Une nouvelle étude scientifique révèle les réseaux moléculaires qui sous-tendent les composés les plus puissants du café, démontrant comment cette boisson quotidienne peut réduire les risques de maladie grâce à ses effets antioxydants, anti-inflammatoires et neuroprotecteurs coordonnés.
Étude : Transformer le café d'une boisson empirique en une intervention nutritionnelle ciblée : effets sur la santé des composants fonctionnels essentiels du café sur les maladies chroniques. Crédit image : mariaeleman/Shutterstock.com
Les scientifiques ont mené une étude systématique pour établir une base théorique moléculaire permettant de repositionner le café en tant qu'intervention nutritionnelle ciblée plutôt qu'en tant que boisson empirique. Les résultats sont publiés dans Frontières de la nutrition.
Sommaire
Le café : une boisson mondiale très appréciée
Le café est une boisson populaire dérivée des fruits transformés du Café espèces. Les scientifiques ont retracé l’utilisation du café jusqu’aux monastères soufis yéménites du XVe siècle et soulignent sa pertinence dans le concept « d’homologie alimentation-médecine », où les aliments possèdent à la fois des fonctions nutritionnelles et médicinales.
L’industrie mondiale du café continue d’afficher une croissance robuste, avec une production annuelle de grains de café dépassant les 10 millions de tonnes. La culture commerciale du café implique principalement Coffea arabica L. (Arabica), Café Liberica Hiern (Libérica), et Coffea canephora Pierre ex A. Froehner (Robuste). L'Arabica représente environ 70 % de la part de marché mondiale, principalement en raison de sa faible amertume et de son profil aromatique complexe.
De nombreuses études ont décrit le café comme une boisson chimiquement complexe et riche en composés bioactifs. Les grains de café crus (non torréfiés) contiennent principalement des glucides, des lipides et des protéines. Il comprend également une quantité minimale de composés azotés, de minéraux et de substances esters acides.
Le processus de torréfaction des grains de café produit également plusieurs composés, tels que les mélanoïdines, entraînés par les réactions de Maillard et la pyrolyse. Par exemple, la teneur en glucides et en composés azotés diminue, tandis que la teneur en lipides augmente après la torréfaction. Notamment, les mélanoïdines formées lors de la torréfaction peuvent constituer jusqu'à un quart de la masse des grains torréfiés, reflétant une transformation chimique importante.
Chimie fonctionnelle du café
Les scientifiques ont globalement classé les composés bioactifs du café en quatre grandes catégories, à savoir les alcaloïdes (par exemple, la caféine, la trigonelline), les polyphénols (par exemple, les acides chlorogéniques), les diterpènes (par exemple, le caféstol) et les produits de la réaction de Maillard (mélanoïdines). Ces composés interagissent par le biais de mécanismes synergiques et antagonistes, formant des réseaux de régulation multidimensionnels conduisant à divers bienfaits pour la santé.
Il est souligné que la compréhension de ces interactions au niveau du réseau est essentielle, car se concentrer sur des composés isolés ne reflète pas avec précision le comportement du café dans des conditions réelles de consommation.
Composés bioactifs
Les mécanismes associés aux composés bioactifs du café et leurs effets thérapeutiques sont décrits ci-dessous.
Alcaloïdes :
La caféine, un dérivé de la méthylxanthine, est un alcaloïde très stable qui est principalement métabolisé dans le foie par le biais du P450 1A2 (CYP1A2). Cet alcaloïde tire principalement ses fonctions physiologiques de l'antagonisme compétitif de l'adénosine A.1/UN2A récepteurs et inhibition spécifique de l’activité de la phosphodiestérase 4/5 (PDE4/5). Grâce à ces mécanismes, la caféine agit comme un antagoniste du site benzodiazépine de faible affinité au niveau des récepteurs de l’acide γ-aminobutyrique de type A (GABA_A) qui jouent un rôle crucial dans la réduction du seuil de crise.
Des études moléculaires ont démontré le rôle neuroprotecteur de la caféine. Il agit comme un stimulant du système nerveux central (SNC), améliorant potentiellement la fonction cognitive et réduisant le risque de maladie de Parkinson (MP) grâce à l'antagonisme du récepteur de l'adénosine A2A (A2AR). Cependant, une consommation accrue de caféine peut augmenter les troubles du sommeil et l’anxiété.
