L’évolution des préférences alimentaires et l’envie innée de guérir: leçons de découverte de médicaments de l’Ayurveda

Résumé

Des systèmes cognitifs hautement spécialisés et fonctionnellement intégrés facilitent les préférences alimentaires hédonistes et saines. Guidées par les besoins de survie, les préférences aromatiques sélectionnent non seulement des composants diététiques sûrs et nutritifs, mais également ceux qui ont un pouvoir calorifique négligeable mais qui présentent des avantages significatifs pour la santé, par exemple, les épices. Le comportement alimentaire, inné et acquis, est guidé non seulement par les récepteurs gustatifs de la langue mais aussi par les organes viscéraux. Le cortex gustatif reçoit des informations de tous les sens, et pas seulement du goût, suggérant plusieurs points de contrôle pour prédire et évaluer les aliments sains. L’interprétation ayurvédique de «rasa» comme la chimie est compatible avec la valeur médicinale des régimes car le goût et l’odeur sont des perceptions chimio-sensorielles. Comme la saveur et le goût sont liés à la structure chimique des composés, le goût pourrait offrir des indices sur l’activité pharmacologique. L’idée ayurvédique de vipaka, ou perception post-digestive du goût, reconnaît le rôle étendu des récepteurs du goût au-delà de la langue et s’étendant dans les viscères. La sagesse ayurvédique est en accord avec les repères évolutionnaires qui suggèrent trois étapes successives de l’évaluation nutritionnelle: avant, pendant et après l’ingestion de nourriture. Alors que l’olfaction induit une affinité ou une répulsion avant même l’ingestion, les récepteurs gustatifs sur la langue évaluent la valeur nutritionnelle au contact, et les chémorécepteurs dans les systèmes métaboliques plus profonds prononcent probablement le verdict final sur les avantages nutritifs et de santé des substances ingérées. L’alliesthésie, (décrit la dépendance de la perception du plaisir ou déplaisir à la consommation d’un stimulus du milieu interne de l’organisme.)  la néophobie et la variation extrême des gènes T2R humains (codant pour les récepteurs de l’amertume), illustrent l’importance de l’apprentissage adaptatif des préférences alimentaires. Ces indices évolutionnistes sont compatibles avec le principe ayurvédique de «rasa», en facilitant le processus de découverte de médicaments.

Mots clés
Perception du goût
Apprentissage adaptatif
Nutrition
Ayurveda
Préférence de saveur

1. IntroductionBien que les régimes humains soient richement divers et parfois mutuellement inconciliables, (la viande d’un homme est le poison d’un autre homme!) Les cuisines du monde entier sont unies dans leurs buts de nourriture et d’appétence. Les humains ont développé des systèmes cognitifs hautement spécialisés, fonctionnellement intégrés, qui facilitent les choix alimentaires hédonistes qui nourrissent et confèrent la santé. Malgré une diversité culturelle et géographique stupéfiante, les préférences alimentaires partagent de nombreux universaux. Par exemple, tous les humains ont soif de sucreries et trouvent les toxines amères et offensives [1]. La sélection naturelle a favorisé la survie de ceux qui ont dérivé du plaisir et développé une soif de douceur qui caractérise les sucres riches en énergie. De même, ceux qui sont dotés d’une aversion instinctive à l’amertume ont été sauvés des poisons qui sont typiquement amers. Les instincts de base pour les préférences alimentaires expliquent en partie l’inadéquation évolutive qui résulte de la forte prévalence de maladies contemporaines comme le diabète et l’obésité. De même, cet article tentera d’expliquer comment les préférences de saveur instinctives sont en harmonie avec la sagesse ayurvédique qui a produit un répertoire de remèdes éprouvés par le temps.Comment l’envie de guérir façonne-t-elle les choix nutritionnels?Les préférences en matière de saveur ne visent pas seulement à sélectionner des aliments sains et nutritifs, mais à utiliser également la préférence instinctive pour les constituants alimentaires ayant une valeur thérapeutique potentielle. Les compétences cognitives humaines ont évolué pour identifier et discriminer entre les molécules qui peuvent guérir ou nuire. L’envie de guérir, intrinsèque à toutes les créatures vivantes, se manifeste directement au niveau moléculaire; même l’ADN est doté des dispositifs pour l’autoréparation. Les chimpanzés non seulement cherchent et grignotent des plantes spécifiques (par exemple Vernonia amygdalina) lorsqu’ils tombent malades [2], mais apprennent aussi l’effet protecteur des alcaloïdes contre les infections parasitaires. Les chimpanzés mangent également de l’argile, qui adsorbe les tanins qui causent des problèmes gastro-intestinaux en se liant aux protéines. En résumé, les composés phytochimiques et minéraux alimentaires peuvent susciter une grande variété de réponses perceptuelles, cognitives et comportementales chez les primates humains et non humains [3].

