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01-01-2008

Acides gras essentiels, une supplémentation est indispensable à plusieurs niveaux

Les acides alpha-linolénique et linoléique, deux acides gras essentiels précurseurs des autres membres des familles oméga-3 et oméga-6, ne sont pas synthétisés par l'organisme et doivent être apportés par l'alimentation et la supplémentation. Les mécanismes de conversion n'étant pas toujours suffisamment efficaces, des apports en acide gamma-linolénique et en acides gras polyinsaturés oméga-3 à longue chaîne sont également indispensables au fonctionnement optimal de l'organisme.

La dénomination de lipide recouvre des milliers de molécules réparties en quatre principales grandes classes d'inégale importance quantitative : les glycérides, les phospholipides, les sphingolipides et les stérols. Les trois premières contiennent des acides gras.
Les acides gras sont eux-mêmes divisés en sous-familles, les quatre principales étant :

    • les acides gras saturés ;
    • les acides gras monoinsaturés, comprenant une bonne dizaine de molécules, dont le plus connu est l'acide oléique ;
    • les acides gras de la famille linoléique ;
    • les acides gras de la famille alpha-linolénique.

Les lipides indispensables à toute forme de vie

Les lipides, notamment par leur présence dans les membranes biologiques, sont indispensables à toute forme de vie. Les cellules sont bordées par une membrane biologique, en fait, une fine pellicule de graisse. Cette membrane biologique est principalement constituée de lipides, généralement formés d'acides gras dont certains sont polyinsaturés ou, en d'autres termes, dérivés d'acides gras essentiels d'origine alimentaire. Une partie des acides gras polyinsaturés alimentaires est incorporée dans la membrane cellulaire pour renouveler les phospholipides usagés. Un acide gras exogène peut participer à la construction d'un nouveau phospholipide membranaire en moins de 24 heures.
La membrane est la frontière, l'identité, le centre de communication et le foyer fonctionnel de chaque cellule. Elle intervient dans le processus de transformation de l'énergie, régule le flux d'informations entre les cellules et contient des récepteurs sensibles aux stimuli extérieurs. Dans le cerveau, l'organe ayant la plus forte concentration en lipides, juste derrière la masse adipeuse, ce sont les membranes qui assurent la transmission nerveuse sur les neurones.

Le classement des acides gras

Les acides gras sont des lipides constitués d'une chaîne hydrocarbonée avec, à une extrémité, un groupement acide et un groupement méthyle à l'autre. Ils sont classés en fonction du nombre de carbones, du nombre de doubles liaisons et de la place de la première double liaison (par rapport à l'extrémité méthyle).
Selon l'absence ou la présence de doubles liaisons, on distingue les acides gras saturés et les acides gras insaturés. Le nombre de doubles liaisons d'un acide gras conditionne ses propriétés physico-chimiques.
Les acides gras saturés (AGS) ont tous leurs carbones combinés à deux atomes d'hydrogène et toutes les liaisons sont chimiquement saturées. Ce sont les graisses invisibles que l'on trouve dans les viandes et les produits laitiers. Lorsqu'ils entrent dans la composition d'un triglycéride et plus tard d'un phospholipide, ils sont très proches les uns des autres dans l'espace et les triglycérides sont alors rigides.
Les acides gras insaturés (AGI) possèdent une (AGI monoinsaturés) ou plusieurs (AGI polyinsaturés) doubles liaisons. Au niveau d'une double liaison, il manque deux atomes d'hydrogène d'un même côté de la molécule. Des triglycérides riches en acides gras polyinsaturés sont fluides. Une membrane cellulaire riche en acides gras polyinsaturés est fluide, elle aussi.
Les acides gras polyinsaturés sont classés en fonction de la position de leur première double liaison, comptabilisée à partir de l'extrémité méthyle. Les AGPI n-3, ou oméga-3, ont leur première double liaison placée à trois atomes de carbone de la terminaison méthyle. Les AGPI n-6 ont, quant à eux, leur première double liaison à six atomes de carbone de ce groupement méthyle.

Des acides gras essentiels

La notion d'acides gras essentiels fut introduite en 1929 par George et Mildred Burr, aux États-Unis, à la suite de recherches portant sur les besoins alimentaires du rat. Ils étudiaient en fait le rôle de la vitamine E dans l'ovulation et la reproduction. Cette vitamine étant soluble dans les corps gras, les chercheurs ont été amenés à regarder les effets d'un régime totalement dépourvu de lipides. Ils provoquèrent ainsi une nouvelle pathologie, différente de la simple carence en vitamine E : la croissance des animaux était devenue anormale. La manifestation la plus frappante de cette déficience en lipides était une détérioration importante de la peau et des poils, qui pouvait être prévenue en introduisant dans le régime alimentaire un seul acide gras : l'acide linoléique.

