Oléagineux, Corps Gras, Lipides. Volume 7, Numéro 1, 40-3, Janvier - Février 2000, Dossier : actes des Journées Chevreul "Corps gras, nutrition et santé, questions d'actualité" (Bordeaux, Pessac)

**Auteur(s)** : Jean-Louis SEBEDIO, Jean-Michel CHARDIGNY, INRA, Unité de nutrition lipidique, 17, rue Sully, BV 1540, 21034 Dijon, France.

**Résumé** : Les acides gras trans polyinsaturés sont formés à partir des acides gras indispensables (acides linoléique et a-linolénique) au cours des traitements technologiques comme par exemple le raffinage des huiles ou la friture [1, 2]. L'acide linolénique est plus sensible à l'isomérisation que l'acide linoléique. En effet, comme l'a montré Wolff dans une revue récente [3], le degré d'isomérisation de l'acide linolénique peut atteindre 30 à 35 %. On retrouve également ces pourcentages dans les formules infantiles et le lait de femme [1]. Les principaux isomères formés sont les composés monotrans, à savoir les 18:2-9trans,12cis, 18:2-9cis,12trans, 18:3-9trans,12cis,15cis, et le 18:3-9cis,12cis,15-trans. Cependant, une température de désodorisation supérieure à 220 °C entraîne la formation d'isomères di-trans [4]. À titre d'exemple, nous avons représenté dans le tableau le contenu de quelques huiles végétales en isomères des acides linoléique et a-linolénique. Compte tenu de leur présence dans l'alimentation, on peut s'interroger sur les conséquences nutritionnelles et biochimiques de leur ingestion.

**Summary:** Trans isomers of linoleic and linolenic acids are usually found after heat treatment of vegetable oils (refined and used frying oils). These trans fatty acids can be like their corresponding cis isomers be oxidized and therefore used for energy production. Some of them can also be converted into long chain fatty acids which are trans isomers of arachidonic, eicosapentaenoic and docosahexaenoic acids. However, their conversion is influenced by the position of the trans ethylenic bond. In general, a trans double bond is recognised as a saturated one by the acyltransferase, and a 9 cis double bond seem to be of importance for the esterification of the 18:3 isomers in human cholesteryl esters. 18:2 and 18:3 isomers having a trans ethylenic bond in the D 9 position are preferentially converted into trans dead end products (trans-20:2 and 20:3 isomers).

**Keywords:** trans fatty acid, oxidation, conversion.
Conversion en métabolites supérieurs et incorporation dans les tissus

Des travaux de Privett [5], de Beyers et Emken [6], Ratnayake [7] et Berdeaux [8] nous avaient montré que les isomères *monotrans* du 18:2 n-6 pouvaient être convertis en isomères *trans* de l'acide arachidonique. De même, Grandgirard et al. [9] et Chardigny et al. [10] ont montré que certains isomères du 18:3 n-3 pouvaient également être convertis chez le rat en isomères *trans* des acides éicosapentaénoïque (20:5 n-3) et docosahexaénoïque (22:6 n-3). Ces isomères ont été retrouvés chez le rat dans tous les tissus. De plus, l'isomère 19t du 22:6 n-3 était retrouvé dans des structures nerveuses [2].

Ce n'est que très récemment que des données sur l'incorporation et la conversion de ces composés chez l'homme ont été obtenues [11]. En effet, une étude effectuée sur 88 volontaires sains, en Écosse, aux Pays-Bas et en France a révélé la présence d'isomères *trans* du 18:2 n-6 et du 18:3 n-3 dans les différentes classes lipidiques du plasma à des taux comparables dans les trois pays, alors qu'il avait été montré qu'il existait un gradient de concentration du nord au sud pour les isomères *trans* en C18:1 [12]. Par ailleurs, on peut noter que les quantités les plus importantes de 18:2 et 18:3 *trans* se retrouvent dans les esters de cholestérol.

