Une nouvelle étude de l'ETH Zurich révèle que de minuscules nanoparticules de fer liées aux nanofibrilles de protéines d'avoine doublent presque les taux d'absorption chez les femmes, offrant ainsi une solution propre et végétale à l'une des carences nutritionnelles les plus répandues au monde.
Étude : Hybrides nanofibrilles-fer de protéines d'avoine en tant que plate-forme d'apport de fer stable et à haute absorption pour la nutrition humaine. Crédit image : BooDogz/Shutterstock.com
*Avis important : medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ni être traités comme des informations établies.
L'anémie ferriprive (IDA) est un problème de santé publique mondial. Bien que l’enrichissement et les suppléments en fer soient largement utilisés pour augmenter l’apport en fer, ils souffrent souvent d’une mauvaise absorption et de modifications indésirables du goût, de l’odeur ou de l’apparence des aliments. Une étude récente publiée en prépublication sur medRxiv Le serveur discute de la synthèse et des performances d'une nouvelle forme hybride de fer qui pourrait transformer le domaine de la fortification du fer et atténuer le problème mondial de l'IDA.
Sommaire
Impact mondial de la carence en fer
L'IDA touche une grande partie des près de deux milliards de personnes vivant avec l'anémie dans le monde, dont 30 % des femmes dans le monde. Cela représente 422 années de handicap pour 1 00 000 d’habitants, ce qui renforce la demande d’enrichissement des aliments en fer.
Il est recommandé aux jeunes femmes de prendre 18 mg de fer par jour sous forme de supplémentation ou d’enrichissement en fer, car il est peu probable qu’il soit fourni par l’alimentation ordinaire. Le sulfate ferreux est la référence pour cette utilisation, car il est hautement biodisponible et peu coûteux.
Cependant, cela affecte négativement l’odeur, le goût et l’apparence de la plupart des aliments enrichis. Dans de nombreux aliments d'origine végétale, des composés tels que les polyphénols et l'acide phytique entravent la capacité de l'organisme à absorber le fer, bien que cet effet soit réduit avec des alternatives comme le sodium et le fer EDTA. Un excès de fer non absorbé dans l’intestin peut également entraîner une inflammation et perturber l’équilibre du microbiome intestinal.
Le défi dans la formulation de suppléments de fer est d’obtenir des composés de fer ferreux hautement biodisponibles tout en conservant intacts l’apparence, le goût et l’odeur des aliments dans lesquels ils sont contenus. L’expérience actuelle visait à surmonter ces barrières en utilisant des nanofibrilles de protéines d’avoine (OatNF) chargées de nanoparticules de fer ultra petites.
Les hybrides résultants ont été testés sur une petite cohorte de femmes thaïlandaises déficientes en fer pour évaluer leur biodisponibilité et leur absorption, à la fois en présence d'eau et dans le contexte d'aliments riches en polyphénols.
Comment OatNF lie le fer
L’OatNF a fortement lié, réduit et stabilisé le fer. OatNF lie efficacement les particules de fer nanométriques sous forme ferrique et ferreuse, probablement par le biais d'interactions supramoléculaires. Il offre également de puissants effets antioxydants et stabilisants, grâce à son abondance d’acides aminés réducteurs et d’autres composés, qui aident à maintenir le fer colloïdal dans un état stable.
Le processus de synthèse a été adapté pour obtenir la forme ferreuse ou ferrique, selon les besoins. Par exemple, la réduction avec l’ascorbate de sodium stabilise le fer sous forme ferreuse à l’échelle sub-nano à la surface de l’OatNF. Lorsqu'il est synthétisé avec de l'hydroxyde de sodium comme agent réducteur, le fer ferrique était la principale forme déposée.
Environ 46 % du fer ferreux provenant de cette molécule hybride était absorbé chez les femmes déficientes en fer lorsqu'elle était administrée avec de l'eau. Même lorsqu'ils sont consommés avec des aliments riches en polyphénols, environ 13 % ont été absorbés. Cela représente respectivement une augmentation de l’absorption de 76 % et 66 % par rapport au sulfate ferreux.
L'absorption accrue du fer avec l'utilisation de l'ascorbate de sodium est probablement due à la réduction efficace et stable du fer sous forme ferreuse stable à la surface de cette molécule hybride, couplée à un enrichissement relatif en glutamine.
L'utilisation d'hydroxyde de sodium a entraîné une teneur élevée en fer ferrique, mais une biodisponibilité étonnamment élevée. Cela représentait respectivement 80 % et 75 % de la biodisponibilité du sulfate ferreux en présence d’eau et d’aliments riches en polyphénols.
Dans les deux cas, l’utilisation des hybrides de nanoparticules OatNF-fer a produit une altération minime de l’expérience sensorielle des aliments par rapport aux préparations conventionnelles de sulfate ferreux, fournissant ainsi l’odeur et le goût agréables de l’avoine. Ceux-ci sont également très solubles dans l’eau. L’étude a en outre confirmé, grâce à des analyses d’imagerie et spectroscopiques avancées (cryo-TEM et XPS), que les hybrides OatNF contenaient des particules de fer inférieures au nanomètre, avec jusqu’à 90 % du fer à l’état ferreux, contribuant à leur biodisponibilité et stabilité exceptionnelles.
Percée dans la disponibilité du fer
L'étude actuelle s'appuie sur des recherches antérieures menées par les mêmes auteurs, qui ont démontré l'absorption et la biodisponibilité élevées des nanoparticules de phosphate ferrique et ont présenté les nanoparticules de fer comme étant adaptées à l'enrichissement en fer. Cependant, la biodisponibilité restait inférieure à celle du sulfate ferreux, contrairement au cas présent, où les hybrides présentaient une biodisponibilité extrêmement élevée par rapport au sulfate ferreux.
Les scientifiques ont également étendu leurs travaux précliniques sur les nanoparticules de protéines de nanofibrilles et de fer dérivées du lait chez le rat à cette étude humaine. Ils ont constaté que les hybrides OatNF-fer atteignaient 176 % de la biodisponibilité du sulfate ferreux, ce qui indique une amélioration significative de l’absorption du fer.
Nous pensons que les hybrides végétaux OatNF-SA-Fe introduits dans ce travail pourraient offrir une stratégie révolutionnaire pour l'apport efficace de fer hautement absorbé dans les aliments et les boissons enrichis et pourraient contribuer à l'atténuation de la carence en fer et de l'anémie à l'échelle mondiale..
La nature végétale de cette formulation la rend attrayante pour tous les groupes alimentaires, y compris les végétaliens et les végétariens, tout en conservant une biodisponibilité élevée. De plus, il se conserve longtemps et sa fabrication est peu coûteuse et simple.
Prochaines étapes pour l’enrichissement des aliments
Ce travail pionnier démontre les performances exceptionnellement élevées des hybrides nanofibrilles d’avoine et nanoparticules de fer, ce qui en fait une solution potentiellement idéale pour l’enrichissement en fer des aliments et des boissons.
Les hybrides OatNF-SA-Fe ont montré une biodisponibilité relative de 176 % et 166 % par rapport au sulfate ferreux lorsqu'ils sont administrés avec de l'eau et des aliments riches en polyphénols, respectivement.
Ces résultats prometteurs présentent les hybrides OatNF comme une solution possible, rentable, végétale et organoleptique, au défi mondial de l'anémie ferriprive..t
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*Avis important : medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ni être traités comme des informations établies.