De nombreuses études ont démontré les effets anti-inflammatoires, neuroprotecteurs, anti-obésité et antidiabétiques de la caféine. La revue cite également des preuves de cohortes humaines montrant que le café caféiné, plutôt que le café décaféiné, est fortement associé à un risque réduit de maladie neurodégénérative.
Plusieurs in vitro des études, des modèles animaux et des analyses d'amarrage moléculaire ont démontré le potentiel de la trigonelline pour les troubles neurodégénératifs, notamment la MA, la MP et la dépression, grâce à des mécanismes comprenant l'atténuation du stress oxydatif, l'inhibition de l'acétylcholine et la suppression neuroinflammatoire.
Polyphénols :
Les acides chlorogéniques (CGA) sont des dérivés de l'acide hydroxycinnamique, qui sont les polyphénols les plus abondants dans le café. Ces polyphénols contribuent grandement aux propriétés antioxydantes et régulatrices métaboliques du café. Mécaniquement, 5-Ô-l'acide caféoylquinique (5-CQA), un CGA abondant, active la voie du facteur 2 lié au facteur nucléaire érythroïde 2 (Nrf2) pour supprimer le stress oxydatif et inhibe l'α-glucosidase pour moduler la glycémie postprandiale.
Une portion de café typique contient environ 27 à 121 mg de CGA. Ces composés bioactifs sont associés à la régulation glycémique, aux actions anti-inflammatoires et à la neuroprotection. La torréfaction dégrade considérablement les CGA, la torréfaction légère retenant beaucoup plus de CGA que la torréfaction foncée.
Diterpènes :
Le cafestol et le kahweol sont des diterpènes furaniques que l’on trouve en abondance dans les huiles de café. Leurs effets physiologiques dépendent largement des méthodes de brassage. Par exemple, les techniques de filtration sur papier éliminent une quantité importante de diterpénoïdes, tandis que les techniques de brassage non filtrées, comme la presse française, conservent l'intégralité du contenu.
Les diterpènes présentent des activités biologiques paradoxales. Il déclenche une augmentation des taux de cholestérol des lipoprotéines de basse densité (LDL), augmentant potentiellement le risque de maladie cardiovasculaire, et induit la glutathion S-transférase (GST) pour une activité anticancéreuse. Les diterpènes présentent également des propriétés hépatoprotectrices et anti-inflammatoires.
Produits de la réaction de Maillard :
Lors de la torréfaction du café, la réaction de Maillard produit un ensemble complexe de composés, notamment les mélanoïdines. Ces composés présentent des structures moléculaires enrichies en cycles furane et pyrrole, responsables de leur capacité de chélation des ions métalliques et de leur activité inhibitrice de la peroxydation lipidique.
Cependant, la réaction de Maillard conduit également à la production de composés nocifs, comme l'acrylamide, un cancérigène du groupe 2A. Une concentration plus élevée d'acrylamide a été trouvée dans le café torréfié foncé, qui présente des effets neurotoxiques et cancérigènes.
Bien que les niveaux d’acrylamide puissent être mesurables, l’exposition alimentaire typique due au café reste inférieure à la plupart des seuils réglementaires préoccupants.
La complexité du café
Le café contient une variété de composés chimiques qui agissent ensemble, s’opposent ou agissent en séquence pour affecter plusieurs cibles moléculaires. Grâce à ces interactions, le café aide à réguler le stress oxydatif, l’inflammation, le métabolisme et la neuroprotection. De nombreuses preuves épidémiologiques associent une consommation modérée de café à des risques plus faibles de diabète de type 2, de maladie d'Alzheimer, de maladie de Parkinson et de troubles cardiovasculaires.
Les recherches pharmacologiques actuelles sur le café sont souvent fragmentées, se concentrant sur des composants isolés et négligeant les interactions entre plusieurs composés. Cela entraîne trois limites majeures en matière de recherche : une importance excessive accordée aux composés isolés plutôt qu'à la synergie de plusieurs composants, une étude limitée des constituants bioactifs mineurs et une dépendance excessive à l'égard des composés bioactifs mineurs. in vitro ou des modèles de rongeurs dépourvus de validation translationnelle humaine.
En cartographiant les réseaux cibles des CGA, de la caféine et des composés associés, les chercheurs seront en mesure de clarifier les bases biologiques de la régulation multi-cibles du café. Cette approche intégrée soutiendrait une vision plus holistique du café en tant qu’aliment fonctionnel et fournirait une base théorique pour ses bienfaits pour la santé.
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