Il est important de constater que, parmi les isomères de l'acide linolénique que l'on peut trouver dans les huiles raffinées, seul l'isomère 18:3-9cis,12cis,15trans semble s'incorporer dans les esters de cholestérol plasmatiques alors que les deux isomères *monotrans* sont retrouvés dans les triacylglycérols et les phospholipides (figure 1). À cela, une explication possible : la lécithine cholestéryl acyltransférase (LCAT) est l'enzyme responsable de l'incorporation des acides gras aux esters de cholestérol plasmatiques et l'un de ses substrats préférentiels est le 18:2 n-6. L'isomère 18:3-9cis,12cis,15trans serait reconnu comme son homologue structural, ce qui ne serait pas le cas de l'autre isomère qui a une liaison *trans* en position 9, comme il a été décrit pour son incorporation dans les cardiolipides chez le rat [13].

Cette même étude (TRANSlinE) a également montré que l'apport d'isomères *trans* de l'acide alpha-linolénique à raison de 0,6 % de l'énergie pendant six semaines entraîne une augmentation de ceux-ci dans les lipides plasmatiques. Par exemple, dans les phospholipides, les teneurs en 18:3 *trans* augmentent de 0,05 à 0,20 % des acides gras totaux et un isomère géométrique de l'EPA ayant une liaison *trans* en position 17, donc métabolite du 18:3-9cis,12cis, 15trans est présent. En revanche, le produit de conversion du 18:3-9trans,12cis,15cis n'a pas été mis en évidence même après six semaines de régime [11].

Importance de la position de la liaison *trans* pour la désaturation et l'élongation des acides gras *trans* polyinsaturés

La conversion des isomères *trans* des acides linoléique et linolénique a récemment été étudiée par Brétillon *et al.* [14] en utilisant le modèle de foie de rat isolé et perfusé et des isomères d'acides gras *trans* de synthèse marqués au ¹⁴C. Une liaison *trans* entre les carbones 12 et 13 d'une molécule de 18:2 augmente entre 10 et 20 fois la désaturation en position 6 de cette molécule par rapport à une liaison de configuration *cis* [6, 14]. Cette première étape est limitante dans la conversion de l'acide linoléique en acide arachidonique [15]. Mais ceci ne semble pas être applicable à l'isomère 18:2-9cis, 12trans car, bien que ce dernier soit désaturé en position 6 en quantité beaucoup plus importante
que l'acide linoléique, il est désaturé et allongé en isomère 20:4-5cis, 8cis, 11cis, 14trans comme l'est l'acide linoléique en acide arachidonique [6, 8]. En revanche, si la double liaison la plus proche du méthyl terminal d'une molécule de 18:3 n-3 (la position 15) est de configuration *trans*, la désaturation en position 6 est diminuée de moitié par rapport à l'isomère *cis* [16] et la formation de 20:5-5cis, 8cis, 11cis, 14cis, 17trans l'est également [14]. Cette différence est encore plus marquée quand la double liaison est en position 9, puisque c'est d'un facteur 10 que la conversion en 20:5 est diminuée [14].

La voie classique de conversion des acides linoléique et alpha-linolénique en acides gras polyinsaturés à longue chaîne procède d'une série de désaturations et d'élongations. Cependant, les acides 18:2 n-6 et 18:3 n-3 peuvent par élongation directe donner des acides gras « produits de fin de chaîne » à savoir les 20:2 n-6 et 20:3 n-3.

Les isomères *mono-trans* des acides linoléique et alpha-linolénique sont également convertis en isomères *trans* de ces « produits de fin de chaîne ». Que ce soit sur une molécule de 18:2 n-6 ou de 18:3 n-3, la présence d'une double liaison *trans* en position 9 augmente la prise en charge par les élongases, car ce sont entre 2 à 5 fois plus de 20:2-11*trans*,14*cis* que de 20:2 n-6 qui sont formés respectivement à partir de l'isomère 18:2-9*trans*,12*cis* et de l'acide linoléique [6, 8, 14], et 2,5 fois plus de 20:3-11*trans*, 14*cis*,17*cis* que de 20:3 n-3 qui sont formés à partir, respectivement, de l'isomère 18:3-9*trans*, 12*cis*,15*cis* et de l'acide alpha-linolénique [14]. Il existe une controverse quant à la formation de l'acide 20:2-11*cis*,14*trans*, dont le précurseur est l'isomère 18:2-9*cis*,12*trans*. En effet, certains auteurs n'ont pas observé sa présence chez le rat *in vivo* [7, 8], alors que sa formation a été prouvée par d'autres [6, 14, 17]. La quantification des produits d'élongation des acides [1-¹⁴C] 18:2-9*cis*,12*trans* et linoléique a montré que, dans le foie, l'isomère 20:2-11*cis*,14*trans* est formé en quantité comparable à l'acide 20:2 n-6 [14]. En fait, l'élongation directe sans étape de désaturation représente l'essentiel du devenir des isomères qui sont les moins convertis par la voie classique de désaturation et d'élongation, c'est-à-dire les isomères 18:2-9*trans*, 12*cis* et 18:3-9*trans*,12*cis*,15*cis*. En effet, la formation de 20:2-11*trans*,14*cis* et de 20:3-11*trans*,14*cis*,17*cis* représente plus de 80 % du total de la conversion de leurs précurseurs respectifs [14].

