Soutenance de Pierre Weill – Thèse de doctorat en Biologie-Santé

Bleu-Blanc-Coeur

16/06/22
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« L’amélioration de la santé des animaux et des écosystèmes profite à la santé des hommes : Vers des marqueurs mesurables de santé globale »

Valorisation des acquis de l’expérience.

Directeur de thèse : Pr Ronan Thibault (CHU Rennes-INSERM)

Rapporteurs :

  • Nicole DARMON (directrice UMR INRAe CIRAD)
  • Jean-Louis PEYRAUD (directeur scientifique INRAe)

Examinateurs :

  • Pr Philippe LEGRAND (AGROCAMPUS-INSERM)
  • Pr. Michel NARCE (Université de Bourgogne -INSERM)
  • Alban Thomas (directeur scientifique INRAe)

La santé publique désigne à l’origine les sciences de la prévention des maladies (Charles Edward Amory Winslow, 1920) et il se trouve que l’alimentation est un pilier important de la prévention santé.

La santé animale s’inscrit comme étant une véritable composante de la santé humaine. Des pathologies comme Ebola, SRAS, la vache folle ou encore la grippe aviaire nous ont confronté à ce paradigme : la santé publique est influencée par la santé des animaux (domestiques et sauvages).

La santé est aussi considérée aujourd’hui dans sa dimension « durable » (définition FAO 2019) et devient même « globale » (définition FAO 2020). Ce concept de santé globale (ONE HEALTH), a commencé à être étudié dans les années 2000, par des chercheurs qui se sont intéressés à l’interdépendance de la santé des écosystèmes.

On peut prendre l’exemple des apports en oméga 3 dans la chaîne alimentaire terrestre pour illustrer ce concept de santé unique et interdépendante entre les écosystèmes, en partant des constats suivants :

  • Seulement 2 % des Français consomment les apports recommandés en oméga 3.
  • Les oméga 3 sont pourtant impliqués dans de nombreux processus métaboliques et notamment dans la régulation de l’inflammation, utiles alors qu’un observe un boom des maladies dites « à inflammation de bas grade ».
  • Les lipides animaux représentent plus de 60 % des lipides consommés en France et leur composition dépend de ce que l’animal a mangé (la proportion en oméga 3 peut être facilement multipliée par 2 ou 3 selon le type de plante ingérée).
  • Les sources marines d’oméga 3 sont faiblement renouvelables, donc il convient de trouver d’autres solutions alternatives pour couvrir les besoins en oméga 3 des populations humaines.
  • Seuls les végétaux synthétisent l’ALA (Acide Alpha-Linolénique, précurseur de toute la famille des Omega 3)
  • Seuls les animaux synthétisent les autres acides gras Oméga 3 (EPA, DPA, DHA) à partir de l’ALA
  • La couverture des besoins en Oméga 3 est alors dépendante de la qualité de la chaîne alimentaire, de ce qui pousse dans les champs et les océans et de ce que mangent les animaux que nous consommons.

Dans le même temps, les aliments apporteurs d’oméga 3 favoriseraient aussi la présence d’autres micronutriments d’intérêts (effet matrice). La forme sous laquelle les oméga 3 sont consommés reste d’ailleurs une variable intéressante à étudier (aliments vs compléments ; graines extrudées vs graines entières ; huiles vs poudres…).

2 protagonistes mis en jeu : LA et ALA

  • LA = acide linoléique, précurseur d’autres acides gras de la famille des oméga 6 (GLA, DGLA, AA). Cet acide gras est fabriqué par des végétaux comme le maïs ou le soja.
  • ALA = acide alpha linolénique, précurseur d’autres acides gras de la famille des oméga 3 (EPA, DPA, DHA). Cet acide gras est fabriqué par des végétaux comme l’herbe, le lin, le colza, la luzerne.

Ces précurseurs sont fabriqués par des végétaux uniquement. Les animaux et les hommes les retrouvent donc uniquement dans leur alimentation ; ensuite ils peuvent les transformer, les allonger grâce à un panel d’enzymes.

LA et ALA sont à la base de la synthèse des médiateurs cellulaires mis en jeu pour réguler les fonctions métaboliques dans le corps. Les oméga 6 sont notamment pro-inflammatoires tandis que les oméga 3 sont des anti-inflammatoires. LA et ALA sont donc en compétition dans notre organisme pour réguler les processus inflammatoires et il convient donc d’équilibrer leurs apports avec un ratio recommandé de 5 LA pour 1 ALA dans notre alimentation.

Au-delà de cette compétition enzymatique entre LA et ALA, il y a aussi match sur le plan agronomique entre les grandes cultures à forts rendements et porteuses d’oméga 6 comme le maïs ou le soja et celles, moins représentées et un peu oubliées, comme le lin ou la luzerne (porteuses d’oméga 3). 

