Physiologie des matières grasses du lait
Les besoins énergétiques d’un bébé sont élevés. Un composant important du lait humain, comme dans les formules de lait, est la graisse, qui présente une source importante d’énergie (environ 50 % du contenu énergétique du lait humain et des formules). Jusqu’à 98 % des lipides du lait humain se présentent sous la forme de triacylglycérols, dans lesquels des acides gras saturés et non saturés sont liés au squelette du glycérol. L’acide palmitique, le principal acide gras saturé du lait humain, représente généralement environ 20 à 25 % des acides gras du lait humain. Soixante pour cent (selon certains auteurs, jusqu’à environ 86 %) de l’acide palmitique est estérifié en position sn-2 dans les triacylglycérols (position dite β). Le nom abrégé de l’acide palmitique lié au glycérol en position β (sn-2) est β-palmitate. Cependant, dans la majorité des formules de lait de complément, avec des huiles végétales comme source de graisse couramment utilisée, l’acide palmitique est lié au 1er ou au 3ème carbone du glycérol (positions sn-1 et -3) . Le lait de vache, ainsi que les graisses végétales, ont une teneur plus faible en β-palmitate par rapport au lait humain (le lait de vache seulement environ 40 %, les huiles végétales même seulement 5-20 %) . Outre les acides gras saturés, le lait contient également des acides gras polyinsaturés à longue chaîne, ainsi que des acides gras essentiels (acide linoléique et α-linoléique). La teneur équilibrée de ces acides gras est nécessaire à la maturation correcte du système nerveux et à la perception visuelle, ainsi qu’à la formation d’importants médiateurs biologiques, par exemple les eicosanoïdes.
L’importance de la liaison sn-2 réside dans la régulation de la digestion et de l’absorption ultérieure des graisses. La première enzyme qui digère les graisses est la lipase gastrique, qui est déjà bien développée chez les nouveau-nés. Ensuite, la lipase pancréatique poursuit la digestion des graisses dans l’intestin, mais une certaine immaturité de la fonction exocrine du pancréas est observée chez les nouveau-nés. La lipase du lait humain, stimulée par le sel biliaire, joue un rôle important chez les nourrissons allaités. La lipase gastrique représente environ 10 % et la lipase stimulée par les sels biliaires représente 20 à 40 % de la digestion des graisses . La lipase pancréatique sépare les acides gras en position sn-1 et sn-3, tandis que la position intermédiaire est relativement résistante à l’activité lytique de cette enzyme . Lorsque l’activité de la lipase pancréatique dans l’intestin est appropriée, le résultat final de la digestion des graisses est constitué d’acides gras libres et de 2-monoacylglycérol, qui crée ensuite des micelles avec les acides biliaires et est absorbé rapidement. Cependant, les acides gras saturés libres à longue chaîne (par exemple l’acide palmitique), et une quantité suffisante de calcium dans la lumière intestinale, créent des savons de calcium non solubles et diminuent ainsi la disponibilité globale du calcium pour l’enfant. Si l’acide palmitique est lié en position sn-2 au glycérol, il ne crée pas de composés avec le calcium, mais est absorbé . Si les nourrissons sont nourris avec des graisses contenant principalement de l’acide palmitique situé en position sn-1 et sn-3, l’activité insuffisante de la lipase pancréatique augmente le risque de formation de savons de calcium mal absorbés.
C’est la raison pour laquelle, selon le modèle du lait humain, une teneur élevée en acide palmitique en position sn-2 dans la formule de lait entraîne une absorption et une efficacité plus élevées de l’acide palmitique par rapport aux formules de lait de complément avec des triacylglycérols dérivés d’huiles végétales qui sont principalement en position sn-1 et sn-3 . Plusieurs études ont révélé que les graisses du lait humain sont mieux absorbées que les graisses des formules de lait de complément, tandis que l’augmentation du β-palmitate dans les formules vise à atteindre le niveau d’absorption des graisses des formules à celui du lait humain. La teneur en acides gras liés en position β au glycérol est nettement différente dans les diverses formules de lait de complément. En outre, l’analyse de diverses formules de lait de complément a révélé des différences significatives dans la structure stéréospécifique des acides gras, ainsi que dans le profil de certains acides gras par rapport au lait humain. En ce qui concerne l’acide palmitique, bien que les différences ne soient pas très importantes au niveau de sa teneur, il existe des différences dans la proportion de sa liaison en position sn-2. De même, la teneur en acides gras du lait humain varie en fonction du régime alimentaire de la mère. L’identification progressive de composants particuliers du lait humain, ainsi que la détermination de leur importance physiologique, ont conduit à des ajustements des formules de lait de complément dans le but de fournir aux nourrissons qui ne peuvent être allaités, pour diverses raisons, des avantages similaires à ceux du lait humain. Outre l’ajustement du contenu de certains composants immunomodulateurs (nucléotides, prébiotiques, oligosaccharides, probiotiques, vitamines) et d’autres composants essentiels ayant des fonctions métaboliques et d’autres fonctions physiologiques (acides gras polyinsaturés, carnitine, choline, taurine, minéraux, vitamines), l’attention se tourne de plus en plus vers les composants gras du lait de vache.
