui ont directement contribué au nombre élevé de personnes âgées qui ont succombé à la maladie.  Il faut espérer que cette situation déplorable aura des répercussions positives sur les façons de traiter cette population dans le futur.

Une deuxième vulnérabilité mise en lumière par la pandémie, mais dont on parle beaucoup moins, est que la Covid-19 affecte préférentiellement les personnes qui présentent des pathologies préexistantes au moment de l’infection, en particulier les maladies cardiovasculaires, l’obésité et le diabète de type 2.  Ces comorbidités ont un impact dévastateur sur l’évolution de la maladie, avec des augmentations du taux de mortalité de 5 à 10 fois comparativement aux personnes qui ne présentent pas de pathologies préexistantes.  Autrement dit, non seulement une mauvaise santé métabolique a des répercussions désastreuses sur l’espérance de vie en bonne santé, mais elle représente également un important facteur de risque de complications de maladies infectieuses comme la Covid-19.  Nous ne sommes donc pas aussi démunis qu’on peut le penser face à des agents infectieux comme le coronavirus SARS-CoV-2: en adoptant un mode de vie sain qui permet de prévenir le développement des maladies chroniques et de leurs complications, on améliore du même coup grandement la probabilité de combattre efficacement l’infection par ce type de virus.

Prévenir les maladies cardiovasculaires

Les maladies cardiovasculaires sont l’une des principales comorbidités associées aux formes sévères de la Covid-19 et la prévention de ces maladies peut donc grandement atténuer l’impact de cette maladie infectieuse sur la mortalité. Il est maintenant bien établi que l’hypertension et l’excès de cholestérol sanguin représentent deux importants facteurs de risque de maladies cardiovasculaires. En conséquence, l’approche médicale standard pour prévenir ces maladies consiste habituellement à abaisser la tension artérielle et les taux de cholestérol sanguins à l’aide de médicaments, soit les antihypertenseurs et les hypocholestérolémiants (statines).  Ces médicaments sont particulièrement importants en prévention secondaire, c’est-à-dire pour réduire les risques d’infarctus chez les patients qui ont des antécédents de maladies cardiovasculaires, mais il sont aussi très fréquemment utiisés en prévention primaire, pour réduire les risques d’accidents cardiovasculaires dans la population en général.

Les médicaments parviennent effectivement à normaliser le cholestérol et la tension artérielle chez la majorité des patients, ce qui peut laisser croire que la situation est maîtrisée et qu’ils n’ont plus besoin de « faire attention »  à ce qu’ils mangent ou encore de faire régulièrement de l’activité physique.   Ce faux sentiment de sécurité associé à la prise de médicaments est bien illustré par les résultats d’une étude récente, réalisée auprès de 41,225 Finlandais âgés de 40 ans et plus : en examinant le mode de vie de cette cohorte, les chercheurs ont observé que les personnes qui avaient débuté une médication avec des statines ou des antihypertenseurs avaient pris plus de poids au cours des 13 années suivantes, un poids excédentaire associé à une augmentation du risque d’obésité de 82 % comparativement aux personnes qui ne prenaient pas de médicaments. En parallèle, les personnes médicamentées ont rapporté une légère diminution de leur niveau d’activité physique quotidien, avec un risque de sédentarité augmenté de 8 %.

Ces observations sont en accord avec des études antérieures montrant que les utilisateurs de statines mangent plus de calories, présentent un indice de masse corporelle plus élevé que ceux qui ne prennent pas cette classe de médicaments et font moins d’activité physique (possiblement en raison de l’impact négatif des statines sur les muscles chez certaines personnes).  Mon expérience clinique personnelle va dans le même sens : je ne compte plus les occasions où des patients me disent qu’ils n’ont plus à se soucier de ce qu’ils mangent ou de faire régulièrement de l’exercice, car leurs taux de cholestérol-LDL sont devenus normaux depuis qu’ils prennent une statine. Ces patients se sentent d’une certaine façon « protégés » par la médication et croient, à tort, qu’ils ne sont plus à risque d’être touchés par une maladie cardiovasculaire. Ce qui n’est malheureusement pas le cas : maintenir un taux de cholestérol normal est bien entendu important, mais d’autres facteurs comme le tabagisme, le surpoids, la sédentarité et les antécédents familiaux jouent également un rôle dans le risque de maladies cardiovasculaires. Plusieurs études ont d’ailleurs montré qu’entre le tiers et la moitié des infarctus touchent des personnes qui présentent un taux de cholestérol-LDL considéré comme normal. Même chose pour l’hypertension : les patients traités avec des médicaments antihypertenseurs ont tout de même 2,5 fois plus de risques de subir un infarctus que les personnes naturellement normotendues (dont la tension artérielle est normale sans aucun traitement pharmacologique) et qui présentent la même tension artérielle.

En d’autres mots, même si les médicaments antihypertenseurs et hypocholestérolémiants sont très utiles, en particulier pour les patients à haut risque d’événements cardiovasculaires, il faut demeurer conscient de leurs limites et éviter de les considérer comme l’unique façon de réduire le risque d’événements cardiovasculaires.

