Synergistic impact of dietary bioactive compounds on postprandial metabolism and inflammation associated with gut health
Impact synergique de composés bioactifs alimentaires sur le métabolisme postprandial et l'inflammation associés à la santé intestinale
Résumé
The ever-increasing prevalence of cardiometabolic diseases (CM) such as obesity, type 2 diabetes (T2D), and cardiovascular diseases poses a significant public health challenge, associated with substantial healthcare costs and a focus on therapeutic rather than preventive care. Low-grade inflammation is considered a central underlying risk factor common to these various chronic pathologies. Recently, strong interactions between certain dietary components and the gut have been identified as key determinants of the effects on low-grade inflammation, making them a promising intervention tool to modulate low-grade inflammation and associated metabolic abnormalities. Epidemiological studies testing the health effects of certain dietary patterns, such as the Mediterranean diet, have demonstrated their effectiveness in reducing inflammation and overall cardiovascular risk, in contrast to the Western diet. The Mediterranean diet is known for being rich in fiber, polyphenols, omega-3 fatty acids, and low in energy intake.Previous work by our team and our SINFONI project partners in both animal and human studies has identified bioactive ingredients with strong potential to improve inflammatory status, strengthen gut barrier integrity, and enhance anti-inflammatory processes in both animals and humans. Various dietary components, such as omega-3s, polyphenols, fiber, and slowly digestible starch, when combined, may offer enhanced benefits, particularly in reducing inflammation: this is the concept of "food synergy." In this context, after validating and developing objectives through a scoping review on nutritional interventions targeting inflammation, the thesis aimed to:● Characterize, validate, and produce a cereal product enriched with fiber, polyphenols, omega-3 fatty acids, and slowly digestible starch, and assess its effects on glycemic and insulinemic responses in 12 healthy subjects.● Evaluate the effects of a two-month intervention with 100g of multifunctional products on low-grade inflammation and cardiometabolic risk profile in at-risk subjects.To achieve this, we combined an innovative methodological approach using nutritional challenges to complement traditionally tested biological variables. Additionally, through integrative phenotyping encompassing gut health, gut microbiota, systemic inflammation, and cardiometabolic health, we were able to characterize the impact of the multifunctional intervention.Compared to the control group, the multifunctional intervention reduced intestinal inflammation and endotoxemia without significantly altering systemic inflammation. The multifunctional intervention decreased serum branched-chain amino acids compared to the control group and increased populations of B. ovatus, B. uniformis, Agathobaculum butyciriproducens, and Christensenellaceae.CAG-74. The increased relative abundance of these species suggests a potential improvement in the inflammatory and cardiometabolic risk profile. Cardiometabolic markers remained unchanged, except for a trend towards reduced adipo-IR. Thus, the findings of this thesis demonstrate a close relationship between diet, gut microbiota, and metabolic health. This manuscript proposes avenues for multifunctional nutritional interventions that could encourage the population to make better dietary choices to prevent metabolic disorders and promote the development of health-promoting consumer products.
La prévalence toujours croissante des maladies cardiométaboliques telles que l’obésité, le diabète de type 2 (T2D) et les maladies cardiovasculaires représente un vrai défi de santé publique, associée à des coûts de santé majeurs et à une prise en charge plus axée sur la thérapie que la prévention. L’inflammation de bas-grade est considérée comme un des facteurs de risque centraux sous-jacents communs à ces différentes pathologies chroniques. Les interactions fortes entre certains composants de l’alimentation et l’intestin ont été récemment identifiées comme l’un des éléments déterminants de ses effets sur l’inflammation de bas grade et donc un outil d’intervention privilégié pour moduler l’inflammation de bas-grade et les anomalies métaboliques associées. Des études épidémiologiques testant les effets santé certains modèles alimentaires, tels que le régime méditerranéen, ont démontré leur efficacité à réduire l'inflammation et le risque cardiovasculaire global, contrairement au régime occidental.Les travaux précédents de notre équipe et des partenaires de notre projet SINFONI réalisés chez l’animal et chez l’homme ont permis d’identifier des ingrédients bioactifs ayant un potentiel intéressant pour améliorer le statut inflammatoire et renforcer l’intégrité de la barrière intestinale. Différents constituants alimentaires tels que les oméga-3, les polyphénols, fibres et amidon lentement digestible, lorsqu'ils sont combinés, pourraient offrir des bénéfices accrus, notamment sur l'inflammation : c'est le concept de "synergie alimentaire".Dans ce contexte, après avoir validé et élaboré des objectifs par le biais d’une revue de la portée (scoping review) sur les interventions nutritionnelles ciblant l’inflammation, la thèse visait à :● caractériser, valider et produire un produit céréalier enrichi en fibres, polyphénols, acides gras oméga-3 et amidon lentement digestible et évaluer ses effets sur la réponse glycémique et insulinémique chez 12 sujets sains● évaluer les effets de deux mois d’intervention incluant 100g de produits multifonctionnels sur l'inflammation de bas grade et le profil de risque cardiométabolique chez des sujets à risquePour ce faire, nous avons combiné une approche méthodologique innovante utilisant des défis nutritionnels pour compléter les variables biologiques traditionnellement testées. De plus, grâce à un phénotypage intégratif regroupant la santé intestinale, le microbiote intestinal, l’inflammation systémique ainsi que la santé cardiométabolique, nous avons pu caractériser l’impact de l’intervention MF. Comparée au groupe témoin, l'intervention multifonctionelle a réduit l'inflammation intestinale et l'endotoxémie sans modifier l'inflammation systémique. L’intervention MF a diminué les acides aminés à chaîne ramifiée sériques par rapport au groupe témoin et a augmenté les populations de B.ovatus, B.uniformis, Agathobaculum butyciriproducens et Christensenellaceae.CAG-74. L’augmentation de l’abondance relatives de ces espèces témoigne d’une amélioration potentielle du profil de risque inflammatoire et cardiométabolique. Les marqueurs cardiométaboliques sont restés inchangés, à l'exception d'une tendance à la réduction de l'adipo-IR. Ainsi, les travaux de cette thèse contribuent à montrer une relation étroite entre l’alimentation, le microbiote intestinal et la santé métabolique. Ce manuscrit propose des pistes d’interventions nutritionnelles multifonctionnelles susceptibles d'encourager le développement de produits grande consommation favorables à la santé.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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