Au cours des dernières décennies, le régime alimentaire a subi une transition sans précédent, avec une augmentation de la consommation de protéines, de lipides et de glucides simples, et la diminution des apports en fibres. Par ailleurs, au-delà de la composition, la structure des aliments joue un rôle essentiel sur les cinétiques de digestibilité et la biodisponibilité des nutriments, modulant ainsi leur accessibilité pour microbiote dans le côlon. L’impact de la structure d’une matrice alimentaire complexe, formée de protéines et de lipides, sur le microbiote a été analysé de façon intégrée et a montré in vivo que la structure seule, dans le contexte d’un régime équilibré, pouvait altérer la composition du microbiote dans les zones distales et proximales que sont l’iléon et le cæcum. L’émulsion de protéines natives en phase liquide continue avec de fines gouttelettes protéolipidiques a arboré des protéines moins digestibles que l’émulsion de protéines dénaturées, en phase gélifiée, solide, avec de grandes gouttelettes. D’autre part, les lipides de l’émulsion solide étaient, à l’inverse, moins digestibles. Les protéines non digérées de l’émulsion liquide ont favorisé in vivo, les communautés de Lactobacillus et de Copprococcus tout en activant plus fortement les métabolismes de protéolyse. Inversement, les communautés de Bifidobacterium et d’Akkermansia muciniphila ont vu leurs abondances augmenter chez les rats consommant l’émulsion solide. Le deuxième objectif de ce travail de thèse a alors été d'analyser la capacité d'espèces prévalentes du microbiote intestinal humain à métaboliser des protéines non digérées. Nous avons montré, par le suivi des cinétiques de croissance et des productions de métabolites spécifiques, que les protéines du lait étaient une source d'énergie pour B. caccae, P. distasonis, B. longum et B. cocccoides en milieu pauvre ainsi qu'en milieu riche. Dans ces mêmes conditions, le transcriptome de B. caccae a montré la sur-expression de gènes codant pour des peptidases de specifités différentes, pour la production d'indoles, de GABA et de fimbriae. Ces travaux apportent des informations nouvelles sur l'impact de la structure sur l'écosystème digestif, et ouvre des portes pour le développement de nouveaux aliments. / Over the past decades, diet in developed countries has undergone an unprecedented transition, with increased intakes of protein, fat and high glycemic index carbohydrates. The first goal of this PhD work was to investigate how, beyond its composition, the food structure itself could play a part in nutrient digestibility and bioavailability, and consequently modulate the microbiota. We showed in vivo that the structure of proteino-lipidic emulsions modulated peptides transporters, and protein fermentation. The native proteins emulsion in a continuous liquid phase, with fine proteolipid droplets, was less digestible and led to more protein fermentation. It modified the gut microbiota composition in the distal and proximal intestinal sections and increased Lactobacillus and Coprococcus communities. A second in vivo study, using 15N labelled emulsions allowed us to disentangle the digestibility from the transit time effect. The second objective of the PhD was to characterize the capacity of prevalent human gut bacterial species to use undigested proteins as energy source. By monitoring growth kinetics and the production of specific metabolites, we showed that B. caccae, P. distasonis, B. longum et B. cocccoides could use whey protein as energy source. In addition we measured in B. caccae transcriptome, the over-expression of genes encoding for distinct peptidases, but also of GABA and indole pathways, and fimbriae biosynthesis. These data provide new insights on the relationships between food structure and the digestive ecosystem and could lead to the design of new functional food.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2017SACLA024 |
| Date | 08 September 2017 |
| Creators | Jaoui, Daphné |
| Contributors | Université Paris-Saclay (ComUE), Leclerc, Marion |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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