NOIX DE PECAN NOISETTE ARTICHAUT

Les Bienfaits des Antioxydants
Le Programme National Nutrition Santé
recommande de manger au moins 5 fruits et
légumes par jour. Ces derniers représentent
une source importante de vitamines et
d’antioxydants. Les antioxydants sont
indispensables au bon fonctionnement
de l'organisme et permettent de
ralentir l’altération cellulaire,
responsable du vieillissement.
Les antioxydants : inhibiteurs
du stress oxydant
1
4
Les principales sources en
antioxydants
NOIX DE PECAN
NOISETTE
ARTICHAUT
A partir de 20 ans, notre organisme doit faire face à un
vieillissement de ses cellules. Les antioxydants sont
des molécules qui permettent de diminuer l’effet des
radicaux libres responsables de cette dégradation.
3
1 : Production de stress oxydant
2 : Altération de l’ADN et de la membrane des
cellules
3 : Entrée des antioxydants dans la cellule
4 : Neutralisation du stress oxydant
L’utilisation de la Paot Skin® met en
évidence la modification du taux
d’antioxydants dans un organisme après
ingestion d’un jus d’orange. Les cellules
absorbent un maximum d’antioxydants entre
30 minutes et 1 heure après cet apport.
La PAOT Skin ®, technologie simple et
rapide développée par l’IEA, permet de
mesurer l’activité antioxydant totale de
tissus biologiques.
L’état basal et le maximum d’absorption varient
en fonction des individus, ce qui peut s’expliquer
par un mode de vie différent.
Les antioxydants ont un impact positif
sur l'organisme. La PAOT Skin montre
que leur absorption par les cellules
dépend de notre hygiène de vie.
Betbeder M. – Hamel L. – Kwanya Minghe V. – Lefèvre V. – Lorme Bernet B. – Sulblé E.
2
Mise en place d’une[Année]
campagne
d’évaluation du stress oxydant
Synthèse bibliographique
Marie-Hélène Betbeder
Léo Hamel
Virginie Kwanya Minghe
Victoire Lefèvre
Bertrand Lorme-Bernet
Erwan Sulblé
Tuteur interne : Florentin Michaux
Partenaire extérieur : Smail Meziani
Année 2015-2016
Résumé collectif
Les bienfaits des antioxydants sont aujourd’hui reconnus. Ces molécules permettant de lutter
contre le stress oxydant et de ralentir le vieillissement des cellules sont un atout majeur pour
les industriels de l’agro-alimentaire, de la santé ou de la cosmétique.
Malheureusement, les méthodes de dosage de la capacité antioxydante d’un produit sont
nombreuses et les industriels ne peuvent les corréler entre elles.
La PAOT Technology®, technologie innovante créée par l’Institut Européen des
Antioxydants (IEA) permet de mesurer la capacité antioxydante totale; elle n’est pas
spécifique à un critère particulier mais évalue le taux oxydant/antioxydant total.
Pour renforcer la fiabilité et la notoriété de cette nouvelle technologie, une campagne de tests
sera réalisée de façon à évaluer la biodisponibilité des molécules antioxydantes d’un produit
qui en est riche.
En conséquence, plusieurs axes de travail sont définis. Afin de réaliser l’enquête, il sera
nécessaire de recruter des personnes volontaires, d’organiser la campagne de tests (choix des
lieux, des dates …), et d’élaborer un protocole-type. Un questionnaire sera élaboré afin de
définir les caractéristiques de chaque sujet (activité, alimentation, stress, etc.), ce qui
permettra potentiellement de corréler certains facteurs aux valeurs de biodisponibilité
mesurées.
2
Sommaire
Résumé collectif ......................................................................................................................... 2
Introduction ................................................................................................................................ 5
I.
Présentation de l’IEA ......................................................................................................... 6
II.
Les antioxydants ................................................................................................................. 7
A. Définition ........................................................................................................................ 7
B. Rôle des antioxydants face aux radicaux libres............................................................... 7
C. Effets des antioxydants sur l’organisme humain............................................................. 8
1. Des intérêts bénéfiques sur la santé................................................................................ 8
2. Risques de la surdose ..................................................................................................... 8
D. Deux types d’antioxydants .............................................................................................. 9
1. Les antioxydants dits « primaires » ............................................................................. 9
2. Les antioxydants « secondaires » ................................................................................ 9
E. La présence des antioxydants .......................................................................................... 9
III. Stress Oxydant.................................................................................................................. 11
A. Définition ...................................................................................................................... 11
B. Formation des dérivés réactifs de l'oxygène (ROS) ...................................................... 11
1. Radical Superoxyde O2●- ........................................................................................... 11
2. Peroxyde d'hydrogène H2O2 ...................................................................................... 11
3. Radical Hydroxyde HO●-......................................................................................... 12
4. Autres radicaux libres ................................................................................................ 12
C. Facteurs aggravants du stress oxydant .......................................................................... 12
1. Effet de l'âge sur la production de ROS .................................................................... 12
2. Effet de l'alimentation sur la production de ROS ...................................................... 12
D. Effet du stress oxydant sur la santé ............................................................................... 13
1. Effet du stress oxydant au niveau cellulaire .............................................................. 13
2. Effet du stress oxydant sur la vieillesse ..................................................................... 13
3. Effet du stress oxydant sur les cancers ...................................................................... 14
IV. La Biodisponibilité ........................................................................................................... 15
A. Définition ...................................................................................................................... 15
B. Les facteurs influençant la biodisponibilité des antioxydants ....................................... 15
1. Les facteurs endogènes .............................................................................................. 15
2. Les facteurs exogènes ................................................................................................ 16
3
3. Application avec la biodisponibilité des polyphénols ............................................... 17
C. La biodisponibilité : un facteur à prendre un compte.................................................... 18
V.
Méthodes de dosage des antioxydants.............................................................................. 20
A. Contexte ........................................................................................................................ 20
B. Définitions des différents milieux d’étude .................................................................... 20
C. Les méthodes conventionnelles in vitro de détermination d’un pouvoir antioxydant .. 21
D. Evaluation du statut antioxydant in vivo ...................................................................... 23
1. Recherche d’antioxydants dans les aliments ............................................................. 23
2. Recherche du statut antioxydant d’un individu ......................................................... 24
Conclusion ................................................................................................................................ 26
Références bibliographiques .................................................................................................... 27
4
Introduction
La très large majorité des produits alimentaires et cosmétiques contiennent des agents
antioxydants. De plus, le développement de compléments alimentaires et de nouveaux
produits cosmétiques à forte valeur ajoutée nécessite l’emploi de plus en plus important
d’antioxydants variés. Dans ce contexte, les industriels éprouvent des difficultés à
sélectionner le meilleur antioxydant pour leurs produits, la meilleure formulation ou la
concentration optimale à utiliser. En conséquence, il est nécessaire de disposer de méthodes
fiables pour doser la capacité antioxydante d'un produit in vitro mais aussi in vivo.
La technologie PAOT® de l’IEA, à la différence des autres méthodes, permet de doser la
capacité antioxydante totale. Cette technologie récente, serait la plus fiable pour évaluer la
capacité antioxydante et le stress oxydant. Pour la valider, nous chercherons à mettre en place
une campagne d’évaluation du stress oxydant avec des résultats représentatifs.
Notre projet a pour objectif de mettre en place une campagne d’évaluation du stress
oxydant par la technologie PAOT Skin (mesure de la capacité antioxydante à même la peau
du sujet) de l’IEA. En amont, nous aurons à définir un produit à tester, ainsi que le panel
que nous souhaitons étudier.
Dans un premier temps, nous définirons le terme « antioxydant », puis nous détaillerons
les produits qui en sont riches, ainsi que l’intérêt majeur de ces molécules.
En seconde partie, nous aborderons le stress oxydant et les pathologies pouvant être liées
à celui-ci. Nous traiterons ensuite la biodisponibilité des antioxydants dans les aliments.
Enfin, nous détaillerons les méthodes conventionnelles existantes in vitro et in vivo et la
technologie mise en place par l’IEA pour le dosage des antioxydants : la PAOT
Technology®.
5
I. Présentation de l’IEA
L’Institut Européen des Antioxydants (IEA) basé à Vandoeuvre-Lès-Nancy (54), a été
fondé par le Dr. Smail Meziani, et le Pr. Stéphane Desobry en Septembre 2012. [1]
L’IEA est un centre d’analyse, d’expertise, de conseil dans le domaine des antioxydants
et d’étude du stress oxydant. Il propose à ses clients d’analyser, et de doser les antioxydants
présents au sein d’un produit, avec les méthodes conventionnelles mais aussi avec une
technologie exclusive développée par l’IEA : la PAOT Technology®.
Un autre site de l’IEA se situe à Bourges (18). L’entreprise est aussi membre de la
Cosmetic Valley (ou pôle cosmétique des sciences de la beauté et du bien-être). Ce
technopôle créé en 1994, situé dans la région de la Beauce, représente le groupe d’activité
français le plus important spécialisé dans la production de biens de consommation dans
l’industrie des parfums et de la cosmétique en France.
Prochainement, de nouvelles antennes de l’IEA verront le jour en Europe, au Brésil, au
Japon, aux USA et en Chine.
La PAOT Technology®est une nouvelle méthode de mesure des antioxydants/oxydants
exprimée en unité PAOT (Pouvoir AntiOxydant Total). Cette méthode normalisée et son
modèle d’exploitation des données analytiques permet de définir une échelle de pouvoir
antioxydant objective et simple d’utilisation, alors que les anciennes méthodes de dosage
(FRAP, TEAC, TRAP, ORAC) connaissent des limites et ne peuvent se corréler entre elles.
Ainsi, l’IEA peut mettre à la disposition des professionnels un outil analytique et une
expertise unique en Europe afin de répondre à toute demande dans le domaine des
antioxydants de la part des industries cosmétologiques, agro-alimentaires, des compléments
alimentaires et de la pharmacologie.
Les laboratoires et entreprises qui apportent leur soutien à l’IEA sont nombreux :
l’Université de Lorraine, le Laboratoire d’Ingénierie des Biomolécules (LIBio), l’ENSAIA,
les Laboratoires Mathé, la Famille Mary, Genialis, Chanel, Christian DIOR, Cosmetest,
Derrmascan, Pharmscan, et le CHU de Liège.
6
II. Les antioxydants
A. Définition
Un antioxydant est une molécule capable de diminuer ou d’empêcher l’oxydation d’autres
substances chimiques. Sa structure moléculaire lui permet donc de capter un maximum de
radicaux libres responsables de l’oxydation. Ce sont des espèces chimiques qui possèdent un
ou plusieurs électrons et qui sont responsables du vieillissement des cellules de notre
organisme. [2;3]
B. Rôle des antioxydants face aux radicaux libres
Le bilan d’oxydoréduction d’une molécule RH par l’oxygène est :
RH + O2 = ROOH
Il s’agit d’une réaction radicalaire en chaîne qui se déroule en 3 phases :
-
l’étape d’amorçage produit des radicaux libres.
A● + RH = AH + R●
- l’étape de propagation des radicaux libres entre molécules qui va entrainer une
réaction d’oxydation en chaîne. La réaction entre des radicaux et l’oxygène va former des
radicaux peroxyde (ROO●). A cause du caractère instable de ces molécules, les réactions sont
souvent très rapides.
R●+ O2 = ROO●
ROO● + RH = ROOH + R●
- la réaction entre deux radicaux libres forme des produits plus stables et met fin à la
réaction en chaine, c’est la phase que l’on appelle terminaison.
R● + R●
ROO● + R●
ROO● + ROO●
 produits non radicalaires et plus stables
Les antioxydants peuvent intervenir à deux niveaux dans le mécanisme de réaction
d’oxydation, soit dans l’étape d’amorçage en empêchant la formation de radicaux, soit dans la
propagation en limitant la réaction en chaine. Certains peuvent aussi consommer l’oxygène
