Consommation d’édulcorants intenses non-caloriques et santé cardiométabolique

La prévalence des maladies cardiométaboliques telles que l’obésité et le diabète de type 2 (DT2) représente l’un des plus grands problèmes de santé publique de l’ère moderne. En 2016, l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a rapporté que 39% et 19% de la population adulte mondiale étaient considérés comme étant respectivement en situation de surpoids ou d’obésité (Lim et al.,2020). Parallèlement, l’incidence mondiale du diabète a presque quadruplée au cours des dernières décennies, passant de 108 millions de personnes dans le monde en 1980, à 463 millions de patients atteints en 2019 (Atlas 2019 de la Fédération Internationale de Diabète). Ce constat sur l’état de santé actuel des populations soulève un enjeu primordial de santé publique, puisque l’obésité et le DT2 sont tous deux des facteurs de risque indépendants des maladies cardiovasculaires (CV), première cause de mortalité dans le monde (Piché et al., 2020 ; Yusuf et al., 2020 ; Dagenais et al., 2020).

Bien que cette situation d’ampleur soit le résultat d’une interaction complexe, entre de nombreux facteurs liés aux habitudes de vie et à des facteurs socio économiques, il est désormais bien accepté que le déséquilibre alimentaire, causé notamment par des apports caloriques plus importants que la dépense énergétique, constitue l’une des causes principales d’apparition de ces pathologies métaboliques et CV (Saklayen et al., 2018). En effet, la consommation de plus en plus importante de produits « ultras transformés », riches en graisses et en sucres dit « ajoutés », est connue pour impacter à long terme l’équilibre métabolique de l’organisme (Poti et al., 2017 ; Hasegawa et al., 2020). Ainsi, plusieurs études épidémiologiques confirment l’existence d’un lien fort entre la consommation de boissons sucrées, principales sources de sucres ajoutés, et le développement de complications métaboliques (Marriott et al., 2010 ; Arsenault et al., 2017 ; Malik et al., 2010 ; Ruanpeng et al., 2017). Par ailleurs, des études très récentes montrent également une augmentation du risque de mortalité totale et plus particulièrement CV chez les grands consommateurs de ces boissons (Malik et al., 2019 ; Mullee et al., 2019 ; Mossavar-Rahmani et al., 2019).

Sucre ou édulcorant : le dilemme de l’alimentation contemporaine

Alors qu’originellement très peu d’aliments étaient en mesure de procurer un goût sucré (fruits, baies, plantes, etc.), l’Homme a rapidement appris à concentrer puis à identifier les molécules responsables de ce goût sucré, afin de les produire à plus grande échelle grâce à des procédés industriels. Actuellement l’ensemble de la population, regroupant les individus en bonne santé ou atteints de maladies chroniques, consomme une large gamme de produits alimentaires au goût sucré. Les composants traditionnels responsables du goût sucré sont soit des sucres inhérents à l’aliment soit des sucres ajoutés. Ces derniers sont fréquemment retrouvés dans l’industrie agro-alimentaire. Plus récemment, des molécules visant à remplacer ces sucres comme les édulcorants d’origine naturelle et de synthèse ont été introduites en réponse à l’évolution des habitudes alimentaires.

Les agents du goût sucré

Le sucre
Les prémices de l’utilisation du sucre comme produit alimentaire apparaissent dans les iles de la Nouvelle-Guinée, où les habitants avaient l’habitude de mâcher la canne à sucre (Vitaux, 2009). Depuis, le sucre extrait de la canne, ou « saccharose » de son nom scientifique, s’est peu à peu répandu sur la planète au gré des croisades et de l’implantation de colonies. Au XVIIème siècle, le saccharose commence alors à occuper une place fondamentale dans l’économie mondiale. En France, de nombreuses raffineries se développent en lien avec les exploitations de la canne à sucre dans les Antilles. Les différents conflits en Europe, notamment entre Napoléon et les Anglais, entrainent une fermeture de la route des Antilles. En 1811, au vu de la rentabilité des usines de production à base de betteraves sucrières en Europe, Napoléon décide d’interdire le sucre de canne (Asadi, 2007 ; Arzate, 2005). Depuis, la mécanisation des récoltes, la sélection des semences et les progrès en génétique élève la France au rang de premier producteur européen et deuxième producteur mondial de saccharose issu de la betterave (Agreste 2019, CEDUS 2019).