Supériorité du mode de vie

En termes de prévention, on peut faire beaucoup mieux en s’attaquant aux causes profondes des maladies cardiovasculaires, qui sont dans la très grande majorité des cas directement liées au mode de vie. Un très grand nombre d’études ont en effet clairement prouvé que seulement cinq modifications aux habitudes de vie peuvent diminuer de façon très importante le risque de développer ces maladies (voir le Tableau ci-dessous). L’efficacité de ces habitudes de vue  pour prévenir l’infarctus du myocarde est tout à fait remarquable, avec une baisse du risque absolu aux environs de 85 % (Figure 1). Cette protection est observée autant chez les personnes qui présentent des taux de cholestérol adéquats et une pression artérielle normale qui chez ceux qui sont plus à risque de maladies cardiovasculaires en raison d’un cholestérol élevé et d’une hypertension. Figure 1. Diminution de l’incidence d’infarctus du myocarde chez les hommes combinant un ou plusieurs facteurs protecteurs liés au mode de vie.  La comparaison des incidences d’infarctus a été réalisée chez des hommes qui ne présentaient pas d’anomalies de cholestérol ou de pression artérielle (figure supérieure, en bleu) ou chez des hommes présentant des taux élevés de cholestérol et une hypertension (figure inférieure, en orange). Notez la baisse drastique de l’incidence d’infarctus chez les hommes qui avaient adopté les 5 facteurs protecteurs liés au mode de vie, même chez ceux qui étaient hypertendus et hypercholestérolémiques.  Adapté de Åkesson (2014).

Même les personnes qui ont déjà subi un infarctus et qui sont traitées par médication peuvent profiter des bénéfices apportés par un mode de vie sain. Par exemple, une étude réalisée par le groupe du cardiologue canadien Salim Yusuf a montré que les patients qui modifient leur alimentation et adhèrent à un programme régulier d’activité physique après un infarctus voient leur risque d’infarctus, d’AVC et de mortalité diminuer de moitié comparativement à ceux qui ne changent pas leurs habitudes (Figure 2). Puisque tous ces patients étaient traités avec l’ensemble des médicaments habituels (bêta-bloqueurs, statines, aspirine, etc.), ces résultats illustrent à quel point le mode de vie peut influencer le risque de récidive. Figure 2. Effet de l’alimentation et de l’exercice sur le risque d’infarctus, d’AVC et de mortalité chez des patients ayant déjà subi un accident coronarien. Adapté de Chow et coll (2010).

En somme, plus des trois quarts des maladies cardiovasculaires peuvent être prévenues en adoptant un mode de vie sain, une protection qui dépasse largement celle procurée par les médicaments. Ceux-ci doivent donc être vus comme des compléments, et non des substituts au mode de vie : le développement de l’athérosclérose est un phénomène d’une grande complexité qui fait intervenir un grand nombre de phénomènes distincts (notamment l’inflammation chronique) et aucun médicament, aussi efficace soit-il, ne pourra jamais offrir une protection comparable à celle procurée par une saine alimentation, une activité physique régulière et le maintien d’un poids corporel normal.

Obésité et fonction cardiaque

Obésité et fonction cardiaque

EN BREF

  • L’obésité est normalement associée à une baisse du métabolisme énergétique cardiaque, mais l’on ne sait pas précisément comment le cœur s’adapte pour faire face à ce déficit énergétique.
  • Les participants à une étude qui étaient obèses avaient en moyenne un ratio phosphocréatine/ATP 14 % moins élevé que les participants non obèses, mais l’apport en énergie totale (ATP) fournie au muscle cardiaque était préservé par un mécanisme compensatoire qui implique l’accélération de la réaction enzymatique catalysée par la créatine kinase.
  • Ce mécanisme d’adaptation a des conséquences négatives chez les participants obèses dans des situations où la charge de travail du cœur augmente.
  • Les participants obèses qui ont réussi à perdre du poids (-11 % en moyenne) à la suite d’une intervention nutritionnelle d’une durée de 6 mois ont vu leurs paramètres énergétiques du myocarde revenir à des valeurs semblables à celles mesurées chez les participants non obèses.

L’obésité est un problème majeur de santé publique, qui augmente si rapidement dans nos sociétés qu’on parle maintenant d’une « épidémie d’obésité » (voir cet article sur le sujet). L’obésité est un facteur de risque important pour plusieurs maladies cardiovasculaires, incluant l’insuffisance cardiaque et tout particulièrement l’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée (ICFEP). L’insuffisance cardiaque est une incapacité du cœur de fournir suffisamment de sang pour fournir l’oxygène aux tissus tout en maintenant des pressions de remplissage normales. Les personnes atteintes d’ICFEP représentent environ la moitié des personnes atteintes d’insuffisance cardiaque, l’autre moitié étant atteinte de l’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection réduite (ICFER). Aux États-Unis, plus de 80% des patients atteints d’ICFEP sont en surpoids (IMC entre 25 et 30) ou sont obèses (IMC > 30), soit deux fois plus que dans la population en général. L’obésité est aujourd’hui un facteur de risque d’ICFEP presque aussi important que l’hypertension. Pourtant, jusqu’à maintenant l’hypertension a retenu beaucoup plus l’attention que l’obésité comme cause de l’ICFEP.