pour limiter la propagation des radicaux. [2]
7
C. Effets des antioxydants sur l’organisme humain
1. Des intérêts bénéfiques sur la santé
Les matériaux organiques, c’est-à-dire des systèmes vivants (cellules) ou non
(matériaux), se dégradent plus ou moins vite selon la température et l’oxygène atmosphérique.
Cette oxydation peut causer la dégradation de polymères et est responsable de nombreuses
pathologies. [4]
Pour mesurer la concentration des antioxydants dans un aliment, on utilise l’indice
ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity) dont l’unité est le µmol TE 1/100g d’aliment.
Cet indice permet de classifier les aliments selon leur concentration en antioxydants. Il est
recommandé d’apporter à notre corps 3000 à 5000 µmol TE/100g chaque jour grâce à
l’alimentation.
En 2010, grâce à une nouvelle méthode, des chercheurs de l’USDA (United States
Department of Agriculture) ont mesuré la teneur en antioxydants dans plusieurs aliments.
Par exemple, la teneur obtenue est :
Noisette = 9645 µmol TE/100g
Fraise = 3577 µmol TE/100g
Epinard = 1515 µmol TE/100g
Par la suite, nous allons mener une étude sur la quantité d’antioxydants présents dans un
jus d’orange et sur sa biodisponibilité. Il faut savoir qu’un verre de jus d’orange (200 mL)
apporte 1452 µmol TE, soit 726 µmol TE/100g. [7]
La plupart des études d’observation montrent un lien étroit entre une carence en
antioxydants et le risque de développer des maladies cardiovasculaires ou des cancers. [5]
2. Risques de la surdose
L’organisme produit naturellement des radicaux libres. Ils sont utiles à la production des
lymphocytes T et sont capables de tuer les bactéries. Ils ont donc un rôle important dans les
mécanismes de défense immunitaire.
Par ailleurs, les radicaux libres interviennent dans le mécanisme d’apoptose qui permet
un suicide des cellules endommagées (par exemple les cellules cancéreuses) et permet leur
élimination. Ainsi, de fortes doses d’antioxydants peuvent entrainer une réduction ou une
suppression de ce mécanisme, avec le risque d’un développement de cancer.
C’est pourquoi il est préconisé de ne pas dépasser une limite au-delà duquel les
antioxydants pourraient devenir néfaste pour la santé. Selon l’Autorité Européenne de
Sécurité des Aliments (EFSA), pour un adulte, il ne faut pas dépasser la consommation de
1
TE : Trolox Equivalent , le Trolox étant l’antioxydant de référence pour le dosage par comparaison de capacité
antioxydante.
8
2000 mg de vitamine C par jour. [8] Il faut surtout faire attention à ne pas prendre
excessivement des compléments alimentaires riches en antioxydants.
D. Deux types d’antioxydants
1. Les antioxydants dits « primaires »
Les antioxydants dits « primaires » (appelés aussi désactivateurs de radicaux libres ou par
rupture de chaîne) sont des composés donneurs d’atomes d’hydrogène. Par conséquent, si un
hydrogène réagit avec un radical, celui-ci va perdre son caractère réactif, empêchant la
poursuite de la réaction en chaîne. [2]
2. Les antioxydants « secondaires »
Les antioxydants dits « secondaires » éliminent les peroxydes (ROO●) qui sont des
amorceurs secondaires de l’oxydation sans former d’autres produits radicalaires.
Par ailleurs, les ions métalliques tels que Fe 2+ et Cu+ réagissent avec les peroxydes, ce qui
produit des radicaux libres pouvant amorcer des chaînes d’oxydation. Ainsi, certains
antioxydants limitent la concentration de ces ions métalliques en se complexant avec eux et
empêchent l’oxydation des cellules. [2]
E. La présence des antioxydants
Les antioxydants appelés endogènes sont ceux produits par l’organisme. C’est le cas de
certaines enzymes (superoxyde dismutases, glutathion peroxydases, catalase…).
Les antioxydants exogènes sont principalement apportés par l’alimentation. La liste
suivante présente les grands groupes d’antioxydants et les aliments qui en sont riches. [6]
Tableau 1 : Les grands groupes d’antioxydants [6]
Groupe d’antioxydants
Composés soufrés des alliacées
Anthocyanines
Bêta-carotène
Catéchines
Cuivre
Cryptoxanthines
Flavonoïdes
Indoles
Exemples d’aliments
poireau, oignon, ail
aubergine, raisin, baies
citrouille, mangue, abricot, carotte, épinard,
persil
vin rouge, thé
fruits de mer, viande maigre, fruits à coque
(noix, noisette, etc.), légumineuses
poivron rouge, citrouille, mangue
thé, thé vert, vin rouge, agrumes, oignon,
pomme
crucifères, dont le brocoli, le chou et le chou9
Lignanes
Lutéine
Lycopène
Manganèse
Polyphénols
Sélénium
Vitamine C
Vitamine E
Zinc
Zoochimiques
fleur
graine de sésame, son, grains entiers,
légumes
maïs, légumes à feuilles vertes (épinard,
roquette, cresson, etc.)
tomate, pamplemousse rose, melon d’eau
fruits de mer, viande maigre, lait, fruits à
coque
thym, origan
fruits de mer, abats, viande maigre, grains
entiers
orange, baies, kiwi, mangue, brocoli,
épinard, poivron, piment
huiles végétales, fruits à coque, avocat,
graines oléagineuses, grains entiers
fruits de mer, viande maigre, lait, fruits à
coque
viande rouge, abats, poisson
10
III. Stress Oxydant
A. Définition
Le stress oxydant ou pression oxydante est un phénomène cellulaire causé par une
surproduction de ROS (Reactive Oxygen Species) et une production insuffisante
d'antioxydants. Les ROS, extrêmement réactifs, oxydent les différents composants cellulaires
(lipides, protéines et acides nucléiques).
B. Formation des dérivés réactifs de l'oxygène (ROS)
Les ROS sont généralement produits lors des réactions du métabolisme énergétique
utilisant l'oxygène. Les principaux ROS sont donc des dérivés radicaux de l'oxygène
(radicaux libres), des molécules ayant gagnées ou perdues un électron. [9]
1. Radical Superoxyde O2●-
Le radical superoxyde O2●- est le radical libre le plus présent dans les cellules. C'est aussi
la molécule qui est majoritairement responsable du stress oxydant. Ce radical est créé dans la
mitochondrie lors de la création d'ATP par la chaine respiratoire mitochondriale. 1 à 3 % des
électrons de la chaine respiratoire sont relâchés trop tôt, au niveau des complexes I et III. Ces
électrons ne permettent donc pas la réduction de l'oxygène en eau et on assiste à la formation
de l'anion superoxyde O2●-. Le radical superoxyde ne peut donc pas rejoindre l'espace
intermembranaire mitochondrien car il est trop chargé, il reste donc dans la matrice
mitochondrienne.[10]
2. Peroxyde d'hydrogène H2O2
Le peroxyde d'hydrogène H2O2 n'est pas une molécule radicalaire mais il s'agit tout de
même d'une espèce dérivée de l'oxygène extrêmement réactive (ROS). Il est majoritairement
synthétisé dans les peroxysomes, des organites spécialisés capable de le maintenir sous une
forme non toxique grâce à une enzyme, la catalase. Le peroxysome consomme une grande
quantité d'oxygène afin de former cette molécule, celle-ci sera par la suite utilisée dans des
réactions d'oxydations dans le métabolisme énergétique, notamment la dégradation des acides
gras en acétylCoA lors de la β-oxydation. La catalase amorce la plupart de ses réactions avec
H2O2.
Soit une réaction de peroxydation :
H2O2 + R'H2 → R' + 2 H2O
Grâce à la même réaction, la catalase peut directement transformer H2O2 en eau.
H2O2 est également un ROS majeur dans la mise en place du stress oxydant quand une
avarie dans le peroxysome provoque sa libération dans le cytosol.
11
3. Radical Hydroxyde HO●-
Le radical HO● - est la version moléculaire de l'anion OH-. Celui-ci est extrêmement
instable et oxyde très rapidement une molécule près de son site de formation. Sa formation
nécessite un atome de fer, il est donc généralement formé dans le complexe Fe-S de la
mitochondrie.
Il peut participer à la réaction de Fenton afin de former du peroxyde d'hydrogène.
Fe2+ + H2O2
Fe3+ + HO●- + OH−
4. Autres radicaux libres
Les enzymes NADPH Oxydase, Xanthine Oxydase et Xanthine Deshydrogénase sont
aussi sources de radicaux libres divers (HOO● etc.). Le type de radical dépend du type
cellulaire dans lequel ces enzymes se trouvent. [12]
C. Facteurs aggravants du stress oxydant
Le stress oxydant est donc dû à une perte d'équilibre entre ROS et antioxydants. Cet
équilibre peut être rompu de deux façons : par défaut d'apport en antioxydants ou par excès de
production de ROS. Les facteurs aggravants le stress oxydant entrainent la surproduction de
dérivés réactifs de l'oxygène.
1.
Effet de l'âge sur la production de ROS
Avec l'âge, le matériel génétique de la mitochondrie a subi les attaques des différents ROS.
L’ADN mitochondrial, peu protégé et ne possédant pas d’histones, est endommagé. Sa
proximité avec différents radicaux libres amplifie ce phénomène. L’ADN endommagé cause
un changement d’efficacité dans le fonctionnement de la chaîne respiratoire. Un nombre plus
important d'électrons s’en échappe et le taux de ROS créé augmente. Ceci cause un cercle
vicieux [13] qui augmente à long terme le stress oxydant sur l'intégralité de la cellule.
2. Effet de l'alimentation sur la production de ROS
Une alimentation non optimisée peut causer une surproduction de ROS, notamment en cas
de carence ou de surconsommation protéique. Certaines protéines comme l'homocystéine
induisent une surproduction du radical superoxyde. De plus, une consommation trop
importante de protéines stimule la synthèse de ROS, en particulier dans les leucocytes.
Une surconsommation de lipides cause également l’augmentation de leur oxydation par le
peroxyde d'hydrogène et donc sa synthèse. [14]
12
D. Effet du stress oxydant sur la santé
1. Effet du stress oxydant au niveau cellulaire
a) Dommages aux acides nucléiques
Les acides nucléiques, en particulier l'ADN, sont une cible importante des radicaux libres.
Les ROS peuvent oxyder l'intégralité de la molécule d'ADN au niveau des bases azotées,
pyrimidique, purines et le squelette de désoxyriboses. Ces accidents causent une mutation de
la molécule d'ADN. [15]
b) Dommages aux protéines
Les protéines sont fortement affectées par les radicaux libres et autres dérivés réactifs de
l'oxygène. L'oxydation des protéines par les ROS concerne principalement les chaines
latérales des différents acides aminés. Les résidus les plus touchés sont les résidus cystéine et
méthionine. Les résidus cystéines, sous l'action des ROS, vont former de nouveaux ponts
disulfures entre la protéine et d'autres molécules possédant une fonction thiol.
2. Effet du stress oxydant sur la vieillesse
Le stress oxydant est une source de l’accélération de la vieillesse chez l'Homme. En effet,
les différents radicaux libres et dérivés réactifs de l'oxygène endommagent l'ADN. On note
donc de nombreuses mutations, entraînant des maladies neurodégénératives liées à l'âge. [16]
a) Maladie d’ Alzheimer
La maladie d'Alzheimer est une maladie neuro-dégénérative dont les symptômes sont un
déclin cognitif du patient ainsi qu'une perte de mémoire des évènements récents. On attribue
cette maladie à la présence de deux lésions de l'encéphale : les plaques séniles et les
dégénérescences neurofibrillaires. Les plaques sont composées d'amyloïde--peptide (A-)
tandis que les dégénérescences neurofibrillaires sont dues à la protéine .
D’après certains chercheurs, le stress oxydant induirait la sécrétion des précurseurs du
peptide A-et  .Ceci conduirait à la mise en place de plaques séniles et une dégénérescence
des neurones. De plus, le peptide A- agit dans la mitochondrie où elle inhibe le
fonctionnement de certains complexes et active la synthèse de radicaux libres. [17;18]
b) Maladie de Parkinson
La maladie de Parkinson est une maladie neuro-dégénérative qui touche le système
nerveux central et cause des troubles moteurs graves. Le développement de la maladie serait
dû à une inhibition du complexe I de la chaine respiratoire mitochondriale. Le stress oxydant
et certaines molécules oxydantes sont à l'origine de cette inhibition. [19 ; 20]
13
3. Effet du stress oxydant sur les cancers
La sénescence cellulaire provoquée par les radicaux libres a pour conséquence une très
forte augmentation des mutations génétiques. Ces mutations peuvent engendrer une
prolifération de cellules devenues cancéreuses.
14
IV. La Biodisponibilité
A. Définition
La définition du terme de biodisponibilité diffère selon l'aire de recherche où elle
s'applique. D'un point de vue nutritionnel, la biodisponibilité correspond à la quantité d'un
nutriment absorbée par la muqueuse intestinale et qui sera utilisée par les fonctions
métaboliques et physiologiques.[21] On note ainsi une différence de cette définition en
pharmacologie. En effet, il s'agît dans ce cas de mesurer la vitesse d'absorption et la quantité
de médicaments absorbés. [22]
La notion de biodisponibilité inclut celle de bioaccessibilité [23]. Cette dernière correspond
à la quantité ingérée d'un nutriment potentiellement disponible pour l'absorption. [24] Plus
précisément, la bioaccessibilité correspond à la libération du nutriment à partir de la matrice
alimentaire et à sa transformation en une forme chimique pouvant se lier et entrer au sein des
hépatocytes [25]. En conséquence, la diminution de la bioaccessibilité conduit à une diminution
de la biodisponibilité.
A noter que la faible biodisponibilité d'une molécule bioactive n'est pas synonyme d'une
faible activité biologique. En effet, certains composés bioactifs peuvent exercer une action
positive pour l'organisme sans être absorbés par la barrière intestinale. Par exemple, c'est le
cas des molécules qui développent une activité antioxydante dans la lumière intestinale [25]. On
distingue également les molécules préabsorbées par la flore intestinale dont l'action conduit à
la formation de métabolites biologiquement actifs exerçant une activité biologique dans
l'intestin. [21]
B. Les facteurs influençant la biodisponibilité des antioxydants
La biodisponibilité d’un aliment est une valeur numérique calculée, elle peut tout de
même être modifiée par des facteurs externes ou internes au consommateur.
1. Les facteurs endogènes

