Chocolat : bon ou mauvais ? Tout dépend lequel et pour qui…

Le chocolat (noir et dans la limite du raisonnable) est plein de bonnes intentions à votre égard, nous allons détailler lesquelles ! Attention néanmoins, pendant les périodes festives de l’année notamment si votre animal de compagnie est plutôt du genre voleur et gourmand ! Car il pourrait lui en coûter très cher !
Dans les deux cas (effet positif pour l’homme et toxique pour le chien), l’explication vient d’une molécule particulière :  la théobromine, une des nombreuses molécules (il y en a plus de 500) présente dans le chocolat. Vous m’en direz tant ! Qu’est-ce que cette molécule ? quel est son effet sur l’homme et pourquoi ? Comment agit-elle comme poison chez votre animal à quatre pattes ?

La théobromine est particulièrement présente dans le chocolat noir tout simplement parce que ce dernier est élaboré à partir des fèves de cacao qui en contiennent beaucoup. Le chocolat au lait est beaucoup moins riche (forte dilution par l’ajout du sucre et de matières grasse).
La concentration pour 100 g de chocolat est :
– Chocolat au lait: 150–220 mg,
– Chocolat noir: 450–1 600 mg

Quelques caractéristiques chimiques de la théobromine
La théobromine est une molécule de formule brute (C7H8N4O2): carbone, hydrogène, oxygène, azote mais point de brome à l’horizon, malgré ce que suggère son nom. Pourquoi ce nom alors ? Rien à voir avec la chimie car c’est plutôt du côté de l’étymologie grecque du cacaotier qu’il faut chercher (le Theobroma, autre nom du cacaoyer signifie « la nourriture des Dieux« , broma pour nourriture).

La théobromine est un alcaloïde, c’est-à-dire, une substance organique d’origine naturelle (on en retrouve dans de nombreux végétaux et animaux) possédant un caractère plutôt basique (d’où le préfixe « alcal »). Les alcaloïdes sont des composés comportant généralement au moins un atome d’azote faisant partie d’un hétérocyclique.
Le suffixe « ine » dans théobromine est un classique chez les alcaloïdes et nous indique que la molécule contient 1 ou plusieurs atomes d’azote. D’autres alcaloïdes connus, citons la nicotine,la caféine, la strychnine, la capsaïcine (composé actif du piment), la taxine (présente dans l’arbre « Taxus », toxique pour l’homme car il inhibe les échanges d’ions dans les cellules du muscle cardiaque)
Etant donné, la liste des éléments chimiques (C, H, O et N) constituant la molécule, rien d’étonnant à ce que les alcaloïdes soient des dérivés d’acides aminés (les briques de base des protéines). De par leur composition, liaisons, et arrangement stérique, les alcaloïdes ont des propriétés pharmacologiques intéressantes, car ils interagissent assez bien avec les structures du vivant : c’est l’objet de cet article. Le nombre total d’alcaloïdes dans les plantes et animaux est estimé à plus de 10.000 composés.

La théobromine fait également partie 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 (avec 2 azotes à chaque fois : pyrimidine pour le premier, et imidazole pour le second). Les purines les plus répandues sont celles avec un noyau simple tel que décrit ci-dessus, assorti de branchements méthylés, aminés ou hydroxylés… 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 produite par l’ATP, jouant un rôle dans l’action des hormones et neurotransmetteurs, dans la libération de glucose en situation de stress, dans la contraction des muscles squelettiques),
– la coenzyme A (intervient dans les processus lié au métabolisme)

Enfin, la théobromine est une molécule de la famille des xanthines : ce sont des purines particulières, deux hétérocycles fusionnés renfermant en plus deux atomes d’oxygène (bref une dioxy-purine) via des liaisons C=O. La théobromine possède de plus deux groupements -CH3, c’est donc une diméthyl xanthine. Un autre isomère (même formule brute mais une disposition différente des groupements méthyles) est la molécule de théophylline, un alcaloïde extrait des feuilles du théier).