Dans des conditions physiologiques, l’acide palmitique est un composant important du lait humain. Sur la base des analyses disponibles, une partie importante de l’acide palmitique est liée au squelette du glycérol dans les triacylglycérols en position sn-2 (position β), ce qui a des implications physiologiques et métaboliques importantes chez les nourrissons allaités par rapport aux nourrissons nourris avec des préparations lactées complémentaires .
En outre, les changements de position du palmitate sur la molécule de glycérol peuvent influencer la présentation des graisses dans le plasma et leur métabolisme . Cependant, certains auteurs ont suggéré que les différences dans les caractéristiques physiques des graisses résultant de l’inter-estérification et les changements dans les structures des triacylglycérols sont des déterminants clés du niveau de lipémie postprandiale, plutôt que la position de l’acide gras dans les triacylglycérols .
Effets positifs du β-palmitate chez les nourrissons
L’influence de la liaison de l’acide palmitique à diverses positions sur une molécule de glycérol dans les graisses a été étudiée chez l’animal et aussi dans des études humaines, avec des nourrissons nés prématurément ou à terme. Les études ont porté sur l’influence d’une teneur plus élevée en β-palmitate sur le métabolisme du calcium, la digestion et l’absorption des graisses, la création de la matrice osseuse, la consistance des selles et d’autres paramètres. En ce qui concerne la disponibilité du β-palmitate synthétique, ainsi que des formules à teneur accrue, les preuves d’un effet positif de cette graisse unique, issue du lait humain, sont de plus en plus nombreuses (tableau 1).
L’impact du β-palmitate sur le métabolisme du calcium
Le calcium est un minéral essentiel, surtout au moment de la croissance intensive et de la formation du squelette. Les selles des nourrissons nourris avec des préparations lactées complémentaires ayant une teneur plus élevée en β-palmitate présentent une quantité de calcium et également d’acides gras comparable à celle des nourrissons entièrement allaités. Cette quantité était nettement inférieure à celle des nourrissons nourris avec une préparation lactée complémentaire contenant peu de β-palmitate. D’un point de vue pratique, il est évident que la présence de β-palmitate dans la formule de lait complémentaire, similaire à sa fonction dans le lait humain, influence positivement le métabolisme du calcium en augmentant son absorption à partir de la lumière intestinale et en influençant positivement la minéralisation du squelette en croissance. Dans un modèle animal, une formule riche en β-palmitate a augmenté l’absorption du calcium par l’augmentation de sa solubilité dans le contenu de l’intestin grêle . La teneur élevée en β-palmitate dans les préparations lactées complémentaires diminue la quantité de calcium dans les selles, ce qui entraîne une excrétion plus importante dans l’urine. Il existe une relation directe significative entre la quantité de β-palmitate dans la formule de lait complémentaire et le grade d’absorption du calcium, ainsi qu’une diminution de la création de savons de calcium et l’augmentation du grade d’absorption des acides gras .
L’impact du β-palmitate sur la matrice osseuse
La petite enfance est critique pour le développement optimal de la minéralisation de la matrice osseuse et le régime alimentaire influence significativement ce processus complexe . Comme déjà mentionné, une teneur plus élevée en β-palmitate a un impact positif sur l’absorption du calcium. Dans une étude portant sur 100 nourrissons nourris avec une formule de lait contenant 50 % de β-palmitate, la masse minérale osseuse du corps entier a été comparée et évaluée par densitométrie à celle de nourrissons entièrement allaités et de nourrissons nourris avec une formule de lait standard à faible teneur en β-palmitate. La formule à haute teneur en β-palmitate a conduit à une masse de minéraux osseux significativement plus élevée par rapport au groupe nourri avec la formule standard de contrôle. En revanche, aucune différence n’a été constatée entre le groupe contenant du β-palmitate et les nourrissons nourris au sein. Une récente étude contrôlée en double aveugle a analysé l’impact d’une alimentation complémentaire avec différentes teneurs en β-palmitate sur les paramètres anthropométriques et la masse osseuse dans un groupe de nourrissons nés à terme. Les mesures quantitatives par ultrasons de la vitesse du son des os (SOS) constituent un outil important pour le diagnostic et le suivi de la solidité des os chez les nourrissons. La vitesse du son est directement proportionnelle à la qualité, la force et la densité de la matrice osseuse. Les résultats ont montré que les nourrissons allaités et les nourrissons nourris avec une formule à forte teneur en β-palmitate avaient une vitesse du son osseux significativement plus élevée que les nourrissons nourris avec une formule lactée standard à faible teneur en β-palmitate . Cependant, d’autres études sont nécessaires pour confirmer cet effet et analyser l’effet de la supplémentation en β-palmitate dans l’alimentation lactée complémentaire sur la matrice osseuse à long terme.
