La perception gustative : aspects anthropologiques et observations chez l’adolescent obèse

1. La perception gustative : aspects anthropologiques et observations chez l’adolescent obèse Patrick Pasquet UMR 5145 CNRS/MNHN : Eco-anthropologie et ethnobiologie, Paris.

2. Le sens du goût comprend : un organe périphérique…

3. et des voies supérieures

4. La gustation est associée à l’olfaction Voie rétro-nasale

5. Une image sensorielle globale

6. Evaluation du goût I. Perception • Sensibilité gustative : • seuil de perception, • seuil de reconnaissance • seuil de discrimination • Intensité gustative (niveau supra liminaire) II. Réponse hédonique Autres approches : électrogustométrie, comptage des papilles gustatives

7. Un continum de sensations (A Faurion)

8. Quelle est l’origine de la perception gustative chez l’humain ?

9. Le modèle primate L’Homme a évolué à partir d’un ancêtre primate de type chimpanzé qui aurait vécu en Afrique de l’est il y a 6 ou 7 millions d’années

10. Callithrix jacchus Danilova et coll, 1988

11. Proximité des réponses éléctrophysiologiques de fibres isolées pour une selection de stimuli Callithrixjacchus Une structure analogue s’observe chez d’autres primates phylogénétiquement différents comme le singe rhésus et le chimpanzé Données Hellekant y Danilova

12. Notre système gustatif n’est pas fondamentalement different de celui des autres primates Homo sapiens Seuils de reconnaissance (n=412) Callithrix jacchus Hladik, Pasquet & Simmen, AmJ,Phys,Anth,,2003

13. Co-évolution des récepteurs du goût avec les fruits des angiospermes Codage de récepteurs gustatifs dans différents milieux chez les vertébrés

14. Réflexe gusto-facial du nouveau-né Stimulus sucré (saccharose) Stimulus amer(quinine) Humain Primate Photos: M Chiva, Steiner et coll

15. Génétique de la perception gustative • le déterminisme de la perception gustative chez l’humain est particulièrement bien établi pour les substances qui goûtent dans l’amer • Il s’agit en particulier de 2 substances chimiquement analogues : • Lephénylthiocarbamide (PTC) • Le 6-n- propylthiouracile (PROP)

16. Gouteurs Non gouteurs

18. Bases moléculaires Trois haplotypes sont associés avec la perception du PROP et du PTC. Ils ont été identifiés sur le chromosome 7q, au niveau du gène TAS2R38 (Bufe et coll, Curr Biol 2005)

19. “Selection balancée” Un processus de “sélection balancée” a maintenu la présence de l’allèle t dans les populations humaines • L’allèle T aurait été selectionné dans les milieux carencés en iode afin de “protéger contre les substances naturelles contenant des antithyroidiens • L’allèle t aurait permis de détecter d’autres substancesau goût amer supposées nocives Répartition mondiale de l’allèle t Wooding, Genetics, 2006

20. Déterminisme génétique de la perception des produits sucrés • A partir d’études chez la souris on a identifié des récepteurs gustatifs aux produits sucrés codés par des gènes de la famille TAS1R (Max et coll, Nat Gen 2001; Montmayeur et coll, Nat. Neurosci2001…). • L’humain possède 3 gènes de type TAS1R au niveau du chromosome 1. Les produits de ces gènes sont 7 protéines G transmembranaires couplées à des récepteurs qui agissent en dimères: TAS1R2+TAS1R3 pour la sensibilité aux produits sucrés et TAS1R1+TAS1R3 pour la sensibilité au glutamate (umami) (Hu et coll, Proc Nat Acad Sci 2004) • Cependant la relation entre les variants de ces gènes avec le comportement n’est pour le moment pas établie en raison notamment de l’important polymorphisme du gène TAS1R2 dans les populations humaines (Kim et coll, Chem Sci 2007).

