Optimisation des profils lipidiques du cerveau de rats déficients en oméga-3 au sevrage par l'utilisation de matière grasse laitière : conséquences au niveau du lipidome, Optimization of lipid profiles in the brain of rats deficient in omega-3 at weaning by the use of dairy-fat : consequence at the lipidomics level

Sous la direction de Jean-Charles Martin, Bernadette Delplanque
Thèse soutenue le 17 décembre 2010: Aix Marseille 2
L‟acide docosahexaénoïque (DHA) s‟accumule principalement dans les membranes cérébrales humaines durant la période périnatale et les 2 premières années de la vie. Optimiser l‟incorporation des acides gras polyinsaturés à longue chaîne (AGPI-LC) n-3 dans le système nerveux central, notamment le DHA, constitue l‟un des objectifs majeurs de la nutrition néonatale et infantile. Ce projet étudie l‟effet de régimes à base de matière grasse laitière anhydre (MGLA) afin d‟améliorer la bioconversion des AGPI n-3 et l‟incorporation du DHA dans le cerveau. L‟autre objectif, au-delà des effets sur les acides gras, est d‟évaluer si l‟impact des apports destinés au jeune n‟exercent pas un effet plus large tels qu‟appréciés au niveau du lipidome du cerveau.Nous avons mis au point un modèle d‟expérimentation animale permettant d‟étudier les effets de mélanges de MGLA et d‟huiles végétales. Des mères sont nourries avec un régime déficient en acide α-linoléique (ALA) (0,4% des acides gras totaux (AGT)) pendant 6 semaines avant accouplement et pendant toute la gestation et la lactation. Après sevrage, quatre-vingts petits rats mâles et femelles ainsi carencés en AGPI n-3 sont séparés en 4 groupes et reçoivent des régimes à 10% de lipides pendant 6 semaines, soit à base d‟huile de palme mélangée avec des huiles vegétales pour un apport à 1,5%ALA (P1), ou 1,5% ALA supplementé avec 0,12%DHA et 0,4% acide arachidonique (ARA) (P2); soit à base de MGLA et d‟huiles végétales apportant 1,5%ALA (B1) ou 2,3%ALA (B2). Les acides gras cérébraux, plasmatiques et érythrocytaires ainsi que le profil lipidomique cérébral sont mesurés, et les résultats sont analysés en statistiques multivariées. Le régime B1 est supérieur aux deux régimes à base d‟huile de palme à 1,5 %ALA, pour restaurer la quantité de DHA du cerveau (augmentation de 14.38%, P < 0.05) ; le régime (B2) présente un bénéfice supplémentaire sur ce paramètre. Les concentrations cérébrales en DHA chez les rats mâles sont significativement plus faibles que chez les femelles en raison des interactions de l‟effet sexe sur l‟effet régime, mais cet effet s‟atténue avec les régimes MGLA ou l‟ajout de DHA préformés dans le régime palme (P2).Nous avons calculé un nouvel indice à l‟aide des profils en acides gras des globules rouges et du plasma pour prédire le contenu en DHA cérébral, et dont la performance est meilleure que celle des indices existants. Pour la première fois, nous avons pu mettre en évidence un effet majeur et inconnu jusqu‟alors, des régimes sur le lipidome du cerveau (analyse des espèces moléculaires de lipides), affectant près de 15% des espèces analysées. Ces changements semblent être liés, entre autres, au métabolisme du cholestérol, des acides gras et des messagers lipidiques.En conclusion, nos données sont susceptibles d„améliorer les formules infantiles. La première utilisation de l‟approche de lipidomique sans a priori que nous avons mise en oeuvre ouvre des perspectives nouvelles en nutrition infantile.
-Matière grasse laitière
-Huile de palme
-Ala
-Cerveau
-Dha
-Bioconversion des AGPI
-Lipidomique
-Rat néonate
The accretion of docosahexaenoic acid (DHA) in brain membranes mainly occurs around delivery and during the first two years of life. One of the main goals of neonatal nutrition is to optimize the incorporation of n-3 long chain polyinsaturate fatty acids (LC-PUFA) into the central nervous system, including DHA. Our goal was to study the impact of several kinds of diets based on dairy-fat to improve the n-3 LC-PUFA bioconversion and DHA accretion into brain. The other endpoint was to assess if beyond the brain fatty acid profiles, the dietary intakes would bring about a wider effect such as the one that can be appreciated through a lipidomic approach.We compared the nutritional effect of dairy-fat based diets to that of palm-oil based diets in the rat reproductive model. Mother rats were made deficient in α-linoleic acid (ALA) (0.4% of fatty acids (FA) for 6 weeks prior to mating and throughout gestation and lactation. After weaning, the resulting deficient 40 rat pups of either gender were split into 4 groups and received 10% fat diets made with either 1.5%ALA palm oil blend (P1), same added with 0.12% DHA and 0.4% arachidonic acid (ARA) (P2) , 1.5% ALA dairy-fat blend (B1) or 2.5% ALA dairy-fat blend (B2). The brain, red blood cell (RBC) and plasma fatty acid profiles were analyzed and treated using multivariate statistics. B1 was superior to both palm-oil based diets to improve the brain DHA contents (14.4% increase, P < 0.05). B2 brought an additional benefit for this parameter. The brain DHA contents in males were significantly lower than for the female because of a diet x gender interaction. This effect was smoothed with the dairy-fat diets or the palm-oil based diet augmented with preformed DHA.We calculated a new fatty acid index to predict the brain DHA contents, based on the fatty acid profiles measured in RBC and plasma, and which demonstrated a better performance than the existing published index. For the first time, we showed a profound and yet unsuspected effect of diets until now on the brain lipidome (lipids molecular species), affecting about 15% of the features detected. These changes were ascribed to the cholesterol and fatty acid metabolism, and to the lipid messengers, among others.In conclusion, our data appear highly relevant to improve infant formulas. The first use of the lipidomic approach in neonatal nutrition open the paths of new researches in the area of infant nutrition
-Dairy fat
-Palm oil
-Α-linolenic acid
-Brain
-Docosahexaenoic acid
-Rat neonates
Source: http://www.theses.fr/2010AIX20717/document