Bref, du côté de la formule développée, on a ceci… Jolie, non ?

La théobromine, théophylline et caféine se ressemblent car elles appartiennent aux familles des alcaloïdes, purines et méthyl-xanthines (la caféine est le triméthylxanthine)

La notion d’éveil, d’activité nerveuse chez l’homme
Il est une molécule importante liée à l’état d’éveil, d’endormissement ainsi qu’aux dépenses énergétiques chez l’homme.
Voici l’allure de la molécule : c’est une base azotée du type purine (partie supérieure) liée à un sucre (partie inférieure).

L’adénosine est libérée au niveau du cerveau, par les neurones et les cellules gliales (les cellules support) et dans les cellules de tout l’organisme (issue de la dégradation d’ATP, le A signifiant adénosine justement). Elle joue donc un rôle au niveau du cerveau mais également dans le métabolisme énergétique via sa transformation en AMPc.
Pour faire simple, on peut dire que la molécule d’adénosine agit sur plusieurs plans :
– en déclenchant le sommeil lent,
– en modulant la transmission de signaux dans le cerveau,
– en modifiant l’activité nerveuse intervenant au niveau de certains muscles (le cœur par exemple),
– en modifiant le processus de libération d’énergie.
Comment ?
– Lorsque l’adénosine est libérée au niveau du cerveau, elle se lie à des récepteurs particuliers : les récepteurs à adénosine (il y en a de différents types de fonctions antagonistes). Lorsque la connexion est faite, l’activité des cellules nerveuses ralentit, les vaisseaux sanguins se dilatent afin d’apporter plus d’oxygène aux organes pendant une phase de repos.
– Il y a excitation ou inhibition de la transmission de signaux électriques au niveau des nerfs selon différents types de récepteurs à adénosine (celle-ci contrôlant la libération de neurotransmetteurs)
– Dans les cellules, l’adénosine est rapidement transformée en AMPc qui intervient dans la libération de glucose (à partir des graisses) [5]

Consommation de chocolat noir : l’interférence entre adénosine et théobromine

Comme le montrent les représentations moléculaires du paragraphe précédent, la théobromine et l’adénosine ont des similitudes (partie « purine » des deux cycles collés) en particulier. Cela n’échappe pas aux cellules nerveuses, et la théobromine (tout comme la caféine) pourra facilement se lier aux récepteurs de l’adénosine (on parle de compétitivité). Ceci va empêcher cette dernière de remplir ses fonctions (car la théobromine bouche le récepteur sans aller plus loin dans son mimétisme de l’adénosine).
Donc concrètement, que se passe-t-il ?

Les effets « concrets » de la théobromine sur l’homme

* Action sur le cerveau et le cœur
En bloquant l’action de l’adénosine qui avait tendance à ralentir l’activité nerveuse et à promouvoir l’endormissement, les cellules s’activent, l’éveil est augmenté. Cette activité qui s’accentue, s’accompagne d’une libération d’adrénaline (comme en cas d’urgence) et une augmentation du rythme cardiaque [8]. C’est l’effet boosteur… du chocolat (noir).
D’ailleurs en médecine, la théobromine est utilisée comme cardio-stimulant.
Une méta-analyse de 2011 [1] portant sur 7 études a conclu dans le sens d’une association bénéfique entre une consommation plus élevée de chocolat noir et la diminution de maladies cardiovasculaires. La causalité précise n’est cependant pas vraiment établie. Elle pourrait reposer sur l’amélioration des niveaux de cholestérol haute densité, du métabolisme lipidique et de l’hypertension.
Les auteurs appellent donc à la prudence, et préconisent une consommation de chocolat de façon modérée.