Les mécanismes par lesquels l’obésité mène à l’ICFEP sont multiples:  surcharge cardiaque, inflammation systémique, rétention rénale, résistance à l’insuline et des altérations dans le métabolisme cellulaire. Les effets directs de l’obésité sur les cellules du muscle cardiaque font depuis peu l’objet d’études intéressantes. Les études publiées à ce jour suggèrent que l’accumulation de lipides dans le cœur a des effets toxiques qui favorisent une dysfonction cardiaque chez les personnes obèses. L’obésité est normalement associée à une baisse du métabolisme énergétique cardiaque, mais l’on ne sait pas précisément comment le cœur s’adapte pour faire face à ce déficit énergétique.

Une étude publiée en 2020 dans le journal Circulation apporte une contribution importante à notre compréhension de la relation entre l’obésité et le métabolisme énergétique cardiaque. Les chercheurs ont recruté 80 volontaires qui n’avaient pas de maladie cardiovasculaire connue, incluant 35 personnes non obèses (IMC : 24±3 kg/m2) et 45 personnes obèses (IMC : 35±5 kg/m2). Tous les participants ont été soumis à une batterie de tests avant et après l’intervention nutritionnelle auprès des participants obèses seulement, qui visait à leur faire perdre du poids. Parmi les différents tests effectués, l’imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN) a permis d’évaluer la fonction cardiaque, le volume de gras viscéral abdominal et dans le foie ; la spectroscopie à RMN au phosphore (31P) conventionnelle a permis de mesurer la phosphocréatine et l’ATP (sources d’énergie) au repos, et une variante plus sophistiquée de la spectroscopie à RMN au phosphore, nommée « 31P saturation transfer », a été utilisée pour évaluer la cinétique enzymatique de la créatine kinase, l’enzyme qui permet la formation rapide d’ATP à partir de phosphocréatine dans les cellules musculaires (ADP + phosphocréatine + H+ → ATP + créatine).

L’étude a montré que les participants obèses avaient en moyenne un ratio phosphocréatine/ATP 14% moins élevé que les participants non obèses, mais que l’apport en ATP total fourni au muscle cardiaque était préservé par un mécanisme compensatoire qui implique l’accélération de la réaction enzymatique catalysée par la créatine kinase. En effet, la constante catalytique de la créatine kinase au repos, kfCKrest, était 33% plus élevée chez les participants obèses que chez les non obèses.

Les chercheurs ont suspecté que ce mécanisme d’adaptation pourrait avoir des conséquences négatives dans des situations où la charge de travail du cœur augmente. Pour tester cette hypothèse, ils ont induit une augmentation du débit cardiaque du cœur en administrant de la dobutamine par infusion aux participants, tout en faisant les tests d’imagerie et de spectroscopie à RMN décrits précédemment. Chez les participants non obèses, l’apport en ATP et kfCK ont tous deux augmenté en réponse à l’infusion de dobutamine, par 80% et 86%, respectivement. Par contre, il n’y a pas eu d’augmentation significative de l’apport en ATP et de kfCK chez les participants obèses dans les mêmes conditions de stress imposées au cœur. De plus, l’augmentation systolique provoquée par l’augmentation de la charge de travail du cœur était moins élevée chez les participants obèses (+16%) que chez les participants non obèses (+21%).

Impacts de la perte de poids
Parmi les 45 participants obèses, 36 ont accepté de participer à une intervention nutritionnelle d’une durée de 6 mois visant à faire perdre du poids, et parmi ceux-ci 27 ont réussi à perdre du poids (-11% du poids corporel et -23% du gras corporel, en moyenne). Cette perte de poids était associée à une amélioration de plusieurs paramètres, incluant une baisse 13% du taux de cholestérol sanguin, une baisse de 9% du taux de glucose à jeun et une réduction de la résistance à l’insuline de 41%. La perte de poids a aussi été associée à une réduction de la masse et du volume télédiastolique du ventricule gauche, une amélioration de la fonction diastolique et une hausse de la capacité à faire de l’exercice. La perte de poids chez les participants obèses était associée à une augmentation du ratio phosphocréatine/ATP et à une diminution de kfCkrest et de l’apport en ATP. En fait, les participants obèses qui ont réussi à perdre du poids ont vu leurs paramètres énergétiques du myocarde revenir à des valeurs semblables à celles mesurées chez les participants non obèses.

Ces résultats mettent en lumière la cause probable des symptômes d’épuisement après un effort sont présents chez la majorité des personnes obèses. La diminution de la capacité énergétique cardiaque induite par l’obésité est heureusement réversible par la perte de poids, ce qui représente de nouvelles avenues pour le traitement des cardiomyopathies associées à l’obésité.