Santé des plantes

Les oméga 3 de type ALA sont fabriqués dans les chloroplastes des végétaux (organites qui servent à la synthèse de la chlorophylle). L’ALA sert notamment à la synthèse d’une phytohormone, l’acide jasmonique, qui joue un rôle dans la résistance aux insectes et aux maladies et qui est particulièrement présent dans les plantes en croissance.

Santé des animaux

Les filières Bleu-Blanc-Cœur illustrent le fait que les oméga 3 de type ALA apportés dans l’alimentation des animaux d’élevage (porc, poules pondeuses, volailles…) améliorent la qualité nutritionnelle, technologique et organoleptique des produits animaux, avec des effets collatéraux positifs sur la santé des animaux (par exemple : immunité renforcée chez les porcelets, ruminants plus fertiles avec moins de maladies métaboliques).

Les ruminants ont 4 estomacs différents qui leur permettent de digérer notamment la cellulose de l’herbe. La composition en acides gras du lait varie beaucoup en fonction du régime de la vache ; par exemple, une alimentation constituée principalement de maïs engendre un rapport LA/ALA > 50 dans le lait alors qu’une alimentation à l’herbe permet un ratio de 1/5.

Les monogastriques (porcs, volailles) ont, quant à eux, 1 seul estomac, ce qui facilite l’assimilation des oméga 3 ingérés. Cela dit, cette capacité est globalement sous exploitée puisque le ratio LA/ALA des rations habituelles de ces animaux d’élevage varie le plus souvent de 7 à 30 alors qu’il devrait être tout le temps inférieur à 5 pour aller dans le sens d’une meilleure santé des animaux et permettre la production de produits animaux mieux pourvus en oméga 3. Un ratio LA/ALA ≤ 4 est d’ailleurs une obligation de résultats dans les filières Bleu-Blanc-Cœur et il y a par exemple 3 fois plus d’ALA dans les œufs Bleu-Blanc-Cœur par rapport à des œufs standard, et aussi 2 fois plus de DHA.

Impacts environnementaux

Les oméga 3 de type ALA sont également fabriqués dans les océans par le zooplancton consommé par les poissons. Les poissons gras sont une source intéressante d’oméga 3 (DHA, EPA qui ont été transformés à partir de l’ALA ingéré). Le problème c’est que les ressources marines ne sont pas extensibles alors que la population mondiale, elle, grandie. Nous avons en effet atteint depuis plusieurs années un plateau en termes de productions de pêches alors qu’elle ne permet de couvrir que 6% des besoins physiologiques en oméga 3 de la population mondiale. Dans le même temps, les produits d’aquacultures sont de plus en plus répandus mais les farines utilisées pour nourrir ces élevages de poissons sont le plus souvent issus de la pêche. Ne serait-il pas alors intéressant d’apporter de l’ALA aux poissons d’aquaculture via la graine de lin au lieu de continuer à utiliser des farines animales peu durables ?

Concernant les animaux terrestres, il y a un intérêt nutritionnel à introduire des sources d’oméga 3 mais cela engendre aussi des externalités environnementales positives. En effet une réduction de l’empreinte environnementale est observée par le choix de matières premières plus durables dans les rations des animaux d’élevage (herbe, oléoprotéagineux français à la place du soja d’import). C’est un levier intéressant car 60% du CO2 émis par notre alimentation provient des activités liées à la production agricole.

Dans le cas des ruminants, il y a aussi une moindre émission de méthane (puissant gaz à effet de serre) issu de l’activité entérique des animaux lorsque davantage d’oméga 3 sont ingérés.

Le projet scientifique AGRALID (2012-2016) a permis notamment d’étudier et comparer les kilogrammes de dioxyde de carbone (CO2) émis par 100g de protéines apportées par nos aliments. Les produits les plus impactant de part leur émission de carbone sont les viandes et les moins impactant sont les produits végétaux (avec une différence observée entre les aliments produits de manière standard et ceux de filières Bleu-Blanc-Cœur). Ainsi, pour abaisser l’impact environnemental de notre alimentation, il faudrait consommer moins de produits animaux mais aussi sélectionner des modes de productions plus durables et qui couvrent mieux nos besoins nutritionnels, comme le modèle proposé par l’association Bleu-Blanc-Cœur. Par exemple un œuf plein-air Bleu-Blanc-Cœur émet -20% de carbone par rapport à un œuf standard (1,04 kg de CO2/100g de protéines vs 1,28 pour la moyenne nationale) mais il apporte aussi plus d’oméga 3 d’intérêt nutritionnel avec 3,33% d’ALA vs 0,9% pour la moyenne nationale et 1,7% de DHA vs 0,8% pour du standard (soit +80% de DHA). On peut ainsi consommer moins d’œufs pour couvrir nos besoins en DHA… et chacun de ces œufs est moins « émetteur de CO2 ».

