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Édulcorants nutritifs : le xylitol et l’érythritol

On a appelé le diabète « l’épidémie du 21e siècle »[1]. Si le grand public a tendance à sous-estimer les effets de cette maladie, la communauté médicale ne connait que trop bien les complications qu’elle peut entraîner : cécité, insuffisance rénale, neuropathie, amputations, maladies cardiaques, etc. L’obésité étant la première cause de diabète, les thérapies qui reposent sur le contrôle du poids par l’alimentation, par le mode de vie, et par l’activité physique sont essentielles pour enrayer la progression de la maladie.

Depuis plusieurs décennies, les édulcorants non nutritifs (ENN) ou faiblement caloriques (EFC), c’est-à-dire des édulcorants sans sucre tels que l’aspartame ou le sucralose, sont présentés comme des moyens de réduire la consommation de sucre et de favoriser la perte de poids. De nouvelles données suggèrent pourtant que ces édulcorants artificiels seraient au contraire associés à une augmentation de l’obésité, de la glycémie, et du diabète[2][3][4]. Une méta-analyse récente de 10 études prospectives a révélé que la consommation quotidienne d’une boisson aux EFC était liée à une hausse de 25 % du risque de diabète de type 2[4]. Dans ce contexte, les édulcorants naturels tels que le xylitol et l’érythritol ont fait l’objet de recherches comme des alternatives possibles.

Le xylitol et l’érythritol sont des édulcorants faiblement caloriques d’origine naturelle. Le xylitol est étudié depuis les années 60, et l’érythritol depuis les années 90, en premier lieu pour leurs effets sur la prophylaxie dentaire et la carie. Plus récemment, l’attention s’est portée sur leurs propriétés systémiques sur le diabète et le syndrome métabolique[5], ainsi que sur la flore intestinale[6]. On a pu montrer que le xylitol dans les chewing-gums et les sucreries aidait à prévenir la carie[7] et pourrait avoir des propriétés anti-infectieuses.

Enfin, le xylitol et l’érythritol permettent tous deux de favoriser le contrôle glycémique. Cet article passe en revue les données concernant le diabète, la santé dentaire, et d’autres applications du xylitol et de l’érythritol.

Pharmacologie

Au plan biochimique, le xylitol et l’érythritol sont des polyols ou polyalcools. Le xylitol comporte cinq atomes de carbone, et l’érythritol quatre[8]. La substitution dans sa molécule d’un groupe alcool à un groupe carbonyle rend le xylitol moins absorbable et entraîne une libération plus lente du sucre dans le sang[6]. Une étude a démontré un ralentissement de la vidange gastrique en lien avec le xylitol, ce qui permet d’augmenter la satiété[9]. Une fois absorbé, le xylitol est converti en glucose et progressivement libéré dans le sang, ce qui entraîne des effets
positifs sur la glycémie et l’insulinémie[6] ; il est donc idéal pour la stabilité glycémique des personnes diabétiques. En général, on considère que le xylitol ne présente pas de danger à des doses allant jusqu’à 50 g chez l’adulte et 20 g chez l’enfant[6].

Le xylitol non absorbé est fermentescible par les bactéries intestinales qui le convertissent notamment en hydrogène, ce qui provoque des flatulences. L’augmentation de la pression osmotique peut entraîner, selon la dose, un ramollissement des selles chez certaines personnes. Il est aussi démontré que la consommation de xylitol augmente la quantité de bifidobactéries dans le côlon des personnes en bonne santé[10][11]. Une autre étude, menée sur des animaux, a révélé qu’une dose modérée de xylitol (200 mg/kg/j) était associée à des modifications observables de la flore intestinale ; une diminution dans les selles du phylum Bacteroidetes et du genre Barnesiella, ainsi qu’une augmentation du phylum Firmicutes et du genre Prevotella[12] ont été constaté. L’extension aux humains de ces découvertes reste à être démontrer.