L’âge
Plus une personne est âgée, plus la biodisponibilité des antioxydants est faible. En effet,
les enzymes impliquées dans l’assimilation des antioxydants sont moins nombreuses car
l’étape de traduction est plus lente. La biodisponibilité est par conséquent diminuée. [26]

Les habitudes du consommateur
Le mode de vie des consommateurs a une influence directe sur la biodisponibilité des
antioxydants au sein de leur organisme. Par exemple, un fumeur possède une biodisponibilité
15
plus faible concernant la vitamine C et le Beta-carotène qu’un individu non fumeur. Ceci est
en partie dû à la quantité de pro-oxygènes absorbés qui est plus importante chez un fumeur.
Ces pro-oxygènes détruisent les antioxydants dans l’organisme et diminuent ainsi leur
biodisponibilité. [27]
Le mode d’alimentation a également un effet sur la biodisponibilité des antioxydants. En
effet, au sein de l’alimentation, il existe des facteurs anti-nutritionnels qui peuvent diminuer la
disponibilité d’un aliment. C’est le cas de la leptine qui est une hormone diminuant
l’assimilation de la vitamine A et E. [26] A l’inverse, il existe des lipides qui favorisent la
biodisponibilité de la vitamine A et E tels que les triglycérides à chaines moyennes. [29]
Un régime alimentaire équilibré favorise donc une biodisponibilité équilibrée entre tous
les aliments. [26]
2.
Les facteurs exogènes

Le mode de préparation
De manière générale, le mode conservation des aliments influence la biodisponibilité des
antioxydants. En effet, la congélation ou encore les transformations industrielles entrainent
une rupture des parois cellulaires permettant une meilleure biodisponibilité. Cependant
l’augmentation de la température dans le lieu de stockage rend les antioxydants instables et
diminue leur biodisponibilité au sein de l’organisme. [27]
De plus, coupler des ingrédients lors de la préparation peut également augmenter la
biodisponibilité des antioxydants. En effet, le lycopène, qui est un antioxydant présent en
grande quantité dans la tomate, voit sa biodisponibilité augmenter lorsque la tomate est cuite
avec de l’huile. [30]
La biodisponibilité des Beta-carotènes augmente également lorsque les aliments qui en
contiennent sont cuits. Cette augmentation est due à l’isomérisation de la conformation
« trans » à « cis » du Beta-carotène. L’isomère formé est alors extrait plus facilement.
Cependant, soumettre les aliments à haute température (100°C) pendant une période
prolongée (20 minutes ou plus) entraîne, dans la majorité des cas, une diminution du pouvoir
antioxydants des aliments. [32]
L’aspect de l’aliment influe également sa biodisponibilité. En effet, sous forme de purée
ou de soupe, l’accessibilité en antioxydants augmente ainsi que sa biodisponibilité. Par
exemple, elle augmente de 30% pour la purée de tomate. [32]

Le mode de stockage
En présence d’oxygène et/ou exposés à la lumière, les antioxydants ne sont plus stables.
Pour conserver leur biodisponibilité, il est donc nécessaire de garder les aliments dans un
16
endroit clos et à l’abri de la lumière. De plus, les antioxydants se dégradent avec le temps.
Ainsi, il est préférable de consommer les aliments rapidement. [27]

La matrice alimentaire
Le type de matrice extracellulaire végétale a également une influence sur la
biodisponibilité des antioxydants. En effet, pour assimiler un antioxydant, il faut l’extraire de
sa matrice ce qui permettra sa transformation chimique au niveau de l’intestin. Ainsi, plus la
matrice de l’aliment est digestible et plus l’aliment sera « bio-disponible » en antioxydants.
[25]
Pour certains aliments, la déstructuration de la matrice peut être facilitée par leur cuisson
comme avec la carotte. [32]

La structure du composé
La structure du composé assimilée influence sa biodisponibilité. En effet, plus la chaîne
carbonée est longue et plus la biodisponibilité est faible. De plus, plus le composé possède des
groupements phénols et plus il sera bio-disponible. [28]
3. Application avec la biodisponibilité des polyphénols
Les polyphénols sont des molécules organiques, issues des végétaux. Ce sont des
polymères de phénols qui possèdent des noyaux aromatiques avec des groupements
hydroxyles. Les polyphénols sont des molécules aux propriétés antioxydantes. [32]

La catéchine et l’épicatéchine
Tableau 2 : Evaluation de la biodisponibilité de la cathéchine et de l’épicatéchine en fonction
de l’aliment consommé [32]
Produit d’origine
Quantité assimilée (µMol)
Thé vert
Quantité ingérée en
antioxydants (mg)
90-150
Chocolat
70-165
250-700
Vin rouge
35
0.09
0.1-0.7
Parmi ces trop trois produits, c’est donc le chocolat qui offre une meilleure
biodisponibilité de la catéchine et de l’épicatéchine.
17