* Action sur le cholestérol
Une étude de 2013 [8] portant sur 152 personnes (essai randomisé – en double aveugle avec contrôle placebo) a montré que la consommation de théobromine (à raison de 850 mg/jour) permettait d’augmenter le taux de bon cholestérol (cholestérol haute densité) du même ordre de grandeur qu’une modification de régime alimentaire. Cet effet a été observé sur un régime de quatre semaines. On sait par ailleurs qu’une augmentation de 1% de ce HDL est liée à une diminution de 1 à 3 % des risques de maladies cardiovasculaires (après ajustement des variables).

* Action sur les vaisseaux sanguins (tension artérielle)
La théobromine a pour effet de dilater les vaisseaux sanguins (action sur les muscles lisses des parois de ces vaisseaux) ce qui logiquement provoque une baisse de la tension artérielle.
Une synthèse Cochrane [10] a montré un effet statistiquement significatif du chocolat sur la tension artérielle mais il semble difficile de conclure quant au seul effet de la théobromine (d’autres molécules présentes dans le chocolat sont également actives).

* Action sur le métabolisme lipidique
L’étude [8] a montré une amélioration du profil lipidique en cas de consommation de théobromine (850 mg/jour pendant 4 semaines). Le mécanisme est à priori le suivant : la théobromine élève la teneur en AMPc (voir définition en début d’article) dans les cellules (en empêchant sa transformation) ; or l’AMPc est un messager activant (en différentes étapes) la dégradation du tissu adipeux.
D’autres études recommandent la consommation d’un à 2 carrés de chocolat noir (à 70 % de cacao) chaque jour.

* Action sur la toux
Les scientifiques ont récemment découvert que la théobromine avait un effet antitussif supérieur à la codéine en diminuant l’activité du nerf vague [2] (le nerf vague innerve certains muscles constricteurs du pharynx et du larynx).

Cette action antitussive s’explique également par le fait que les bronches possèdent des récepteurs à adénosine. Si cette dernière s’y fixe, il y a constriction des bronches. Lorsque la théobromine se substitue, on obtient l’effet inverse : les bronches sont dilatées (pas de sifflement).

* Impact sur l’humeur
Les résultats d’études sont assez contradictoires sur ce point. [13]

* Effets anti-tumoraux et anti-inflammatoires
La théobromine a également un effet d’inhibition de certains enzymes qui lorsqu’ils sont en trop grande quantité, encouragent la prolifération de cellules cancéreuses, notamment certaines tumeurs cérébrales [7].
Une méta-analyse récente [9] a par ailleurs montré un effet sur la diminution des risques de cancer de la prostate et sur la gravité de ce type de cancer.

* Risques d’empoisonnement
Quelques effets secondaires d’une consommation de théobromine ont été recensés dans l’étude [8] (850 mg/jour pendant quatre semaines) : nausées, maux de tête, diarrhée. Cette dose pourrait être assimilée avec la consommation quotidienne de 100 g de chocolat noir.

Les effets chez la femme gestante et allaitante
Chez la femme enceinte, plusieurs études ont montré que la  consommation de chocolat noir (via la théobromine) pouvait induire un risque réduit de pré-éclampsie (pathologie caractérisée par une hypertension maternelle, nécessitant parfois une césarienne d’urgence). Mais certaines études l’ont infirmé [11]. Une méta-analyse de grande envergure sur la base de synthèses et études de type Cochrane [12] est lancée sur le sujet. Les résultats sont attendus.

En ce qui concerne l’allaitement, la théobromine passe dans le lait maternel ce qui peut avoir quelques conséquences sur le bébé allaité : plus énervé, plus de difficultés à dormir, et également plus sujet aux coliques. La concentration serait maximale dans le lait, environ 2 à 3 h après la consommation.

Les effets sur le chien
Tout comme la caféine tue certains insectes qui auraient l’idée de déguster certaines plantes, la théobromine n’est pas sans effet sur les petits mammifères. Le cacao et les produits à base de chocolats peuvent toxiques voire mortels pour le chien et autres animaux domestiques [4]. En effet, ils métabolisent (et éliminent donc) beaucoup plus lentement la théobromine que  l’homme. Les premiers signes d’empoisonnement sont les nausées, vomissements, diarrhées, incontinence. L’effet mortel est lié à une arythmie cardiaque. Pour un chien de 10 kg la dose toxique est de 125 g de chocolat pâtissier (le plus riche en cacao). Bref, éloignez vos plaques de chocolat de votre gourmand à quatre pattes.

