Polyphénols et Flavonoïdes

Les polyphénols constituent une vaste famille de métabolites secondaires végétaux caractérisés par de multiples groupes hydroxyle phénoliques, et les flavonoïdes en sont la sous-classe alimentaire la plus abondante. Présents dans les fruits, les légumes, le thé, le cacao et le vin, ces composés sont étudiés pour leur chimie redox, leur capacité à chélater les métaux et à moduler la signalisation cellulaire, ainsi que pour leurs relations avec le risque de maladies chroniques.

Definition

Les polyphénols sont des composés d'origine végétale possédant de multiples cycles phénoliques ; les flavonoïdes sont la principale classe de polyphénols, bâtie sur un squelette de diphénylpropane à quinze carbones (C6-C3-C6), subdivisée, selon l'état d'oxydation et la substitution, en flavonols, flavanols, flavanones, anthocyanidines, isoflavones et groupes apparentés.

Scope

Ce sujet aborde la classification structurelle des polyphénols alimentaires (flavonoïdes, acides phénoliques, stilbènes, lignanes) et des sous-classes de flavonoïdes (flavonols, flavanols, flavanones, anthocyanes, isoflavones), les bases chimiques de leur activité antioxydante et de signalisation, leurs principales sources alimentaires, et les grandes lignes des preuves reliant leur consommation à la santé. Il est présenté comme une référence en biochimie et nutrition, et non comme un conseil diététique.

Core questions

• Comment les polyphénols alimentaires et les sous-classes de flavonoïdes sont-ils classés par structure ?
• Quelles caractéristiques chimiques sous-tendent leur activité antioxydante et chélatrice de métaux ?
• Quels aliments sont les principales sources de chaque sous-classe ?
• Que suggèrent les preuves observationnelles et mécanistiques concernant l'apport en flavonoïdes et les maladies chroniques ?

Key concepts

• Squelette C6-C3-C6 des flavonoïdes
• Flavonols, flavanols, flavanones, anthocyanes, isoflavones
• Acides phénoliques, stilbènes et lignanes
• Cycle B catéchol et piégeage des radicaux
• Chélation des métaux
• Sources alimentaires : thé, cacao, fruits, légumes, soja

Key theories

Action antioxydante par transfert d'atomes d'hydrogène et d'électrons

Les flavonoïdes neutralisent les radicaux principalement en cédant un atome d'hydrogène ou un électron de leurs groupes hydroxyle phénoliques, les caractéristiques structurelles telles que le cycle B catéchol et le 3-hydroxyle régissant l'efficacité thermodynamique et cinétique.

Au-delà du piégeage direct

Étant donné que les concentrations circulantes sont faibles et que les métabolites diffèrent des composés parents, les effets des flavonoïdes in vivo sont de plus en plus attribués à la modulation de la signalisation cellulaire et de l'activité enzymatique plutôt qu'à un piégeage direct et massif des radicaux.

Mechanisms

La chimie antioxydante des flavonoïdes repose sur des groupes hydroxyle phénoliques qui cèdent des atomes d'hydrogène ou des électrons pour neutraliser les radicaux ; un arrangement catéchol sur le cycle B, une double liaison 2,3 conjuguée à un groupe 4-oxo, et un 3-hydroxyle renforcent cette activité et permettent également la chélation des métaux de transition pro-oxydants. Dans l'organisme, cependant, les flavonoïdes sont largement conjugués et n'atteignent que de faibles concentrations circulantes, de sorte qu'une grande partie de leur effet biologique est désormais attribuée à des interactions avec les voies de signalisation et les enzymes plutôt qu'à un piégeage stœchiométrique des radicaux. Les sous-classes diffèrent chimiquement et par leur distribution alimentaire, ce qui influence leur apport et leur métabolisme typiques.

Clinical relevance

Les régimes alimentaires riches en aliments contenant des flavonoïdes sont étudiés en relation avec les maladies cardiovasculaires et d'autres maladies chroniques, et la biochimie des flavonoïdes aide à expliquer à la fois la plausibilité de ces associations et l'écart entre la capacité antioxydante in vitro et l'effet in vivo. Cette entrée vise à soutenir la compréhension mécanistique et factuelle et ne constitue pas une base pour une prescription diététique individuelle.

Epidemiology

Des études de cohorte, telles que celles de Knekt et de ses collaborateurs, rapportent des associations inverses entre un apport plus élevé en flavonoïdes et le risque de certaines maladies chroniques, bien que les résultats varient selon la sous-classe, la source alimentaire et le résultat, et que l'interprétation causale soit limitée par la conception observationnelle.

Evidence & guidelines

La littérature combine la chimie structurelle et mécanistique avec des cohortes observationnelles et des études d'intervention ; les revues soulignent que la biodisponibilité et le métabolisme, et non les essais antioxydants in vitro, déterminent la pertinence physiologique. Aucune directive clinique n'est émise ici.

History

Les composés phénoliques végétaux sont connus en chimie depuis longtemps, mais leur caractérisation nutritionnelle systématique s'est accélérée à partir de la fin des années 1990 à mesure que les méthodes analytiques s'amélioraient. Des revues de Manach, Scalbert et leurs collaborateurs ont organisé les classes alimentaires et leur biodisponibilité, et les synthèses ultérieures ont recadré l'action des flavonoïdes, passant d'un simple piégeage des radicaux à des effets médiés par la signalisation et les métabolites.

Debates

Les flavonoïdes agissent-ils principalement comme antioxydants directs dans l'organisme ?

Bien que puissants piégeurs de radicaux in vitro, les flavonoïdes circulent à de faibles concentrations sous forme de métabolites conjugués ; il reste donc débattu de savoir si leurs bénéfices in vivo proviennent d'un piégeage direct ou d'une modulation de la signalisation cellulaire.

Key figures

• Augustine Scalbert
• Claudine Manach
• Alan Crozier
• Cesar G. Fraga

Seminal works

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

Frequently asked questions

Tous les polyphénols sont-ils des flavonoïdes ?

Non. Les flavonoïdes sont la plus grande sous-classe alimentaire de polyphénols, mais les polyphénols comprennent également des acides phénoliques, des stilbènes (tels que le resvératrol) et des lignanes, qui ont des structures différentes.

Pourquoi les flavonoïdes peuvent-ils être de puissants antioxydants in vitro mais n'avoir que des effets modestes dans l'organisme ?

Après absorption, ils sont largement métabolisés et n'atteignent que de faibles concentrations sanguines sous forme conjuguée ; leurs actions physiologiques sont donc considérées comme impliquant davantage la signalisation et la modulation enzymatique que le piégeage massif des radicaux.