Influence du β-palmitate sur l’absorption des acides gras et la consistance des selles
L’absorption accrue du palmitate lors de sa liaison en position sn-2 au squelette du glycérol pourrait présenter une source d’énergie importante pour un enfant. L’augmentation de la teneur en β-palmitate conduit à une influence positive de la résorption des acides gras, ainsi que leur spectre dans le plasma étant plus similaire aux observations chez les nourrissons entièrement allaités . La formation de savons de calcium insolubles est responsable d’une selle plus dure . De plus, le calcium sous cette forme n’est pas disponible pour l’enfant et il est excrété de l’organisme dans les selles. Les nourrissons allaités ont des selles plus molles par rapport aux nourrissons nourris avec des préparations standard contenant une petite quantité de β-palmitate . Lorsque la teneur en β-palmitate augmente, en raison d’une meilleure absorption des acides gras et d’une proportion plus élevée de 2-monoacylglycérols absorbables, le risque de formation de savons de calcium insolubles diminue avec une amélioration ultérieure de la consistance des selles, qui étaient plus molles sans augmentation du volume global des selles . Dans un petit essai croisé randomisé en double aveugle chez des nourrissons à terme souffrant de constipation, une nouvelle formule contenant une concentration élevée de β-palmitate, ainsi qu’un mélange d’oligosaccharides prébiotiques et de protéines de lactosérum partiellement hydrolysées, a entraîné une forte tendance à l’obtention de selles plus molles chez les nourrissons constipés, mais aucune différence dans la fréquence de défécation. Par conséquent, cette formule peut être recommandée pour les nourrissons constipés. Une des limites de cette étude est le grand nombre de variables qui influencent la consistance des selles. Des études récentes en double aveugle chez des nourrissons à terme en bonne santé indiquent que la formule à haute teneur en β-palmitate a conduit à une réduction de la formation de savon dans les selles et à des selles plus molles, et cet effet était plus visible avec l’ajout d’oligofructose prébiotique .
On pourrait dire que la teneur élevée en β-palmitate dans la formule de lait complémentaire influence positivement le métabolisme des acides gras et leur absorption à partir de la lumière intestinale avec une amélioration énergétique et un équilibre minéral ultérieurs. Les nouveau-nés et les nourrissons des premières semaines de vie présentent encore une certaine immaturité du système de lipase pancréatique et, par conséquent, l’ajout de β-palmitate à la préparation lactée complémentaire permet de contourner cette insuffisance physiologique transitoire en assurant une absorption suffisante des acides gras, ainsi que du calcium. D’autres auteurs ont observé des résultats similaires, à savoir une amélioration de l’absorption des acides gras, une diminution des déchets de calcium dans les selles en raison de leur résorption accrue et un ramollissement ultérieur des selles. Plusieurs études ont montré que l’acide palmitique peut être absorbé efficacement, évitant ainsi la formation de savon gras s’il est présent en position sn-2 . Les observations selon lesquelles une teneur accrue en β-palmitate entraîne une absorption moindre des acides gras polyinsaturés essentiels n’ont pas été confirmées par la suite La formule avec une teneur plus élevée en β-palmitate a été bien tolérée et n’a pas eu d’impacts négatifs sur la croissance .
