Viande rouge, risque cardiovasculaire et flore intestinale

Dans une étude publiée en avril dans Nature Medicine, des chercheurs américains montrent que nos bactéries intestinales transforment la L-carnitine, un nutriment abondant dans la viande rouge, pour produire un composé contribuant au risque de maladie cardiovasculaire.

De nos jours, beaucoup de gens savent que la forte consommation de viande dans les pays développés est liée à une augmentation du risque de maladie cardiovasculaire. Cependant, il est communément supposé que cette augmentation du risque est due à la teneur élevée en cholestérol et en acides gras saturés de la viande rouge. Mais qu’en est-il des autres facteurs associés à la consommation de viande? Y a-t-il d’autres composés, en plus du cholestérol et des acides gras saturés. qui contribuent à accélérer le développement des maladies cardiovasculaires?

Dans une étude1 précédente, la même équipe de recherche avait montré que la choline (un nutriment essentiel que l’on trouve par exemple dans les oeufs, le lait ou le chou-fleur) est métabolisée par les bactéries de l’intestin pour produire un composé intermédiaire appelé triméthylamine (TMA). La TMA est ensuite oxydée par des enzymes dans le foie pour former un autre composé, appelé N-oxyde de triméthylamine (TMAO). Les chercheurs avaient alors montré que le TMAO est associé au risque de maladie cardiovasculaire et accélère le développement de l’athérosclérose chez la souris (1). L’athérosclérose est une maladie chronique inflammatoire caractérisée par l’accumulation de plaques dans les artères; ces plaques peuvent se détacher et conduire à la formation de caillots sanguins, qui peuvent par exemple provoquer un infarctus du myocarde ou un accident vasculaire cérébral.

Pour cette étude2 publiée en avril, les chercheurs ont formé l’hypothèse que la viande rouge pouvait contenir un autre nutriment pouvant être métabolisé par la flore intestinale pour produire du TMAO et ainsi contribuer au lien entre forte consommation de viande et risque accru de maladie cardiovasculaire.

  • L-carnitine, flore intestinale et TMAO

Les chercheurs ont porté leur attention sur la L-carnitine, un nutriment abondant dans la viande rouge et qui possède une structure TMA comme celle contenue dans la choline. Bien que les mammifères (et en fait toute cellule eucaryote) puissent synthétiser la L-carnitine, seuls les procaryotes (par exemple les bactéries de notre intestin) peuvent la dégrader. La L-carnitine est essentielle au fonctionnement normal de la cellule, étant impliquée dans le transport des acides gras à longue chaîne vers les mitochondries (les usines énergétiques de la cellule).

Dans une première série d’expériences, les chercheurs ont montré chez cinq volontaires que l’ingestion de L-carnitine (en mangeant un steak et en prenant une gélule) était suivie d’un pic dans la concentration sanguine de L-carnitine, puis d’une augmentation du taux de TMAO quelques heures plus tard alors que le taux de L-carnitine diminuait. Cependant, ce phénomène n’était pas observé si les individus avaient pris des antibiotiques pendant une semaine avant le test afin de supprimer leur flore intestinale: même s’il y avait toujours une augmentation du taux sanguin de L-carnitine, aucune augmentation du taux de TMAO n’était détectée. Lorsque les chercheurs ont effectué le test chez des souris, ils ont observé la même chose. Ces résultats montrent qu’une flore intestinale intacte est nécessaire pour que du TMAO soit produit après avoir ingéré de la L-carnitine (soit en mangeant de la viande, soit en prenant un complément alimentaire).

  • L-carnitine, TMAO et athérosclérose

Étant donné son abondance dans la viande rouge et la capacité des bactéries intestinales à la métaboliser pour produire du TMAO, un composé pro-athérogène, la L-carnitine semblait être un bon candidat pour être un facteur de risque cardiovasculaire associé à la consommation de viande. Les chercheurs ont donc analysé les taux sanguins de L-carnitine et le risque de maladie cardiovasculaire dans une cohorte de 2595 individus. Il ont trouvé que des concentrations élevées de L-carnitine étaient associées de manière statistiquement significative avec le risque de maladie cardiovasculaire, même après avoir corrigé l’analyse pour prendre en compte d’autres facteurs de risque connus comme l’âge, le sexe, l’hypertension ou le fait de fumer. Cependant, cette association s’est avérée dépendante des taux sanguins de TMAO, ce qui indique que c’est en fait le TMAO qui est à la base de l’association de la L-carnitine avec le risque de maladie cardiovasculaire.

