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L’énergie des TCM : Un combustible de remplacement

Les triglycérides (c’est-à-dire des graisses) à chaine moyenne (TCM) sont composés d’acides gras comprenant sept à douze atomes de carbone [1]. Il s’agit de nutriments que l’on trouve facilement dans l’alimentation, notamment dans les huiles de palme et de coco [1][2], mais en quantité bien moindre que les acides gras à longue chaine (AGLC), plus fréquents. Les TCM, qui alimentent le métabolisme énergétique des cellules, sont souvent utilisés en complément du régime cétogène. Ils sont aussi très utiles pour les affections dont le contournement du métabolisme du glucose s’avère une obligation thérapeutique. Les TCM ont des effets neuroprotecteurs, et ils favoriseraient la perte de poids. De façon surprenante, certaines données suggèrent même des bénéfices pour le microbiome et la santé intestinale [2].

Mode d’action

Les TCM participent à un très grand nombre de processus cellulaires (comme les commotions cérébrales). Ils jouent un rôle important dans la signalisation cellulaire et sont impliqués dans les mécanismes de mort et de survie des cellules. Ils ont également un effet direct sur le métabolisme cellulaire. Les TCM régulent de deux façons la production énergétique mitochondriale : ils fournissent des équivalents réducteurs dans la chaine respiratoire et diminuent partiellement l’efficacité de la synthèse oxydative de l’ATP [1].

Tableau 1. Exemples d’acides gras à chaine moyenne et à longue chaine

Acides gras à chaine moyenne

Acides gras à longue chaine

Acide caproïque (classé tantôt parmi les acides à chaine courte, tantôt parmi ceux à chaine moyenne) (gras saturé 6C)

Acide palmitique (gras saturé 16C)

Acide caprylique (gras saturé 8C)

Acide linoléique (gras polyinsaturé 18C n–6)

Acide caprique (gras saturé 10C)

Acide alpha-linolénique (gras polyinsaturé 18C n–3)

Acide laurique (gras saturé 12C)

Acide oléique (gras monoinsaturé 18C n–9)

Légende : C = carbones, n = lien oméga

Absorption et distribution

La digestion et l’absorption des TCM diffèrent radicalement de celles des AGLC. Ces derniers forment dans l’intestin des micelles, qui sont diffusées par le système lymphatique dans tous les tissus de l’organisme, avant d’arriver au foie comme sous-produits des chylomicrons. Les AGLC contournent ainsi le foie pour être délivrés en priorité aux autres tissus. Pour leur part, les TCM passent directement dans le sang et se dirigent en premier lieu vers le foie (circulation porte), où ils sont facilement métabolisés [1].

Du foie, les TCM liés à l’albumine ou sous forme de TCM libres pénètrent à nouveau dans la circulation pour être absorbés efficacement par le cerveau, les muscles, et les autres tissus [1]. Contrairement aux AGLC, les protéines liant les acides gras ne sont pas nécessaires à leur assimilation par les tissus extrahépatiques [1]. La simplicité de leur transport et de leur métabolisme pourrait être une des raisons expliquant l’efficacité de la supplémentation en TCM pour soulager les affections liées aux anomalies du métabolisme des AGLC : dans une étude menée sur des animaux présentant une carence en protéines de transport des acides gras (CD36), par exemple, une alimentation riche en acides gras à chaine courte ou moyenne empêche l’absorption accrue du glucose, l’hyperinsulinémie, et l’hypertrophie cardiaque [1], en plus d’éviter une intolérance cardiaque ischémique [1].

Dans le foie et les mitochondries

Dans les mitochondries, les TCM présentent également des caractéristiques exceptionnelles. Premièrement, ils n’ont pas besoin de transporteur l-carnitine pour entrer dans la matrice mitochondriale interne — ils peuvent y pénétrer par diffusion pour être ensuite rapidement convertis en leurs dérivés CoA et ainsi alimenter plus rapidement la bêta-oxydation [1]. Deuxièmement, et contrairement aux AGLC dont le métabolisme est réduit dans le cas d’une alimentation pauvre en lipides et riche en glucides, l’oxydation des TCM n’est pas affectée par la composition de l’alimentation.

Lors de leur bêta-oxydation dans le foie, les TCM génèrent un surplus d’acétyl-CoA, qui peut ensuite être utilisé dans la production de cétones (principalement de l’acide acétylacétique et du β‑hydroxybutyrate) pour alimenter d’autres tissus [1]. Ainsi, les TCM sont plus cétogènes que les AGLC : étant métabolisés par bêta-oxydation, les TCM ont une plus faible valeur énergétique que les AGLC (8,4 kcal par gramme contre 9,2), réduisant ainsi la masse adipeuse corporelle et améliorant la sensibilité des tissus à l’insuline. Enfin, dans le foie, on a pu démontrer que les TCM tels que l’acide caprylique ont un effet de pseudodécouplage, en consommant ou « gaspillant » l’ATP dans les réactions intramitochondriales [1]. Dans le foie également, certains TCM inhibent la glycolyse épargnent ainsi l’utilisation du glucose, alors que d’autres, tels que l’acide caprique, stimulent la glycolyse et libèrent du lactate dans les astrocytes (des cellules cérébrales) [1]. Le lactate constituant une source d’énergie pour le cerveau, cela pourrait se révéler intéressant pour diverses affections neurologiques.

