Effets des produits laitiers sur les maladies inflammatoires intestinales et prévention des maladies cardiométaboliques
Les différents bénéfices de la consommation des produits laitiers, mis en lumière dans les études d’association, trouvent aujourd’hui des explications mécanistiques qui vont bien au-delà de l’intérêt nutritionnel supposé (apport de calcium, vitamine D, vitamine A, caroténoïdes etc.) ou encore de la présence de certains probiotiques.
Ces dernières années, la littérature sur le sujet des bénéfices fonctionnels liés à la consommation de produits laitiers a été très abondante.
Donc après un premier article consacré aux bénéfices/risques pour la santé des produits laitiers, le deuxième volet de cette série permet de dresser quelques contours des bénéfices fonctionnels ainsi que des applications dans le domaine de la supplémentation.
SOMMAIRE
DES LIPIDES BIOACTIFS ISSUS DES PRODUITS LAITIERS BÉNÉFIQUES POUR LA SANTÉ
Le lait est une source complexe d'acides gras (près de 400 formes) et parfois quasi exclusive en acides gras bioactifs aux bénéfices reconnus sur la santé humaine.
Les régimes d'éviction ou la consommation de produits laitiers allégés ou sans gras limiteraient leur apport.
En particulier, les produits laitiers sont des aliments contributeurs directs :
En acide butyrique (C4:0), ainsi qu'en d'acides gras à chaîne ramifiée, et en acide myristique (C14:0),
En acide palmitoléique (C16:1 n-7), et son dérivé en acide trans-vaccénique (C18:1 n-7 trans),
En acide linoléique conjugué (CLA C18:2 n-6), et son isomère l'acide ruménique (C18:2 cis-9, trans-11).
L’acide butyrique est présent en proportion moyenne de 3 à 4 % des acides gras totaux du lait. Son effet épigénétique régulateur des histones désacétylases (HDACs), constitue une explication de son rôle avéré contre le développement du cancer colorectal.
Il faut noter que dans ce dernier cas, l’apport en acide butyrique peut provenir indirectement de la fermentation des fibres végétales au niveau du côlon (1, 2).
D'autres études mettent en évidence l'importance d'acides gras à chaîne impaire et ramifiée (plus de 4 % des acides gras totaux) pouvant provenir de bactéries ruminales, qui se trouvent ensuite transférés dans le lait ou d'une synthèse de novo dans les glandes mammaires.
La nature et qualité de l'alimentation de l'animal sont des facteurs importants de variabilité de ces critères. Les choix de consommation à encourager sont en faveur des élevages priviligeant les pratiques de pâturages ou l'ensilage d'herbe de haute qualité.
L’acide myristique (9 à 12 % des acides gras totaux), spécifique des produits laitiers et du beurre, a un rôle fonctionnel majeur pour la cellule car il active un certain nombre de protéines (myristoylation) et contribue à la régulation enzymatique de la formation en acides agras poly-insaturés à longues chaînes EPA et DHA (3).
Le palmitoléate ou acide palmitoléique est l'un des acides gras les plus abondants dans le sérum et les tissus, en particulier le tissu adipeux et le foie.
Bien que synthétisé de façon endogène chez l'homme, on le trouve principalement sous forme de source exogène dans les graisses de ruminants et les produits laitiers (2 à 3 % des acides gras totaux).
Les données scientifiques de ces dernières années ont classé le palmitoléate en tant que lipokine, messager de signalisation majeur entre tissu adipeux, organes distants notamment le foie et régulation de l'homéostasie métabolique systémique.
Le palmitoléate est associé à une sensibilité accrue à l'insuline et à une diminution de l'accumulation de lipides dans le foie (réduction de l'hépatostéatose) (4).
En dehors des produits laitiers, les deux sources végétales d'acide palmitoléique les plus conséquentes sont l’huile de noix de macadamia (26 % des acides gras) et l’huile d’avocat (7,3 %).
Sur le plan de la supplémentation les extraits d'huile d'argousier sont des sources intéressantes d'acide palmitoléique et vous trouverez plus d'informations sur le sujet dans notre article dédié aux acides gras monoinsaturés en cliquant sur le lien.
Les acides linoléiques conjugués (CLA), et plus particulièrement l'acide ruménique du lait, sont des composés lipidiques bioactifs impliqués dans les effets bénéfiques observés pour la santé métabolique et cardiovasculaire.
Par modulation des facteurs de transcription PPARs, l'acide ruménique améliorerait notamment les dyslipidémies (augmentation du HDL, réduction des LDL-c, triglycérides) (5,6).
LES PRODUITS LAITIERS SOURCES DE FACTEURS PROTECTEURS
Produits laitiers et L-carnitine
Les produits laitiers constituent des aliments contributeurs de composés protéiques quasi spécifiques des produits d’origine animale.