Impact du β-palmitate sur la durée des pleurs et sur le sommeil
Dans une étude contrôlée randomisée, l’utilisation d’une formule de protéines de lactosérum partiellement hydrolysées complétée par des oligosaccharides prébiotiques et ayant une teneur élevée en acide β-palmitique induit une réduction des épisodes de pleurs chez les nourrissons souffrant de coliques par rapport à une formule standard et à la siméthicone. Compte tenu du fait que la formule témoin, outre le β-palmitate, ne contenait pas d’oligosaccharides ni d’hydrolysat de lactosérum, l’effet clinique observé pourrait être partiellement attribué à ces autres composants . Dans un essai clinique randomisé en double aveugle, une réduction significative de la durée des pleurs a été observée dans le groupe de nourrissons nourris avec une formule à forte teneur en β-palmitate par rapport aux nourrissons nourris avec une formule témoin à faible teneur en β-palmitate. Il n’y avait pas de différence significative dans le mode de pleurs entre les nourrissons allaités et les nourrissons nourris avec une formule à haute teneur en β-palmitate. Dans une autre étude avec des préparations complétées par une teneur élevée en β-palmitate, un nombre significativement plus faible de nourrissons qui pleurent, ainsi qu’une durée plus courte des épisodes de pleurs pendant le jour et la nuit, ont été observés. La réduction des pleurs a été observée surtout le soir et la nuit, ce qui pourrait s’expliquer par un mécanisme complexe de l’activité du β-palmitate, à savoir l’établissement des biorythmes circadiens de l’enfant et une influence positive sur le système des médiateurs et régulateurs neuroendocriniens. Il peut également y avoir eu un effet dû au ramollissement des selles et donc une diminution de l’inconfort gastro-intestinal par rapport aux selles solides.
L’impact du β-palmitate sur la microflore intestinale
Un composant important de l’intestin est le microbiome intestinal (microflore), qui est un « organe » important avec de nombreuses fonctions non seulement au niveau de l’intestin, mais aussi au niveau de l’organisme entier, par ex.par exemple, la modulation de la réponse inflammatoire et immunitaire, la prévention de la colonisation par des agents pathogènes invasifs, la création de composés essentiels pour l’organisme (par exemple, les vitamines, les acides gras à chaîne courte), la participation à la digestion de certains nutriments, ainsi que la régulation de la maturation intestinale de l’intestin et la prolifération des cellules épithéliales intestinales . Après la naissance, l’enfant a une lumière intestinale stérile, qui est rapidement colonisée par des micro-organismes particuliers, et le caractère du microbiome intestinal peut avoir des conséquences importantes concernant la prévention ou l’apparition de certaines maladies pathologiques, y compris les maladies gastro-intestinales, ainsi que les maladies extra-intestinales (par exemple, les maladies allergiques, les maladies neuropsychiatriques et les maladies intestinales inflammatoires) . Un facteur important modulant la création du microbiome intestinal est la nutrition de l’enfant, et de ce point de vue, nous considérons le lait humain comme un créateur et un régulateur idéal du microbiome intestinal physiologique. Dans une étude clinique récente, une influence positive d’une teneur élevée en β-palmitate dans la formule de lait complémentaire a été trouvée, car elle a conduit à une augmentation des Lactobacillus et des bifidobactéries avec une maturation intestinale correcte ultérieure avec un antagonisme des bactéries pathogènes et des effets immunomodulateurs positifs . L’étude en double aveugle la plus récente, menée auprès de 300 nourrissons nés à terme et en bonne santé, a également montré qu’une teneur élevée en β-palmitate dans les préparations pour nourrissons entraînait une concentration plus élevée de bifidobactéries fécales et une amélioration de la consistance des selles, et qu’il n’y avait pas de différence par rapport aux nourrissons nourris au lait humain. Ces études ont également montré un effet immunomodulateur du β-palmitate via une influence positive du microbiome intestinal. Des études supplémentaires sont nécessaires.
L’influence du β-palmitate sur les processus inflammatoires dans l’intestin
Des résultats intéressants ont été montrés par une étude expérimentale utilisant un modèle animal dans lequel l’effet protecteur possible du β-palmitate sur le développement de l’inflammation intestinale a été étudié. Comme modèle, une souris déficiente dans la création de la mucine-2, qui présente une importante barrière physiologique protectrice de la muqueuse intestinale avec des effets anti-inflammatoires, a été utilisée. Dans le groupe de souris déficientes qui ont été nourries avec une formule à haute teneur en β-palmitate, un degré inférieur d’érosion intestinale a été observé, ainsi que d’autres changements morphologiques par rapport au groupe nourri avec une formule contenant une huile végétale à faible teneur en β-palmitate. Le mécanisme responsable pourrait être représenté par l’activation de l’expression des enzymes antioxydantes (superoxyde dismutase, glutathion peroxydase) et la stimulation des lymphocytes T-régulateurs (augmentation de l’expression du facteur de transcription Foxp3), ainsi qu’une augmentation de l’expression génétique des PPAR-γ (récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes) et de la cytokine TGF-β, qui ont des fonctions importantes dans l’homéostasie de la muqueuse intestinale et la régulation de la réponse inflammatoire à divers stimuli. Ces observations récentes ouvrent de nouveaux points de vue et perspectives sur l’utilisation du β-palmitate dans les préparations lactées complémentaires. Le potentiel anti-inflammatoire du β-palmitate doit être étudié de manière plus approfondie chez l’homme.