Consommation d’insectes et microbiote intestinal : croissance du probiotique Bifidobactérium animalis et réduction de l’inflammation d’après une étude pilote ?

Une étude d’intervention humaine (essai randomisé contrôlé) sur 20 volontaires a constaté que la consommation de 25g de poudre de criquet ne comporterait pas d’effets toxiques et indésirables. Cela pourrait même avoir des effets positifs en favorisant la croissance du probiotique Bifidobacterium animalis et la réduction d’un marqueur de l’inflammation TNF-α (facteur de croissance tumoral). Les probiotiques sont des micro-organismes vivants qui, lorsqu’ils sont administrés en quantités adéquates, produisent un bénéfice pour la santé de l’hôte. Cependant cela reste à confirmer dans des études ultérieures de plus grande ampleur.

Plusieurs insectes sont en cours d’évaluation des risques et de demande d’autorisation sur le marché européen sous le règlement Novel Food n°2105/2283 comme les grillons domestiques (Acheta domesticus et Gryllodes sigillatus) et les verres de farine (Tenebrio molitor).

Les insectes, une alternative protéique plus durable ?

D’après la FAO (Food Agriculture Organization), l’élevage repose sur 70% de terres agricoles. La demande en produits animaux pourrait doubler et passer de 229 millions de tonnes en 2000 et 465 millions de tonnes en 2050. Par ailleurs, la viande et le poisson sont des sources importantes de protéines dans de nombreux pays.

La production et la transformation des produits de l’élevage et leur empreinte environnementale

Les protéines d’origine animale contribuent de manière non négligeable aux émissions de gaz à effet de serre. La chaîne alimentaire crée environ 13,7 milliards de m3 de CO2 équivalent, soit 26% des émissions humaines de gaz à effet de serre (Poore 2018). Pour 100g de protéines, concernant les processus de transformation (post-production/post-exploitation), le bœuf produit 1 120g de CO2 éq, le mouton 710g de CO2 éq, la volaille 450g de CO2 éq et le fromage 340g de CO2 éq. Le tofu produit à 490g de CO2 éq et les arachides, 170g de CO2 éq.

La production d’insectes engendre moins de Gaz à Effet de Serre (GES)

Les insectes pourraient être une alternative protéique intéressante plus durable. Environ 2 milliards de personnes dans le monde consomment des insectes (FAO). En moyenne, 2 kg d’aliments sont nécessaire pour produire 1 kg d’insectes alors que les bovins exigent 8 kg d’aliments pour produire 1 kg d’augmentation de la masse corporelle animale (FAO). Les porcs d’élèvage conventionnel produisent 10 à 100 fois plus de gaz à effet de serre par kilogramme d’insecte.

Un taux de conversion alimentaire élevé pour les insectes

L’indice de conversation alimentaire des insectes est élevé, par exemple les grillons ont besoin de six fois moins de nourriture que les bovins, quatre fois moins que les moutons et deux fois moins que les porcs et les poulets pour produire la même quantité de protéines (FAO). Par ailleurs, les insectes émettent moins de gaz à effet de serre d’ammoniac que les élevages traditionnels. L’élevage d’insectes demande moins d’eau que pour le bétail.

• Il y a peu de questions relatives au bien-être animal même si la douleur ressentie par les insectes est inconnue. Certains d’entre eux ne présenteraient pas de récepteurs à la douleur (nocicepteurs) (Groening 2017).
• Ces insectes présentent également un faible risque de zoonoses.

Les criquets sont riches en protéines et contiennent de la chitine, une fibre non digestible qui pourrait influencer le microbiote. Quelques risques sont connus comme la présence de métaux lourds si les insecte sont nourris avec des substrats inappropriés comme des déchets. Cela dépend également du sol où ils sont cultivés (ce risque serait ainsi limité pour les insectes d’élevage). Certaines espèces d’insectes peuvent également contenir des substances toxiques comme les glycosides cyanogéniques.

Qu’est-ce que le microbiote intestinal ?