Grâce à ces processus rapides d’assimilation cellulaire des TCM — entrée rapide dans la matrice mitochondriale interne, mais réduction de l’efficacité de la synthèse oxydative de l’ATP — les TCM ont un effet direct et bien établi sur la perte de poids.

Plusieurs études ont démontré cet effet. Une méta-analyse de 2015 a évalué 13 essais randomisés contrôlés portant sur 749 participants. Les résultats montrent que par rapport aux triglycérides à longue chaine, les TCM réduisent le poids corporel (−0,51 kg), le tour de taille (−1,46 cm), le tour de hanches (−0,79 cm), la graisse corporelle totale, la graisse sous-cutanée totale, et la graisse viscérale [3]. Des résultats similaires ont été observés dans une méta-analyse menée par Bueno [4]. Un essai clinique portant sur 49 hommes et femmes en surpoids a comparé les effets de 18 à 24 g/j d’huile de TCM ou d’huile d’olive pendant un régime d’amaigrissement de 16 semaines [5]. Au terme de cette période, les participants ayant consommé une huile de TCM présentaient en moyenne une perte de poids supérieure de 1,67 kg à celle des personnes ayant consommé de l’huile d’olive [5].

Dans le cerveau

Les TCM semblent aussi être particulièrement intéressants pour les tissus neuronaux, ainsi que pour d’autres tissus hautement énergivores tels que les muscles, le cœur, et le foie [1]. Les TCM peuvent aisément traverser la barrière hématoencéphalique, permettant de ravitailler le cerveau en énergie [1]. Comme nous l’avons dit, les TCM se convertissent en cétones plus rapidement que les AGLC et favorisent la glycolyse ainsi que l’approvisionnement en lactate du cerveau. Les autres processus invoqués comprennent aussi :

  • la production énergétique mitochondriale ;
  • l’augmentation de la potentialisation neuronale à long terme ;
  • l’augmentation de la signalisation GPR (récepteur couplé à une protéine G) ;
  • l’atténuation du stress oxydatif ;
  • la réduction de l’inflammation ; et
  • la modification des protéines après traduction par acétylation et β‑hydroxybutyrylation de la lysine [6].

La supplémentation en huile de TCM permet d’améliorer l’activité cognitive des personnes âgées. Un essai randomisé contrôlé mené en 2017 a administré à 38 participants âgés en moyenne de 86 ans l’un des trois traitements suivants [7] : 1) une combinaison d’huile de TCM (6 g/j), de vitamine D (800 UI), et de leucine (un acide aminé ; 1,2 g/j) ; 2) de la vitamine D et de la leucine, en plus d’huile de triglycérides à longue chaine ; 3) aucun supplément. Après trois mois, le groupe recevant de l’huile de TCM avait amélioré de 10,6 % son score au test de Folstein et de 30,6 % à celui de l’Échelle d’évaluation gériatrique de Nishimura [7]. En comparaison, le score à ce dernier test avait diminué de 11,2 % dans le groupe leucine / vitamine D / AGLC, et de 26,1 % dans le groupe contrôle.

Une autre étude, un essai prospectif réalisé chez des patients atteints d’Alzheimer léger à modéré, a révélé qu’une supplémentation de 20 g par jour d’huile de TCM pendant trois mois n’a donné aucun résultat global, mais que l’activité cognitive s’est améliorée dans un sous-groupe de patients identifiés comme ne présentant pas l’allèle APOE4[8]. Des études similaires portant sur des patients souffrant d’Alzheimer léger à modéré ou atteints d’un trouble cognitif léger ont démontré que les TCM favorisent le fonctionnement de la mémoire [9][10]. Une autre étude, durant laquelle on a administré 40 ml d’huile de coco (riche en TCM) à des personnes âgées présentant une dégradation cognitive, a non seulement permis de constaté une amélioration cognitive, mais aussi que ces effets étaient plus importants chez les patients non atteints de diabète de type 2 [11] ; un résultat intéressant puisque certains qualifient la maladie d’Alzheimer de « diabète de type 3 » [12].