Contrairement au xylitol, l’érythritol est très absorbable par l’intestin grêle, et non fermentescible[11]. Il est rapidement absorbé mais pas systémiquement métabolisé, et il est éliminé tel quel avec l’urine[13]. Bien qu’il présente des caractéristiques hypoglycémiantes identiques à celles du xylitol, l’érythritol est mieux toléré par le système gastro-intestinal. Une étude a révélé que l’érythritol provoque significativement moins de symptômes gastro-intestinaux (nausées, ballonnements, borborygmes, coliques, selles liquides) que le xylitol, ainsi qu’une moindre fréquence globale des selles[14]. Certaines données indiquent que l’érythritol pourrait favoriser l’activité endothéliale des patients diabétiques[13].

Effets métaboliques : le diabète

Une étude a évalué l’effet du xylitol et de l’érythritol sur la vidange gastrique et l’indice glycémique, tant chez des patients minces qu’obèses[5]. Dix volontaires minces et dix obèses ont reçu chacun 75 g de glucose, 50 g de xylitol, ou 75 g d’érythritol dans 300 ml d’eau, ou un placébo (de l’eau), par une sonde nasogastrique. Le xylitol et l’érythritol ont entraîné une nette augmentation du glucagon-like peptide-1 (GLP-1) et de la cholécystokinine (CCK), des marqueurs de la satiété, alors que l’insuline et le glucose plasmatique ont peu augmenté (xylitol), ou pas du tout (érythritol). Le xylitol et l’érythritol ont provoqué l’un et l’autre un ralentissement notable de la vidange gastrique, bien que la sensation subjective de faim n’ait pas été très différente de ce qu’elle était avec le placébo.

Une étude randomisée à trois facteurs a évalué l’effet de l’érythritol sur la faim et la satiété[15]. Dix participants volontaires minces et dix obèses ont consommé trois repas-test à des moments différents :

  • un repas-témoin au saccharose ;
  • un repas isovolumique avec remplacement partiel du saccharose par de l’érythritol ; et
  • un repas isocalorique contenant davantage d’érythritol mais un nombre de calories équivalent au repas-témoin.

L’érythritol a été associé à une plus faible augmentation de la glycémie et de l’insuline. On n’a observé aucune différence dans les taux de « glucagon-like peptide 1 » (GLP-1) et de peptide YY (PYY), ni dans l’apport énergétique ultérieur entre le repas-témoin au saccharose et le repas isovolumique à base d’érythritol. Chez les personnes minces (mais non chez les obèses), la sensation de faim était davantage réduite après le repas isocalorique à l’érythritol, par rapport au repas-témoin. Les auteurs concluent que le fait de remplacer le saccharose par l’érythritol atténue la réponse au glucose et à l’insuline, offre des taux comparables de GLP-1 et de PYY ainsi que des niveaux comparables de faim et de satiété,  et une préférence de l’absorption ultérieure de saccharose[15].

Une étude pilote a montré que chez 24 patients atteints de diabète de type 2, une supplémentation quotidienne de 36 g d’érythritol pendant quatre semaines a entraîné une amélioration de l’activité endothéliale[16]. D’après cette étude, la prise occasionnelle d’érythritol « favorise l’activité endothéliale mesurée par tonométrie artérielle périphérique (digitale), [et] la prise régulière réduit la pression du pouls central (de 47 ± 13 à 41 ± 9 mmHg) et tend à diminuer la vitesse du pouls carotidien-fémoral »[16]. Cela indique que l’absorption ponctuelle d’érythritol améliore l’activité endothéliale des petits vaisseaux, tandis qu’une consommation fréquente réduit la rigidité de l’aorte centrale.

Une étude sur des animaux atteints de diabète induit a révélé que l’érythritol réduit l’hyperglycémie en limitant l’absorption du glucose par l’intestin grêle et en augmentant son absorption musculaire. Ainsi l’activité des enzymes métaboliques du glucose est améliorée, et l’expression des ARNm et des protéines musculaires GLUT4 et IRS1 est modulée[17].

Santé buccodentaire

Les caries sont provoquées par la prolifération de Streptococcus mutans, une bactérie qui produit des acides décomposant l’émail et l’ivoire dentaires. Le xylitol réduit la prolifération de cette bactérie dans la plaque dentaire et dans la salive :

  • en minimisant la quantité de sucre dans l’alimentation ; et
  • en inhibant l’enzyme glycosyltransférase qui a pour effet d’empêcher l’utilisation du glucose par Streptococcus mutans, et de limiter son adhérence à la surface dentaire[6].

