Rôtis et dorés : comment les bactéries intestinales décomposent les aliments cuits à chaud
La cuisson des aliments génère de nouveaux composés alimentaires : une enzyme présente dans les bactéries intestinales peut élargir son répertoire fonctionnel pour les métaboliser
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Le pain croustillant, la viande frite et le café torréfié doivent leur goût caractéristique et leur coloration à des réactions chimiques qui se produisent lorsque les aliments sont chauffés. Dans le cadre de la réaction dite de Maillard, les acides aminés – les éléments constitutifs des protéines – réagissent avec les sucres pour produire des formes modifiées de composés alimentaires naturels. Leur influence sur les bactéries intestinales était jusqu’à présent mal comprise. Une équipe interdisciplinaire dirigée par le Dr Jürgen Lassak (LMU de Munich) et le professeur Michael Hellwig (TU de Dresde) a désormais étudié la formation de ces composés alimentaires, apportant ainsi un nouvel éclairage sur l’interaction entre l’alimentation et le microbiome intestinal.
Elle s’est concentrée sur une forme modifiée de l’acide aminé naturel lysine, appelée Nε-carboxyméthyllysine, ou CML en abrégé, que l’on retrouve souvent dans les aliments chauffés. Contrairement aux acides aminés naturels, leurs formes modifiées ne sont pas ou peu absorbées dans l’intestin grêle. Elles parviennent donc jusqu’au gros intestin, où elles entrent en contact avec le microbiote intestinal – cette communauté de micro-organismes qui joue un rôle important dans la digestion, le système immunitaire et la santé.
Une enzyme, véritable « couteau suisse » pour décomposer les acides aminés modifiés
L’équipe de recherche a démontré, chez la bactérie intestinale Escherichia coli, que l’enzyme SpeC est capable de décomposer la CML en plus de sa fonction déjà connue. « Les bactéries n’ont pas besoin de développer des outils entièrement nouveaux pour cette tâche. Elles réutilisent plutôt leur répertoire existant de manière créative », explique Lassak. Il est particulièrement remarquable que SpeC ne reconnaisse pas uniquement le CML, mais que, à l’instar d’un couteau suisse, l’enzyme puisse également traiter d’autres acides aminés chimiquement modifiés.
« D’un point de vue évolutif, cela revêt une grande importance », précise Erica Aveta, qui partage la première auteure avec Patroklos Vougioukas. « De telles activités secondaires peuvent offrir aux bactéries une première voie d’accès à de nouveaux composés alimentaires. Si un tel composé devient régulièrement disponible, l’adaptation peut transformer le “couteau suisse” SpeC en un outil plus efficace, spécialisé pour cette tâche. »
Des analyses computationnelles suggèrent que de telles capacités de dégradation sont très répandues dans le microbiome intestinal humain. L’étude met également en évidence des liens avec plusieurs maladies associées à l’alimentation et au mode de vie, notamment le cancer colorectal, la stéatose hépatique et l’hépatite. On peut par exemple imaginer que la dégradation bactérienne de la CML confère des avantages à certaines bactéries dans un environnement intestinal enflammé. De plus, de nouvelles amines biogéniques sont produites lors de la dégradation des acides aminés chimiquement modifiés – un groupe moléculaire qui fait l’objet d’un débat intense en tant que médiateurs de la communication entre les bactéries et leur hôte.
« Ces liens ne prouvent pas encore l’existence d’une relation de cause à effet », met en garde Jürgen Lassak. « Mais ils suggèrent que les aliments transformés, les voies métaboliques microbiennes et l’état de santé pourraient être plus étroitement liés qu’on ne le supposait auparavant », ajoute Hellwig.
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