Fruits et légumes, polyphénols et santé
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Publié le 01/04/2004
Résumé

Plus personne ne conteste aujourd'hui l'impact positif de la consommation de fruits et légumes sur la santé. Consommés en quantité suffisante (environ 600 g/jour), ils participent à la prévention des principales pathologies qui affectent nos sociétés occidentales : cancers, maladies cardio-vasculaires, ostéoporose ou obésité ...

 

Article rédigé par Augustin Scalbert (Laboratoire des maladies métaboliques et micronutriments, INRA, Centre de Recherche de Clermont-Ferrand/Theix), relu par Edith Florentin (professeur agrégée).

1 avril 2004

 

I. Introduction

 

Plus personne ne conteste aujourd'hui l'impact positif de la consommation de fruits et légumes sur la santé. Consommés en quantité suffisante (environ 600 g/jour), ils participent à la prévention des principales pathologies qui affectent nos sociétés occidentales : cancers, maladies cardio-vasculaires, ostéoporose ou obésité, tant et si bien qu'un encouragement à la consommation de fruits et légumes constitue désormais une des principales recommandations formulées par les autorités de santé publique.

 

II. Apports des fruits et légumes sur la santé

 

Les multiples atouts santé des fruits et légumes sont liés à leur faible teneur calorique, à leur richesse en fibres, minéraux, vitamines et autres micronutriments. Certains de ces micronutriments, apparaissent de plus en plus clairement comme essentiels au fonctionnement en participant à la protection de notre organisme contre les cancers, les maladies cardio-vasculaires et les autres maladies dégénératives. C'est le cas des antioxydants dont les fruits et légumes constituent l'une des principales sources alimentaires. Les principaux antioxydants végétaux sont au nombre de quatre : la vitamine C ou acide L-ascorbique et la vitamine E, les caroténoïdes et les polyphénols (tableau 1). L'homme ingère avec ses aliments environ un gramme de polyphénols chaque jour, soit dix fois plus que de vitamine C et 100 fois plus que de caroténoïdes ou vitamine E et l'on estime que les fruits et légumes contribuent pour moitié à ces apports.

Tableau 1. Les quatre principaux types d'antioxydants végétaux

Vitamine C[a]

Vitamine E[b]

acide L-ascorbique

alpha-tocophérol

Polyphénols

Caroténoïdes[c]

Quercétine[d], un flavonol.

Catéchine[e], un flavonol.

Génistéine, une isoflavone[f]

Daidzéine, une isoflavone.

Carotènes :

?-carotène

 

Xanthophylles :

Lutéine

[a] La vitamine C ou acide L-ascorbique est une espèce chimique hydrosoluble, c'est-à-dire soluble dans l'eau. Il s'agit d'un antioxydant particulièrement efficace contre les dommages créés dans l'organisme par les radicaux libres. Même si la plupart des mammifères peuvent synthétiser cette vitamine, l'organisme humain en a perdu la capacité au cours de l'évolution. Il doit donc la puiser chaque jour dans les aliments tels que les fruits et légumes. Certains fruits et légumes, en particulier crus, sont particulièrement riches en vitamine C : poivron rouge, orange, citron, pamplemousse, framboise, fraise, brocoli, tomate, etc... À coté de ses propriétés antioxydantes, la vitamine C est aussi un micronutriment essentiel. Une carence prolongée en vitamine C favorise le scorbut. En effet, les personnes privées de fruits et de légumes pendant de longues périodes, notamment les marins, ont longtemps souffert de scorbut jusqu'au XVIIIe siècle, période à laquelle on a découvert que la consommation de citrons prévenait cette maladie. Le scorbut se manifestait par des saignements des gencives, des blessures qui n'arrivaient pas à guérir et une faiblesse généralisée ; elle était souvent mortelle au cours de longs voyages en bateau. En 1928, Albert Szent-Gyorgyi a isolé la vitamine C à partir de divers aliments, il l'a nommée « antiscorbutique » ou acide ascorbique. Cette découverte lui vaudra un prix Nobel en 1938. En 1938, elle fut la première vitamine synthétisée en laboratoire à des fins commerciales.

