Nutrimetabolomics découvre des composés sains pour le cœur dans les aliments de base méditerranéens

Dans une étude récente publiée dans Le journal de la nutrition, Des chercheurs américains ont utilisé des approches nutrimétabolomiques de nouvelle génération pour caractériser la teneur en éléments nutritifs du saumon consommé dans le cadre du régime méditerranéen (MED). Les résultats de la chromatographie liquide-spectrométrie de masse (LCMS) ont révélé que le saumon abrite 508 composés spécifiques aux aliments (FSC), dont 237 sont uniques. Lorsqu’il est consommé dans le cadre du MED, le saumon fournit au moins 148 FSC et 30 métabolites, dont 4 étaient associés à des améliorations significatives de l’indicateur de santé cardiométabolique (CHI). Pris ensemble, ces résultats mettent en évidence l’importance de l’alimentation, en particulier du saumon, en tant que source inexploitée de métabolites et d’autres molécules bénéfiques.

Étude: Les composés spécifiques aux aliments du saumon et leurs métabolites augmentent dans le plasma humain et sont associés à des indicateurs de santé cardiométabolique suite à une intervention diététique méditerranéenne. Source de l’image : Elena Eryomenko / Shutterstock

Le régime méditerranéen (MED) et son rôle sur la santé

Les maladies chroniques non transmissibles surviennent plus fréquemment que jamais en raison des récents changements de mode de vie et de régime alimentaire dans le monde. De nombreux ouvrages prédisent que la situation va continuer à s’aggraver dans les années à venir, les effets de la pollution, du stress et de l’alimentation aggravant une situation déjà désastreuse. Heureusement, la recherche a également confirmé que la réponse à nos problèmes est plus proche que nous ne le pensons et peut-être plus simple que nous le pensions.

L’alimentation (nutrition), le sommeil et l’activité physique sont considérés comme les facteurs de risque comportementaux les plus importants pour la plupart des maladies chroniques, notamment les maladies cardiovasculaires (MCV), les troubles neurologiques, les problèmes de santé mentale et le cancer. Alors que des études sont en cours pour caractériser les facteurs de risque individuels et optimiser les résultats de ces « comportements de santé », le rôle profond de ces comportements dans la prévention et le traitement des troubles de santé publique est incontestable, et certains comportements (tels que des habitudes de sommeil régulières) sont connu pour être utile pendant d’autres (par exemple, les habitudes tabagiques) ne le sont pas.

Les habitudes alimentaires sont directement liées à la pandémie actuelle d’obésité et de surpoids dans la plupart des pays développés. Historiquement, la recherche nutritionnelle a tenté de déterminer la valeur biochimique des aliments individuels et les résultats de leur consommation isolément. Cependant, des travaux récents examinent les modèles alimentaires, les assemblages d’aliments uniques généralement consommés ensemble et les effets synergiques de chacun de ces composants individuels sur la santé globale.

Il a été démontré que certains régimes, comme le régime occidental, riche en graisses et en sodium mais pauvre en fruits et légumes, augmentent le risque de maladie, tandis que d’autres, comme le régime méditerranéen (MED), se révèlent pathogènes. préventifs en raison de leurs faibles niveaux d’aliments transformés et de leur dépendance aux fruits et légumes frais. Bien qu’il ait été démontré que MED améliore les indicateurs de santé cardiométabolique (CHI), les contributions individuelles de ses composants communs restent un mystère.

« Les aliments comme le saumon sont constitués de milliers de composés nutritifs et non nutritifs qui, ensemble, représentent la totalité des expositions alimentaires. Ces composés peuvent servir de biomarqueurs objectifs de la prise alimentaire et/ou avoir des effets physiologiques. Par conséquent, une évaluation complète de la composition chimique des aliments constitue une première étape essentielle vers l’amélioration de l’évaluation de l’apport alimentaire et l’élucidation des fondements mécanistes de la façon dont l’apport alimentaire affecte la santé.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont simultanément caractérisé les principaux nutriments et métabolites contenus dans le saumon et ont mené un essai d’alimentation randomisé, contrôlé et croisé pour examiner les effets de ces molécules sur les patients obèses et en surpoids présentant un risque de maladie cardiovasculaire. Le but de l’étude était d’utiliser une approche centrée sur l’alimentation pour identifier de nouveaux biomarqueurs potentiels de l’apport alimentaire. Si ces molécules étaient découvertes, elles feraient l’objet de tests exploratoires pour déterminer leurs associations avec les CHI.