Notre tube digestif abrite environ 2kg de micro-organismes, soit 10¹² à 10¹⁴ micro-organismes (bactéries, virus, parasites, champignons non pathogènes). Cela compose le microbiote intestinal principalement localisé dans l’intestin grêle et le côlon. L’arrivée du séquençage génétique à haut débit a permis de relancer la recherche sur les bactéries intestinales pour étudier les interactions entre notre organisme et les micro-organismes.

Une dysbiose est une altération qualitative et fonctionnelle de la flore intestinale (de la quantité et la diversité et les proportions de micro-organismes) et elle pourrait être à l’origine de maladies chroniques par des mécanismes inflammatoires.

Production d’acides gras à courte chaîne

Ces bactéries intestinales jouent de nombreux rôles bénéfiques. Certains micro-organismes peuvent digérer des nutriments non digestibles comme la cellulose à travers la fermentation bactérienne qui produit des acides gras à courte chaîne AGCC (acétate, propionate et butyrate) et des gaz. Nous n’avons pas d’enzyme pour hydrolyser ce composé végétal. Un essai clinique GUT2D study (Zhao 2018) sur 49 volontaires a identifié qu’une production plus élevée d’AGCC avec un régime alimentaire riche en fibres induit des changements dans l’ensemble de la communauté microbienne de l’intestin et est corrélée à des taux élevés de Glucagon-like pepetide-1 (GLP-1), à une diminution des taux d’hémoglobine acétylée et à une amélioration de la régulation de la glycémie, ce qui pourrait être bénéfique pour prévenir du diabète de type 2. Une autre étude sur des souris (Lin HV 2012) a montré que le butyrate et le propionate pourraient réduire les apports alimentaires et l’appétit.

Il a été montré que l’implantation d’un microbiote provenant d’une souris obèse chez une souris axénique (sans microbiote) provoque une prise de poids importante chez la souris axénique. Cela pourrait être lié à une augmentation de la présence de LPS inflammatoire qui provoque une inflammation à base bruit et favorise l’insulinorésistance.

Plusieurs maladies chroniques ont été associées à des dysbioses et une baisse de diversité dans la flore microbienne : obésité, allergies, asthme, maladies gastro-intestinales et même des troubles neurologiques.

Essai clinique sur la consommation de 25g de poudre de criquet

Le but de cet essai clinique pilote publié dans le journal scientifique Plos One était de tester l’effet de 25g/j de poudre de criquet (Gryllodes sigillatus) sur la composition du microbiote chez 20 adultes sains âgés de 18-65 ans pendant 6 semaines en double aveugle.

Méthodes

55% des participants étaient des femmes et l’IMC moyen était de 23,39 (IMC normal). Les 2 groupes ont été attribués aléatoirement à soit un petit déjeuner contenant de la poudre de criquet soit à un petit déjeuner classique sans criquet. Les participants recevaient un des deux petit-déjeuner pendant 2 semaines puis suivi d’une période sans intervention « wash-out » puis de 2 semaines avec l’autre régime. Une période de « wash-out » ou de « lavage » est une période d’un essai croisé « cross-over » pendant laquelle le sujet ou le patient ne prend pas de traitement actif. Cette période intercalée entre deux périodes de traitement permet d’éliminer le traitement de la période précédente avant de commencer à prendre un autre traitement de la période suivante. Ce design en cross-over a été choisi parce que la variabilité intra-individuelle est plus faible que la variabilité inter-individuelle.

Les participants prenant des médicaments, avec des maladies métaboliques, intestinales ou un cancer, les grands consommateurs d’alcool, les utilisateurs réguliers de pré- et probiotiques ont été exclus car ces conditions et mode de vie influencent le microbiote. L’étude s’est déroulée entre février et mai 2017 à l’Université du Colorado.

Le petit déjeuner comprenait deux muffins et une boisson chocolatée.

Des échantillons de selles et sanguins ont été collectés au début de l’étude et après chaque période d’intervention pour évaluer les fonctions du foie et les variations du microbiote intestinal.