Les flavanones
Le temps nécessaire à l’assimilation de la moitié des flavanones assimilables au niveau
du plasma est de 2 à 3 heures.
Tableau 3 : Evaluation de la biodisponibilité
consommé [32]
des Flavanones en fonction de l’aliment
Produit d’origine
Quantité ingérée
(mg)
Quantité assimilée
(µM)
Jus d’orange (1L)
130-220
1.3-2.2
Jus de pamplemousse
(1L)
200
6
Pour une quantité ingérée équivalente, le jus de pamplemousse a une quantité de
flavanones assimilée supérieure, ce qui traduit une meilleure biodisponibilité de cet
antioxydant.
C. La biodisponibilité : un facteur à prendre un compte
Que ce soit d'un point de vue pharmaceutique ou nutritionnel, la biodisponibilité
représente une notion clé puisqu'elle permet de connaître la quantité adéquate d'un élément
fonctionnel à ingérer. En effet, la biodisponibilité d'une molécule renseigne sur la quantité
minimale de cette molécule à ingérer afin que ce composé ait un effet positif. A l'inverse, elle
nous permet également de connaître la quantité à ingérer au-dessus de laquelle il est possible
d'observer un effet négatif [33].
Dans le cadre de notre alimentation, il serait ainsi intéressant de donner plus d'importance
à la notion de biodisponibilité. En effet, la biodisponibilité d'une molécule peut être plus
importante lorsqu’elle provient d'un aliment pauvre en cette molécule. Plus simplement, la
notion de biodisponibilité pourrait permettre de classer efficacement les sources de
nutriments. [34] Des chercheurs ont montré en 2013 que les caroténoïdes de la papaye sont plus
biodisponibles que ceux de la tomate et des carottes (ces légumes étant trois sources
importantes de caroténoïdes). En d'autres termes, selon cette étude, pour absorber une quantité
maximum d'antioxydants, il vaudrait mieux consommer une portion de papaye plutôt qu'une
de tomate ou de carotte.
Dans cette logique, il est aussi possible d'imaginer que la mesure de la biodisponibilité des
actifs de produits neutracétiques représenterait un outil marketing leur permettant de se
démarquer sur le marché. Par exemple, des labels pourrait être développés de façon à garantir
un certain pourcentage moyen d'actifs absorbés ou pouvant être absorbés par produit, tout en
prenant soin de sensibiliser le consommateur à la notion de biodisponibilité.
18
De plus, la notion de bioaccessibilité pourrait représenter un facteur clé devant être pris en
compte au cours de la formulation de produits alimentaires ou neutraceutiques dont le but est
d'améliorer notre santé. En effet, ce facteur correspond à un critère de qualité plus efficace et
représentatif que la valeur nutritionnelle d'une matrice alimentaire : la formulation du
composé alimentaire ou les paramètres de son procédé de production pourraient être modifiés
et contrôlés de façon à maximiser la biodisponibilité de certains nutriments et actifs. [23]
L'intérêt de mesurer ou d’évaluer la biodisponibilité, ou uniquement la bioaccessibilité,
serait donc multiple.
19
V. Méthodes de dosage des antioxydants
A. Contexte
Les consommateurs prêtent de plus en plus attention à l’apport en antioxydants des
aliments ou des produits cosmétiques qu’ils achètent. Dans cette optique, les industries agroalimentaires et cosmétiques cherchent à optimiser la teneur en antioxydants des produits
fabriqués. C’est pourquoi, connaitre le taux en antioxydants d’une substance est nécessaire
afin de garantir au consommateur un apport significatif en antioxydants. [35]
Cependant, aujourd’hui de nombreuses méthodes de quantification existent, sans
qu’aucune ne soit standardisée. Selon le test utilisé, de grandes variations de résultats
apparaissent. [36] Ces variations sont dues au fait que chaque méthode ne permet pas de doser
le même type d’antioxydants et qu’elles utilisent des conditions et des substrats différents
pour le déroulement du test.
Aucune méthode n’étant universelle, les nombreuses techniques développées permettent
de s’adapter au type d’aliment testé, ainsi qu’à sa composition et au type de détérioration des
antioxydants. La différence de solubilité des antioxydants en phase aqueuse ou en phase
organique rend nécessaire différentes méthodes de mesure. De plus, le dosage peut s’avérer
compliqué à réaliser, dans la mesure où un aliment peut présenter une matrice hétérogène, un
certain degré d’oxydation ou la présence potentielle de catalyseurs métalliques. [37]
De plus, les antioxydants présents à l’état naturel dans l’aliment ne possèdent pas les
mêmes fonctions chimiques. Pour les mesurer, l’utilisation de plusieurs méthodes de dosage
est donc nécessaire afin d’obtenir un aperçu sur la globalité du potentiel antioxydant de
l’échantillon considéré.
Un dosage d’antioxydants est réalisé conventionnellement in vitro. Cependant, ces
dosages ayant leurs limites, des méthodes in vivo ont vu le jour.
B. Définitions des différents milieux d’étude
Test en milieu in vitro : Des tests ont lieu in vitro lorsque les expériences sont réalisées
dans un tube à essai ou une boite de Pétri, c’est-à-dire hors d’un organisme vivant, où
l’échantillon à tester est isolé de son contexte physiologique. [38 ; 39]
Test en milieu in vivo : Les tests in vivo désignent les expériences réalisées sur un
organisme vivant. [38]
20
C. Les méthodes conventionnelles in vitro de détermination d’un
pouvoir antioxydant
Parmi les nombreuses méthodes de détermination du potentiel antioxydant, deux grandes
catégories de dosage se distinguent : une activité antioxydante peut être mesurée soit par le
dosage de produits formés tels que des hydroperoxydes, soit en évaluant l’aptitude de
l’échantillon à piéger des radicaux libres. [40]

Techniques d’évaluation des produits résultant de l’oxydation
Les méthodes de mesure des produits formés issus de l’oxydation sont les plus anciennes.
Elles nécessitent de connaitre préalablement ces composés puisque ces méthodes recherchent
certains groupes fonctionnels dans le produit formé (aldéhydes, cétones …).
Différentes techniques spectrophotométriques permettent de doser les produits formés, et
particulièrement la quantité d’hydroperoxydes :
-

L’utilisation de la spectrophotométrie directe pour identifier et doser les
hydroperoxydes insaturés ;
Le dosage chimique des dérivés qui ont été oxydés : évaluation des peroxydes, dosage
des hydroperoxydes et détermination du malonaldéhyde ;
L’examen de dérivés carbonylés sous forme de 2,4-dinitrophénylhydrazone, qui
indique que le produit a un groupe fonctionnel aldéhyde ou cétone (produit issu du 2,4
– DNPH) [20] ;
L’évaluation de la dégradation du β-carotène en présence d’acide linoléique.
Techniques d’évaluation conventionnelles de la capacité des échantillons à piéger
des radicaux libres
Le deuxième type de méthode permet de corréler la quantité de radicaux piégés et la
quantité d’antioxydants présents et utilisés.
Les méthodes se basent sur le piégeage de radicaux libres par un antioxydant, en le
comparant avec un antioxydant de référence. Elles sont applicables sur de nombreuses
matrices hydrophiles ou lipophiles.
Le pourcentage d’inhibition d’un produit mis en présence de radicaux libres permet de
déterminer l’efficacité d’un antioxydant selon la formule suivante :
Rapport d’Inhibition (%) = [(x-y)/(x)] × 100
Avec :
x : absorbance de la solution oxydée en absence d’agents antioxydants ;
y : absorbance de la solution oxydée en présence d’agents antioxydants.
21
En mesurant l’aptitude d’un produit à piéger des radicaux, on peut en déduire sa capacité
à ralentir ou inhiber la création de radicaux libres. [42]
L’évaluation de la capacité d’un échantillon à piéger des radicaux libres nécessite la
création de radicaux. Plusieurs types de radicaux ou de méthodes d’analyse de l’oxydation
sont utilisés selon le type d’antioxydant recherché.
Le tableau ci-dessous synthétise quels radicaux libres sont utilisés en fonction de
l’antioxydant recherché ou le produit analysé [37] :
Tableau 4 : Les radicaux libres détectés sont spécifiques à un antioxydant donné [37]
Radical libre de réaction
DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)
Dosage TEAC : ABTS (2,2’-azinobis(3ethylbenzothiazoline 6-sulfonate)
Dosage TRAP : Acide linoléique
Β-carotène et acide linoléique
Dosage ORAC : APPH (2,2 '-azo-bis (2amidinopropane)] dichlorhydrate)
Superoxide O2●Dosage FRAP : Fe3+-TPTZ
Antioxydants détecté ou matrice analysée
Polyphénols – principalement dans les vins
Extraits de végétaux, jus de fruits et vins
Vitamine E, urate, ascorbate, -SH
Extraits de végétaux et flavonoïdes
Thé, extraits de fruits rouges et de raisin
Extraits phénoliques
Antioxydants contenus dans les jus de fruits
Toutes les méthodes se basent sur le même principe : l’activité antioxydante d’une
molécule est déduite de sa capacité à inhiber le radical ajouté à la solution.
-
TEAC : « Trolox Equivalent Antioxydant Activity ». Le Trolox est un antioxydant de
référence, analogue hydrophile de la vitamine E, qui permet d’évaluer la concentration
en antioxydant de la substance testée par comparaison d’inhibition du radical ;
-
TRAP : Total Radical trapping Antioxydant Parameter ;
-
ORAC : Oxygen Radical Absorbance Capacity ;
-
FRAP : Ferric Reducing Antioxydant Power.
Les méthodes utilisent des dosages colorimétriques ou fluorimétriques pour mesurer la
dégradation des radicaux.
Parmi toutes les méthodes existantes, celles qui utilisent le Trolox pour évaluer l’activité
antioxydante (méthode TEAC) d’un produit semblent donner des résultats plus proches du
potentiel antioxydant réel. Le Trolox permet de mesurer directement la réactivité d’un
composé donneur de protons H+. Les méthodes à retenir pour l’examen in vitro d’un
échantillon seraient donc les méthodes TEAC, TRAP, ORAC et FRAP. [40] Cependant, ces
méthodes ne sont pas réalisables sur tout type de matrices car elles sont dépendantes de la
solubilité et de la température de réaction (la solubilité de l’oxygène change en fonction de
cette dernière). De plus, avant un dosage in vitro il est nécessaire de réaliser une extraction et
une purification, celles-ci pouvant influencer le résultat, suite à une perte d’antioxydants. [43]
22
C’est pourquoi ces dosages sont intéressants pour avoir un aperçu de la teneur en
antioxydants d’un produit mais ne peuvent pas à elles seules fournir un bilan complet et
quantitatif des antioxydants présents. La combinaison de toutes ces méthodes permet
d’obtenir des données complémentaires qui indiquent plus ou moins l’activité antioxydante
réelle du produit testé. Cependant, c’est un travail long et fastidieux, qui nécessite beaucoup
de temps, de matériels et de réactifs. [37]