De nombreuses études physiologiques et physiopathologiques ont alors été conduites et firent très rapidement attribuer ce rôle indispensable à l'acide linoléique, tout en négligeant l'acide alpha-linolénique. En 1960-1964, une nouvelle étape est franchie avec l'élucidation du métabolisme de ces deux acides gras essentiels, qui a pour résultat deux familles distinctes et inconvertibles d'acides gras polyinsaturés.
La nature essentielle des oméga-3 a été contestée jusqu'à ce qu'un cas classique de déficience en acide alpha-linolénique soit rapporté chez une jeune fille blessée par un coup de feu en 1982. Cette patiente était maintenue sous une alimentation parentérale incluant l'acide linoléique comme seul acide gras essentiel. Des symptômes d'une déficience en acide gras essentiel sont apparus reliés à la fonction neurologique et incluant des épisodes de paralysie, des troubles de la vue, une faiblesse et une incapacité à marcher. L'analyse du profil d'acides gras plasmatiques de la patiente a révélé des niveaux pratiquement normaux d'acides gras oméga-6 et de très faibles niveaux d'oméga-3. L'addition d'acide alpha-linolénique à l'émulsion parentérale a fait disparaître de nombreux symptômes neurologiques de la patiente.
Une pénurie alimentaire simultanée en acide linoléique et alpha-linolénique altère les capacités d'apprentissage des animaux avant de les affaiblir, de les abrutir pour finir par les tuer. Une carence en l'un d'entre eux est moins définitive. L'absence d'acide alpha-linolénique perturbe peu la motricité, légèrement l'activité et l'émotivité, mais altère gravement les performances d'apprentissage.


 

Les acides gras précurseurs

Deux acides gras essentiels se distinguent par l'importance de leur rôle pour chacune des deux familles d'acides gras polyinsaturés et par le fait que l'homme ne peut les synthétiser. Ces deux acides gras essentiels doivent être apportés par l'alimentation et/ou la supplémentation.
L'acide linoléique est le précurseur de la famille oméga-6, avec sa première double liaison sur le 6e atome de carbone. On trouve des acides gras oméga-6 dans les huiles de maïs, de tournesol, de pépins de raisin, d'onagre ou de bourrache.
L'acide alpha-linolénique est celui de la famille oméga-3 ; il a sa première double liaison sur le 3e carbone. Les oméga-3 sont présents dans les huiles de colza, de soja ou de lin mais surtout dans les huiles de poisson et les poissons gras des mers froides.

 

 

 

 

 



 

Effets spécifiques d'une carence en acide alpha-linolénique

Les acides gras de la famille des oméga-3 jouent un rôle très particulier dans toutes les membranes et, surtout, dans le système nerveux. Toutes les cellules et organismes cérébraux en contiennent des quantités importantes. Une carence alimentaire spécifique en acide alpha-linolénique provoque chez l'animal de très importantes perturbations dans la composition des membranes du système nerveux. Lorsque l'on redonne une alimentation avec une concentration normale en acide alpha-linolénique, l'animal met plusieurs mois à récupérer de cette carence, laissant supposer que cela puisse prendre chez l'homme plusieurs années. Cette récupération est plus rapide pour d'autres organes comme le foie. L'enzyme Na-K-ATPase a pour fonction principale de contrôler les transports ioniques provoqués par la transmission nerveuse. Elle consomme pratiquement la moitié de l'énergie utilisée par le cerveau. Lorsque l'on soumet des animaux à une alimentation déficiente en acide alpha-linolénique, cette enzyme est diminuée de moitié dans les terminaisons nerveuses. Des perturbations de cette enzyme troublent probablement les conductions nerveuses, apportant une explication plausible des anomalies observées dans l'électrorétinogramme. Elles contribuent probablement également en partie aux anomalies de fonctionnement du cerveau décelées notamment par une diminution des capacités d'apprentissage.

