Département GENIE BIOLOGIQUE - Evreux - rapport de projet Facteurs alimentaires favorisant le cancer
Les amines hétérocycliques
La cuisson d'aliments à des températures très élevées, en particulier en contact direct avec la flamme (barbecues, grillades mal contrôlées) mais aussi à la poêle et au four, conduit à la formation en surface de composés chimiques, les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les amines hétérocycliques. Du fait de leur extrême génotoxicité, les amines hétérocycliques sont les produits qui contribuent le plus aux capacités mutagènes des aliments préparés à base de viande, et donc ceux dont on étudiera l’action.
Mécanisme d’action sur l’organisme :
La production des amines hétérocycliques lors de cuissons à très haute température entraîne une métabolisation de ces derniers par le foie et une évacuation dans l’intestin par la bile. La transformation des amines hétérocycliques en composés carcinogènes, capables de modifier l’ADN, nécessite l’intervention du cytochrome CYP1A2 et de la N-acetyltransferase (NAT2). Les gènes codant pour l’enzyme NAT2 et pour le cytochrome du CYP1A2 présentent des polymorphismes permettant de distinguer les acétyleurs lents et les acétyleurs rapides. Les sujets acétyleurs rapides, qui généralement sont des consommateurs importants de viandes et/ou de frites, décomposent rapidement les amines hétérocycliques au niveau des cellules coliques, ce qui génère une quantité importante de métabolites au niveau de la muqueuse colique. Ces derniers sont métabolisés en composés carcinogènes par des enzymes bactériennes. Ainsi ces amines mutagènes produites lors de la cuisson des viandes augmenteraient le risque de cancer colo-rectal lors de consommation régulière de viandes trop cuite. Une implication de ces composés dans la cancérogenèse mammaire montrerait également un risque d’augmentation de cancer du sein Suralimentation, Surpoids et obésité: Il est évident que l’alimentation joue un rôle direct dans l’apparition de surpoids ou d’obésité chez un individu. Il y a en ce cas un déséquilibre en faveur de l’apport énergétique (excès d’apport énergétique ou insuffisance de la dépense énergétique). En réponse à ce phénomène l’organisme va stocker l’énergie en excès sous forme de triglycérides dans le tissu adipeux. C’est ce stockage excessif qui va être à l’origine de nombreux problèmes de santé dont l’augmentation du risque d’apparition de cancers, principalement celui du côlon et mammaire. Afin de bien comprendre le mécanisme assez complexe qu’est la relation entre l’alimentation et le cancer, il faudra aborder les différents points suivants : d’abord l’origine et le mécanisme du stockage de l’excès énergétique, et ensuite les perturbations que cela entraîne au sein de l’organisme.
I) L’excès d’apport alimentaire
Le surpoids et l’obésité, lorsque le sujet ne présente pas de prédisposition génétique, ont pour origine une inadéquation entre l’énergie apportée et l’énergie nécessaire au fonctionnement de l’organisme du sujet et des activités qu’il pratique. On peut donc se trouver devant deux cas de figures : sédentarité et excès d’apport. Actuellement ce sont ces comportements qui tendent à se développer de plus en plus au sein de nos pays développés. D’où l’émergence de programme de prévention et de rééducation nutritionnelle à l’image de l’action du PNNS. Afin de bien comprendre l’arrivée du surpoids puis de l’obésité, il est important de connaître et comprendre le métabolisme de deux des trois (ou plutôt quatre avec l’alcool…) nutriments énergétiques apportés par notre alimentation, lipides et glucides.
a) La glycolyse : On ne va s’intéresser ici qu’au catabolisme des glucides aboutissant à la formation du 3- phosphodihydroxyacétone et du pyruvate, c'est-à-dire à la glycolyse. C’est en effet à partir de ces molécules qu’a lieu respectivement la synthèse de glycérol et d’acides gras nécessaire à la formation de triglycérides, dans les cellules adipeuses.
b)Le métabolisme des lipides : Les acides gras nécessaire à la synthèse de triglycérides proviennent également des lipoprotéines et triglycérides circulant dans le sang et sont captés au niveau de la membrane adipocytaire par la lipoprotéine lipase. Celle-ci est activée par la suralimentation (donc augmentation du stockage des graisses dans les adipocytes) et freinée par la sous-alimentation.
c) La biosynthèse des triglycérides dans les adipocytes: Les acides gras provenant du pyruvate, des lipoprotéines et des triglycérides sont sous forme d’acyl-coA. S’ensuit alors la synthèse des triglycérides de réserve dans l’adipocyte.
Acyl-CoA + Glycérol-3-Posphate = Triglycérides
Ainsi ces deux métabolismes, celui des glucides et des lipides, aboutissent au remplissage d’adipocytes, cellules de réserve énergétique. Celle-ci forment le tissu adipeux, essentiel à la vie et dont le rôle ne se limite pas seulement au stockage d’énergie (sert de tissu de soutient etc.). C’est ainsi que l’on comprend mieux comment un excès alimentaire, s’il n’est pas compensé par une dépense énergétique, conduit au surpoids et l’obésité. Dans le cas du surpoids, on assiste à une élongation des adipocytes, qui prennent de plus en plus de place et de masse et provoque une augmentation de la masse adipeuse à l’origine du surpoids (hypertrophie adipocytaire). Ce phénomène s’ensuit d’une multiplication des cellules adipeuses et c’est à ce moment que l’on rejoint l’obésité (hyperplasie adipocytaire).Cette excès de graisse va engendrer de nombreuses (et complexes) conséquences hormonales à l’origine de l’augmentation du risque de développement de cancers.
