Additifs et microbiote intestinal : les émulsifiants entraînent chez des souris de l’inflammation et un syndrome métabolique

Une étude in vivo dans Nature suggère que certains émulsifiants pourrait modifier le microbiote intestinale et favoriser le syndrome métabolique. Le microbiote intestinale est composé d’une vaste communauté de bactéries, de virus, de protozoaires et champignons. Le microbiote joue plusieurs rôles physiologiques dans l’immunité, la médiation du métabolisme. Certaines études ont constaté qu’une altération du microbiote (dysbiose) pourrait favoriser des maladies inflammatoires chroniques).

Le mucus, une barrière intestinale

L’intestin est protégé de son microbiote est par des structures des couches de mucus qui couvrent la surface intestinale permettant ainsi à la grande majorité des bactéries intestinales d’être maintenues à une distance sûre des cellules épithéliales qui tapissent l’intestin. Ainsi, les agents qui perturbent les interactions mucus-bactériennes pourraient avoir le potentiel de promouvoir les maladies associées à l’inflammation intestinale. 

Les additifs alimentaires les plus utilisés sont l’acide citrique (E330, dans 23% des produits), les amidons modifiés (22%), les lécithines (E322) (17%), les mono- et diglycérides d’acides gras (E471) (15%) et l’acide ascorbique (E300) (13%). La lécithine est un émulsifiant naturel, ce sont des phospholipides (un assemblage d’acides gras, de phosphates et de glycérol) qu’on retrouve dans les fruits à coque, le soja, le cacao…

A quoi sert un émulsifiant ?

Certaines substances ne se mélangent pas et sont dites « non miscibles », par exemple l’eau et l’huile. Quand on mélange de l’huile et l’eau puis que l’on attend, les deux phases non miscibles se séparent. Les petites gouttes d’huile se regroupent par coalescence. L’eau est une molécule polaire avec des charges opposées à ses extrémités. Les matières grasses sont apolaires.

Un émulsifiant est un additif qui permet de créer une émulsion stable et constituer un mélange uniforme. Les émulsifiants ont une partie hydrophile et une partie hydrophobe. Ils sont à l’interface de l’eau et de la matière grasse. Exemples d’émulsifiants : le  jaune d’œuf (lécithine), les mono- et diglycérides, le polysorbate 80. La lécithine du jaune d’œuf permet de faire tenir la mayonnaise. Les émulsifiants permettent aussi de faire tenir la crème glacée, qui est un système multiphasique, composé d’air, de graisse et de cristaux d’eau dispersés dans un milieu visqueux. C’est à la fois une émulsion (composée d’eau/de matière grasse) et une mousse (avec les bulles d’air).

Des chercheurs ont émis l’hypothèse que les émulsifiants, omniprésents dans les aliments transformés pourraient augmenter le passage de bactérie (translocation) à travers certaines cellules épithéliales intestinales (la paroi intestinale) et cela pourrait induire de l’inflammation. La translocation est la conséquence d’une augmentation de la perméabilité de la muqueuse qui peut être due à des lésions (inflammatoires, infectieuses) ou des dysbiotes (troubles du microbiote intestinal).

Emulsifiants et dysbiose

Afin de tester cette hypothèse, des souris (jeunes ou adultes) ont reçu deux émulsifiants dilués dans de l’eau ou des aliments (le polysorbate-80 ou la carboxyméthylcellulose à des doses de 1%) mimant celles que l’homme consommerait. L’exposition aux émulsifiants réduisait la distance entre les bactéries et l’épithélium intestinal (tissu de cellules). Sur l’analyse en microscopie, on voit que la taille de la couche de mucus diminue et que les bactéries colorées en rouge sont plus proches des cellules intestinales (noyaux colorés en bleu).

La perméabilité intestinale était également accrue en cas d’exposition aux émulsifiants (CMC et P80). Des analyses de la composition du microbiote par séquençage de l’ARN 16S, suivie d’une analyse phylogénique pour comparer la structure communautaire, a révélé que ces deux émulsifiants modifiaient considérablement la composition du microbiote chez les bactéries fécales et intestinales adhérentes chez les souris, avec une réduction des niveaux en bactérioïdes et une augmentation des Ruminococcus gnavus.

La consommation d’émulsifiants a aussi induit une inflammation intestinale modérée, comme le révèle l’élévation du marqueur d’inflammation intestinale lipocalin-2 dans les fèces des souris avec pour conséquence l’apparition d’un syndrome métabolique caractérisé, entre autres, par une augmentation de la masse du tissu adipeux et une hyperglycémie.

Afin de vérifier que ces effets sont bien induits par le microbiote intestinal altéré. Des souris dépourvues de microbiote (dite axéniques) ont été exposés à ces deux émulsifiants et n’ont pas eu de syndrome métabolique démontrant ainsi que l’altération du microbiote intestinal induite par la consommation d’agents émulsifiants est nécessaire à la survenue de l’inflammation intestinale et du syndrome métabolique.

En conclusion, les émulsifiants peuvent perturber la relation hôte-microbiote chez les souris résultant en un microbiote avec une activité mucolytique et pro-inflammatoire améliorée qui favorise l’inflammation intestinale, pouvant se manifester sous forme de syndrome métabolique.

Cela reste bien sûr une étude animale qu’on ne peut pas extrapoler directement à l’Homme. Des essais cliniques chez l’Homme testant des produits alimentaires contenant des émulsifiants vs pas d’émulsifiants permettraient de voir si on retrouve ces effets. Lors de l’évaluation des risques des additifs, l’analyse des effets sur le microbiote n’est pas demandée pour les dossiers d’autorisation de mise sur le marché aux États-Unis ou en Europe. La plupart des tests animaux dans ces dossiers portent sur la toxicité aiguë, chronique sur 2 ans ou la promotion de cancers.

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Source : Chassaing, Benoit et al. “Dietary emulsifiers impact the mouse gut microbiota promoting colitis and metabolic syndrome.” Nature vol. 519,7541 (2015): 92-6. doi:10.1038/nature14232