Lait maternel et salive du bébé : une interaction optimale

Une étude publiée très récemment [1] met en lumière comment le lait humain interagit avec la salive du bébé de façon à amplifier l’immunité de l’enfant en régulant le microbiome oral (c’est à dire l’environnement des micro-organismes).
Il me semble important d’essayer d’y voir un peu plus clair en tentant de comprendre sur quoi repose cette relation métabolique lait/salive. Quelles en sont les grandes lignes ?

Le lait humain est particulier
Ce n’est pas un scoop, le lait humain est spécifique de notre espèce et à ce titre, parfaitement adapté au petit « homme ». L’une de ses particularités est une teneur élevée et une activité importante d’une enzyme particulière : la xanthine oxydase (notée XO). Mais alors qu’est-ce qu’une enzyme exactement ?

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Illustration : StefComics

Les enzymes

Il s’agit d’une protéine possédant des propriétés catalytiques, c’est-à-dire qu’elle facilite une réaction chimique, et l’accélère de façon importante (les vitesses sont multipliées d’un facteur variant de 1000 jusqu’à 1 million). Sans catalyse, certaines réactions mettent tellement de temps à se produire, qu’on considère qu’elles n’ont pas lieu du tout. Grosso modo, l’enzyme agit en diminuant la barrière énergétique que les réactifs doivent franchir pour réagir ensemble.

Une enzyme agit en particulier en se liant à une autre molécule, de façon spécifique, qu’on appelle le substrat (telle une clé dans une serrure). Ce faisant, elle modifie un environnement chimique (en formant ou en stabilisant un intermédiaire réactionnel) ce qui facilite une réaction.

En présence d’une enzyme, la barrière énergétique à franchir pour que les réactifs réagissent est abaissée (courbe bleue)

Les enzymes jouent un rôle très important dans la régulation de nombreux processus biologiques (certaines interviennent dans l’expression des gènes par exemple ou dans la réparation des erreurs de réplication d’ADN).

L’enzyme XO (Xanthine oxydase) et la production de peroxydes de type eau oxygénée
XO est présente dans le lait des mammifères : c’est une protéine entrant majoritairement dans la composition de la membrane des globules de graisse du lait.

Comme son nom l’indique, l’enzyme XO réagit avec la xanthine (ou l’hypoxanthine, molécule voisine), il s’agit de son substrat. Nous y reviendrons un peu plus loin.

Parmi les produits de cette réaction, on trouve des espèces très réactives (des superoxydes, et du peroxyde d’hydrogène). Grosso modo des radicaux libres qui ne cherchent qu’à s’associer avec d’autres composés.
Le deuxième produit cité, on le connaît bien, c’est l’eau oxygénée (H2O2) aux propriétés désinfectantes, biocides. On l’utilise d’ailleurs pour le nettoyage des plaies mais aussi dans l’industrie comme agent de blanchiment (fabrication du papier) ou encore pour faire blondir les cheveux.

Dans le corps humain, ce peroxyde H2O2existe naturellement, c’est un effet secondaire de la respiration cellulaire. Il a aussi un rôle de blanchiment d’ailleurs, puisque c’est de là que nous viennent nos cheveux blancs. Mais on le retrouve aussi dans le lait maternel fraîchement exprimé : il est fabriqué au niveau des glandes sécrétrices du lait.
Différentes études ont effectivement montré que le lait maternel contenait H2O2, : il a un effet bactéricide et ce, dès l’endroit de sa production (cellules luminales mammaires) et par ce biais aurait un effet protecteur contre les mastites causées par le staphylocoque doré.

L’effet conjugué avec une autre enzyme (l’enzyme LPO)
H2O2 a un effet biocide à lui-seul mais il joue aussi un autre rôle. Il sert de substrat à une autre enzyme présente dans le lait et la salive : la lactoperoxydase (LPO). La combinaison LPO et H2O2, conduit alors à l’apparition de molécules oxydatives aux propriétés bactéricides.
Bref, l’effet bactéricide est décuplé.

La molécule partenaire : la xanthine présente dans la salive humaine.

Rappelez vous, dans cet article sur le chocolat, nous avions parlé de la famille des purines.
Ce sont des molécules azotées hétérocycliques où deux cycles ont fusionné : un cycle hexagonal est collé à un cycle pentagonal.
C’est une grande famille, une des plus importantes en biochimie, car de nombreuses molécules des composés essentiels aux vivants sont des purines, citons :
– deux des bases de l’ADN (adénine et guanine),
–  l’ATP ou adénosine tri-phosphate (molécule qui fournit l’énergie nécessaire aux réactions chimiques du métabolisme),
– l’AMP cyclique (AMPc) ou adénosine monophosphate cyclique (molécule jouant un rôle dans l’action des hormones et neurotransmetteurs, dans la libération de glucose …).

Parmi les purines, on trouve la famille des xanthines : ce sont des, deux hétérocycles fusionnés renfermant en plus deux atomes d’oxygène (bref une dioxy-purine) via des liaisons C=O.

On citera alors la xanthine et l’hypoxanthine qui sont les deux molécules qui nous intéressent ici.

