Effets des légumineuses sur le microbiome intestinal et biodisponibilité des composés bioactifs (LEGUMINIBUS)

Les légumineuses sont reconnues pour leur profil nutritionnel distinctif, riche en protéines végétales, en glucides à faible indice glycémique, en fibres, en vitamines B, en minéraux et en polyphénols. En raison de leur teneur en protéines et de leur composition en acides aminés, les légumineuses associées aux céréales peuvent remplacer efficacement la viande et ses dérivés. Malgré les directives nutritionnelles mondiales recommandant les légumineuses comme source prédominante de protéines alimentaires, la consommation de viande rouge et de produits à base de viande reste élevée et peut avoir des conséquences négatives pour la santé publique. En effet, des preuves épidémiologiques indiquent que la consommation à long terme de quantités croissantes de viandes rouges et transformées est associée à un risque plus élevé de mortalité, de maladies cardiovasculaires, de cancer du côlon et de diabète de type 2. De plus, une étude récente a montré qu'une consommation plus élevée de viande rouge et de choline est associée à des concentrations plus élevées de triméthylamine-N-oxyde (TMAO), un sous-produit du microbiote intestinal qui a été associé à une incidence plus élevée d'événements cardiovasculaires indésirables. De nombreuses études de recherche indiquent que la consommation d'aliments à base de plantes apporte des avantages pour la santé des humains et soutient la recommandation des directives internationales de modifier les habitudes alimentaires vers une alimentation plus riche en produits à base de plantes. De plus, des études épidémiologiques montrent une association possible entre une consommation élevée de légumineuses et une diminution des maladies coronariennes et des adénomes colorectaux, alors que la preuve d'un rôle protecteur des légumineuses contre les maladies cardiovasculaires est moins forte en raison de l'hétérogénéité des résultats et/ou des facteurs de confusion potentiels. . La capacité des légumineuses à réduire les facteurs de risque cardiométabolique est également étayée par diverses preuves scientifiques issues d'essais cliniques. Ces études démontrent que la consommation de légumineuses a un effet positif sur le profil lipidique, le métabolisme du glucose, la tension artérielle, le poids corporel, le stress oxydatif et l'état inflammatoire.

Malgré les avantages reconnus pour la santé de la consommation régulière de légumineuses, il existe encore une compréhension limitée des mécanismes physiologiques sous-jacents qui entraînent ces effets positifs. Une étude observationnelle menée en Italie a apporté un éclairage sur cette question en démontrant que les individus qui adhèrent étroitement au régime méditerranéen, qui met l'accent sur la réduction de la consommation de viande rouge et l'augmentation de la consommation de fruits, de légumes et de légumineuses, ont un microbiote intestinal caractérisé par une plus grande abondance. de bactéries dégradant les fibres. Ces personnes présentent également des niveaux plus élevés d'acides gras à chaîne courte dans leurs selles et des concentrations plus faibles de TMAO dans leur urine. De plus, un essai contrôlé randomisé mené sur des personnes à risque de maladies cardiovasculaires en raison d'un mode de vie malsain a révélé que le passage d'un régime alimentaire occidental typique à un régime plus méditerranéen entraînait une augmentation de la présence d'espèces bactériennes dégradant les fibres dans l'intestin. microbiote. Ce changement alimentaire a également entraîné une élévation des métabolites microbiens circulants associés à une amélioration de l'état inflammatoire. Bien qu'il y ait encore un manque d'études in vivo complètes évaluant la biodisponibilité des nutriments des légumineuses, quelques essais cliniques ont étudié l'influence des légumineuses sur le microbiome intestinal. Néanmoins, la littérature disponible indique que les légumineuses ont la capacité d'influencer le microbiote humain. Cependant, il est important de noter que les effets spécifiques des légumineuses sur le microbiote peuvent varier considérablement d'une étude à l'autre, ce qui rend difficile la généralisation de ces résultats à tous les types de légumineuses.

Dans ce cadre, le présent projet portera sur l'évaluation de l'effet du remplacement de la viande rouge par des légumineuses (PulD) ou une combinaison de légumineuses et de substituts de viande à base de plantes (PPD) sur la santé cardiométabolique d'individus ayant de mauvaises habitudes et des modes de vie sédentaires. via la modification des communautés microbiennes intestinales. De plus, il cherche à étudier les effets sur les résultats de santé, en mettant l'accent sur l'évaluation des changements dans l'état inflammatoire, oxydatif, immunitaire et hormonal. L'étude comprendra la mise en place d'une intervention diététique de 2 mois avec un régime isocalorique et isoprotéique de légumineuses (PulD) et un régime de protéines végétales (PPD). Couplé au phénotypage détaillé de l'hôte et au profilage du microbiote intestinal pendant et après l'intervention, cela permettra d'évaluer les effets causals d'une alimentation riche en protéines végétales (principalement de légumineuses) et le microbiome intestinal dans les populations à haut risque de maladies cardiovasculaires ( CVD).