Santé de l’homme

Les recommandations qui ont été formulées par l’ANSES en termes de consommation de lipides dans la population française se basent sur différentes études scientifiques qui ont associé la quantité de lipides ingérés aux risques de prévention de différentes maladies (syndrome métabolique, diabète, obésité, maladies cardio-vasculaires, cancers, maladies neuro-psychiatriques, DMLA…). Cela dit, ces recommandations ne sont pas atteintes pour la majorité de la population (trop peu d’oméga 3 consommés et trop d’acides gras saturés dits « athérogènes »). Des questions se font également jour sur la faisabilité d’apporter 500mg d’EPA+DHA à l’ensemble des populations.

L’importance de consommer des oméga 3 pour prévenir des problèmes de santé chez l’Homme a notamment été mis en évidence par l’étude de Framingham qui s’est intéressée au taux de mortalité toutes causes confondues d’une cohorte de volontaires suivie depuis plusieurs générations en fonction de leurs habitudes de consommations alimentaires. Il a par exemple été mis en évidence qu’en terme de mortalité, la différence entre faibles et forts consommateurs d’oméga 3 est la même qu’entre fumeurs et non-fumeurs. Notre « index oméga 3 » (taux d’Omega 3 dans les globules rouges) est un bon indice pour prévenir la mortalité toutes causes confondues des volontaires.

5 études cliniques menées en partenariat avec l’association Bleu-Blanc-Cœur ont également permis de mettre en évidence des effets santé liés à la consommation d’oméga 3 chez l’Homme :

  • Étude sur les effets de l’alimentation des animaux d’élevage sur l’équilibre des lipides chez l’homme
  • Étude sur les effets de la consommation de pain au lin sur l’équilibre des lipides chez l’homme.
  • Étude sur les effets d’un menu « Bleu-Blanc-Cœur » sur les personnes diabétiques de type 2
  • Étude sur les effets d’un menu « Bleu-Blanc-Cœur » sur les personnes en situation d’obésité

Effets de l’alimentation des animaux d’élevage sur l’équilibre des lipides chez l’homme

A iso consommation de produits animaux et végétaux pour l’apport en oméga 3 (et en excluant la consommation de poissons), on observe des différences significatives entre deux groupes de volontaires à la suite d’une prise de sang (l’un avec consommation de produits animaux avec 5% de lin dans la ration, vs 5% de soja dans l’autre groupe). En effet, après 35 jours d’intervention alimentaire, des modifications de la composition en lipides sont observées dans le sérum et les globules rouges. Cette procédure est efficace pour augmenter les taux sanguins d’oméga 3, diminuer les taux de C16 :0 (acide gras saturé) et augmenter le taux de CLA c9 t11 (acide gras conjugué fabriqué par la vache quand elle mange de l’herbe). Cela s’explique parce que l’apport d’ALA végétal dans les rations animales modifie la composition des lipides des produits animaux pour un grand nombre d’acides gras.

Effets d’un menu « Bleu-Blanc-Cœur » sur les personnes diabétiques de type 2

Dans cette étude, 44 volontaires diabétiques ont été réparti en 3 groupes qui ont suivi pendant 105 jours un régime comprenant des œufs, pâtes aux œufs, pain, bœuf et produits laitiers ; la seule différence entre les groupes étant le mode de production de ces produits (tout standard / standard pour bœuf + produits laitiers et Bleu-Blanc-Cœur pour les produits à la base d’œufs et le pain / tout Bleu-Blanc-Cœur). L’apport en oméga 3 de type ALA dans les groupes avec des produits Bleu-Blanc-Coeur était en moyenne 5 fois supérieur à celui du groupe avec aliments « standards » uniquement. Une baisse de l’insulinémie (jusqu’à -2,5 mcu) ainsi qu’une amélioration de la résistance à l’insuline (jusqu’à -27%) ont été observées dans les groupes ayant consommé tous les produits Bleu-Blanc-Cœur, et notamment les produits laitiers riches en CLA cis 9 trans 11, issu de l’ALA consommé par les vaches.