Résultats : pas d’effets indésirables

Aucun effet indésirable ou gastro-intestinal n’a été rapporté. Aucun changement n’a été identifié pour différentes paramètres sanguins : Na, K, tCO₂, Cl^–, GLU, CA, CRE, ALT… Une légère augmentation a été constatée pour le paramètre l’enzyme ALP avec la consommation de criquet mais ce n’est pas significatif cliniquement (intervalle de valeurs de l’estimation large). Aucune toxicité n’a été rapportée pour les paramètres métaboliques sanguins.

La consommation de criquet était associée à une réduction de la production de deux acides gras à courte chaîne : le propionate et l’acétate. Ces AGCC peuvent moduler le métabolisme humain.

Concernant le microbiote, les Bacteriodetes et les Firmicutes représentaient 90% des micro-organismes. Il n’y avait pas de différence en terme de diversité (indice de Shannon). Cinq quantités de taxon bactériens ont varié significativement après la consommation du criquet (vs le contrôle) :

• Augmentation des Actinobactéries (souvent trouvées dans l’intestin). Augmentation de l’espèce probiotique Bifidobacterium animalis.
• Diminution des bactéries Lactobacillus reuteri et de celles du genre Acidaminococcus

Pour l’inflammation (phénomène immunitaire), il n’y avait pas de changement pour les taux d’immunoglobulines sIgA ni pour les cytokines (des molécules impliquées dans la réponse immunitaire). La cytokine facteur de croissance tumoral (Tumor Necrosis Factor alpha TNF-α), une molécule provoquant l’inflammation a diminué significativement.

En conclusion, la consommation de criquet n’a pas posé de problème de toxicité pour ces 20 volontaires et cela n’a pas modifié de façon marquante le microbiote. La consommation de criquet était associé à une augmentation de la bactérie Bifidobacterium animalis qui produit de l’acide lactique. C’est un probiotique très étudié sous forme commerciale lactis BB-12 pour diminuer les troubles intestinaux et empêcher les micro-organismes pathogènes de s’attacher à la barrière intestinale.

Les limites de cette étude pilote sont la faible taille de l’échantillon qui n’est pas représentatif de la population américaine (plus âgée). Les autres repas en dehors du petit déjeuner n’étaient pas contrôlés. Il n’a pas été possible d’estimer une relation dose réponse. On ne savait pas non plus l’effet de la chitine.

Il faudrait effectuer des études d’intervention plus longues avec un plus grand échantillon et des études épidémiologiques sur l’entomophagie.

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Sources:

FAO. Insectes comestibles Perspectives pour la sécurité alimentaire et l’alimentation animale, Rome, 2014

Lin HV, Frassetto A, Kowalik EJ Jr, et al. Butyrate and propionate protect against diet-induced obesity and regulate gut hormones via free fatty acid receptor 3-independent mechanisms. PLoS One 2012;7:e35240. doi:10.1371/journal.pone.0035240

Zhao L. et al. Gut bacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes. Science. 2018 Mar 9;359(6380):1151-1156

Tang WH, Wang Z, Levison BS, et al. Intestinal microbial metabolism of phosphatidylcholine and cardiovascular risk. N Engl J Med 2013;368:

Groening et al. In search of evidence for the experience of pain in honeybees: A self-administration study. Sci Rep. 2017; 7: 45825.  

J. Poore, T. Nemecek. Reducing food’s environmental impacts through producers and consumers. Science  01 Jun 2018: Vol. 360, Issue 6392, pp. 987-992 DOI: 10.1126/science.aaq0216

Lenka Kouřimská, Anna Adamkova. Nutritional and sensory quality of edible insects NFS Journal, Volume 4, October 2016, Pages 22-26

AM Valdes et al. Role of the gut microbiota in nutrition and health. BMJ 2018; 361

Payne et al. Are edible insects more or less ‘healthy’ than commonly consumed meats? A comparison using two nutrient profiling models developed to combat over- and undernutrition. Eur J Clin Nutr. 2016 Mar; 70(3): 285–291