21. Polymorphisme des gènes TAS1R1, TAS1R2 et TAS1R3 dans les populations humaines TAS1R1 TAS1R2 TAS1R3 Kim et coll, Chem Sci 2007

22. Variations de la perception gustative

23. avec l’âge • Stimulation du système gustatif par les substances sapides dès le sixième mois de la gestation • Sa maturation se poursuit jusqu’au milieu de l’enfance • L’enfant possède un plus grand nombre de papilles gustatives que l’adulte. Cependant la perception des substances sapides ne semble pas différente ce qui témoignerait d’une moindre capacité d’intégration des informations sensorielles chez l’enfant • Les capacités gustatives sont relativement bien conservées chez le sujet âgé. Cf pour l’enfant et l’adolescent la revue deNicklaus et coll in Archives de Pédiatrie 2005

24. en fonction du sexe • La perception gustative varie plus chez la femme non ménopausée que chez l’homme suggérant des variation durant le cycle menstruel • La perception des substances amères atteint un maximum au cours du premier trimestre de gestation(Duffy et coll Ann NY Acad Sci 1998 ) • …et baisse après la ménopause • La perception des substances sucrées est réduite au premier trimestre de la gestation et augmente tout au long de la grossesse( Mizumoto, Chem Sens, JATS abstracts, 2007) Intensité perçue de la quinine (.00032M)

25. en fonction du bilan d’énergie et de l’état métabolique • Faim et satiété : pas de différences Pasquet et coll, Appetite 2006

26. 2. Obésité et altérations métaboliques • Question jusqu’à récemment très contreversée • Cependant certaines études chez l’animal ont montré des variations de la sensibilité gustative périphérique avec les altérations métaboliques : • augmentation de la réponse au saccharose dans des lignées de souris qui présentent une élévation de la glycémie, une résistance à l’insuline ou à la leptine (Tsunoda et coll J Nutr Sci Vitaminol 1998,Kawai et coll Proc Nat Acad Sci, 2000, Shigemura et coll, Endocrinology, 2004)

27. Etude chez l’adolescent obèse Objectifs : Déterminer si la perception gustative diffère entre sujets obèses et non obèses et rechercher l’influence des altérations métaboliques • 39 adolescents obèses des deux sexes avec une histoire familiale d’obésité (Hopital de Margency, Val d’Oise) comparés à 48 adolescents non-obèses de même âge • Evaluation de la sensibilité, de l’intensité perçue et la réponse hédoniques pour le saccharose, le fructose, le chlorure de sodium et l’acide citrique • Dosages du glucose plasmatique, de l’insulinémie, de la triglycéridémie, du cholestérol HDL. Mesure de la pression artérielle • Altérations métaboliques (n=5) • Résistance à l’insuline : Homa index (c. insuline x c. glucose/22.5)>3.16 • Glycémie> 6.1 mM/l • Triglycéridémie>1.7 mM/l, • HDLc<1.3 mM/l • Hypertension> 95ème pourcentile pour l’âge et le sexe

28. Plus forte sensibilité (seuil de reconnaissance plus bas) pour le saccharose et le chlorure de sodium chez les adolescents obèses Seuil de reconnaissance (log) ** * Pasquet et coll, Int J Ped Obes 2007

29. et plus forte intensité perçue des mêmes produits Sacharose Chlorure de sodium 9 F(1,85)=16,1, p<0,01 8 7 Non obese * 6 Obese Intensity rating 5 ** 4 3 2 1 121 242 485 970 Concentration (mM)

30. La sensibilité pour le saccharose et le chlorure de sodium augmente avec le nombre d’altérations métaboliques chez les sujets obèses Coefficients de corrélation entre les seuils de reconnaissance et le nombre d’altérations métaboliques

31. Perception gustative et comportement alimentaire PERCEPTION PERCEPTION Réponse hédonique Preférences alimentaires Choix alimentaires Consommation alimentaire Etat nutritionnel Etat nutritionnel

32. Relation entre intensité perçue et réponse hédonique au saccharose Yeomans et coll, Physiol Behav 2007

33. La réponse hédonique pour le PROP décroît avec l’intensité perçue Drewnowski et coll, Drug Met Disp 2001

34. La sensibilité gustative pour les substances du type PTC/PROP condicionne l’acceptation d’aliments au goût amer... • O non goûteurs • goûteurs Drewnowski et coll, Drug Met Disp 2001