Technique innovante de mesure des antioxydants : la PAOT Liquid®
La PAOT Liquid®, technologie non destructive développée par l’IEA, permet de mesurer
l’activité antioxydante totale de divers produits : matières premières, produits alimentaires
transformés, produits cosmétiques et liquides biologiques.
La mesure se fait en milieu liquide, par solubilisation du produit dans un milieu
réactionnel, pour ensuite doser directement son activité antioxydante en solution. [44]
D. Evaluation du statut antioxydant in vivo
Puisque les méthodes de dosage in vitro ne reflètent pas le contexte biologique dans
lequel les antioxydants sont utilisés, il devient intéressant de réaliser un dosage in vivo pour
prendre en compte au maximum la matrice.
1. Recherche d’antioxydants dans les aliments
Pour déterminer les propriétés antioxydantes d’un aliment, une méthode de criblage
cellulaire a été développée. Celle-ci utilise le DCFH-DA (2',7'-dichlorofluorescin-diacétate),
qui est un indicateur fluorescent sensible aux espèces réactives de l’oxygène (ROS). On peut
alors doser le taux d’antioxydants dans les cellules. Cette méthode peut être, par exemple,
utilisée pour le dosage d’antioxydants dans les jus de fruits. [45]
Cette méthode cellulaire se déroule en quatre phases :
-
-
-
Administration de l’indicateur fluorescent sensible à l’oxydation à des cellules, type
fibroblastes de souris, puis lavage de ces dernières pour ne garder que le DCFH-DA
intracellulaire ;
Mise en contact avec l’échantillon à tester ;
Application d’un stress oxydant à l’aide d’un agent chimique. Cet agent réagit avec le
fer libre dans les cellules, ce qui induit la formation des radicaux très actifs ● OH, euxmêmes entrainant la formation d’autres radicaux. Toutes ces espèces formées
réagissent avec le DCFH qui devient fluorescent ;
Mesure fluorimétrique de l’indicateur : la fluorescence est proportionnelle au nombre
de liaisons formées avec le DCPH en prévenant l’apparition de radicaux libres. Une
fluorescence élevée traduit un fort potentiel antioxydant.
23
Avantages du criblage cellulaire : Cette méthode permet une meilleure caractérisation du
produit alimentaire par rapport à une méthode chimique, puisqu’elle est plus sensible à une
gamme plus importante d’antioxydants. Le DCPH mesuré est celui fixé dans les cellules,
l’oxydation mesurée est donc bien l’oxydation intracellulaire.
Inconvénients du criblage cellulaire : Cette méthode ne s’applique pas sur un modèle
animal ou humain. Un modèle cellulaire a ses limites et ne peut pas refléter tous les
mécanismes d’un organisme après ingestion d’un aliment.
2.
Recherche du statut antioxydant d’un individu
a) Dosage des molécules oxydées par les Espèces Réactives de l’Oxygène (ROS)
Jusqu’à peu, la recherche des ROS était difficile à réaliser in vivo, de part leur durée de vie
très courte. Il est particulièrement difficile de les détecter directement, c’est pourquoi la
plupart des méthodes dose les sous-produits issus de l’interaction entre ROS et substrats
biologiques. [46]
Puisque les ROS sont capables de réagir avec plusieurs types de molécules biologiques,
les méthodes peuvent évaluer la quantité de dérivés oxydés formés à partir leur interaction
avec des protéines, des lipoprotéines ou des acides gras polyinsaturés. Les dérivés oxydés sont
décelables dans les différents liquides biologiques comme le plasma, le sérum et l’urine.

Méthode de dosage de la peroxydation lipidique
Les acides gras se transforment en peroxydes lipidiques lors d’attaques par des radicaux
libres, qui peuvent être facilement détectés et mesurés par un kit.
Le kit fonctionne de la manière suivante : les peroxydes lipidiques se décomposent sous
l’action de métaux (Fe, Cu) en sous-produits tels que des aldéhydes et des cétones. Ces sousproduits sont détectables par spectrophotométrie, notamment la malonedialdéhyde (MDA),
grâce au test à l’acide thiobarbiturique.
Cependant, de nombreuses interférences peuvent altérer les mesures de ce test, tels que la
présence d’hémoglobine ou de fer d’un échantillon sanguin. Une méthode HPLC a donc été
développée pour doser les sous-produits. Cependant, la MDA reste un indice peu représentatif
du stress oxydatif (1% des sous-produits des peroxydes lipidiques).
D’autres sous-produits des peroxysomes comme le 4-hydroxynonémal (HNE) et la
prostaglandine 8-épi-PGF2α, peuvent également être dosés par HPLC pour déterminer la
présence d’un stress oxydatif.

Dosage des lipoprotéines oxydées
L’oxydation des lipoprotéines (particulièrement les LDL low density lipoprotein) modifie
leur structure et induit la formation de MDA et HNE. Ces LDL oxydés deviennent détectables
par les macrophages de l’organisme. Une méthode ELISA a été mise en place pour permettre
24
à des anticorps monoclonaux de détecter ces LDL oxydés, qui sont le témoin de la présence
d’un stress oxydatif.

Dosage des protéines oxydées
Les ROS modifient les structures des protéines, ce qui forme des dérivés protéiques
carbonylés. Ces derniers, lorsqu’ils sont couplés à la DNPH, sont détectables au
spectrophotomètre, par HPLC ou grâce à des anticorps mono/polyclonaux.