[b] Les tocophérols sont des composés liposolubles (solubles dans un corps gras) qu'on regroupe sous le terme de vitamine E. Le tocophérol regroupe quatre substances : l'alpha-tocophérol (le plus actif), le béta-tocophérol, le gamma-tocophérol et le delta-tocophérol. Antioxydante, la vitamine E contribue à neutraliser les radicaux libres qui peuvent s'accumuler dans les membranes lipidiques et tissus gras de l'organisme, et elle joue un rôle essentiel dans la protection de la membrane cellulaire. De façon générale, les huiles végétales, les noix, les graines et les légumes à feuilles vertes sont de bonnes sources de vitamine E.

[c] Les caroténoïdes sont de longues molécules très hydrophobes et colorées (jaune à rouge) et possédant un système des liaisons doubles conjuguées. Dans les caroténoïdes, on distingue les carotènes des xanthophylles. Les carotènes sont constitués uniquement de carbone et d'hydrogène ; les xanthophylles contiennent en plus des atomes d'oxygène.

[d] La quercétine molécule naturelle présente dans de nombreux légumes et particulièrement abondante dans les oignons (35-120 mg par 100 g de matière fraîche) le thé ou la peau des pommes.

[e] La catéchine et les molécules apparentées sont les principaux polyphénols du thé. Une tasse (100 mL) peut en contenir jusqu'à 200 mg. Ces molécules sont aussi présentes dans de nombreux fruits et notamment le raisin. On les retrouve dans le vin rouge.

[f] Les isoflavones (génistéine et daidzéine) sont les principaux flavonoïdes du soja et les apports alimentaires sont donc particulièrement important dans les pays d'Extrême-Orient (environ 30-40 mg.jour-1). Les consommations sont négligeables en Europe à l'exception des consommateurs de lait de soja (certains nourrissons, etc...). Les isoflavones sont très étudiées pour leurs propriétés pseudo-oestrogéniques.

Les polyphénols sont particulièrement abondants dans les fruits. Leurs teneurs peuvent atteindre 500 mg / 100 g dans certains fruits comme la pomme, le raisin ou les cerises. Le champion toutes catégories est le kaki avec des teneurs de 1 g / 100 g. Les légumes contiennent de plus faibles quantités de polyphénols, de l'ordre de 25 à 100 mg / 100 g.

 

III. Effets sur la santé des polyphénols

 

III.1. Bref historique

 

Les polyphénols végétaux ont d'abord été étudiés pour leurs effets protecteurs contre les pathogènes, bactéries ou virus qui infectent la plante, ou le rayonnement UV. Souvent présents en grande quantité dans les plantes consommées par les herbivores, ils limitent leur appétence et digestibilité. Ils ont donc été pendant longtemps considérés comme des facteurs antinutritionnels. C'est un regard tout à fait différent qu'on leur porte aujourd'hui, après la reconnaissance de leurs propriétés antioxydantes et de leurs effets présumés sur la santé. Les recherches sur les effets santé des polyphénols ont cependant débuté beaucoup plus tardivement que pour les autres antioxydants. Ceci est largement expliqué par la très grande diversité de leurs structures chimiques. Plusieurs centaines de molécules ont été identifiées dans les aliments réparties en plusieurs classes : on peut citer parmi les plus importantes les anthocyanes[1] responsables de la couleur des fruits rouges (cerise, cassis, fraise, etc.), les tanins[2] responsables de l'astringence de divers fruits (pellicule et pépins du raisin, chair du kaki, etc.), les flavanones responsables de l'amertume du pamplemousse et également abondantes dans l'orange. Pour les légumes, on peut citer l'oignon riche en flavonols (quercétine).