L'éligibilité potentielle des sujets à participer à cette étude sera évaluée au moyen de questionnaires de pré-recrutement. Ces questionnaires recueilleront des données personnelles et sociodémographiques des volontaires, des informations générales sur la santé (y compris l'anthropométrie, l'état de santé, les antécédents médicaux, les habitudes de consommation de tabac et d'alcool), des détails sur les habitudes alimentaires individuelles à l'aide du questionnaire de fréquence alimentaire (FFQ), des informations sur l'alimentation comportement à l'aide du questionnaire alimentaire à trois facteurs (TFEQ) et les niveaux d'activité physique à l'aide du questionnaire international sur l'activité physique (IPAQ). Les sujets du groupe PulD et du groupe PPD se verront attribuer un régime personnalisé préparé sur la base de leurs propres habitudes alimentaires telles qu'établies par des rappels de journal alimentaire de 7 jours. Les valeurs énergétiques et la composition globale en macronutriments des régimes alimentaires habituels resteront inchangées pendant l'intervention PulD et PPD. Cependant, des modifications de la composition en glucides (fibres alimentaires contre amidon), en graisses alimentaires (acides gras saturés contre mono/polyinsaturés) et en protéines (végétales contre animales) seront appliquées suite au remplacement de la viande par des légumineuses (groupe PulD) ou avec un mélange de légumineuses et de substituts de viande à base de plantes (groupe PPD). Les sujets témoins ne changeront pas leur alimentation habituelle (HabD) pendant l'intervention. Il sera demandé à tous les sujets de ne pas modifier les niveaux d'activité physique pendant la période d'intervention de 8 semaines. La conformité sera évaluée toutes les 2 semaines avec un entretien téléphonique afin d'évaluer les apports alimentaires et l'activité physique au cours de la semaine précédente. À chaque point de temps d'intervention (baseline, 4 semaines, 8 semaines), pour le bilan nutritionnel, les sujets rempliront des journaux alimentaires de 7 jours et des questionnaires associés sur l'appétit (échelle visuelle analogique, EVA) liés à la semaine précédente avant l'analyse nutritionnelle . De plus, des mesures de la pression artérielle, du poids, des circonférences (taille et hanches) et de la composition corporelle par le biais de tests de bioimpédance seront effectuées. Au cours de la période d'intervention, les sujets seront invités à remplir le questionnaire international sur l'activité physique (IPAQ), des questionnaires sur la qualité de vie (QoL), sur la dépression, l'anxiété et le stress (DASS), le King's Stool Chart (KSC) pour évaluer la fréquence , le poids et la consistance des matières fécales, ainsi que l'indice de qualité du sommeil de Pittsburgh (PSQI) pour évaluer la qualité du sommeil.

Une analyse plus approfondie de la conformité sera menée sur la base de la métabolomique, permettant la discrimination de l'apport en protéines animales/végétales. Les métabolomes (bien connus pour refléter à la fois le régime alimentaire et le métabolisme microbien) seront également comparés entre les catégories afin d'identifier les profils de protection ou de risque en utilisant à la fois des approches bioinformatiques et chimiométriques. Les métagénomes seront analysés conformément aux procédures opérationnelles standard (SOP) utilisées dans les études phares déjà publiées. La comparaison de groupes prédéfinis d'individus permettra l'identification de gènes microbiens qui ont une abondance différente dans les groupes. De plus, les gènes seront associés à des variables continues d'intérêt clinique et nutritionnel (par exemple, l'apport de composants alimentaires spécifiques, la sensibilité à l'insuline) par une analyse de covariance. Des ensembles de données concaténés de données de sortie physiologiques, de profils métagénomiques et métabolomes des études d'intervention seront utilisés pour prédire des sous-ensembles de caractéristiques par analyse multivariée (PLS-DA) qui peuvent classer les sujets en fonction de leur adhésion relative à un PulD ou PPD. Le profil sera utilisé pour sonder le microbiome pour des altérations spécifiques en fonction des interventions.

La taille de l'échantillon nécessaire pour détecter un effet du PulD et/ou du PPD sur les niveaux individuels de TMAO est définie sur la base d'une étude précédente (Crimarco et al., 2020), qui a montré que 24 participants dans chaque groupe de traitement fourniraient une puissance suffisante (α- erreur 0,05, 80 % de puissance) pour détecter un changement minimum de 32 % dans les niveaux de TMAO. De plus, on estime qu'un échantillon de 26 participants serait suffisant pour détecter un changement de 10 % du cholestérol total à jeun en utilisant la variation conformément à une étude précédente (Meslier et al., 2020). Des échantillons (fèces, sang veineux et urine non acidifiée de 24 heures) seront prélevés au départ, 4 et 8 semaines après le début de l'intervention diététique.