 


Des mécanismes enzymatiques de transformation

Un double système enzymatique fabrique continuellement, à partir des deux acides gras précurseurs, des acides gras polyinsaturés à longues chaînes.
Les élongases permettent d'allonger les acides gras en augmentant le nombre de carbones. Un acide gras peut ainsi passer de 18 à 20 carbones ou de 20 à 22, etc.
Les désaturases permettent à l'organisme, en fonction de ses besoins, d'augmenter le nombre de doubles liaisons en désaturant certaines portions de la chaîne carbonée d'un acide gras. Mais elles ne peuvent pas créer les premières doubles liaisons des acides gras précurseurs, qui doivent être apportés par l'alimentation et/ou la supplémentation.
L'ensemble des dérivés obtenus, ajoutés aux deux acides gras précurseurs indispensables, constitue les deux familles d'acides gras essentiels nécessaires au maintien de nombreuses fonctions biochimiques, cellulaires et physiologiques, ainsi que celles des oméga-9, une famille d'acides gras non essentiels mais également importants pour la santé.

Des réactions de conversion lentes et souvent insuffisantes

L'apport par l'alimentation du précurseur de la famille des oméga-3, l'acide alpha-linolénique, est presque toujours insuffisant. C'est d'autant plus vrai si l'on considère sa forte susceptibilité à être catabolisé par bêta-oxydation, environ 60 % (en 7 jours) chez l'homme1. Une autre fraction très importante (environ 30 %) de l'acide alpha-linolénique est utilisée comme source d'acétate pour la synthèse d'acides gras saturés et monoinsaturés2. La supplémentation en acide alpha-linolénique revêt donc une importance particulière et préviendra une déficience, mais ne suffit pas à fournir la totalité des acides gras oméga-3 dont l'organisme a besoin. Outre son rôle de précurseur, l'acide alpha-linolénique est indispensable à la croissance normale et aux fonctions biologiques de nombreux tissus.
Les deux principales familles d'acides gras oméga-3 et oméga-6 sont en compétition les unes avec les autres dans l'utilisation des enzymes élongases et désaturases qui régulent la conversion des acides gras à courtes chaînes en acides gras à longues chaînes. Chez l'homme, la biosynthèse des oméga-3 à longue chaîne est fortement inhibée par la présence en excès, même relatif, d'acides gras oméga-63. Cela a été démontré chez le nouveau-né et le prématuré.
Enfin, ces réactions de conversion sont lentes et limitées, et l'activité de ces enzymes peut être affaiblie par différents facteurs comme le vieillissement, la maladie ou une mauvaise alimentation et n'est pas toujours suffisante pour produire la quantité d'acides gras polyinsaturés à longue chaîne dont l'organisme a besoin.
Il est donc important, là encore, d'avoir par l'alimentation et la supplémentation des apports exogènes en oméga-3 à longue chaîne, comme l'acide eïcosapentaénoïque (EPA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA).

Transformation en médiateurs cellulaires

Les acides gras polyinsaturés à 20 atomes de carbone, comme l'acide dihomo-gamma-linolénique (C20:3 oméga-6), l'acide arachidonique (C20:4 oméga-A) et l'acide eïcopentaénoïque (C20:5 oméga-3), sont des précurseurs des eïcosanoïdes, des médiateurs qui permettent aux cellules de communiquer entre elles. Ils ont des effets qui s'apparentent à ceux des hormones et agissent sur la régulation cellulaire. Les eïcosanoïdes englobent les prostaglandines, les leucotriènes et les thromboxanes. Ils participent notamment à la régulation de la pression artérielle, de la coagulation sanguine, de la fonction cardiaque, de la contraction des bronches ou de la protection des muqueuses digestives. Ils modulent également tous les phénomènes inflammatoires et immunitaires de l'organisme.
Les eïcosanoïdes ne sont pas tous similaires et ont une action antagoniste selon l'acide gras précurseur. Les acides gras de la famille oméga-6 libèrent des eïcosanoïdes pro-inflammatoires, favorisant la coagulation, la vasoconstriction et la prolifération cellulaire. À l'inverse, les eïcosanoïdes issus de la famille des oméga-3 sont beaucoup moins puissants, très peu pro-inflammatoires et plutôt vasodilatateurs. Si les premiers sont en excès et les seconds en sous-effectif, alors les processus inflammatoires sont encouragés, la tension artérielle peut augmenter et le système immunitaire s'emballer. Cela explique les recommandations de prendre des quantités plus importantes d'acides gras oméga-3 que d'oméga-6 pour maximiser les effets bénéfiques.