Ils demeurent à ce titre pour une certaines catégorie de la population ayant réduit ou exclus la viande, une source parfois unique de facteurs protecteurs.
L’apport alimentaire de L-carnitine, dipeptide composé de lysine et de méthionine dont la synthèse par le foie et les reins, se situe entre 20 mg et 200 mg par jour.
Même si l’avocat ou encore le tempeh constituent de bonnes sources de L-carnitine, elle est principalement apportée par les produits d’origine animale dont le lait.
La L-carnitine est essentielle à la β-oxydation des acides gras au niveau de la mitochondrie.
Le vieillissement pour la synthèse endogène, un déficit alimentaire en L-carnitine ou une déplétion médicamenteuse (antiépileptiques, anti-rétroviraux) peuvent contribuer à une dysfonction mitochondriale et à des troubles associés tels que la fatigue musculaire ou des troubles cardiovasculaires.
La L-carnitine est également disponible sous forme de complément alimentaire mais les sources alimentaires sont beaucoup mieux absorbée (75 %) que celle sous forme de supplément (de 5 % à 18 %). Les doses administrées au cours des études cliniques sont de 1 à 3 g/jour (7, 8).
Produits laitiers et lactoferrine
La lactoferrine est une protéine majeure du lait maternel (1.5 à 4 g/l en fonction du stade de lactation pour un total protéique de 10 g/l), remplissant des fonctions antimicrobiennes et immunomodulatrices et jouant un rôle essentiel dans la protection du nouveau-né contre les infections (9).
Considérée comme faisant partie des premières lignes de défense, la lactoferrine se retrouve également dans d’autres sécrétions, comme les larmes ou la salive ainsi que les mucus intestinaux et bronchiques.
De nombreuses études ont démontré le rôle de la lactoferrine dans le système immunitaire chez l’adulte (10) :
Augmentation de la biodisponibilité du fer (fixation du fer sous sa forme ferrique F3+) sans effets d’intolérance.
Activité antivirale sur de nombreux types de virus, responsables de pathologies comme le rhume, la grippe, les gastro-entérites virales, l’herpès, etc.
Relargage de dérivés peptidiques antimicrobiens, activité protéolytique, captage du fer au détriment de pathogènes et/ou d’infections persistantes (Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa).
Propriétés anti-inflammatoires de façon systémique et localement dans des conditions telles que les maladies inflammatoires de l’intestin (capacité de se lier aux lipopolysaccharides (LPS), endotoxines bactériennes). L’ensemble contribue à diminuer les réponses pro-inflammatoires, les chocs infectieux et les dommages tissulaires.
Propriétés immuno-régulatrices se traduisant également par une stimulation de la maturation des lymphocytes T et de la différenciation des lymphocytes B immatures en cellules présentatrices d’antigène.
La lactoferrine fait partie des protéines du petit-lait dites solubles (elles ne réagissent pas comme les caséines à la coagulation par la présure et les ferments) qui représentent 20 à 25 % des protéines du lait.
Les protéines du sérum sont regroupées en six grands types : β lactoglobuline, α lactalbumine, sérumalbumine, Immunoglobuline (IgG), glycomacropeptides et lactoferrine.
Le lait de brebis est le plus riche en protéines solubles : plus de 11 g/litre de lait, 7 à 8 g pour le lait de chèvre contre seulement 5 à 6 g/litre de lait de vache,
Ce dernier contient en fonction du stade de lactation et l'alimentation de l'animal, 0,02 à 0,35 mg/ml de lactoferrine qui ne résiste pas à une température supérieure à 60°C (ce qui explique son absence dans les laits UHT).
L’isolat de protéine de lactosérum (ou Whey) contient environ 0,5 % de lactoferrine (11).
Validé comme Novel Food par l’EFSA, la lactoferrine est disponible sous forme de complément alimentaire généralement sous forme de gélules de 400 mg de forme non dénaturée, de préférence issue de microfiltration, sans solvant organique et séchée à basse température (12).
La lactoferrine possède ses propriétés propres mais constituent également une source de peptides bioactifs.
BÉNÉFICES FONCTIONNELS DES PEPTIDES BIOACTIFS ISSUS DES PRODUITS LAITIERS
D’activités démontrées initialement in vitro, puis lors d’essais cliniques, les effets des peptides bioactifs contenus dans les produits laitiers font actuellement l’objet de méta-analyses permettant d’établir des niveaux de preuves satisfaisants.
Origines des peptides bioactifs
Les peptides bioactifs sont de courtes séquences d'acides aminés qui, lors de leur libération à partir de la protéine mère, peuvent jouer différents rôles physiologiques.
Ils ont été identifiés à partir d'une gamme d'aliments, le lait et les sources musculaires animales (à partir du porc, du bœuf ou du poulet et diverses espèces de poissons et d'organismes marins) ou encore à partir de soja ou encore de gluten du blé.