Les conséquences hormonales :
L’obésité est à l’origine de l’insulino-résistance et de l’hyperinsulinisme: il s’agit du diabète de type II, anciennement dit diabète « non insulinodépendant (DNID) ».
a) L’insulino-résistance et l’hyperinsulinisme : Le mécanisme de l’insulino-résistance siège essentiellement au niveau du tissu musculaire (70% des glucides alimentaires sont stockés ou catabolisés dans le muscle). Cette insulino-résistance musculaire semble avoir plusieurs composantes :
- Une vasculaire liée soit à la sédentarité soit à la génétique, avec une moindre densité capillaire musculaire,
- Une lipido-membranaire (récepteurs) par altération de la signalisation intracellulaire du messager insuline,
- Surtout, une composante métabolique secondaire à la compétition entre les substrats glucose et acides gras : le glucose, super-carburant, rapidement mobilisable et directement assimilable, dont les faibles réserves (quelques heures ou jours) sont essentiellement destinées au cerveau. Les acides gras, faciles à stocker, représentent plusieurs semaines de réserve. En cas d'excès de graisse, notamment au niveau du muscle, la cellule musculaire consomme préférentiellement les acides gras et "refuse" le glucose d'où une insulino-résistance et un hyperinsulinisme pour forcer la barrière. Au niveau des hépatocytes, il existe également une insulino-résistance car le métabolisme des lipides diminue leur sensibilité à l'insuline et donc la consommation de glucose. Au niveau des tissus adipeux abdominal, outre la lipogenèse insulinodépendante, il existe une lipolyse intense favorisée par les catécholamines favorisant, dans le foie, la production de glucose et de VLDL qui à leur tour majorent l'insulino-sécrétion et l'insulino-résistance périphérique... Le cercle vicieux de l'hyperinsulinisme est ainsi entretenu avec une insulino-résistance musculaire et une insulino-sensibilité accrue des lipides abdominaux.
b) Les modifications des hormones circulantes et mises en relation avec le risque de cancer : L’hyperinsulinisme provoque la diminution de la sex hormone binding globuline (SHBG). Cette protéine, synthétisée dans le foie, a pour rôle de moduler l'action des hormones sexuelles. La testostérone se présente sous 2 formes :Cette diminution de la SHBG entraîne une biodisponibilité des hormones sexuelles (testostérone) et donc une augmentation de l’activité de la testostérone pour les tissus cibles et aussi une altération de la régulation de l’IGF-1 (Insulin-like Growth Factor de type 1). L’IGF-1, outre son action hypoglycémiante, est un puissant mutogène, également capable de bloquer l’apoptose. La réalité de ce syndrome comme facteur de risque a été attestée par la mise en évidence d’une association entre risque de cancers et taux circulants d’IGF-1, spécifiquement pour le cancer du côlon, du sein et de la prostate. Il est aussi suspecté dans le cancer de l’endomètre. Cependant, toute réserve du tissu adipeux (abdominale ou non) peut être le lieu de synthèse endogène des oestrogènes, grâce à la présence d’aromatase, les oestrogènes étant facteurs de croissance pour les cancers du sein et de l’endomètre.
II) Les facteurs alimentaires :
Un apport protéique trop important, notamment dans l’enfance et l’adolescence, induit une augmentation de la synthèse d’hormone de croissance (GH) qui, à son tour, stimule la synthèse hépatique d’IGF-1. Un apport élevé de lipides et glucides est à considérer en relation avec la constitution de l’obésité, puisque l’on a montré que l’excès calorique était directement lié au taux d’IGF-1 d’une part, et que d’autre part l’obésité favorisait la synthèse endogène d’oestrogènes. Apports excessif de glucides et de lipides peuvent provoquer une mise en réserve par lipogenèse précédemment évoquée et engendrer ainsi un surpoids, voire même une obésité.
Alcool et cancer
La consommation élevée d’alcool est un facteur de risque bien connu des cancers des voies aérodigestives supérieures (cavité buccale et pharynx, larynx, oesophage) et du foie. La relation entre prise d’alcool et risque de cancer du côlon, du rectum et du sein a été souvent observée mais pas dans toutes les études, ce qui amène à considérer cette association comme probable. Cette synthèse évoque les hypothèses les plus vraisemblables en ce qui concerne les mécanismes en causes dans ces différents cancers.