Conclusion

Ingéré en quantité raisonnable quotidiennement, le chocolat noir a d’intéressantes propriétés influant positivement la santé humaine. De plus en plus de recherches sont consacrées à l’élaboration de médicaments à base de théobromine (notamment pour le traitement des cancers, maladies cardiovasculaires mais aussi pour des pathologies qui n’ont pas été présentées ici) . Néanmoins, gare à la surconsommation (encore plus celle du chocolat au lait) qui (comme tout excès) peut avoir des conséquences délétères (notamment à cause d’un apport calorique important).

Un autre article consacré au chocolat et Alzheimer ICI

Un autre article sur un bilan récent des effets du chocolat (2017)

Liens et références

http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9obromine
http://fr.wikipedia.org/wiki/Ad%C3%A9nosine
http://en.wikipedia.org/wiki/Theobromine_poisoning
http://lecerveau.mcgill.ca/flash/a/a_11/a_11_m/a_11_m_cyc/a_11_m_cyc.html
http://bonhamchemistry.com/wp-content/uploads/2012/01/Caffeine_and_Adenosine.pdf
http://www.sciencepresse.qc.ca/blogue/2011/09/15/chocolat-poison

Sur le C@fé des Sciences
https://scienceetconscience.wordpress.com/2010/02/12/pas-de-bras/

Sources:
1- H Franco  O. et al., « Chocolate consumption and cardiometabolic disorders: systematic review and meta-analysis », BMJ, 343 : d4488, 2011

2- Usmani, O. S. et al.,  » Theobromine inhibits sensory nerve activation and cough », Faseb Journal Vol 17, doi:10.1096/fj.04-1990fje, 2004

3- Latini S., Petana F., « Adenosine in the central nervous system: release mechanisms and extracellular concentrations » J. Neurochem. (2001), Vol. 79, pp 463-484 (lien ici)

4- Kovalkovicova N., « Some food toxic for pets », Interdisciplinary Toxicology, (2009),  Vol. 2(3), pp 169–176

5- Koupenova M1, Ravid K., « Adenosine, adenosine receptors and their role in glucose homeostasis and lipid metabolism. », Journal of Cellular Physiology. 2013 Mar 4. doi: 10.1002

7- Sugimoto N, et al.,  » Theobromine, the Primary Methylxanthine Found in Theobroma cacao, Prevents Malignant Glioblastoma Proliferation by Negatively Regulating Phosphodiesterase-4, Extracellular Signal-regulated Kinase, Akt/mammalian Target of Rapamycin Kinase, and Nuclear Factor-Kappa B. », Nutrition and Cancer, 66(3), pp 419-23, 2014

8- Neufingerl N. et al, « Effect of cocoa and theobromine consumption on serum HDL-cholesterol concentrations: a randomized controlled trial », American Society for Nutrition, 2013

9- Yu Lu et al., « Coffee consumption and prostate cancer risk: an updated meta-analysis », Cancer Causes & Control, Vol 25, Issue 5, pp 591-604, 2014

10- Ried K, « Effect of cocoa on blood pressure. », Cochrane Database Systematic Review, 2012

11- Klebanoff MA, « Maternal serum theobromine and the development of preeclampsia. », Epidemiology  Vol 20(5):727–732, 2009

12- Mogollon et al, « Consumption of chocolate in pregnant women and risk of preeclampsia: a systematic review », Systematic Reviews Vol  2(114), 2013

13- Judelson D. et al., « Effects of theobromine, a caffeine-like substance found in cocoa and chocolate, on mood and vigilance » FASEB Journal, Vol 24, 2010