Une revue systématique et méta-analyse de 16 études a démontré que, comparé au vernis fluoré, le xylitol réduisait la croissance de S. mutans dans la cavité buccale ainsi que les caries dentaires. Les auteurs ont conclu que « le xylitol constitue un moyen d’automédication efficace de prévention des caries »[8]. Des études supplémentaires ont montré que, par rapport au saccharose, le xylitol était associé à une réduction significative du biofilm bactérien et de l’adhérence bactérienne[18], ainsi qu’à une réduction de la plaque dentaire, des gingivites, et des saignements[19].

Une autre étude a abouti à des résultats similaires, en démontrant un ralentissement de la croissance du biofilm lié à l’utilisation d’érythritol[20].

Otites

Outre ses propriétés d’édulcorant nutritif, le xylitol est reconnu depuis longtemps pour ses effets antibactériens. Un essai randomisé est actuellement en cours pour évaluer l’effet d’un sirop au xylitol sur l’otite (infection de l’oreille) chez des enfants entre 2 et 4 ans[21].

Un autre essai randomisé, publié dans la revue Pediatrics dès 1998, a montré que le sirop au xylitol était efficace pour prévenir les otites et réduire le recours aux antibiotiques[22]. Huit-cent-cinquante-sept enfants de diverses crèches étaient répartis aléatoirement pour recevoir pendant trois mois soit du xylitol sous forme de chewing-gum, de sirop ou de pastille (entre 8,4 et 10 g/jour), soit un placébo. Les résultats ont démontré que la proportion d’enfants atteints d’otite pendant l’étude était significativement plus faible dans les groupes traités au xylitol : la réduction était de 20 % avec les pastilles, 30 % avec le sirop, et 40 % avec le chewing-gum. Les groupes traités au xylitol nécessitaient aussi moins de recours aux antibiotiques.

Conclusion

Le xylitol et l’érythritol sont des polyols pouvant constituer des alternatives fiables au sucre et aux édulcorants artificiels. Si le xylitol est libéré progressivement dans le sang, l’érythritol est bien absorbé et est généralement mieux toléré par le système gastro-intestinal. Le remplacement du saccharose par du xylitol et de l’érythritol atténue la réponse au glucose et à l’insuline. Le xylitol peut également être utile pour prévenir la carie et les otites.

Références

  1. Depner, W. “Diabetes: THE epidemic of the 21st century.” Healthcare-in-Europe.com · https://healthcare-in-europe.com/en/news/the-epidemic-of-the-21st-century.html · Posted 2015‑06‑30. · Accessed 2019‑08‑20.
  2. [No authors listed.] “Low-Calorie Sweeteners.” The Nutrition Source. · https://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/healthy-drinks/artificial-sweeteners/ · Accessed 2019‑08‑20.
  3. Fagherazzi, G., et al. “Consumption of artificially and sugar-sweetened beverages and incident type 2 diabetes in the Étude Épidémiologique auprès des femmes de la Mutuelle Générale de l’Éducation Nationale–European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition cohort.” The American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 97, No. 3 (2013): 517–523.
  4. Imamura, F., et al. “Consumption of sugar sweetened beverages, artificially sweetened beverages, and fruit juice and incidence of type 2 diabetes: Systematic review, meta-analysis, and estimation of population attributable fraction.” BMJ, Vol. 351 (2015): h3576.
  5. Wölnerhanssen, B.K., et al. “Metabolic effects of the natural sweeteners xylitol and erythritol: A comprehensive review.” Critical Reviews in Food Science and Nutrition (2019): 1–13. [Online ahead of print]
  6. Janket, S.J., et al. “Oral and Systemic Effects of Xylitol Consumption.” Caries Research, Vol. 53, No. 5 (2019): 1–11.
  7. Cocco, F., et al. “The caries preventive effect of 1-year use of low-dose xylitol chewing gum. A randomized placebo-controlled clinical trial in high-caries-risk adults.” Clin Oral Investigations, Vol. 21, No. 9 (2017): 2733–2740.
  8. Janakiram, C., C.V. Deepan Kumar, and J. Joseph. “Xylitol in preventing dental caries: A systematic review and meta-analyses.” Journal of Natural Science, Biology, and Medicine, Vol. 8, No. 1 (2017): 16–21.
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