Effets d’un menu « Bleu-Blanc-Cœur » sur les personnes en situation d’obésité

Une intervention alimentaire iso calorique et iso lipidique entre 2 groupes de volontaires en situation d’obésité a été proposée (l’un avec des produits issus de modes de productions standards et l’autre avec des aliments de filières Bleu-Blanc-Cœur). Consommer des animaux terrestres nourris avec du lin (filières Bleu-Blanc-Cœur) a permis dans cette étude le maintien de la quantité acides gras oméga 3 à longues chaînes dans le groupe expérimental malgré la consigne de ne pas manger de poisson dans les deux groupes (non maintenue dans l’autre groupe). Ainsi, l’ajout de graines de lin dans l’alimentation des animaux a compensé l’absence de la consommation de poisson pour l’apport en oméga 3. De plus, les deux groupes ont perdu du poids pendant l’intervention alimentaire (90 jours), mais en post-régime, une reprise de poids 4 fois plus faible est observée dans le groupe ayant consommé des produits Bleu-Blanc-Coeur (avec une reprise d’IMC 5 fois plus faible).

En complément, des études menées sur modèle murin ont mis en évidence que des souris transgéniques qui synthétisent des oméga 3 résistent mieux à l’obésité que des souris ordinaires en cas de régime alimentaire enrichi en oméga 6.

Effets des modes de productions des produits laitiers sur l’équilibre des lipides chez l’homme

Il s’agit d’une comparaison de différents modes d’alimentation des vaches sur la présence de différents acides gras dans le lait produit et dans le sang des volontaires. Cette étude impliquait 3 groupes à iso consommation de produits laitiers et produits élaborés à partir de produits laitiers (beurre, desserts lactés) : un groupe avec utilisation de lait standard, un groupe avec du lait associé à un nourrissage des vaches laitières avec 4,1% de lin extrudé (mode de production Bleu-Blanc-Cœur), un groupe avec du lait associé à un nourrissage à l’herbe et huile de lin (mode de production très enrichi en oméga 3). Les résultats de cette étude montrent que seul le groupe intermédiaire permet une baisse des acides gras saturés athérogènes dans le sang des volontaires sans faire augmenter le taux d’acides gras trans. Le ratio cholestérol total/HDL cholestérol baisse également de -0,18 dans le groupe associé au mode de production avec lin extrudé par rapport au groupe témoin, ce qui est assimilé à une baisse de 9,5% du risque de faire un infarctus du myocarde.

En complément, Ayalew-Pervenchon et al, ont montré en 2007 qu’un régime alimentaire enrichi en oméga 3 de type ALA permet une augmentation de la quantité d’oméga 3 à longues chaînes dans différents organes chez le rat (cœur, cerveau) par rapport au groupe témoin. Ce régime alimentaire est également associé aux mêmes effets positifs en matière de fonctionnalité cardiaque que les rats sous régime enrichi en DHA après quelques semaines (baisse du rythme cardiaque, meilleures stimulations adrénergiques avec amplitude de réponse plus forte et retour au rythme basal plus rapide). Donc même sans apport direct de DHA dans l’alimentation, le rat sait fabriquer des oméga 3 dérivés à partir de l’ALA pour les besoins de ses organes.

Quels marqueurs demain pour la santé globale ?

Les différents travaux présentés montrent que des marqueurs biologiques, en lien par exemple avec les oméga 3, pourraient être utilisés à plus grande échelle pour évaluer la santé globale. L’index oméga 3, relevé dans le sang, donne déjà une base d’information mais ne reflète que la somme des oméga 3 EPA et DHA et ne prend ni en compte l’ALA (corrélé à la mortalité toutes causes : Sina et al, 2021), ni le DPA (oméga 3 qui joue un rôle structurel important au niveau du cœur). De plus, tester les oméga 3 présents dans le sang reste aujourd’hui légèrement invasif mais surtout couteux ; de plus, cette mesure n’est pas réalisée en routine dans les laboratoires (comme peuvent l’être par exemple les mesures de cholestérol). Il faudrait donc rendre plus facile et accessible ce type de tests sur les oméga 3 afin d’évaluer leur pertinence en tant que marqueurs de santé globale. Il faudrait également consolider les recherches amorcées en mettant en place une cohorte prospective prédictive d’évènements de santé chez l’homme pour affiner cette réflexion autour des marqueurs de santé globale.

Les injonctions à consommer « mieux » sont aujourd’hui multiples et parfois contradictoires. Citons par exemple les scores portés par le Nutriscore (basé sur un algorithme prenant en compte les nutriments) et Siga (qui juge le degré de transformation de l’aliment), et qui ont régulièrement des résultats contradictoires quand il s’agit d’évaluer nos aliments sur différentes applications. Le consommateur est aujourd’hui perdu face à toutes ces informations. Nous avons probablement besoin de nous recentrer et de collaborer pour faire émerger d’un nouveau paradigme qui intègre, non seulement les modes de productions et leurs répercussions nutritionnelles et environnementales, mais aussi l’évolution des usages des consommateurs ; pourquoi pas l’émergence d’un « One Health Score » qui prenne en compte à la fois la santé des hommes, des animaux et des écosystèmes ?

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