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La xanthine est un précurseur des nucléotides (ceux-ci se regroupent en chaîne d’acides nucléiques, briques de bases de l’ADN entre autres) qu’on retrouve dans la salive humaine. MAIS, il s’avère que la teneur en xanthine (et hypoxanthine) est particulièrement élevée chez les bébés, et notamment les bébés allaités.

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Comment le sait-on ? L’étude citée ici indique que la concentration salivaire de cette molécule est en moyenne 10 fois plus élevée chez l’enfant allaité (valeur moyenne mesurée sur 60 enfants) que la moyenne relevée chez des adultes (valeur moyenne calculée sur 77 adultes). Il est également précisé qu’en observant cette concentration chez des enfants allaités sur une période suffisamment longue (c’est-à-dire jusqu’au sevrage), on remarque que le niveau de xanthine et hypoxanthine revenait progressivement à celui observé chez l’adulte après l’arrêt de l’allaitement (étude de suivi réalisée sur 14 enfants) : peu mais c’est un début…

D’autres études montrent que le type de nucléosides prépondérant dans la salive de nouveaux nés était différent selon leur alimentation.

Cela semble donc indiquer que la concentration élevée en xanthine/hypoxanthine pourrait être liée à la forte activité en XO du lait maternel.

Preuves d’efficacité du cocktail gagnant, lait maternel + salive de bébé allaité

Comme nous l’avons signalé, le lait maternel contient XO, et également une certaine quantité de H2O2. Seulement, comme le montre cette étude, lorsque le lait maternel est mélangé avec de la salive de nouveau né, la concentration en ce peroxyde s’avère être bel et bien doublée.

D’autre part, des tests ont été réalisés in vitro avec des bactéries pathogènes (de type Staphylocoque doré). Ils ont conclu sur une forte sensibilité à la teneur en H2O2 : notamment dans la gamme de concentration qu’on retrouve dans le cocktail « lait maternel +salive bébé allaité »
Des solutions artificielles de salive de bébé auxquelles différents types de molécules (dont xanthine/hypoxanthine) ont été ajoutés, le tout en interaction avec du lait maternel ont également permis de tester le développement bactérien. Seuls les cocktails contenant la xanthine et l’hypoxanthine (c’est-à-dire des espèces chimiques prépondérantes chez les bébés allaités) ont pu enrayer la multiplication des pathogènes.

C’est donc bien le cocktail lait maternel (XO) + salive (substrat de XO) qui conduit à une production d’espèces inhibant le développement des pathogènes.

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Impact sur le système immunitaire

La régulation du microbiote oral des nouveaux nés est importante pour leur santé future car leur intestin sera colonisé par les bactéries de la bouche.
Non seulement, chez un bébé allaité, les bactéries pathogènes n’auront que peu de chance de survie (via notamment le mécanisme XO + xanthine => peroxydes==> propriétés antibactériennes) mais en plus, d’autres nucléosides (précurseurs de nucléotides), connus pour promouvoir les « bonnes bactéries » sont également présents dans la salive des bébés.

Mais ce n’est pas tout.
Il a en effet aussi été démontré qu’à de faibles concentrations, H2O2 stimule la croissance de certaines cellules notamment celles de l’intestin… Bref, cette synergie lait maternel/salive bébé agit sur plusieurs fronts. Peut-être reste-t-il même encore pas mal de voies biochimiques à découvrir.

Quid du lait de formulation ou du lait maternel pasteurisé
L’enzyme XO n’est pas décelable dans le lait de formulation, même si le lait de vache en contient au départ. Le processus de préparation a en réalité fait perdre son activité enzymatique à XO.
De la même façon, le lait maternel qui a été pasteurisé avant consommation ne contient plus cette enzyme si précieuse.

Conclusion :
Le lait maternel interagit (via son contenu en une enzyme, la Xanthine Oxydase) avec la salive du nouveau né (particulièrement riche en xanthine et hypoxanthine) pendant la tétée en produisant des peroxydes : des espèces oxydantes réactives telles que le peroxyde d’hydrogène (eau oxygénée) dont on a prouvé l’action anti-microbienne. De plus, cette interaction exerce une sorte de « sélection naturelle » pour favoriser les bonnes bactéries, celles qui coloniseront par la suite l’intestin.

Ce mécanisme biochimique est l’un de ceux pouvant expliquer d’une part l’effet protecteur de l’allaitement contre l’infection chez l’enfant y compris l’entérocolite nécrosante [2] et d’autre part le développement de son immunité.

Références :
1- Al-Shehri SS. et al., « Breastmilk-Saliva Interactions Boost Innate Immunity by Regulating the Oral Microbiome in Early Infancy. », PLoS One. Vol 10(9): e0135047, 2015 – Lien

2- John K. Crane et al., « Role of Host Xanthine Oxidase in Infection due to Enteropathogenic and Shigatoxigenic Escherichia coli « , Infect Immun. vol 81(4), 1129–1139, 2013

Cet article a été publié sous une forme un peu différente sur les Vendredis Intellos et mon blog de veille scientifique dédié à l’allaitement maternel.

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3 comments for “Lait maternel et salive du bébé : une interaction optimale

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