Stimuler le calcium dans les carottes et autres légumes

Au Centre de recherche sur la nutrition des enfants, les diététiciens Jay Morris et Keli Hawthorne préparent des carottes riches en calcium pour la consommation humaine. (D1266-1)

Grâce à des recherches menées au Centre de recherche sur la nutrition des enfants de l’USDA-ARS (CNRC) à Houston, au Texas, dirigées par le professeur de pédiatrie Kendal Hirschi, les carottes ont été modifiées pour contenir plus de calcium — et cette recherche peut potentiellement être utilisée pour ajouter du calcium à d’autres cultures.

L’apport moyen actuel de calcium recommandé aux États-Unis pour les adultes âgés de 19 à 50 ans est d’environ 1 000 milligrammes par jour, et le lait est l’une des sources de calcium les plus riches. L’insuffisance du calcium alimentaire est cependant une préoccupation mondiale, en particulier dans les régions du monde qui n’ont pas accès aux produits laitiers ou où de larges segments de la population sont intolérants au lactose ou consomment un régime végétarien.

Une préoccupation mondiale

De plus en plus, les recommandations diététiques dans le monde mettent l’accent sur la valeur d’un apport adéquat en aliments à base de plantes. Mais un problème potentiel majeur avec le passage à un régime à base de plantes est que cela pourrait réduire davantage la consommation de nutriments essentiels, tels que le calcium.

Un apport insuffisant en calcium peut entraîner l’ostéoporose, l’un des troubles nutritionnels les plus répandus au monde. C’est une condition qui réduit la densité minérale osseuse et conduit à des os fragiles plus tard dans la vie. Les médecins prescrivent généralement des suppléments de calcium et de l’exercice, mais une meilleure absorption et absorption du calcium par les aliments auraient également un impact mondial positif significatif sur cette maladie.

Ce plateau contient des aliments étiquetés avec différents isotopes stables du calcium. Des sujets humains ont été invités à manger de tels aliments dans une étude comparant la teneur en calcium des carottes modifiées à celle présente dans le lait et le jus d’orange.
(D1265-1)

Une mauvaise alimentation et des habitudes d’exercice empêchent de nombreuses personnes d’atteindre et de maintenir une santé osseuse optimale aux États-Unis et ailleurs. Pour lutter contre cela, Hirschi a modifié les carottes en leur donnant un gène — de la plante modèle Arabidopsis thaliana — qui code pour un transporteur de calcium.

Steve Abrams, professeur de pédiatrie au CNRC, a participé aux études ultérieures sur l’alimentation humaine. Les biologistes des plantes du CNRC ont aidé à modifier les aliments, autres que les carottes, pour augmenter les niveaux de calcium.

Hirschi note que le CNRC, qui est exploité par le Baylor College of Medicine en coopération avec l’Hôpital pour enfants du Texas et le Service de recherche agricole, offre un environnement de recherche unique. Là, il est possible pour les scientifiques de générer des plantes génétiquement modifiées, puis de mener des études d’alimentation minutieuses avec des souris et des volontaires humains, le tout dans le même bâtiment — une opération unique en son genre nécessaire pour ce type de travail.

Mais Le Corps Peut-Il L’Utiliser?

Alors que les carottes contiennent déjà un peu de calcium, il est très minime. Cela signifie que personne ne pourrait jamais manger suffisamment de carottes régulières pour atteindre le niveau de calcium recommandé.

L’objectif de la recherche était d’inciter les carottes à exprimer des niveaux accrus du gène sCAX1, qui permet le transport du calcium à travers les membranes cellulaires végétales. Le but ultime est de faire non seulement des carottes, mais aussi d’autres légumes et fruits, de meilleures sources de calcium. De plus, les connaissances acquises grâce à cette recherche de démonstration de principe aident les scientifiques à comprendre les facteurs moléculaires qui influencent la biodisponibilité des nutriments végétaux.

Pour déterminer la biodisponibilité du calcium dans les carottes modifiées, 30 volontaires — 15 femelles et 15 mâles d’origines ethniques diverses et âgés de 20 à 20 ans — ont mangé des repas simples contenant des carottes régulières ou modifiées. Les deux types de carottes ont été marqués avec un isotope stable du calcium. Les études utilisant des isotopes stables sont extrêmement sûres, et celle-ci a permis aux chercheurs de mesurer rapidement l’absorption du calcium.

Après 1 jour, des échantillons d’urine ont été prélevés pour mesurer l’excrétion de calcium. Après 2 semaines, les volontaires sont retournés manger un autre repas de carottes, passant de régulier à modifié, ou vice versa, afin que des comparaisons puissent être faites. Les chercheurs ont constaté que l’apport en calcium des volontaires qui consommaient les carottes modifiées augmentait de 41% par rapport à ceux qui mangeaient des carottes régulières. Bien que le pourcentage de calcium absorbé soit légèrement inférieur dans la carotte modifiée, la quantité totale absorbée dans l’ensemble était significativement plus élevée.

« Nous cherchons toujours des moyens d’augmenter la teneur en nutriments des aliments », explique Hirschi, qui travaille sur ce type de recherche depuis 7 ans. « C’est la première fois qu’un aliment génétiquement amélioré est testé dans des essais cliniques d’alimentation humaine pour une nutrition accrue, et les résultats ont été positifs: Nous avons constaté que nous avions effectivement fabriqué une carotte plus saine. Évidemment, c’est un prototype de ce que nous voulons développer à l’avenir, mais les premiers travaux sont encourageants. »

Qu’est—ce que le calcium peut faire de plus

Ces résultats, publiés dans les Actes de janvier 2008 de l’Académie nationale des Sciences, montrent qu’il est possible d’améliorer la quantité de calcium biodisponible dans un aliment de base – comme les carottes. Lorsqu’elle est appliquée à une variété de fruits et légumes, une stratégie consistant à augmenter la teneur en calcium des aliments que les enfants aiment manger pourrait entraîner une consommation plus élevée de calcium à partir des aliments végétaux seuls.

En plus des avantages nutritionnels, la modification des gènes des plantes pour augmenter les niveaux de calcium pourrait également améliorer la productivité des plantes et prolonger la durée de conservation du produit. C’est parce que le calcium a longtemps été utilisé pour lutter contre de nombreux problèmes post-récolte. Par exemple, les pommes sont immergées dans une solution de calcium pour maintenir leur fermeté pendant l’expédition et prolonger leur durée de conservation par la suite.- Par Alfredo Flores, Personnel d’Information du Service de Recherche Agricole.

Cette recherche fait partie de la Nutrition Humaine, un programme national de l’ARS (#107) décrit sur le World Wide Web à www.nps.ars.usda.gov .

Kendal Hirschi travaille au Centre de recherche sur la nutrition des enfants de l’USDA-ARS, 1100 Bates Ave., Houston, TX 77030; téléphone (713) 798-7011, fax (713) 798-7171.

« Boosting Calcium in Carrots – and Other Veggies » a été publié dans le numéro de novembre / décembre 2008 du magazine Agricultural Research.