Les effets anti-inflammatoires des oméga-3 à longue chaîne

L'inflammation est une partie de la réponse normale de l'organisme à une infection ou à une blessure. Cependant, une inflammation disproportionnée ou excessive contribue à de nombreuses maladies aiguës ou chroniques. Le processus inflammatoire est caractérisé par la production de cytokines inflammatoires, d'eïcosanoïdes dérivés de l'acide arachidonique et d'autres agents inflammatoires. Les oméga-3 à longue chaîne, plus particulièrement l'EPA et le DHA, diminuent la production des eïcosanoïdes inflammatoires, des cytokines, des espèces oxygénées réactives et l'expression des molécules adhésives.
L'EPA et le DHA agissent de manière directe et indirecte. L'action directe des oméga-3 intervient par un remplacement compétitif de l'acide arachidonique comme substrat d'eïcosanoïdes et par l'inhibition de son métabolisme. L'action indirecte des oméga-3 s'exerce par une altération de l'expression des gènes inflammatoires à travers une action sur l'activateur du facteur de transcription. Enfin, les acides oméga-3 donnent naissance à des médiateurs anti-inflammatoires. Grâce à ces multiples actions, les acides gras oméga-3 semblent être de puissants agents anti-inflammatoires susceptibles d'être utiles dans de nombreuses maladies inflammatoires chroniques ou aiguës.

Supplémentation en acide alpha-linolénique versus EPA et DHA

La biosynthèse de l'EPA et du DHA à partir de l'acide alpha-linolénique (ALA) est, nous l'avons vu, limitée. Une supplémentation en ALA est indispensable pour prévenir une déficience mais ne suffit pas à fournir la totalité des oméga-3 à longue chaîne dont l'organisme a besoin.
De même, une supplémentation, même à dose importante et de longue durée, avec de l'ALA ne permettra pas d'obtenir la baisse de concentration des triglycérides observée avec l'EPA et le DHA. Cependant, si l'on considère leurs effets sur des facteurs hémostatiques comme la production de thromboxane ou le temps de saignement, une supplémentation en EPA et DHA ou en ALA donne des résultats similaires.


L'acide gamma-linolénique


L'acide gamma-linolénique (GLA) de la famille des oméga-6 est formé par transformation du précurseur essentiel, l'acide linoléique. Cette conversion est induite par l'enzyme delta-6-désaturase. Le GLA est ensuite transformé en acide arachidonique. Une supplémentation en GLA permet de dépasser l'étape limitant le taux de conversion de l'enzyme delta-6-désaturase pour qu'il s'allonge rapidement en acide dihomo-gamma-linolénique (DGLA).
La formation du GLA dépend de l'activité de l'enzyme delta-O-désaturase, qui peut être entravée par de nombreux facteurs incluant le vieillissement, une déficience nutritionnelle, des acides gras trans, des huiles hydrogénées, le tabagisme ou une consommation excessive d'alcool.
Utiliser une supplémentation avec seulement des acides gras oméga-6 pour tenter de dépasser cette difficulté de formation pourrait avoir pour résultat une augmentation de l'acide arachidonique et des prostaglandines pro-inflammatoires de série 2 indésirables. À l'inverse, une combinaison d'acide alpha-linolénique et de GLA pourrait contrer cette conversion en acide arachidonique et avoir un effet beaucoup plus bénéfique avec une augmentation des effets anti-inflammatoires et antithrombotiques.
Le GLA est le précurseur de l'acide dihomo-gamma-linolénique (DGLA), un constituant très important des phospholipides de la membrane cellulaire, à son tour précurseur :