 

III.2. Action et intérêt des polyphénols

 

En tant qu'antioxydants, tous les polyphénols sont capables de piéger les radicaux libres générés en permanence par notre organisme ou formés en réponse à des agressions de notre environnement (cigarette, polluants, infections, etc.) qui favorisent le vieillissement cellulaire. Ingérés avec nos aliments, ces composés renforcent nos défenses naturelles en protégeant les constituants tissulaires (lipides et autres macromolécules) contre le stress oxydant et préviendraient ainsi les diverses maladies chroniques associées, telles que cancers, maladies cardio-vasculaires ou ostéoporose. Ils peuvent aussi interagir de manière spécifique avec des récepteurs cellulaires tels que les récepteurs des oestrogènes pour les isoflavones du soja, et induire ainsi des effets plus spécifiques sur l'organisme ( par exemple inhibition par les isoflavones des bouffées de chaleur pour la femme ménopausée). La somme de ces effets se traduit par des effets santé que l'on commence tout juste à comprendre à travers les expérimentations animales et cliniques.

De nombreux travaux suggèrent que les polyphénols participent à la prévention des maladies cardio-vasculaires. Leur consommation se traduit par une augmentation transitoire de la capacité antioxydante du plasma dans les heures qui suivent le repas. Parvenus au niveau des artères, ils préviennent l'oxydation des lipoprotéines de faible densité (Low Density Lipoproteins ou LDL), qui est l'un des facteurs clé du processus physiopathologique de l'athérosclérose (épaississement des artères qui contribue à réduire le flux sanguin et peut conduire à l'asphysie des tissus irrigués). En inhibant l'oxydation des LDLs, ils limitent leur incrustation dans les parois des artères qui contribue à l'épaississement des parois et à réduire le flux de sang qui parvient au niveau des tissus. Les polyphénols agiraient aussi en inhibant l'agrégation plaquettaire impliquée dans le phénomène de thrombose[3]qui peut conduire à l'occlusion des artères. Deux études cliniques récentes réalisées aux Etats-Unis et au Chili ont montré que les polyphénols améliorent le fonctionnement de l'endothélium, la couche cellulaire qui tapisse les surfaces des vaisseaux sanguins et qui joue un rôle essentiel dans le contrôle du bon fonctionnement du système vasculaire en réduisant les risques d'athérosclérose. Les polyphénols en prévenant l'athérosclérose et les risques de thrombose limiteraient les risques d'infarctus du myocarde, ce que tend à confirmer les quelques études épidémiologiques déjà publiées.

Les polyphénols seraient impliqués dans la prévention des cancers. Ajoutés au régime de divers animaux de laboratoire, ils limitent le développement de tumeurs induites expérimentalement par exposition à des agents carcinogènes. Ils sont actifs contre de nombreux cancers (colon, estomac, foie, sein, prostate, poumon, peau, vessie, etc.) à tous les stades de la cancérogenèse. Au stade d'initiation, ils agissent comme agents bloquants en empêchant l'activation de procarcinogènes[4], en piégeant les mutagènes[5] électrophiles ou en stimulant la réparation des ADNs mutés. Au stade de promotion et de progression, ils agissent comme agents suppresseurs de tumeurs. Les mécanismes impliqués peuvent là encore être très variés: prévention du stress oxydant, inhibition du métabolisme de l'acide arachidonique et des réactions inflammatoires associées, inhibition de la protéine kinase C et de la prolifération cellulaire, induction de l'apoptose, inhibition de l'angiogenèse. Les preuves de leurs effets chez l'homme restent cependant encore insuffisantes.

Les polyphénols pourraient aussi exercer des effets protecteurs contre les maladies hormono-dépendantes telle que l'ostéoporose en modulant la réponse aux oestrogènes endogènes. Certains polyphénols et plus particulièrement les isoflavones du soja très étudiées aujourd'hui, ont une affinité remarquable pour les récepteurs des oestrogènes et sont qualifiés pour cela de phyto-oestrogènes. Les fruits et légumes contiennent aussi des polyphénols tels la quercétine de l'oignon ou le kaempferol de la chicorée qui possèdent également des propriétés pseudo-oestrogéniques ou inhibent la perte osseuse chez la rate ovariectomisée. Là encore, de nouvelles études restent nécessaires pour confirmer ces effets chez l'homme.