## Oxydation métabolique des isomères *monotrans* des acides linoléique et linolénique

L'oxydation des acides linoléique et linolénique représente une voie importante de leur devenir métabolique [18-22]. Ainsi, Cunnane et Anderson [22] ont calculé la répartition des acides linoléique et alpha-linolénique alimentaires au terme d'une période de 26 jours en utilisant la mesure de la balance de l'acide gras comme décrite par Brétillon *et al.* [24]. L'estérification de ces acides gras dans les structures lipidiques complexes occupe la seconde place dans leur devenir, avec près de 19 % pour l'acide linoléique et 11 % pour l'acide alpha-linolénique. La part de chacun d'eux qui est utilisée à des fins de conversion en acides gras polyinsaturés à longue chaîne est relativement faible, 3 et 1,4 %, respectivement. En outre, une part non négligeable des atomes de carbone issus de la beta-oxydation des acides linoléique et alpha-linolénique entre dans la biosynthèse de novo d'acides gras non essentiels, tels les acides gras saturés ou mono-insaturés [25-30] ou le cholestérol [26-28]. Aussi, les valeurs d'oxydation des acides linoléique et alpha-linolénique de 76 et 85 % respectivement publiées par Cunnane et Anderson apparaissent surestimées puisque la mesure de la balance des acides gras ne prend par en compte l'utilisation d'une partie du squelette carboné des acides linoléique et alpha-linolénique pour cette néosynthèse lipidique.
Les premiers résultats de l'oxydation des acides gras *trans* ont été obtenus par Anderson et Coots [21] en utilisant un mélange équimoléculaire des deux isomères 18:2-*trans* uniformément marqués au ¹⁴C. Ils ont ainsi montré que l'acide linoléique est moins oxydé que ses isomères *monotrans*. Plus récemment, Brétillon *et al.* [23] ont montré que l'oxydation des isomères *trans* de l'acide linolénique déterminée par mesure directe du ¹⁴CO₂ présente un profil asymptotique avec un plateau atteint 12 heures après administration de l'acide gras radiomarqué (figure 2). Aucune différence n'est observée entre l'oxydation des deux isomères *trans* du 18:3 n-3 et l'acide linolénique au cours des 24 heures après administration des différents isomères. L'utilisation des isomères 18:3 *trans* est rapide puisque les maxima d'oxydation des isomères 15*trans*,9*trans* et du 18:2 n-6 sont observés 3 h, 4 h 30 et 3 h 30 respectivement après le gavage gastrique.

Pour ce qui est des isomères *trans* de l'acide linoléique (figure 3), il n'en est pas de même. En effet, l'isomère 18:2-9*cis*,12*trans* est plus oxydé que l'isomère 18:2-9*trans*,12*cis* et l'acide linoléique. Ce résultat permet de préciser les données publiées par Anderson et Coots [21]. Si l'on calcule la quantité de CO₂ marqué produit par heure, on peut observer un pic d'oxydation du 18:2 n-6, 2 h 30 après administration du produit marqué, alors que le pic d'oxydation des isomères 18:2-9*cis*,12*trans* et 18:2-9*trans*,12*cis* est atteint après 5 h et 4 h 30 respectivement. Du fait de la multiplicité des phénomènes mis en jeu dans l'oxydation chez l'animal *in vivo*, il est difficile de déterminer l'origine de ce catabolisme facilité de l'isomère 18:2-9*cis*,12*trans*.