L’échantillon de l’étude comprenait des individus américains obèses et en surpoids (IMC compris entre 25 et 37 kg/m).²) âgés de 30 à 69 ans, recrutés dans la grande région de Lafayette, Indiana. Les critères d’inclusion comprenaient des antécédents médicaux sans maladies métaboliques chroniques et des habitudes alimentaires actuelles (en particulier un manque actuel de MED). La collecte de données de base a eu lieu après le manque de nourriture et comprenait des échantillons de sang à jeun et des antécédents démographiques et médicaux. Les interventions comprenaient deux portions de saumon (~ 4 à 8 onces) par semaine (cas) et une portion équivalente de divers produits carnés maigres non transformés (témoins).

En parallèle, la chromatographie liquide-spectrométrie de masse (LCMS) a été utilisée pour identifier le profil métabolique du saumon et de 100 autres aliments couramment contenus dans les MED. Les données de spectrométrie résultantes ont été traitées à l’aide d’une annotation de caractéristiques moléculaires en silice En ce qui concerne le métabolisme, les prédictions ont été faites à l’aide d’un cadre d’apprentissage automatique (ML) appelé BioTransmormer. Les biomarqueurs putatifs identifiés par le modèle ML ont été examinés et ceux qui répondaient aux seuils d’abondance ont été extraits d’échantillons de plasma à l’aide de Profinder.

Les biomolécules identifiées ont ensuite été soumises à des analyses d’association dans lesquelles la modification des taux plasmatiques de FSC de saumon du début à la fin de l’étude a été calculée à partir d’échantillons de plasma de patients à l’aide de modèles linéaires à effets mixtes (LMM). Si les changements observés étaient significatifs, les molécules responsables étaient soumises à des spectrométries de masse en tandem répétées (MMS/MS).

Résultats de l’étude

Les analyses de caractérisation du saumon ont révélé que le poisson contient 508 FSC. Des comparaisons avec 99 autres aliments MED ont révélé que 237 métabolites du saumon étaient uniques. Les analyses du plasma sanguin ont détecté 106 métabolites du saumon et 143 FSC, qui ont tous été isolés et inclus comme variables d’intervention dans l’essai clinique.

Les résultats des essais cliniques ont montré que les concentrations plasmatiques de 48 FSC de saumon et de 30 métabolites (28 %) ont augmenté de manière significative au cours de l’étude (cinq semaines). La plupart des molécules identifiées se sont avérées être à base de lipides.

« Des travaux antérieurs suggèrent que les lipides, en particulier les AGPI oméga-3, sont élevés suite à une alimentation contrôlée du saumon ainsi qu’à la consommation habituelle de poisson. Des concentrations plus élevées d’AGPI sériques ont également été associées à des habitudes alimentaires généralement saines contenant des fruits de mer, notamment le régime MED, le régime nordique, le régime DASH, et au respect des directives diététiques des États-Unis, comme le rapporte le Healthy Eating Index.

Les analyses d’association de ces biomolécules ont révélé que deux FSC et deux métabolites étaient associés à des niveaux de CHI améliorés, soulignant leurs bienfaits cardiovasculaires. En résumé, la présente étude démontre la faisabilité d’utiliser des modèles ML pour prédire le métabolisme clinique des FSC et d’utiliser ces informations pour déterminer la présence et l’abondance de ces métabolites prédits dans les échantillons biologiques. Leur utilisation de la méthodologie cas-témoins met en évidence les avantages du saumon au sein de MED et ouvre la voie à de futures recherches sur d’autres aliments potentiellement bénéfiques.

« …nos résultats mettent en évidence la faisabilité et suggèrent un grand potentiel pour cette approche globale basée sur la nutrimétabolomique pour identifier et tester les biomarqueurs alimentaires. Des analyses de suivi d’aliments supplémentaires et des travaux d’intervention futurs pour évaluer la qualité de ces biomarqueurs potentiels de la consommation de saumon sont justifiés. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour évaluer la cinétique d’absorption et de dégradation et définir la réponse à la dose grâce à des essais d’alimentation aiguë avec des protocoles d’échantillonnage chronométrés dans des cohortes indépendantes.