Dans l’intestin

Un domaine moins étudié, mais tout aussi intéressant, concerne l’effet des TCM sur la digestion. Des études ont démontré que bien que les triglycérides à longue chaine n’affectent pas la durée du transit intestinal [13][14], l’administration de TCM augmente toutefois cette durée. Une étude récente suggère que les suppléments de TCM pourraient avoir un impact positif sur le microbiote intestinal ainsi que sur les paramètres métaboliques des personnes obèses [2]. Chez la souris, une supplémentation en acides gras à chaine moyenne (AGCM) a entrainé une réduction de la prise de poids et une optimisation du taux de lipides sériques et de triglycérides hépatiques. La supplémentation en AGCM a démontré une incidence sur l’expression des gènes codant les enzymes de dégradation des acides gras (en augmentation) et leur biosynthèse (en baisse). Enfin, l’ingestion d’AGCM diminue le ratio Firmicutes/Bacteroidetes, et réduit la teneur en protéobactéries, ce qui peut également favoriser la perte de poids [15]. Une autre étude, menée sur des porcelets, a démontré que les AGCM avaient des effets modérés sur le microbiote intestinal [16]. Des recherches supplémentaires sont nécessaires dans ce domaine.

Conclusion

L’huile TCM a des effets radicaux sur le métabolisme cellulaire. Il est démontré qu’elle favorise la perte de poids et est bénéfique pour la santé neurologique, notamment la cognition. La posologie se situe généralement entre 10 et 30 g de TCM par jour.

Références

  1. Schönfeld, P., et L. Wojtczak. « Short- and medium-chain fatty acids in energy metabolism: The cellular perspective. » Journal of lipid research, Vol. 57, N° 6 (2016): 943–954.
  2. Rial, S.A., et autres. « Gut microbiota and metabolic health: The potential beneficial effects of a medium chain triglyceride diet in obese individuals. » Nutrients. Vol. 8, N° 5 (2016). pii: E281.
  3. Mumme, K., et W. Stonehouse. « Effects of medium-chain triglycerides on weight loss and body composition: a meta-analysis of randomized controlled trials. » Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics, Vol. 115, N° 2 (2015): 249–263.
  4. Bueno, N.B., et autres. « Dietary medium-chain triacylglycerols versus long-chain triacylglycerols for body composition in adults: Systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. » Journal of the American College of Nutrition, Vol. 34, N° 2 (2015): 175–183.
  5. St-Onge, M.P., et A. Bosarge. « Weight-loss diet that includes consumption of medium-chain triacylglycerol oil leads to a greater rate of weight and fat mass loss than does olive oil. » The American journal of clinical nutrition, Vol. 87, N° 3 (2008): 621–626.
  6. Koppel, S.J., et R.H. Swerdlow. « Neuroketotherapeutics: A modern review of a century-old therapy. » Neurochemistry international, Vol. 117 (2018): 114–125.
  7. Abe, S., O. Ezaki, et M. Suzuki. « Medium-chain triglycerides in combination with leucine and vitamin D benefit cognition in frail elderly adults: A randomized controlled trial. » Journal of nutritional science and vitaminology, Vol. 63, N° 2 (2017): 133–140.
  8. Ohnuma, T., et autres. « Benefits of use, and tolerance of, medium-chain triglyceride medical food in the management of Japanese patients with Alzheimer’s disease: A prospective, open-label pilot study. » Clinical interventions in aging, Vol. 11 (2016): 29–36.
  9. Kimoto, A., et autres. « Medium-chain triglycerides given in the early stage of mild-to-moderate Alzheimer’s disease enhance memory function. » Psychogeriatrics, Vol. 17, N° 6 (2017): 520–521.
  10. Rebello, C.J., et autres. « Pilot feasibility and safety study examining the effect of medium chain triglyceride supplementation in subjects with mild cognitive impairment: A randomized controlled trial. » BBA clinical, Vol. 3 (2015): 123–125.
  11. Hu Yang, I., et autres. « [Huile de coco: traitement médicamenteux non alternatif contre la maladie d’Alzheimer] » [article en espagnol]. Nutrición hospitalaria, Vol. 32, N° 6 (2015): 2822–2827.
  12. Kandimalla, R., V. Thirumala, et P.H. Reddy. « Is Alzheimer’s disease a type 3 diabetes? A critical appraisal. » Biochimica et biophysica acta. Molecular basis of disease, Vol. 1863, N° 5 (2017): 1078–1089.
  13. Ledeboer, M., et autres. « Effect of equimolar amounts of long-chain triglycerides and medium-chain triglycerides on small-bowel transit time in humans. » JPEN. Journal of parenteral and enteral nutrition, Vol. 19, N° 1 (1995): 5–8.
  14. Verkijk, M., et autres. « Effects of medium-chain and long-chain triglycerides on antroduodenal motility and small bowel transit time in man. » Digestive diseases and sciences, Vol. 42, N° 9 (1997): 1933–1939.
  15. Zhou, S., et autres. « Effects of medium- and long-chain triacylglycerols on lipid metabolism and gut microbiota composition in C57BL/6J mice. » Journal of agricultural and food chemistry, Vol. 65, N° 31 (2017): 6599–6607.
  16. Zentek, J., et autres. « Effects of dietary combinations of organic acids and medium chain fatty acids on the gastrointestinal microbial ecology and bacterial metabolites in the digestive tract of weaning piglets. » Journal of animal science, Vol. 91, N° 7 (2013): 3200–3210.