Le terme « sucre » est souvent employé pour parler spécifiquement du sucre de table dans le langage courant, composé exclusivement par des molécules de saccharose. Or, cette terminologie englobe en réalité plusieurs molécules dont les plus fréquemment retrouvées dans l’alimentation sont le glucose, le fructose, le lactose et le galactose .

Les édulcorants
Historiquement, cela fait des siècles que l’Homme temporise l’acidité ou l’amertume de ses préparations avec les produits qui l’entourent tels que les fruits ou le miel. Toutefois, dans l’Antiquité les civilisations préparent le sapa, une réduction de jus de raisin possédant un pouvoir sucrant particulièrement puissant. Plus tard, on comprendra que le phénomène à l’origine de ce pouvoir sucrant décuplé est expliqué par l’interaction entre l’acide du raisin et les atomes de plomb composant la marmite dans laquelle était chauffée la préparation. Cette substance est ainsi la première à répondre aux critères de la définition actuelle de l’édulcorant.

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Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
REVUE DE LITTERATURE
1. Sucre ou édulcorant : le dilemme de l’alimentation contemporaine
a. Les agents du goût sucré
i. Le sucre
ii. Les édulcorants
Le sucralose
L’acésulfame de potassium
b. La perception du goût : structures de détection
i. Les récepteurs au goût sucré
ii. Les récepteurs au goût amer
c. Signalisation associée à l’activation des récepteurs gustatifs
d. Mécanisme d’absorption et métabolisation cellulaire
i. Les glucides
Le glucose, principal substrat énergétique cellulaire
Le rôle de l’insuline
Le rôle des incrétines
Le rôle de la leptine
ii. Le sucralose et l’acésulfame de potassium
2. Consommation de sucre ou d’édulcorant : conséquences sur la santé cardiométabolique.
a. Données épidémiologiques
i. Consommation de sucre et mortalité cardiovasculaire
ii. Consommation d’édulcorants et mortalité cardiovasculaire
b. Sucre et réponses biologiques : rôle dans le développement de facteurs de risques cardiovasculaires
i. Complications métaboliques
Surcharge pondérale et obésité
Sommaire
Inflammation et dyslipidémie
Leptino-résistance et sécrétion d’incrétine
Hyperinsulinémie et insulino-résistance
ii. Complications cardiovasculaires : atteintes de la fonction endothéliale vasculaire
Rappel de physiologie vasculaire
Hyperglycémie aiguë et dysfonction endothéliale
Perturbations métaboliques et dysfonction endothéliale
c. Rôle biologique des édulcorants dans le développement de facteurs de risque cardiovasculaire
i. Le sucralose
ii. L’acésulfame de potassium
Effet sur la masse corporelle
Effet sur le contrôle glycémique
Effet sur la fonction cardiovasculaire
iii. Le mélange sucralose et acésulfame de potassium
Effet sur la composition corporelle
Effet sur le contrôle glycémique
OBJECTIFS ET HYPOTHESES DU TRAVAIL DE THESE
MATERIELS ET METHODES
1. POPULATIONS
a. ETUDE N°1 : Effet de la consommation chronique d’un cocktail d’édulcorants sur la composition corporelle et la fonction vasculaire chez le rat sain
b. ETUDE N°2 : Caractérisation de la consommation chronique d’un édulcorant intense, effet
de cette consommation sur la composition corporelle, le métabolisme du glucose et la fonction
vasculaire de souris saines ou rendues obèses par un régime riche en graisses .
2. PARAMETRE BIOLOGIQUE ET PHYSIOLOGIQUE
a. Mesure de la pression artérielle chez la souris
b. Etude du contrôle de la glycémie chez le rat et la souris
i. Régulation de la glycémie
ii. Evaluation de l’insulino-résistance
Sommaire
3. ETUDE DE LA REACTIVITE VASCULAIRE AORTIQUE EX VIVO
a. Protocole expérimental ETUDE N°1
b. Protocole expérimental ETUDE N°2
4. ANALYSES HISTOLOGIQUES ET BIOCHIMIQUES
a. Dosage des protéines
b. Dosage des taux d’insuline sérique
c. Caractérisation du tissu adipeux épidydymal et inguinal par histologie
d. Evaluation du taux d’assimilation des lipides issus de fèces de souris
5. ANALYSES STATISTIQUES
RESULTATS
ETUDE N°1
ETUDE N°2
ABSTRACT
CONCLUSION