Biodisponibilité et métabolisme des composés phytochimiques

La biodisponibilité est la fraction d'un composé phytochimique ingéré qui atteint la circulation sous une forme active ; le métabolisme est l'ensemble des transformations — dans l'intestin, le foie et les tissus — qui agissent sur ces composés au cours de leur parcours. Ensemble, ils déterminent quelles molécules atteignent réellement les tissus cibles, différant souvent de manière significative des composés parents présents dans les aliments.

Definition

La biodisponibilité et le métabolisme des composés phytochimiques est l'étude de la manière dont les composés phytochimiques alimentaires sont libérés des aliments, absorbés, conjugués, transformés par le microbiote intestinal et les enzymes de l'hôte, distribués et excrétés, et de la façon dont ces processus façonnent les concentrations et les identités chimiques des composés atteignant les tissus.

Scope

Ce sujet couvre les déterminants de l'absorption des composés phytochimiques (matrice alimentaire, forme chimique et solubilité), la conjugaison de phase II et le métabolisme microbien intestinal qui génèrent des métabolites circulants, la biodisponibilité généralement faible et variable des polyphénols et des caroténoïdes, et les implications pour l'interprétation de leurs effets biologiques. Il s'agit d'une référence en biochimie et nutrition, et non d'un guide alimentaire.

Core questions

• Qu'est-ce qui détermine la quantité d'un composé phytochimique alimentaire absorbée ?
• Comment la conjugaison de phase II et le microbiote intestinal transforment-ils les composés phytochimiques après ingestion ?
• Pourquoi les métabolites circulants sont-ils souvent différents des composés parents présents dans les aliments ?
• Comment la biodisponibilité complique-t-elle l'interprétation des effets des composés phytochimiques sur la santé ?

Key concepts

• Biodisponibilité et bioefficacité
• Matrice alimentaire et libération des aliments
• Conjugaison de phase II (glucuronidation, sulfatation, méthylation)
• Métabolisme microbien intestinal et métabolites microbiens
• Recirculation entérohépatique et excrétion
• Variabilité interindividuelle

Key theories

Bioactivité médiatisée par les métabolites

Étant donné que les composés phytochimiques parents sont largement conjugués et métabolisés, les composés qui circulent et atteignent les tissus sont en grande partie des métabolites ; l'activité biologique devrait donc être attribuée à ces formes plutôt qu'au composé parent d'origine alimentaire.

Matrice alimentaire et microbiome comme déterminants

La biodisponibilité dépend fortement de la matrice alimentaire, de la forme chimique et de la communauté microbienne intestinale, ce qui explique la grande variabilité interindividuelle et inter-aliments de l'exposition aux composés phytochimiques.

Mechanisms

Après ingestion, les composés phytochimiques doivent être libérés de la matrice alimentaire avant leur absorption. De nombreux polyphénols sont absorbés dans l'intestin grêle, où ils subissent une conjugaison de phase II étendue — glucuronidation, sulfatation et méthylation — de sorte qu'ils circulent principalement sous forme de conjugués plutôt que d'aglycones libres. Une grande fraction atteint le côlon, où le microbiote intestinal les clive et les transforme en métabolites phénoliques plus petits qui peuvent eux-mêmes être absorbés. Les caroténoïdes lipophiles dépendent de la formation de micelles et des graisses alimentaires pour leur absorption. Les conjugués peuvent subir une recirculation entérohépatique, et les concentrations plasmatiques résultantes sont généralement faibles, transitoires et très variables entre les individus et les sources alimentaires.

Clinical relevance

La biodisponibilité et le métabolisme expliquent pourquoi la capacité antioxydante d'un composé phytochimique mesurée in vitro prédit souvent mal ses effets dans l'organisme, et pourquoi les réponses aux aliments riches en composés phytochimiques varient d'une personne à l'autre. Cette entrée vise à faciliter l'interprétation des preuves mécanistiques et nutritionnelles et ne constitue pas une base pour des décisions individuelles en matière de régime alimentaire ou de suppléments.

Evidence & guidelines

Des compilations systématiques d'études de biodisponibilité humaine et des revues mécanistiques établissent que la plupart des composés phytochimiques alimentaires atteignent le plasma à des concentrations faibles et variables sous forme de métabolites ; c'est la raison principale pour laquelle les revues mettent en garde contre l'assimilation des tests antioxydants in vitro à un bénéfice in vivo. Aucune directive clinique n'est émise ici.

History

Les premières recherches sur les composés phytochimiques supposaient souvent que les composés parents agissaient directement, mais des revues systématiques de la biodisponibilité humaine du début des années 2000, notamment par Manach et ses collègues, ont documenté une absorption faible et variable et un métabolisme étendu. L'attention croissante portée au microbiome intestinal a ensuite établi les métabolites microbiens comme des contributeurs majeurs, recadrant la compréhension de la bioactivité des composés phytochimiques.

Debates

Quelles formes d'un composé phytochimique sont biologiquement responsables des effets observés ?

Étant donné que les composés parents circulent à de faibles niveaux et sont fortement métabolisés, le débat se poursuit pour savoir si les conjugués, les métabolites microbiens ou les composés parents transitoires sont responsables des effets biologiques attribués aux régimes riches en composés phytochimiques.

Key figures

• Claudine Manach
• Gary Williamson
• Augustine Scalbert
• Alan Crozier
• Robert M. Russell

Seminal works

• manach-2005
• manach-2004
• del-rio-2013

Frequently asked questions

Pourquoi les composés phytochimiques circulants diffèrent-ils de ceux présents dans les aliments ?

Après absorption, les composés phytochimiques sont conjugués par les enzymes de l'hôte et transformés par les bactéries intestinales, de sorte que les molécules trouvées dans le sang sont généralement des métabolites plutôt que les composés originaux présents dans les aliments.

Pourquoi la biodisponibilité est-elle importante pour comprendre les aliments antioxydants ?

Un composé ne peut agir dans les tissus que s'il est absorbé et les atteint ; comme de nombreux composés phytochimiques sont mal et variablement absorbés, leur puissance antioxydante in vitro ne prédit pas de manière fiable leurs effets dans l'organisme.