Bien que les peptides bioactifs se trouvent dans différents aliments, le lait et les produits laitiers, surtout le fromage, représentent les sources naturelles les plus importantes (13, 14).
Les peptides bioactifs sont cryptés dans la séquence primaire de la molécule protéique alimentaire et latents jusqu'à ce qu'ils soient libérés et activés par protéolyse enzymatique (15, 16, 17).
Ce mécanisme a lieu pendant la digestion gastro-intestinale ou la transformation des aliments : fermentation microbienne par des bactéries lactiques ou hydrolyse enzymatique dans des conditions contrôlées (température, force ionique, pH, spécifique choix de l’enzyme).
Formation des peptides bioactifs issus des produits laitiers
La production de peptides bioactifs est possible à partir de toutes les espèces laitières (vache, bufflesse, chèvre…), et quelque soit les protéines laitières à savoir :
Les quatre caséines (caséines β, αs1, αS2, κ),
Les protéines solubles majeures, dites encore protéines du lactosérum (β-lactoglobuline, α-lactalbumine, sérum albumine),
La fraction de protéines solubles mineures (lactoferrine, protéoses-peptones).
Ils sont libérés et deviennent actifs, après hydrolyse enzymatique par des enzymes :
Endogènes du lait (plasmine),
De la digestion (pepsine, trypsine, chymotrypsine),
Issues de la fermentation microbienne au cours des procédés alimentaires.
Leur présence a été démontrée dans la plupart des produits laitiers, notamment fermentés, tels que les fromages affinés ou laits fermentés.
La fraction issue de la digestion peut se trouver limitée en cas d'hypochlorhydrie, de traitement IPP, d'insuffisance en enzymes pancréatiques ou encore d'excès en facteurs anti-nutritionnels inhibiteurs de la trypsine (phytates, facteurs anti-trypsiques des légumineuses, du soja, du blanc d'oeuf ou encore du lait cru).
Ce sont, en général, des peptides constitués de deux à une vingtaine d’acides aminés, à l’exception du caséino-glycomacropeptide, issu de l’extrémité C-terminale de la caséine κ (séquence 106–169), qui est un polypeptide bioactif de 64 acides aminés (18).
Suite à la consommation de ces produits, des peptides bioactifs ont été retrouvés au niveau de deux pôles d'activité à effets bénéfiques pour la santé :
Le tractus gastro-intestinal
Au niveau plasmatique.
Les mécanismes de passage de ces peptides dans le sang restent, pour l’instant, de l’ordre de l’hypothèse au regard des voies de transport paracellulaire, transépithélial, ou facilité, actuellement connues.
Les propriétés des peptides bioactifs issus des produits laitiers et effets sur la santé
En général, l'hydrolyse de la protéine mère, soit par des enzymes digestives ou microbiennes, soit pendant le traitement, confèrent aux peptides bioactifs des effets physiologiques, biologiques et fonctionnels par homologies de structure.
Selon leurs caractéristiques structurelles (séquence et composition des acides aminés), les peptides bioactifs issus des produits laitiers peuvent présenter des effets sur la santé en lien avec les études d’association :
Amélioration des paramètres du syndrome métabolique,
Anti-inflammatoire,
Liaison minérale,
Anti-cancérogènes,
Anti-cariogènes,
Immuno-cyto-modulateurs,
Antioxydants,
Effets de type diazépine-like, etc.
On distingue parmi les peptides bioactifs issus des produits laitiers des catégories en fonction de leur relation structure-activité :
Les peptides bioactifs issus des produits laitiers dans la santé métabolique et le risque cardiovasculaire RCV
Les peptides bioactifs à activité anti-hypertensive
Ce sont les peptides les plus étudiés à ce jour, pour la plupart inhibiteurs de l’enzyme de conversion de l’angiotensine (ECA), enzyme régulant la pression artérielle dans le système rénine-angiotensine et kallikreine-bradykinine.
On compte une cinquantaine de peptides anti-hypertensifs répertoriés mais les tripeptides valine-proline-proline (VPP) et isoleucine-proline- proline (IPP) issus de la caséine dans des laits fermentés ou caillés, sont les mieux étudiés.
D'autres propriétés ont été identifiées, pouvant être rattachées au bénéfice global des produits laitiers sur le plan de la santé métabolique et cardioavasculaire (19, 20) :
Les protéines du lait précurseuses de peptides à activité anti-oxydante
Elles sont capables d’inhiber la peroxydation des lipides en piégeant les radicaux libres (dérivé de la β-caséine (169–176) de séquence Lys-Val-leu-Pro-Val-Pro-Gln-Lys).
L’activité anti-thrombotique des peptides bioactifs du lait vient renforcer le rôle dans le prévention des RCV évoqués plus haut.