Dosage de l’oxydation de l’ADN
Les ROS sont capables de modifier la guanine, l’une des bases constitutives de l’ADN,
provoquant des cassures dans l’ADN. Celles-ci sont visibles sur électrophorèse avec une
solution fluorescente. La présence de cassures d’ADN se traduit par des migrations d’ADN
sous forme de queue de comète. De plus, la quantité de fluorescence est proportionnelle au
nombre de ruptures.
Il est à remarquer que de nombreuses méthodes existent, chacune permettant de repérer le
stress oxydatif d’un individu. Cependant ces mesures se focalisent sur un seul type de produit
formé et ne donne qu’une idée de la présence d’un stress oxydatif sans pour autant pouvoir le
quantifier précisément.
b) Technologie PAOT Skin®
La PAOT Skin® est une technologie (développée par l'IEA) permettant de mesurer
l'activité antioxydante de tissus biologiques directement en surface. Son fonctionnement se
base sur trois points :
 la potentiométrie ;
 le changement du rapport entre les formes oxydées et réduites des
composants du milieu réactionnel ;
 la mesure obtenue en surface du tissu grâce à des électrodes de contact. [47]
Grâce à la technologie PAOT Skin®, il est ainsi possible d'évaluer le statut antioxydant
d'un individu. Une électrode, imbriquée dans un patch, est posée après application d'un gel
spécifique sur le tissu biologique (peau, plante). Cette méthode permet d'obtenir un résultat en
20 minutes.
Par rapport aux méthodes précédemment énoncées, la technologie PAOT Skin ®
correspond à une alternative, simple d’utilisation et rapide, permettant de réaliser une mesure
du potentiel antioxydant total d’un système biologique.
25
Conclusion
Les antioxydants, molécules très prisées par les industriels, sont des molécules capables
de diminuer ou d’empêcher l’oxydation d’autres substances chimiques. Elles protègent ainsi
nos cellules du vieillissement et limitent le stress oxydant.
Au cours de notre étude bibliographique, nous avons constaté le lien étroit entre la
carence alimentaire en antioxydants et le risque de développer des maladies cardiovasculaires
ou des cancers.
En effet, leur structure moléculaire leur permet de capter les radicaux libres responsables
de l’oxydation. Cependant, l’organisme a besoin de radicaux libres puisqu’ils jouent un rôle
important dans les mécanismes de défense immunitaire. Il est donc préconisé de ne pas
surdoser son alimentation en antioxydants. Ceci explique l’importance de connaître la dose
exacte d’antioxydants consommée.
D’autre part, la quantité d’antioxydants ingérée n’est pas totalement utilisée par
l’organisme puisque la biodisponibilité du produit dépend de facteurs externes ou internes
propres au consommateur.
Aujourd’hui de nombreuses méthodes de quantification des antioxydants existent mais
aucune n’est standardisée et de grandes variations de résultats apparaissent. En effet, chaque
méthode ne permet pas de doser le même type d’antioxydants dans les mêmes conditions
expérimentales.
La technologie PAOT® de l’IEA souhaite ainsi proposer une méthode unique capable de
déterminer la capacité anti-oxydante totale du produit.
La suite de notre étude consistera à évaluer cette capacité antioxydante globale sur un
large panel grâce à la technologie PAOT ®.
26
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30
Par
Marie-Hélène Betbeder
Léo Hamel
Virginie Kwanya Minghe
Victoire Lefèvre
Bertrand Lorme-Bernet
Erwan Sulblé
Tuteur interne : Florentin Michaux
Partenaire extérieur : Smail Meziani
Sommaire
Introduction ______________________________________________________________ 2
I.
Démarche de projet __________________________________________________________ 3
II.
Protocole de la PAOT Skin® et PAOT Liquid® ___________________________________ 4
A. Reproductibilité des séances _____________________________________________________ 4
B. Le protocole pour la PAOT Skin®________________________________________________ 4
C. Le protocole pour la PAOT Liquid® ______________________________________________ 6
D. Le déroulement type d’une séance ________________________________________________ 7
III.
Campagne de tests _________________________________________________________ 8
A. Planification de la campagne _____________________________________________________ 8
B. Questionnaire _________________________________________________________________ 8
1. Caractéristiques de l’individu ________________________________________________ 8
2. Habitudes ______________________________________________________________ 9
C. Informations se rapportant à la veille et au jour de la mesure __________________________ 10
IV.
Tests réalisés en interne ____________________________________________________ 11
A. Contexte ____________________________________________________________________ 11
B. Résultats et interprétations _____________________________________________________ 11
1. Tests sur individus à jeun _________________________________________________ 12
2. Tests sur individus alimentés depuis moins de 2 heures ___________________________ 14
3. Tests n’ayant pas donné de résultats probants __________________________________ 15
C. PAOT Liquid® _______________________________________________________________ 16
D. Regard critique sur nos mesures : ________________________________________________ 17
Conclusion ______________________________________________________________ 19
Références bibliographiques _________________________________________________ 20
Annexe
21
1
Introduction
Les antioxydants sont des molécules naturellement présentes dans de nombreux aliments et qui
ont une fonction de capteurs des radicaux libres, responsables du stress oxydant et du vieillissement
des cellules.
La très large majorité des produits alimentaires et cosmétiques contiennent des agents
antioxydants. De plus, le développement de compléments alimentaires et de nouveaux produits
cosmétiques à forte valeur ajoutée nécessite l’emploi de plus en plus important d’antioxydants variés.
Dans ce contexte, les industriels éprouvent des difficultés à sélectionner le meilleur antioxydant pour
leurs produits, la meilleure formulation ou la concentration optimale à utiliser. En conséquence, il est
nécessaire de disposer de méthodes fiables pour doser la capacité antioxydante d'un produit in vitro,
mais aussi in vivo, de façon à mesurer la biodisponibilité d'une molécule antioxydante dans un tissu
vivant.
La biodisponibilité correspond, d'un point de vue nutritionnel, à la quantité d'un nutriment
absorbée par la muqueuse intestinale et qui sera utilisée par les fonctions métaboliques et
physiologiques [1]. La biodisponibilité représente ainsi une notion clé puisqu'elle permet de
connaître la quantité adéquate d'un élément fonctionnel à ingérer [2].
La technologie PAOT Skin®, développée par l'Institut Européen des Antioxydants (IEA), est
une nouvelle méthode qui permet de mesurer la biodisponibilité d'un ou plusieurs antioxydants.
Cette nouvelle méthode permet en effet de mesurer en continu l'activité totale des antioxydants
présents au sein d'un tissu biologique tel que la peau.
L'objectif de notre projet a été d'organiser une campagne de test sur un large panel de personnes
dans le but de mesurer, grâce à la PAOT Skin ®, la biodisponibilité des antioxydants d'un produit
alimentaire. La compilation des résultats des tests dans une base de données et l'analyse de cette
dernière permettront d'apprécier la répétabilité des mesures réalisées grâce à la technologie PAOT
Skin®. Grâce à un questionnaire permettant de renseigner l'étude sur l'état physiologique et les
habitudes alimentaires des participants, cette étude essayera de mettre en évidence les paramètres
influençant la biodisponibilité des antioxydants.
2
I. Démarche de projet
Le projet professionnel a été organisé afin de mettre en place une campagne de tests mesurant
la biodisponibilité des antioxydants dans un produit sur un panel d’individus. En conséquence,
plusieurs échéances ont été fixées au cours de l'année, comme en témoigne la figure 1 et le tableau 1.
Figure 1 : Diagramme de Gantt du projet
Tableau 1 : Complément du diagramme de Gantt
Pendant les premières séances, des tests ont été réalisés avec la PAOT Liquid® et la PAOT
Skin® dans le but de définir le produit à tester et également de se familiariser avec ces appareils. Par la
suite, la campagne de tests aurait dû être organisée et réalisée. L'équipe n'a cependant pas disposé du
matériel nécessaire. En effet, les 5 PAOT Skin® que l'IEA avait commandées n'ont pas pu être fournies
par le fabricant, ce qui a conduit à une modification de l'objectif du projet. Un seul appareil a été
disponible pendant toute l'année. De plus, des difficultés ont été rencontrées. Cet appareil a été
indisponible pendant un mois : déplacement de l’appareil à l’extérieur du laboratoire et panne. A défaut
de pouvoir organiser des tests sur un panel de 100 à 300 personnes, des tests ont été réalisés avec les
membres du groupe du projet professionnel.
3
II. Protocole de la PAOT Skin® et PAOT Liquid®
A. Reproductibilité des séances
Les séances ont été standardisées pour pouvoir interpréter, par la suite, l’ensemble des résultats.
Un seul paramètre (âge de la personne, habitudes alimentaires, personne fumeuse, le stress du sujet,
etc.) doit être comparé dans l’analyse. Un protocole strict a donc été imposé pour ces mesures. En
effet, si les conditions de mesure varient d’une analyse à l’autre et que deux résultats différents sont
obtenus, aucune conclusion ne pourra être formulée. La différence pourrait dans ce cas être due au
paramètre étudié qui varie chez les deux sujets, ou alors être due aux conditions de mesure qui ne sont
pas identiques.
Par ailleurs, pendant l’expérience, la personne doit boire un jus de fruit pour lui apporter une
source d’antioxydants. Un travail en amont a dû être effectué pour déterminer quel jus de fruit devait
être consommé. Pour obtenir un meilleur résultat à analyser, il faut un jus de fruit riche en antioxydants
(déterminé par la PAOT Liquid®). Néanmoins, il faut surtout qu’il soit bien assimilé par l’organisme
(déterminé par la PAOT Skin®). Par ailleurs, tous les individus n’assimilent pas de la même manière les
antioxydants, que ce soit en matière de quantité ou de vitesse d’absorption. L’idéal serait de boire un
jus d’orange non pasteurisé et donc un jus d’orange à base d’oranges pressées. Le problème est que les
oranges ne sont pas standardisées, avec un risque d’avoir de grandes variations de teneur en
antioxydants. Un jus de fruit du commerce qui est standardisé a donc finalement été choisi pour les
mesures.
B. Le protocole pour la PAOT Skin®
Avant la séance, un gel est préparé par une employée de l’institut. Sa composition est gardée
secrète.
Un protocole strict de standardisation des séances a donc été réalisé. Seulement 2 personnes
maximum peuvent être analysées par séance à cause de la durée importante des mesures. Dans un
premier temps, la PAOT Skin® mesure le potentiel de l’activité antioxydante de l’organisme à l’état
basal chez deux personnes. Ensuite, elles boivent 250 mL du même jus de fruit avant de commencer
les mesures suivantes.
4
Le potentiel de ces deux personnes est mesuré toutes les 30 minutes pour suivre l’assimilation
du jus au cours du temps par l’organisme. Pour commencer, une personne à jeun doit s’installer
confortablement dans le fauteuil. Un patron permet de fixer les zones de mesure sur les bras des
personnes (cercles bleus sur la figure 1). La mesure est réalisée sur l’intérieur de l’avant-bras car c’est
l’endroit où la peau est la plus fine. La mesure est ainsi plus fiable.
Figure 1 : PAOT Skin® en cours de mesure
Un patch et une électrode branchés à la machine sont fixés sur le bras grâce à du ruban adhésif.
Entre la peau et le patch nous déposons un gel. Le gel s’apparente au système médiateur de la PAOT
Liquid®. Il sert de conducteur et permet un bon contact entre la peau et l’électrode. La mesure dure 10
minutes pendant lesquelles la personne doit rester immobile afin de ne pas déplacer l’électrode et
permettre une bonne analyse.
Figure 2 : Mesure du statut stress oxydant sur le bras d’une personne grace à la PAOT Skin ®
A la fin de ces 10 minutes, l’appareil affiche la valeur du potentiel de l’activité antioxydante en
unité PAOT. Le patch est décollé du bras et celui-ci est nettoyé à l’eau.
5
Les résultats obtenus au fil de la cinétique permettent de remplir ce tableau-type ci-dessous :
T=0min
Absorption
Patient X
du jus
Patient Y
d’orange
T=30min
T=60min
T=90min
T=120min
C. Le protocole pour la PAOT Liquid®
La PAOT Liquid® permet de mesurer la balance antioxydants/oxydants présent dans un liquide.
Le matériel (électrode et cuve) doit tout d’abord être rincé avec de l’eau distillée. Le blanc est ensuite