35. et plus généralement accentue les aversions alimentaires Plaisir F(8,234)=2,93; p=0,004 Déplaisir Pasquet et coll, Appetite 2002

36. Analyse différentielle des préferences pour une liste d’aliments courants et consommés entre les sujets les plus sensibles et les moins sensibles au PROP La sensibilité au PROP est liée à une plus grande acceptation de nombreux items de la liste Toutefois on observe un repertoire alimentaire significativement plus réduit chez les sujets les plus sensibles * Valeur des sujets sensibles – valeur des sujets non sensibles Pasquet et coll, Appetite 2002

37. Les sujets les plus sensibles présenteraient une plus forte néophobie inhérente vis à vis des aliments

38. La sensibilité aux substances du type PTC/PROP est liée à certains traits de tempérament • les sujets non goûteurs seraient plus “décontractés et tolérants” que les sujets goûteurs(Mascie-Taylor et coll , Behav Gen 1983)

39. Etude de la relation entre perception gustative et la variation des préférences et de la néophobie alimentaires 39 adolescents obèses des deux sexes qui suivent un programme de réduction pondérale de 10 mois (Hopital de Margency) • Evaluation de la sensibilité (seuils de reconnaissance) et de l’intensité percue pour le PROP, le saccharose, le chlorure de sodium et l’acide citrique • Evaluation au début et à la fin du programme de réduction pondérale de : - la néophobie alimentaire (questionnaire de Pliner) - le degré d’acceptation et la familiarité pour 60 aliments sur une liste

40. Correlations entre la perceptión gustative et les changements dans la néophobie et les préferences alimentaires à la fin du programme de réduction pondérale Monneuse et al, Appetite,2007

41. Variation de la néophobie alimentaire et de l’acceptation des fruits et légumes au cours du programme de réduction pondérale dans des groupes de différents niveaux de perception gustative faible moyenne forte faible moyenne forte Intensité perçue du PROP Sensibilité globale

42. Les sujets les plus sensibles ont tendance à présenter un IMC moins élévé voir aussiGoldstein et coll Phys Behav, 2004 et Keller Obes Res 2004 (études chez l’enfant)

43. Une faible sensibilité gustative accompagnée de la présence de certains traits de tempérament (plasticité, tolérance, néophilie) favoriserait le gain de poids, par une plus grande adaptabilité, dans les environnements nutritionnels où prévaut une offre en aliments denses en énergie (sociétés occidentales) • De la même manière, la “plasticité” des sujets les moins sensibles peut expliquer l’importance des changements “positifs” du comportement alimentaire, observés chez ceux-ci dans le contexte environnemental d’un programme de réduction pondérale.

44. Conclusions • Notre perception et notre préférence pour les sucres est l’héritage de notre passé de primate frugivore • Le déterminisme génétique de la perception gustative n’a été, pour le moment, bien établi que pour la perception des substances amères • La perception gustative varie selon l’âge, le sexe et la présence d’altérations métaboliques • La perception des substances amères, génétiquement determinée, médie l’acceptation des aliments et notamment les aliments considérés sains.

46. La sensibilité pour les amers du type PTC/PROP a évolué séparement chez le chimpanzé et l’humain Hypothèses sur l’évolution de l’allèle t Wooding et coll, Nature 2006

47. Perception des composés de type PTC/PROP : Indicateur global de sensibilité gustative ** Seuils de reconnaissance abaissés (plus forte sensibilité) pour diverses substances chez les sujets le plus sensibles au PROP Pasquet et coll, Appetite 2002

48. Un plus grand nombre de papilles gustatives chez les sujets les plus sensibles Langue de super goûteur Langue de non goûteur Papilles fongiformes d’après Reedy et coll, Chem, Sens, 1993

49. Sommaire de la présentation • La gustation : anatomie, évaluation • Origine de la perception gustative : le modèle primate • Génétique de la perception gustative • Variation de la perception gustative : âge, sexe, obésité et altérations métaboliques • Relation avec le comportement alimentaire : rôle de la perception des substances amères