Les protéines du lait telles que les caséines et les protéines du lactosérum
Elles sont, non seulement, à effet satiétogène direct mais aussi à l'origine de peptides bioactifs à effet incrétine notamment par une activité inhibitrice de la dipeptidyl peptidase-IV (augmentation des niveaux de glucagon-like peptide-1 GLP-1).
Ce dernier aspect mécanistique vient parachever la compréhension des effets positifs de la consommation de composés bioactifs (lipides et peptides) et le lien des produits laitiers dans la gestion du diabète de type 2 et globalement du syndrome métabolique (21).
Autres propriétés des peptides bioactifs issus des produits laitiers
Les phosphopeptides de caséine ou caseinophosphopétides à activité de liaison minérale
Elles augmentent la solubilité des ions de calcium facilitant ainsi son absorption.
Ils sont capables de former des complexes solubles avec les cations Ca2+, Mg2+, Zn2+, améliorant ainsi leur biodisponibilité.
Les peptides bioactifs à activité opioïde
Ce sont les premiers peptides bioactifs découverts provenant des α et β-caséines (α et β-casomorphines) ou de la β lactoglobuline.
Ils sont responsables de l’effet calmant du lait et modulent le métabolisme postprandial. Certains peptides issus de la caséine κ (casoxin) ont plutôt une activité antagoniste.
Sur le plan de la supplémentation, le Lactium© est le nom déposé pour une forme brevetée de peptide bioactif obtenu par hydrolyse trypsique de l’α-caséine bovine, l’α-casozépine aux effets anxiolytiques reconnus chez l’homme comme chez l’animal.
Ces propriétés benzodiazépine-like ne présentent pas les effets secondaires associés aux médicaments, comme l'accoutumance ou la sédation (22).
Les peptides bioactifs à activité de peptides anti-microbiens
Dérivés du lactosérum et particulièrement de la lactoferrine, ces peptides anti-microbiens peuvent également dériver des caséines ou encore de la β-lactoglobuline.
Ils neutralisent les effets pathogènes des lipopolysaccharides (LPS), présentent des activités bactériostatiques, sont capables d'améliorer la phagocytose et de mobiliser les cellules immunitaires au niveau des sites inflammatoires.
Ces peptides bioactifs sont particulièrement impliqués dans le lien positif entre consommation de produits laitiers et maladies inflammatoires intestinales ou encore l'endométriose.
Ces dernières années, les données sur la lactoferrine se sont enrichies de l'identification de peptides bioactifs dérivés à activité anti-microbienne (23).
La lactoferricine bovine, ayant 17 à 41 résidus d'acides aminés, est obtenue à partir de la région N-terminale basique de lactoferrine. Elle est produite dans le tractus gastro-intestinal par la pepsine gastrique et présente une activité antimicrobienne contre plusieurs agents pathogènes gram-positifs et gram-négatifs (tels que E. coli, Listeria monocytogenes), y compris les virus et les champignons.
La lactoferrampine bovine a été étudiée le plus largement et facilement trouvée chez diverses espèces montrant son activité antimicrobienne contre B. subtilis, E. coli et Pseudomonas aeruginosa.
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POINTS À RETENIR SUR LES BÉNÉFICES FONCTIONNELS ASSOCIÉS À LA CONSOMMATION DE PRODUITS LAITIERS
En dehors des apports nutritionnels, les produits laitiers sont des aliments contributeurs de composés bioactifs responsables en grande partie des effets observés sur la santé au niveau des études d'association.
Les composés fonctionnels du lait, responsables notamment de la prévention du diabète de type 2, sont des acides gras et des dérivés peptidiques.
Les peptides bioactifs issus des produits laitiers sont libérés et activés lors de la digestion des protéines laitières et/ou des procédés de transformation tels que la fermentation lactique des produits laitiers (laits fermentés, fromages fermentés). En cas de déficit enzymatique, privilégier ces derniers pour bénéficier des propriétés fonctionnelles des produits laitiers.
L'effet préventif sur les troubles métaboliques et du risque cardiovasculaire impliquent l'effet lipokine de l'acide palmitoléique mais également la régulation des PPARs par l'acide ruménique ainsi que des peptides bioactifs à effet incrétine et ceux à activité anti-hypertensive et anti-thrombotiques.
L'effet préventif sur le cancer colo-rectal provient en grand partie de l'apport d'acide butyrique.
Les effets anti-inflammatoires au niveau intestinal (MICI, endométriose) sont en lien avec l'apport de lactoferrine et de ses dérivés bioactifs, ainsi que ceux de la caséine à activités anti-inflammatoire, anti-microbienne et régulatrice du microbiote.
Marie-I. LODATO
Formatrice en Santé environnementale, Nutraceutiques et Plantes médicinales
Co-Responsable pédagogique Oreka Formation
Co-Conceptrice de la Nutrition Fonctionnelle Adaptative
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