réalisé avec de l’eau distillé. Trois solutions, dont la composition est elle aussi tenue secrète, sont
ajoutées dans la cuve. Si le potentiel se situe entre 300 et 320 mV, le liquide à étudier est ajouté dans la
cuve pour analyse. Si le potentiel ne donne pas la valeur attendue, la manipulation doit être reprise du
début ou les 3 solutions doivent être préparées de nouveau car elles ne sont pas très stables dans le
temps.
Figure 3 : Les 3 solutions à ajouter dans la PAOT Liquid® avant le produit alimentaire
La machine donne alors le taux d’antioxydants du produit in vitro.
Figure 4 : PAOT Liquid®
6
Ainsi, la PAOT Liquid® permet de donner la quantité d’antioxydants/oxydants disponible dans
un produit. La PAOT Skin® permet de voir si les antioxydants sont bien assimilés par l’organisme.
D. Le déroulement type d’une séance
Les mesures peuvent être réalisées sur 2 personnes par séance, compte tenu de l’unique appareil
à disposition et du temps d’analyse pour une mesure. En effet, une mesure dure 10 minutes, auquel
s’ajoute un temps de préparation de 5 minutes. Le choix a été de répéter la mesure toutes les 30 minutes
sur chaque individu, pour ainsi pouvoir suivre la cinétique de 2 personnes, et ce durant 2 heures.
La personne doit aussi répondre à un questionnaire sur ses habitudes alimentaires, sur son
mode de vie. Ceci permet d’avoir une estimation du niveau de stress oxydant de la personne au moment
de l’analyse.
A la suite du questionnaire, une note est attribuée pour déterminer le niveau de stress oxydant
du patient sur une échelle. Cela reste tout de même une note très subjective qui est donnée puisque
grâce à ce questionnaire et aux résultats, nous pouvons déterminer une tendance au stress oxydant d’un
groupe de personnes en fonction d’un paramètre qui varie entre eux.
7
III.
Campagne de tests
A. Planification de la campagne
La campagne a pour but de mettre en évidence la biodisponibilité des antioxydants exogènes
au sein de l’organisme qui le reçoit.
Pour réaliser cette campagne, le choix a été d’étudier un panel homogène. En conséquence,
l’objectif de la campagne était de réaliser des tests sur une population d’étudiants (18 -25 ans). C’est
pourquoi il a été décidé de recruter des volontaires parmi les élèves ingénieurs du plateau de Brabois
(ENSEM, ENSG, ENSAIA).
Le test devant être réalisé à jeun, il avait été prévu de réaliser la campagne les samedis matins.
Celle-ci devait se dérouler dans la salle attenante à la résidence étudiante.
Afin d’inciter les étudiants à participer, plusieurs idées ont été développées : organiser une
tombola dont les lots pourraient être remportés par les participants de l’étude, offrir un petit déjeuner
à chaque participant.
Finalement, le panel a été considérablement réduit par manque de matériel.
B. Questionnaire
Afin de pouvoir comprendre les résultats d’analyses, et ainsi les interpréter le plus fidèlement
possible, un questionnaire a été élaboré. Ce questionnaire doit être rempli par toutes les personnes qui
effectuent le test.
Pour que ce questionnaire soit efficace, il est nécessaire que le sujet soit dans ses conditions de
vie quotidienne. Cela permet de pouvoir interpréter correctement les résultats.
Pour cela, différents types de questions ont été établies.
1. Caractéristiques de l’individu
a) L’âge
L’âge est un paramètre qu’il faut obligatoirement prendre en compte lorsque l’efficacité
antioxydante d’un aliment est mesurée au sein d’un organisme, l’efficacité antioxydante étant la capacité
à lutter contre le stress oxydant. En effet, au cours du temps, les cellules de l’organisme produisent
plus de radicaux libres et s’oxydent donc plus facilement : le stress oxydant est plus important. Ainsi,
8
chez une personne âgée, l’apport d’antioxydants aura un impact moindre que chez une personne plus
jeune. [3][6]
b) La taille et le poids
La relation taille/poids est un bon indicateur de l’état d’un individu. Cette relation permet de
connaître l’Indice de Masse Corporelle (IMC) du sujet et ainsi renseignent sur la sensibilité du sujet
lorsque celui-ci est soumis à des antioxydants. En effet, un IMC élevé traduit généralement une
alimentation qui n’est pas assez équilibrée, et par conséquent pauvre en antioxydants. Ainsi, ces
personnes sont plus sensibles au stress oxydant et donc moins réceptives aux antioxydants. [4][6]
c) Le sexe
En effet, comme le métabolisme des femmes diffère de celui des hommes (sécrétions
d’hormones différentes par exemple), cette différence pourrait ainsi avoir une influence sur le taux
d’antioxydants au sein des organismes et ainsi, donner des résultats différents. [6]
d) Les maladies
Savoir si le sujet est malade est indispensable à l’interprétation de ses résultats. En effet, durant
la maladie, le métabolisme peut être ralenti. Ceci pourra donc diminuer la sensibilité du sujet aux
antioxydants et donc avoir une valeur plus faible.
Cependant, connaître les caractères d’un individu n’est pas suffisant pour interpréter les
résultats correctement. En effet, le mode de vie d’une personne peut influencer considérablement sa
sensibilité aux antioxydants.
2. Habitudes
a) Alimentaires
Les habitudes alimentaires ont un effet direct sur la sensibilité du sujet aux antioxydants. En
effet, plus l’alimentation est riche en antioxydants et moins le sujet est sensible à un nouvel apport. Il
est donc important de savoir si l’individu mange régulièrement des fruits et des légumes car ceux-ci
constituent une source importante en antioxydants. [4]
9
b) Sportives
L’activité physique d’un sujet peut influencer ses résultats. En effet, un sujet avec une activité
physique régulière et modérée sera en meilleure santé et la sensibilité de ses cellules à l’oxydation due
aux radicaux libres sera moins importante. Ces individus seront donc plus sensibles à un apport
d’antioxydants au sein de leur organisme. [4] Cependant, une activité physique trop intense peut être
source de stress oxydants. Par conséquent, un individu très sportif peut avoir un taux d’antioxydants
plus faible. [6]
Il sera nécessaire de connaître à quelle fréquence chaque individu pratique du sport. Cela nous
permettra de savoir si, pour chaque individu, l’activité physique a une réelle influence.
c) Autres
Concernant les habitudes de l’individu, deux paramètres sont également à prendre compte. En
effet, la consommation de cigarettes influe également la capacité absorption des antioxydants chez
l’individu. Un individu fumeur absorbe moins d’antioxydants qu’un individu non-fumeur pour une
même quantité d’antioxydants ingérée. [5]
De plus, le temps de sommeil quotidien pourrait avoir une influence sur l’absorption chez un
individu. Les résultats permettront d’affirmer ou de réfuter cette hypothèse.
Bien que ces nouvelles informations soient nécessaires pour l’interprétation des résultats
obtenus à partir de la PAOT Skin ®, celles-ci ne sont pas suffisantes. En effet, il est nécessaire d’avoir
d’autres informations plus récentes, qui pourraient avoir un effet à court terme sur l’individu observé.
C. Informations se rapportant à la veille et au jour de la mesure
Il est important de savoir ce que le sujet à manger durant son dernier repas. En effet, la richesse
en antioxydants de ce repas pourrait avoir une influence sur les résultats obtenus lors de la mesure.
Pour les mêmes raisons, il serait mieux de savoir combien de temps a dormi l’individu durant la nuit
précédant la mesure.
Tous ces facteurs amènent à un questionnaire (voir Annexe 1).
10
IV. Tests réalisés en interne
A. Contexte
La campagne de mesure du stress oxydant n’ayant pu être réalisée à grande échelle par manque
de matériel PAOT Skin®, la décision prise a été de réaliser ces mesures avec un panel restreint de
personnes.
La méthodologie des analyses est restée analogue à celle prévue pour la campagne. Elle se
découpe en 3 phases :
-
Effectuer une analyse de l’état basal du stress oxydant chez l’individu ;
-
Ingérer une quantité définie de jus d’orange, soit 250 mL ;
-
Réaliser une cinétique en fonction du temps après l’ingestion du jus d’orange, pour
observer l’évolution du stress oxydant de l’individu lorsqu’il ingère un produit riche en
antioxydants, et dans quelle mesure les antioxydants sont assimilés par l’organisme.
Cette phase de tests en interne a débuté le 02 Février 2016. Une analyse dure 15 minutes, en
prenant en compte le temps de préparation puis le temps de mesure. Les analyses ont donc pu être
effectuées sur deux personnes par demi-journée, pour avoir un suivi de chaque personne toutes les 30
minutes durant 2 heures à 2 heures 30.
B. Résultats et interprétations
Les séances se sont déroulées durant les demi-journées consacrées au projet professionnel : le
mardi après-midi et le vendredi matin. Les séances du vendredi ont ainsi pu être réalisées sur des
individus à jeun ; en revanche il était compliqué d’être à jeun pour les séances du mardi après-midi.
Des cinétiques ont tout de même été réalisées, pour observer si le jus d’orange a un impact sur
l’organisme lorsque celui-ci est absorbé après un repas.
11
1. Tests sur individus à jeun
-
Tableau 1 : Résultats expérimentaux des individus à jeun
Temps
Etat basal
T=0
T= 30
min
T=1h
T=1h30
T=2h
T=2h30
0.05120
0.03066
0.02282
Ingestion
du jus
0.02989
0.02325
Analyse
non
exploitable
0,01767
Ingestion
du jus
0,00828
0,01907
0,0461
0,02736
0.01178
Ingestion
du jus
0.00946
Valeur
incohérente
0.01216
0.01054
Individu
n°4
0.00873
Ingestion
du jus
0.01685
0.02624
0.03377
0.00653
Individu
n°5
0.03292
Ingestion
du jus
0.02854
0.02858
0.04226
0.03076
Individu
n°1
Individu
n°2
Individu
n°3
Valeurs
PAOT
(mM.eq)
-
Graphique 1 : Courbes de cinétique après absorption d’un jus d’orange
Afin de normaliser les résultats expérimentaux, l’état basal des individus sera soustrait de
chaque résultat obtenu dans la suite de la cinétique.
Cinétique d'absorption du jus d'orange
Unité PAOT
(mM.eq)
h0,035
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0
-0,005
-0,01
-0,015
0 min
Individu 1
12
30 min
Individu 2
1h
1h30
Individu 3
2h
Individu h
4
2h30
Individu
h 5
Hormis l’individu n°3, un pic d’absorption a été observé chez les différents individus à la suite
de l’absorption du jus d’orange. Un produit riche en antioxydants semble donc avoir un impact sur
l’organisme qui le reçoit à partir de 1h30 après absorption.
-
Commentaires
L’état basal des individus se situe entre 0.0087 et 0.0329 unité PAOT. Il existe de grandes
variations de l’état basal entre les individus, pouvant s’expliquer par leur mode de vie et leur
alimentation différente, ainsi que leur état physiologique et psychologique au moment de l’analyse.
Néanmoins, la cinétique des individus n°1, 2, 4 et 5 a la même tendance. Après la prise du jus,
un temps de latence d’une heure est observé avant de détecter la présence des antioxydants ingérés.
L’effet des antioxydants ingérés n’est donc pas immédiat. La période de jeûne a créé un déséquilibre
de la balance oxydant/antioxydant en faveur d’un stress oxydant. Les antioxydants de la boisson
servent dans un premier temps à neutraliser ce stress oxydant : ce phénomène est représenté par une
phase de latence sur le graphique 1. Une fois le stress oxydant neutralisé, un pic d’absorption est détecté
par la PAOT Skin® à partir de 1h30 après ingestion, ce qui montre la quantité d’antioxydants disponible
dans l’organisme. Ensuite, ce pic redescend pour rejoindre une valeur proche de celle de l’état basal.
Il est à remarquer que le maximum d’antioxydants biodisponibles diffèrent selon les individus.
Cependant, ce maximum ne dure pas dans le temps. En effet, l’analyse suivante montre un déclin du
taux d’antioxydants. La vitesse de consommation de ces derniers est donc importante. Cette vitesse
pourrait dépendre de la nature des antioxydants ingérés (biodisponibilité) et du sujet.
D’autre part, l’aire sous la courbe peut être calculée pour déterminer l’efficacité antioxydante
du produit testé dans l’organisme.
Tableau 2 : Aire relative de la courbe selon l’individu
Aire relative
13
Individu n°1
0.726
Individu n°2
0.710
Individu n°3
0
Individu n°4
1
Individu n°5
0.145
Chez l’individu n°3, l’absorption du jus d’orange n’engendre aucune variation notable de son
statut antioxydant. Cela peut s’expliquer par le fait que le jeûne a provoqué dans son organisme un
stress oxydant plus important que chez les autres individus. En effet, cet individu consomme plus
d’aliments riches en antioxydants (fruits et légumes), si bien qu’une période de jeûne affecte davantage
son statut antioxydant. En conséquence, les antioxydants présents dans le jus d’orange ont été
complétement dégradés par l’organisme, d’où une absence du pic représentant leur maximum de
disponibilité.
2. Tests sur individus alimentés depuis moins de 2 heures
Tableau 3 : Résultats expérimentaux des individus après un repas
-
Temps
Individu
n°6