Des études chez l'humain, effectuées dans le cadre du projet TRANSlinE [31], nous ont montré également une différence d'oxydation du 18:2-9cis,12trans et pas de différence pour les isomères du 18:3.

## CONCLUSION

Des études récentes ont montré que, chez l'homme comme chez l'animal, les isomères d'acides gras polyinsaturés sont incorporés dans les différentes classes lipidiques plasmatiques. Cependant, un seul isomère de l'acide linolénique, le 18:3-9cis,12cis,15trans est métabolisé en un isomère *trans* de l'acide éicosapentaénoïque. Celui-ci est incorporé dans les phospholipides plasmatiques et les plaquettes sanguines.

Les différents isomères du 18:2 n-6 et 18:3 n-3 sont oxydés de manière similaire chez l'homme et chez l'animal. Il n'y a pas de différence d'oxydation des isomères du 18:3. En revanche, le 18:2-9cis,12trans est plus oxydé que l'acide linoléique.

Des études chez l'animal ont également montré que le 18:2-9cis,12trans est un très bon substrat de la DELTA6 désaturase. En revanche, le 18:3DELTA9trans,12cis,15cis est dix fois moins converti en 20:5 n-3 que ne l'est l'acide linolénique. Les composés ayant une liaison *trans* en position 9 sont principalement convertis en « dérivés de fin de chaîne » (20:2 et 20:3) dont on ne connaît pas pour l'instant les effets biologiques éventuels.

## Remerciements

Certaines études citées dans cette revue ont été réalisées grâce au financement de l'Union européenne par le biais du contrat FAIR 95-0594 et de la région Bourgogne (CERQUAVAL).
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## Illustrations

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

Figure 1. Chromatogrammes partiels des esters de cholestérol (EC) et triacylglycérols (TAG) plasmatiques d'un sujet humain astreint pendant 6 semaines à un régime riche en isomères trans de l'acide alpha-linolénique (0,6 % de l'apport calorique total) dont le profil en isomères 18:3 est tracé en bas de la figure (étude TRANSLinE [23]).
<figure><img src="image_2.png" /></figure>

Figure 2. Oxydation métabolique de l'acide alpha-linolénique et de ses isomères mono-trans (18:3-9cis,12cis,15trans et 18:3-9trans,12cis,15cis) radiomarqués [1-¹⁴C] chez le rat adulte mâle soumis au jeûne [19] (reproduit avec la permission de Biochimica et Biophysica Acta).
<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Figure 3. Oxydation métabolique de l'acide linoléique et de ses isomères mono-trans radiomarqués [1-¹⁴C] chez le rat adulte mâle soumis au jeûne [19] (reproduit avec la permission de Biochimica et Biophysica Acta).</figcaption></figure>

<table><thead><tr><th>Huile</th><th>Soja</th><th>Colza</th><th>Noix</th></tr></thead><tbody><tr><td>18:2-9 cis,12 trans</td><td>0,05-0,51</td><td>0,06-0,42</td><td>0,14-0,27</td></tr><tr><td>18:2-9 trans,12 cis</td><td>≤ 0,40</td><td>0,01-0,35</td><td>0,09-0,20</td></tr><tr><td>18:2-9 cis,12 cis,51,8-54,8</td><td>17,6-22,6</td><td>58,6-59,9</td><td></td></tr><tr><td>18:3 cis,12 cis,15 trans</td><td>0,04-0,89</td><td>0,34-1,46</td><td>0,32-0,67</td></tr><tr><td>18:3-9 trans,12 cis,15 cis</td><td>0,04-0,82</td><td>0,27-1,31</td><td>0,23-0,57</td></tr><tr><td>18:3-9 cis,12 trans,15 cis</td><td>0,02-0,10</td><td>0,04-0,28</td><td>0,04-0,10</td></tr><tr><td>18:3-9 trans,12 cis,15 trans</td><td>≤ 0,27</td><td>0,01-0,34</td><td>0,02-0,04</td></tr><tr><td>18:3-9 cis,12 cis,15 cis</td><td>5,3-7,1</td><td>5,7-9,5</td><td>11,6-11,8</td></tr></tbody></table>

Tableau. Teneurs (en % des acides gras totaux) en isomères géométriques des acides linoléique et alpha-linolénique dans des huiles végétales raffinées (d'après [24]).