    • des eïcosanoïdes de série 1 qui jouent un rôle anti-inflammatoire, stimulent le système immunitaire et protègent le cœur et les artères ;
    • de l'acide arachidonique, précurseur des eïcosanoïdes de série 2, des médiateurs des réactions allergiques.
    Grâce à ce rôle de précurseur, le GLA montre un potentiel anti-inflammatoire, antithrombotique, antiproliférateur et une capacité à abaisser les lipides. Il stimule également le relâchement des muscles lisses et la vasodilatation. De plus, comme d'autres acides gras polyinsaturés, le GLA est un constituant important des phospholipides membranaires, incluant ceux de la membrane des mitochondries, où ils renforcent l'intégrité et la fluidité de la membrane4.
    Des études cliniques ont montré qu'une supplémentation en GLA peut :
    • freiner la progression de la polyarthrite rhumatoïde et soulager certains symptômes de la maladie : 56 patients ont reçu 2,8 g de GLA provenant de graines de bourrache ou un placebo pendant 6 mois. Un plus grand pourcentage de sujets supplémentés (64 %) que de sujets sous placebo (21 %) a vu leur état s'améliorer5 ;
    • diminuer la sévérité de la dermatite atopique. Chez des sujets souffrant de maladie atopique comme l'eczéma atopique, le métabolisme de l'acide linoléique peut être altéré. Dans une étude multicentrique, 179 patients avec une dermatite atopique ont été traités avec du GLA. Au bout de 12 semaines, 62 % des sujets ont montré des améliorations6 ;
    • exercer un effet anti-inflammatoire bénéfique dans le traitement de patients gravement malades avec un syndrome de détresse respiratoire7 ;
    • associé à de l'EPA, ralentir la synthèse des leucotriènes chez des patients souffrant d'un asthme léger à modéré8 ;
    • soulager les symptômes du syndrome prémenstruel : 68 femmes âgées de 21 à 48 ans avec des symptômes sévères ont reçu du GLA. À la fin de l'étude, les symptômes avaient disparu chez 61 % des patientes, ont été partiellement soulagés chez 21 % d'entre elles et sont restés inchangés chez 15 % des sujets9 ;
    • combiné à des huiles de poisson, améliorer le profil lipidique10 ;
    • être prometteur dans le traitement du cancer. Il semble agir comme agent cytotoxique et être un adjuvant intéressant à la chimiothérapie. Dans plusieurs études sur l'animal et sur l'homme, utilisé en association avec le tamoxifen dans le traitement du cancer du sein, le GLA régule à la baisse l'expression des récepteurs à œstrogènes11 ;
    • dans le syndrome de l'œil sec, réduire la surface d'inflammation oculaire après un traitement de 45 jours associé à des larmes artificielles12 ;
    • combiné à de l'EPA, stabiliser la densité osseuse de femmes souffrant d'ostéoporose sénile13 ;
    • 480 mg quotidiens de GLA ont amélioré au bout d'un an de supplémentation les symptômes de neuropathie diabétique14.

Acides gras et cerveau

Le système nerveux contient, après les masses adipeuses, la plus forte concentration en lipides, des acides saturés, monoinsaturés et polyinsaturés. La rétine et le cortex sont particulièrement riches en acides gras à longue chaîne. Le DHA peut constituer jusqu'à plus de 50 % de la teneur en acides gras des phospholipides de ces tissus, suggérant sa forte implication dans les fonctions neuronales et visuelles15.
Les acides gras présents dans les tissus nerveux ont essentiellement un rôle structural. Ils participent à l'architecture et donc au fonctionnement des membranes cérébrales.
Une alimentation carencée en acides gras polyinsaturés à longue chaîne provoque chez le rat une diminution de l'efficacité de la barrière hémato-encéphalique16, des perturbations fonctionnelles au niveau de l'électrorétinogramme et une altération de la faculté d'apprentissage, mais affecte peu sa motricité17.
La dépression majeure est caractérisée par des déficits d'acides gras oméga-3 incluant l'EPA et le DHA dans le plasma et les membranes des globules rouges18. Chez les patients hospitalisés pour dépression, le rapport acide arachidonique sur EPA dans les phospholipides plasmatiques prédit la sévérité de l'affection. Des scientifiques observant une déficience en acides gras oméga-3 ont suggéré l'implication d'une perturbation du métabolisme des acides gras oméga-3 dans les cas cliniques de dépression19. Une production exagérée de cytokines et d'eïcosanoïdes pro-inflammatoires par des facteurs de stress internes ou externes pourrait être un élément contribuant à la dépression majeure.
De même, il existe une corrélation entre les taux faibles de DHA et l'intensité des manifestations du syndrome d'hyperkinésie hyperactivité.
Il a été démontré qu'un apport en DHA permettait de diminuer l'agressivité chez des étudiants soumis à une situation de stress.
Une supplémentation par des oméga-3, essentiellement sous forme d'EPA, pendant six semaines améliore de façon significative le score global de patients schizophrènes. Il existe une association positive entre la consommation de poisson et les capacités intellectuelles chez le sujet âgé.
L'incorporation des acides gras polyinsaturés dans le système nerveux semble débuter chez la femme enceinte au cours du dernier trimestre de la grossesse. Des apports déséquilibrés en acides gras polyinsaturés se traduisent chez l'enfant prématuré par une modification du rapport DHA/acide arachidonique, diminué de moitié par rapport à celui d'enfants nés à terme et d'un âge corrigé équivalent. Ils s'accompagnent d'une altération des fonctions visuelles20. Des effets similaires ont été observés chez des enfants nés à terme mais nourris pendant quatre mois avec des formules contenant une faible quantité d'acide alpha-linolénique21.
Les enfants nourris au sein ou ceux recevant un lait supplémenté en acides gras polyinsaturés à longue chaîne (DHA et acide arachidonique) semblent avoir de meilleures aptitudes à résoudre des problèmes et à l'apprentissage du langage, comparativement à des enfants qui n'en ont pas reçu22.

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Références :

 

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