Individu
n°7
Valeurs
PAOT
(mM.eq)
Unité PAOT
(mM.eq)
Etat basal
0.03542
0.02777
T = 0 min
Absorption
du jus
Absorption
du jus
T=30 min
T=1h
T=1h30
0.06189
0.02165
0.01609
0.11008
0.02297
0.07211
Cinétique d'absorption du jus d'orange
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
-0,02
-0,04
0 min
30 min
Individu n°6
14
1h
Individu n°7
1h30
-
Commentaires
L’état basal des individus présente des valeurs relativement élevées en relation avec la présence
d’antioxydants dans l’organisme. Pour l’individu n°6, ceci peut être expliqué par sa consommation
d’aliments contenant des antioxydants au cours de la matinée : deux jus d’orange consommés au cours
de la matinée, ainsi qu’un kiwi au petit-déjeuner. L’individu n°7 avait pris son repas 1h avant l’analyse,
et y avait peut-être puisé des sources en antioxydants.
Après absorption du jus d’orange, le taux d’antioxydants augmente de manière significative
dans l’organisme : l’individu n°1 double son taux tandis que le taux de l’individu n°2 est multiplié par
quatre, et cela dès 30 minutes après l’absorption. Le maximum d’antioxydants disponibles dans
l’organisme apparait dès 30 minutes après la prise du jus d’orange. Puisque les individus avaient pris
un repas avant l’analyse, ils n’ont pas de stress oxydant à neutraliser. C’est pourquoi les antioxydants
sont rapidement disponibles, contrairement aux individu à jeun dont la détection des antioxydants est
plus tardive.
Enfin, la dernière valeur obtenue pour l’individu n°7 est difficilement exploitable car elle ne
correspond pas au modèle de cinétique attendu. En effet, une fois l’état basal de nouveau atteint, il
n’est possible de retrouver une valeur aussi élevée sans rien avoir consommé. Nous expliquerons cela
par une erreur de mesure.
3. Tests n’ayant pas donné de résultats probants
Lors de la séance du 02 Février 2016, des problèmes ont été rencontrés lors des analyses. Le
premier problème concernait un problème de lecture de l’appareil : pas d’affichage de la valeur au
terme de la mesure. D’autre part, nous avons eu un problème relatif à la stabilité du gel. En effet, avant
chaque analyse, le potentiel du gel est mesuré. Celui-ci doit être compris entre 280 et 310 mV pour
qu’une mesure soit réalisable.
Lors de la séance du 29 Mars 2016, les analyses réalisées sur un individu en période
postprandiale n’ont pas donné de résultats exploitables après la prise du jus. En effet, son état basal
était plus haut que les mesures effectuées après la prise du jus d’orange.
Lors de la séance du 31 Mars 2016, nous avons testé sur un individu des ampoules contenant
de la propolis. Cependant, jusqu’à 2h après ingestion, nous n’avons pas observé de variations
15
significatives du taux d’antioxydant dans son organisme par rapport à son état basal. Cet essai peut
laisser penser que ce produit, riche en antioxydants d’après les mesures in vitro : 12,9 mM-eq, n’offre
pas d’antioxydants biodisponibles pour un organisme.
C. PAOT Liquid®
Par mesure de praticité et puisque les résultats étaient satisfaisants en terme d’activité
antioxydante dans le produit, nous avons choisi de réaliser nos expériences avec la PAOT Skin® par
l’absorption d’un jus d’orange Minute Maid (100% jus, à base de concentré).
Cependant, les premières expériences ont été réalisées à l’aide d’autres jus d’orange, avant
d’approuver le choix pour le Minute Maid. En vue du petit nombre de cinétiques ayant pu être réalisées,
nous avons choisi de présenter les résultats quel que soit le jus utilisé, d’autant plus que les cinétiques
d’absorption gardent la même tendance, malgré une activité antioxydante plus ou moins élevée.
A chaque cinétique effectuée correspond une mesure PAOT Liquid®, lorsque l’appareil était
disponible, pour s’assurer de la présence d’une activité antioxydante dans le produit. Chaque
échantillon a été mesuré 2 à 3 fois pour la répétabilité de la méthode.
Tableau 4 : Mesure de l’activité antioxydante in vitro (méthode PAOT Liquid®)
Type de jus d’orange
Activité Antioxydante (mM-eq)
Individu n°1
Minute Maid
5.12 ±0.08
Individu n°2
Joker Multifruits
3.93 ±0.17
Individu n°3
Minute Maid
PAOT Liquid® non disponible
Individu n°4
Minute Maid
PAOT Liquid® non disponible
Individu n°5
Minute Maid
4.50 ±0.45
Jus d’orange Bio
3.75 ±0.74
Individu n°6
Individu n°7
16
D. Regard critique sur nos mesures :
Après avoir réalisé nos tests en interne, il est très important de soulever les difficultés de mise
en œuvre de notre étude et les critères qui n’ont pu être pris en compte. En effet, notre étude n’a pu
être standardisée au vu des éléments suivants qui n’ont pu être totalement maitrisés :
-
La stabilité du gel
Le potentiel du gel doit être compris entre 280 et 310 mV. Si ce potentiel n’est pas respecté, le
gel est considéré comme instable. Nous avons constaté l’instabilité du gel à plusieurs reprises avant
nos tests. L’employée doit alors re-préparer du gel lorsque son potentiel ne se trouve pas dans l’échelle
fixée. En plus de sa conservation de courte durée, la stabilité de ce gel peut aussi varier suivant la
personne qui le prépare.
Une employée était chargée de trouver la formulation adéquate pour une stabilité optimale du
gel, mais ce paramètre n’était pas encore maitrisé durant notre projet.
-
La sensibilité de l’électrode
Au cours du projet, nous avons constaté la fragilité de l’électrode utilisée, en effet il fallait faire
très attention pour manipuler cette électrode qui pouvait très facilement se casser. Le fait, d’utiliser une
même électrode pour tous nos tests ne nous permet pas de connaitre la précision exacte de notre
mesure réalisée en utilisant celle-ci. En effet, nous aurions pu réaliser plusieurs mesures avec différents
électrodes d’un même modèle afin de savoir si la sensibilité de notre électrode est un facteur
reproductible ou non.
Une employée est chargée de trouver un modèle d’électrode moins fragile et jetable afin de
minimiser ce problème et d’assurer une meilleure hygiène chez l’individu testé.
-
Le résultat de l’appareil : PAOT Skin®
Dans toutes machines, un écart type concernant les mesures est à prendre en compte, ici l’écart
type de cette machine est compris entre 10 % et 15%.
-
La sensibilité du sujet au produit
Les individus étudiés n’ont pas tous le même état basal : en effet, le taux d’antioxydants présent
chez les sujets sans l’apport de source antioxydante n’est pas le même pour tous.
17
D’autre part, chaque individu à une capacité spécifique à absorber les molécules antioxydantes,
cette capacité dépend autant de l’individu que de l’environnement : si le sujet est à jeun, s’il est soumis
à un stress oxydant, s’il a l’habitude ou non de consommer des molécules antioxydantes.
Ces deux raisons expliquent l’impossibilité de faire des moyennes entre les différents individus
étant donné qu’ils ne partent pas tous d’un point commun, et peuvent réagir très différemment à un
même produit. Il nous faudra donc en premier temps, analyser les individus un à un.
-
Le placement de l’électrode
L’électrode est placée sur un bras de l’individu en différents points. Nous n’avons pas réalisé
de tests sur une autre partie du corps du sujet. Or, en changeant la partie du corps analysée nous aurions
peut-être obtenu des résultats différents. De plus, nous n’avons réalisé aucune étude concernant la
fiabilité de cette mesure sur le bras par rapport à une autre partie du corps.
-
L’impossibilité de comparer nos résultats avec une autre méthode standardisée
Un autre point est à souligner, les mesures obtenues grâce à l’appareil sont des valeurs du taux
d’oxydant (OA) et d’antioxydant (AOA) exprimés en mM-équivalent (mM-eq) spécifiques à la PAOT
Skin®. Ces unités de mesures PAOT ne peuvent se corréler avec d’autres unités de mesure, nous ne
pouvons donc pas comparer les valeurs expérimentales obtenues grâce à la PAOT Skin® avec d’autres
méthodes standardisées et utilisées par les industriels comme le test ORAC par exemple.
-
Trop peu de résultats exploitables
Nous avons au total réalisé douze tests en interne sur des individus différents. Quelques
cinétiques n’ont pas pu être exploitées. Parmi les résultats exploitables, nous avons cité ci-dessus les
critères pouvant influencer ces derniers.
Ces critères étant trop nombreux, ceci ne permet pas à notre étude d’être pour le moment
standardisée. De plus, lorsqu’on souhaite faire des statistiques sur des résultats expérimentaux, il faut
avoir un nombre suffisant de résultats : au minimum trente échantillons dans des conditions
expérimentales identiques. Or, dans le cas de notre étude ces deux critères ne sont pas respectés. Nous
n’avons donc ici pas assez de résultats pour aboutir à de réelles conclusions d’étude.
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Conclusion
Ce projet professionnel avait pour ambition de réaliser une campagne de tests sur un grand
panel de personnes afin de mettre en évidence la biodisponibilité des antioxydants d’un produit
alimentaire au sein d’un organisme. Cependant, les objectifs du projet ont dû être révisés par manque
de machines nécessaires pour l’étude à grande échelle.
Pour la suite du projet, le choix a été de réaliser cette étude en interne. Suite aux différentes
mesures, quelques résultats semblent se corréler. En effet, un pic d’absorption apparait 1h30 après la
prise du jus chez plusieurs personnes à jeun.
Cependant, les manipulations sont fastidieuses. Chaque mesure prend 15 minutes, ce qui ne
permet pas d’avoir de nombreuses valeurs pour une cinétique. L’instabilité du gel donne parfois des
résultats aberrants, ce qui fausse la cinétique dans son intégralité.
Bien qu’un questionnaire ait été réalisé, connaitre le profil de la personne ne permet pas
d’interpréter correctement les résultats d’analyse. La moindre variabilité d’un paramètre chez un
individu peut influencer considérablement un résultat. Les tests ne sont donc pas reproductibles car
l’état physiologique de la personne varie d’un instant à l’autre.
Les tests montrent que la PAOT Skin® met en évidence l’augmentation du taux d’antioxydants
dans l’organisme suite à l’ingestion d’un jus d’orange. Cependant, pour obtenir des résultats
reproductibles, les conditions d’utilisation de la PAOT Skin ® devront encore être améliorées et
standardisées.
C’est pourquoi, réaliser une étude à grande échelle à ce stade de développement de la machine
semble prématuré.
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Références bibliographiques
[1] AGGETT P. J., Population reference intakes and micronutrient bioavailability: a European
perspective, American Journal of Clinical Nutrition, 2010, vol. 91, n°5, pages 1433-1437.
[2] HYARDIN A., Etude de la fonctionnalité alimentaire de plats industriels, Thèse de l’Institut National
Polytechnique de Lorraine, Ecole Doctorale Ressources Procédés Produits Environnemen, 2008, 238 p.
[3] FOOD TODAY, Du bon usage de la biodisponibilité des nutriments [en ligne], disponible sur :
<http://www.eufic.org/article/fr/artid/bon-usage-biodisponibilite-nutriments>
(consulté
le
30/11/2015)
[4] L’effet antioxydant des micronutriments, disponible sur : < http://www.nutri-facts.org/fra/theme-dumois/detail/backPid/94/article/leffet-antioxydant-des-micronutriments> (consulté le 30/11/2015)
[5] CHARAT B., FONTAN Gérard, GHAZI Hamida, Fumer : Effet anxiogène ou anxiolytique ? [en ligne],
disponible sur : <http://www.graphiti-cirddmp.org/media/Etude_stress_tabac_nov_2012.pdf >
(consulté le 05/12/2015)
[6] EVERSLEY T., Le potentiel antioxydant de l’alimentation tel qu'estimé par le score ORAC: une comparaison
des apports des personnes âgées avec démence du type Alzheimer avec ceux des témoins sans problèmes cognitifs, Thèse
de l’Université de Montréal, Faculté de Médecine, 2012, 164 p.
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Annexe 1
Pour que cette expérience soit pertinente, il est nécessaire que vous soyez dans un état normal et que vous ayez passé une journée
quelconque la veille. (Pas de soirée tardive, pas d’efforts physiques que vous ne fournissez pas au quotidien)
Caractères de l’individu :
Age :
Taille :
Poids :
Sexe : □ Homme
□ Femme
Maladie :
Habitudes :
Alimentaires
Nombre de fruits et légumes moyen mangés par semaine :
Etes-vous végétarien ? : □ Oui
Si oui, depuis combien de temps ?
□Non
Etes-vous végétalien ? : □ Oui
Si oui, depuis combien de temps ?
□Non
Sport
Combien d’heures de sport faîtes-vous (en moyenne) par semaine ?
Combien de temps marchez-vous par jour ?
Autres
Fumez-vous ? □ Oui
Si oui, combien de fois par jour ?
□Non
Combien d’heures dormez-vous en moyenne chaque nuit ?
Informations se rapportant à la journée actuelle et précédente :
Qu’avez-vous mangé lors de votre dernier repas ?
Combien de temps avez-vous dormi cette nuit ?
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Merci de votre participation