Les études d’association ne peuvent toutefois que renseigner sur la présence ou l’absence d’une corrélation entre deux facteurs (c’est-à-dire, évaluer si ces deux facteurs se produisent/varient ensemble ou non), elles ne permettent pas de savoir si l’un des deux facteurs affecte/cause l’autre. Les chercheurs ont donc poursuivi leur étude avec une autre série d’expériences chez la souris pour évaluer le rôle potentiel de la L-carnitine dans le développement de maladies cardiovasculaires, plus spécifiquement de l’athérosclérose. Ils ont utilisé une lignée de souris appelées Apoe-/- qui développe spontanément de l’athérosclérose et ont nourri les souris avec soit le régime habituel, soit ce même régime complémenté avec de la L-carnitine. Ils ont alors observé un quasi-doublement du nombre de lésions athérosclérotiques chez les souris supplémentées en L-carnitine par rapport aux souris contrôle. Cette augmentation dans la formation de plaques n’a en revanche pas eu lieu chez les souris qui étaient en plus traitées avec des antibiotiques pour supprimer leur flore intestinale, ce qui montre qu’un microbiote intestinal intact est nécessaire pour que la L-carnitine ait un effet sur le développement de l’athérosclérose. Cela est probablement dû au fait que les bactéries intestinales sont nécessaires à la production de TMAO pro-athérogène à partir de la L-carnitine: en effet, l’augmentation des taux sanguins de TMAO observée chez les souris supplémentées en L-carnitine n’a pas été détectée chez les souris qui étaient en plus traitées par antibiotiques.

Afin d’en savoir un peu plus sur les mécanismes d’action du TMAO contribuant à accélérer l’athérosclérose, les chercheurs ont conduit d’autres expériences à la fois in vitro et in vivo et ont trouvé que le TMAO diminue un processus appelé transport inverse du cholestérol (qui rapporte le cholestérol des tissues périphériques vers le foie) et affecte la voie de synthèse de l’acide biliaire (important pour l’élimination du cholestérol).

Dans l’ensemble, cette étude suggère que la L-carnitine, un nutriment présent dans la viande rouge, est un autre facteur de risque de maladie cardiovasculaire associé à une forte consommation de viande, en plus des acides gras saturés et du cholestérol. En outre, les données présentées par l’équipe de recherche mettent en évidence le rôle essentiel que joue la flore intestinale dans les effets néfastes de la L-carnitine provenant de l’alimentation: c’est elle qui métabolise la L-carnitine et permet la production de TMAO, un composé qui affecte ensuite le métabolisme du cholestérol et favorise le développement de l’athérosclérose.

  • Nous sommes ce que nous mangeons – ou du moins, nos bactéries le sont (dans une certaine mesure)

J’ai également trouvé cette étude intéressante car elle montre que les habitudes alimentaires de longue date ont un effet visible sur la composition de notre flore intestinale et sur la manière dont les aliments sont transformés. En effet, lorsque les chercheurs ont mesuré le taux sanguin de TMAO chez un végétalien de longue date qui avait accepté de manger un steak et de prendre une gélule de L-carnitine pour les besoins de l’étude, ils n’ont trouvé pratiquement aucune augmentation du taux de TMAO, contrairement à ce qui était observé chez un individu mangeant régulièrement de la viande rouge (presque tous les jours) et soumis au même test. Cette capacité réduite à produire du TMAO à partir de la L-carnitine ingérée a été retrouvée chez tous les végétariens/végétaliens testés.

Puisque dans leur première série d’expériences les chercheurs avaient montré que la présence d’une flore intestinale intacte est nécessaire à la production de TMAO à partir de la L-carnitine, ils ont supposé que des différences de régime alimentaire entre végétariens/végétaliens et omnivores sur une longue période pouvaient mener à des changements dans la composition de la flore intestinale et ainsi à des capacités différentes de production de TMAO à partir de la L-carnitine. Ils ont donc analysé la composition du microbiote intestinal chez des individus qui étaient végétariens ou omnivores depuis longtemps et trouvé qu’il y avait effectivement des différences dans les proportions des diverses espèces bactériennes présentes. Les chercheurs ont également administré un complément alimentaire de L-carnitine à des souris pendant un moment et ont observé des changements dans la composition de leur microbiote intestinal par rapport à des souris qui avaient été reçu un régime alimentaire normal (sans complément).

Dans l’ensemble, ces données montrent que les habitudes alimentaires de longue date influencent la composition de la flore intestinale, flore qui à son tour affecte la manière dont sont transformés les aliments que nous mangeons. Dans le cas présenté dans cette étude, il semble qu’une consommation importante de L-carnitine (manger fréquemment de la viande rouge) sur une longue période favorise la croissance d’espèces bactériennes intestinales capables de métaboliser la L-carnitine de manière très efficace pour produire du TMAO. Les auteurs de l’étude concluent que ce processus contribue à l’association reconnue entre forte consommation de viande et augmentation du risque de maladie cardiovasculaire.

Références

1. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease. Wang Z, Klipfell E, Bennett BJ, Koeth R, Levison BS, Dugar B, Feldstein AE, Britt EB, Fu X, Chung YM, Wu Y, Schauer P, Smith JD, Allayee H, Tang WH, DiDonato JA, Lusis AJ, Hazen SL. Nature. 2011 Apr 7;472(7341):57-63. doi: 10.1038/nature09922.
PMID: 21475195
(Free access here)

2. Intestinal microbiota metabolism of l-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis. Koeth RA, Wang Z, Levison BS, Buffa JA, Org E, Sheehy BT, Britt EB, Fu X, Wu Y, Li L, Smith JD, Didonato JA, Chen J, Li H, Wu GD, Lewis JD, Warrier M, Brown JM, Krauss RM, Tang WH, Bushman FD, Lusis AJ, Hazen SL. Nat Med. 2013 Apr 7. doi: 10.1038/nm.3145
PMID: 23563705

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