 

IV. Bilan et perspectives des recherches effectuées sur les polyphénols

 

Les orientations récentes des recherches sur les polyphénols visent d'une part à mieux comprendre les mécanismes d'action au niveau moléculaire et cellulaire. Les résultats des études portant sur les marqueurs du stress oxydant sont très contradictoires et ne progresseront qu'à la lumière des progrès réalisés dans la validation de ces marqueurs. L'utilisation de nouveaux outils de la génomique et de la protéomique devrait permettre l'identification de certaines cibles d'importance. Trop peu d'études cliniques ont encore été publiées mais elles suggèrent un rôle protecteur vis à vis des maladies cardiovasculaires.

Les recherches épidémiologiques visant à préciser les associations entre les niveaux de consommation des divers polyphénols et le risque de développer les pathologies permettront de préciser la nature des polyphénols et les niveaux d'apports les plus favorables à la prévention des diverses pathologies. Ces études épidémiologiques en sont encore à leurs balbutiements. Les progrès sont rendus difficiles par l'insuffisance des tables de compositions alimentaires pour les polyphénols. Une première table partielle vient d'être publiée aux Etats-Unis. Une autre table plus complète est en cours d'élaboration en France. Le développement de tels outils contribuera à préciser les associations entre consommation de polyphénols et santé, une des clés nécessaires pour l'établissement de recommandations nutritionnelles.

Dans l'état des connaissances actuelles, il est illusoire de recommander une augmentation des niveaux d'apports en polyphénols. Un apport excessif en polyphénols à travers notamment la consommation de suppléments nutritionnels pourrait avoir éventuellement des conséquences fâcheuses pour la santé (statut en fer, effets pro-oxydants, effets goîtrogènes, etc.). Seules les recherches à venir permettront de mieux préciser les niveaux d'apport les plus favorables au maintien de la santé.

En attendant, nous disposons au moins d'une certitude : la consommation de fruits et légumes a un impact très favorable sur le maintien de la santé et doit être encouragée.

 

Bibiographie

 

Numéro spécial du Journal of Food Science and Agriculture, 2000, vol. 80, n°7.

Supplément de l'American Journal of Clinical Nutrition, 2004, à paraître.

A. Scalbert, G. Williamson. Dietary intake and bioavailability of polyphenols J. Nutr. 2000, 130, 2073S-2085S.

Arnaud Basdevant. Martine Laville. Eric Lerebours. Traité de nutrition clinique de l'adulte. Flammarion Médecine-Sciences, p165-177. 2001.



[1] Les anthocyanes sont des pigments, de couleur rouge, violette ou bleue. Ce sont des dérivés glycosylées d'anthocyanidines qui ont pour formule chimique :

 

[2] Les tanins sont des substances polyphénoliques qui ont une forte affinité pour les protéines. Leur structure chimique est très variable ; on peut ainsi les classer en : - tanins hydrolysables ou gallotanins, qui donnent après hydrolyse soit de l'acide gallique, soit de l'acide ellagique ; - tanins condensés ou proanthocyanidines, non hydrolysables, qui sont dégradés en milieu acide en antocyanidines colorées, réaction utilisée pour leur dosage colorimétrique.

[3] La thrombose est la formation de caillots sanguins dans les vaisseaux qui conduit éventuellement à leur occlusion.

[4] Notre organisme est principalement exposé à des procarcinogènes (cigarette, pollution, toxines, etc.) qui ne deviennent toxiques qu'après leur transformation par des enzymes du foie dont la synthèse peut être inhibée par certains constituants des aliments.

[5] Les mutagènes sont des composés toxiques qui endommagent nos gènes en formant des mutations stables.

 

 
 
 
 
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