I) Cancer du tractus aéro-digestif supérieur
L’alcool en lui même ne serait pas un carcinogène. Il aurait un effet promoteur de la cancérogenèse par un certains nombre de mécanisme :
- Modification de la perméabilité des membranes cellulaires à la suite d’une irritation de la muqueuse par contact directe, ce qui favorise le passage des carcinogènes,
- Induction d’enzymes impliquées dans le métabolisme de cancérogènes,
- Contamination des boissons alcoolisées par des impuretés cancérogènes,
- Modification du statut nutritionnel associé à des consommations élevées d’alcool, notamment vitaminique et en oligo élément. La consommation d’alcool entraîne une baisse sévère des niveaux hépatiques de vitamine A. L’alcool augmenterait la mobilisation des réserves hépatiques vers d’autres organes, et il induirait une dégradation du rétinol et de l’acide rétinoïque par l’intermédiaire du cytochrome P-450. Or la vitamine A semble avoir des propriétés anticarcinogènes, aux étapes d’initiation mais aussi de promotion des tumeurs des voies aérodigestives supérieures. L’ensemble des études suggère que l’effet de l’alcool dans les cancers du tractus aéro-digestif supérieur passe essentiellement par un effet co-carcinogène.
II) Cancer du foie
Il est bien admis actuellement que l’alcool est hépatotoxique. La pathogénie implique la génération de NADH et d’acétaldéhyde par oxydation de l’éthanol, médiée par l’alcool déshydrogénase hépatique. Il s’agit de la voie principale du métabolisme de l’alcool. L’alcool peut être considéré comme inducteur d’une lésion précancéreuse : la cirrhose. C’est un bouleversement diffus et irréversible de l’architecture hépatique par la nécrose des hépatocytes, suivi de lésions de fibrose alternant avec des plages de régénération cellulaire qui ne respectent plus l’organisation initiale lobulaire. La cirrhose alcoolique est la conséquence d’agressions hépatocytaires par la consommation excessive et prolongée d’alcool. Chez les personnes ayant une cirrhose alcoolique, la probabilité de survenue à 5 ans d’un hépatocarcinome est d’environ 15 à 20%. Les données épidémiologiques suggèrent que l’alcool favoriserait l’infection prolongée par virus de l’hépatite B, qui est reconnu comme le principal acteur de la carcinogénèse hépatique.
III) Cancer colorectal
L’acétaldéhyde, métabolite de l’alcool pourrait exercer des effets toxiques directs ou indirects sur la muqueuse colique. Il a été suggéré que la flore intestinale jouerait un rôle important et serait capable de produire divers métabolites, en particulier des concentrations élevées d’acétaldéhydes. L’alcoolisme est souvent associé à un déficit en nutriment, notamment les folates et la méthionine (acide aminé indispensable) , par défaut d’apport ou par augmentation des besoins. Or les folates jouent un rôle clé dans le métabolisme des acides nucléiques, donc dans la régulation des mutations génétiques à l’origine de cancer, notamment colorectal.
IV) Cancer du sein
L’alcool pourrait interagir avec le métabolisme hépatique des hormones sexuelles en diminuant la clairance métabolique des oestrogènes ou en augmentant leur production (la clairance métabolique étant le coefficient d’épuration plasmatique brute d’un corps, par voie extrarénale aussi bien que rénale). L’effet de l’alcool sur le métabolisme hormonal est encore imparfaitement connu. D’autres mécanismes mettent en cause l’effet cancérogène de l’acétaldéhyde ou encore le statut déficitaire en acide folique. L’apport en graisse : Selon les données épidémiologiques accumulées jusqu’à une période récente, une consommation élevée de graisses, particulièrement d’acides gras saturés, serait un facteur de risque possible de cancers du poumon, du côlon et du rectum, du sein ou de la prostate. Ces résultats font cependant aujourd’hui l’objet de controverses. Tout comme la quantité totale de graisses ingérées, certains types d’acides gras pourraient être impliqués dans la survenue de cancers mais des incertitudes persistent quant à l’existence d’une relation causale. Il est suggéré qu’une consommation élevée d’acides gras saturés serait un facteur de risque possible de cancers du poumon, côlon, rectum, sein, endomètre et prostate. In vitro, les acides gras poly-insaturés n-6 en excès, stimuleraient les cultures de cellules néoplasiques, alors qu’à l’inverse les acides gras poly-insaturés n-3 sembleraient avoir un rôle protecteur sur la prolifération de ces lignées cellulaires. Les mécanismes pouvant expliquer un éventuel effet des graisses dans le déterminisme des cancers sont mal connus. Les acides gras représentent un ensemble hétérogène, et se comportent dans les systèmes expérimentaux, comme des agents promoteurs ou au contraire inhibiteurs de la croissance tumorale. Ils agissent parfois de façon directe, parfois par l’intermédiaire des apports caloriques dont ils sont le support, ou par l’intermédiaire de leur effet sur la biodisponibilité des hormones sexuelles. Les acides gras sembleraient agirent à l’étape du développement et de la croissance des tumeurs établies.
L'alimentation joue un rôle essentiel dans la prévention du cancer ainsi que son traitement !!!
Sites utiles:
http://cancertemoignage.free.fr/cancertemoignage/alimentation.htm http://www.ligue-cancer.net/article.php3?id_article=992 http://www.ligue-cancer.net/IMG/pdf/alimentation_2006.pdf
http://www.cerin.org/
http://www.ifn.asso.fr/
http://www.afssa.fr/
