Etude de la relation entre la digestion de triglycérides et la bioaccessibilité des micronutriments lipophiles en temps réel par microfluidique à gouttes

triglyceride, lipophilic micronutrients, bioaccessibility, digestion, droplet microfluidics, confocal fluorescence microscopy

• Auteur / Autrice : Hoang Thanh Nguyen
• Direction : Marc Anton, Sébastien Marze
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies agroalimentaires, sciences de l'aliment
• Date : Soutenance le 26/11/2018
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biopolymères, Interactions, Assemblages BIA (Unité de recherche INRA - Université de Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Caroline Jullien
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jack Legrand
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stéphanie Descroix, Maud Cansell

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie confocale

Digestion

Biotransformation (métabolisme)

Mots clés libres

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Résumé

Une bonne absorption des micronutriments lipophiles est importante pour maintenir la santé et prévenir certaines maladies chroniques. Cependant, leur assimilation est très variable, dépendante de facteurs liés aux aliments et à l’hôte. L’hypothèse principale de cette étude est que la cinétique de digestion des triglycérides contrôle la cinétique de bioaccessibilité des micronutriments lipophiles, étape majeure avant leur absorption. Pour tester cette hypothèse, la digestion de différents triglycérides et la solubilisation de différents micronutriments lipophiles en micelles biliaires ont été suivies simultanément in vitro en conditions intestinales et/ou gastriques. Pour contrôler finement les caractéristiques des gouttes d’huile et les conditions de digestion semi-dynamique, un dispositif microfluidique a été développé. Les cinétiques ont été suivies en temps réel par microscopie confocale de fluorescence. La diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) a également été utilisée pour caractériser les dynamiques de création/transformation des micelles mixtes. Les résultats de microfluidique révèlent une relation non linéaire entre la solubilisation micellaire des micronutriments et des produits de digestion des triglycérides, leur cinétique contrôlant la bioaccessibilité des micronutriments. D’autre part, l’étape gastrique influence la digestion intestinale en fonction du type de triglycérides, et induit une dégradation du micronutriment. Les résultats de SAXS ont révélé que la pancréatine change la structure du micelle biliaire. Ces résultats peuvent servir à rationaliser la formulation d’aliments pour optimiser l’absorption de micronutriments lipophiles.

A high absorption of lipophilic micronutrients is important to maintain health and prevent several chronic diseases. However, their assimilation is quite variable, due to food related and host related factors. The main hypothesis of this study is that the kinetics of triglyceride digestion controls the kinetics of lipophilic micronutrient bioaccessibility, which is a major step before absorption. To test this hypothesis, the digestion of different triglyceride oils and the solubilization of different lipophilic micronutrients in bile micelles were simultaneously monitored in vitro in intestinal and/or gastric conditions. To allow a full control of the oil droplet characteristics and of the semi-dynamic digestion conditions, a droplet microfluidic device was developed. Digestion kinetics of lipids and micronutrients were monitored in real time using confocal fluorescence microscopy. In addition, small angle X-ray scattering (SAXS) was used to characterize the dynamics of creation/transformation of mixed micelles. The microfluidic results reveal a non-linear relation between the micellar solubilization of lipophilic micronutrient and of triglyceride lipolysis products, their kinetics controlling micronutrient bioaccessibility. Moreover, the gastric phase influences the intestinal digestion depending on the type of triglyceride, and induces a degradation of the micronutrient. The SAXS results reveal that pancreatin changes the structure of the bile salt micelle. These results might be applied to rationalize the formulation of foods in order to optimize the absorption of lipophilic micronutrients.