   Bien que les préférences alimentaires aient évolué principalement pour sélectionner des aliments hypercaloriques sûrs et nutritifs, plusieurs produits naturels ayant un pouvoir calorifique négligeable (par exemple des épices) ont été sélectivement et judicieusement incorporés dans les régimes alimentaires. Il n’y a pas d’exagération de l’importance des épices; des guerres ont été menées pour contrôler son commerce. La plupart des épices sont riches en métabolites secondaires végétaux qui possèdent des effets antimicrobiens, antioxydants, gastro-protecteurs, anti-inflammatoires et anti-hypertensifs qui favorisent la survie [4], [5]. Une étude de Lv et al. démontré qu’une consommation accrue d’aliments épicés réduit la mortalité due au cancer, aux maladies cardiaques et respiratoires [6]. La plus faible prévalence de la maladie d’Alzheimer en Inde peut être due à la consommation élevée de curcuma diététique [7]. Il est intéressant de noter que de nombreux phytochimiques diététiques de ce type sont désagréables à des concentrations élevées qui pourraient être toxiques. Toutes les préférences alimentaires sont guidées par la sécurité, c’est pourquoi le sel alimentaire est indispensable à des concentrations optimales, mais extrêmement offensif en excès. De même, le seuil de goût minimal des épices nous empêche de consommer des doses toxiques. Les épices sont efficaces contre les microbes communs d’origine alimentaire comme Escherichia coli, Shigella, Salmonella et Clostridium, etc. Lorsqu’elles sont utilisées en combinaison, les épices présentent une synergie dans leur propriété antimicrobienne [8]. La propriété antimicrobienne des épices doit avoir joué un rôle protecteur, en particulier dans les régimes tropicaux, car le gradient latitudinal correspond bien au piquant des cuisines [9].

   De nombreux métabolites secondaires végétaux sont perçus comme amers car les principes amers ont principalement évolué pour servir de défense contre les herbivores [10]. Cependant, durant le cours évolutif de la sophistication cognitive, les humains ont développé des préférences gustatives qui aident à identifier la valeur thérapeutique des molécules ayant un goût amer. La détection et la perception des goûts impliquent de multiples systèmes sensoriels et comportementaux dans lesquels le récepteur du goût sur la langue n’est qu’une partie. Un principe important dans l’évolution des préférences gustatives hédonistes est la capacité du cerveau à se connecter et à se souvenir des propriétés chimiques du matériau ingéré avec sa valeur pour la santé.

2. Détection et perception du goûtDes récepteurs distincts couplés aux protéines G identifient différents goûts tels que le sucré, l’umami (ce qui est savoureux), l’aigre, le sel et l’amer. Les récepteurs T1R1 / T1R2 reconnaissent la douceur et T1R1 / T1R3 identifient les acides L-aminés, en particulier le L-glutamate. Un autre groupe de récepteurs appelés canaux épithéliaux de sodium (ENaC) détectent le sel. Le groupe des T2R est lié au goût amer. Les canaux ioniques sensibles aux acides (ASIC) réagissent au goût acide. La perception du goût dans la langue prépare le métabolisme du corps à recevoir et à digérer les aliments [11]. Les récepteurs de goût ne sont pas limités à la langue mais sont également présents dans tout le corps, par exemple l’estomac, l’intestin, le pancréas, les voies respiratoires et le sperme [12]. Les T2R, présents dans les muscles lisses des voies respiratoires humaines, réagissent à des inhalants potentiellement dangereux et réagissent en provoquant un réflexe protecteur par la constriction des muscles lisses des voies aériennes [13]. Les récepteurs umami T1R1 / T1R3 sont présents dans les spermatozoïdes humains et jouent un rôle important dans la réaction de l’acrosome [14]. Les récepteurs du goût dans l’intestin (exprimés par les cellules entéro-endocrines dans l’épithélium intestinal) régulent le comportement alimentaire via les voies neuroendocrines et améliorent l’absorption des nutriments [11]. Les récepteurs T1R2 / T1R3 et GPR92 dans l’estomac détectent le sucre et les peptides et régulent la sécrétion des hormones gastriques telles que la ghréline, (hormone digestive qui stimule l’appétit,) la somatostatine et la gastrine. Dans les cellules L duodénales, les récepteurs T1R2 / T1R3 et α-gustducine, aident à réguler le niveau de glucose et la satiété par la sécrétion de GLP-1 [15]. La distribution de divers récepteurs du goût dans l’intestin et leur rôle ont été examinés par Réf. [16]. En dehors de cela, les récepteurs du goût sont également présents dans les cellules de la vésicule biliaire et de la voie biliaire, bien que leur fonction soit encore inconnue [17].Les récepteurs du goût sur la langue informent le cerveau sur la composition chimique de la nourriture, préparant le corps à sélectionner les nutriments par des réponses apprises et instinctives. Contrairement aux récepteurs gustatifs de la langue, les récepteurs viscéraux du goût dans l’intestin peuvent transmettre des signaux nutritifs au cerveau (par le biais de neuropeptides et d’activation vagale) et moduler l’appétit et le métabolisme [18]. Une étude chez le rat a montré qu’un aliment non nutritif mais très appétissant n’était acceptable que pendant une période de temps limitée, après quoi les rats ont commencé à le rejeter. D’un autre côté, les rats ont acquis des préférences apprises en matière de nourriture désagréable mais nutritive. Alors que la valeur nutritive nourrit le développement de préférences alimentaires apprises, feindre un goût favorable pour les aliments non nutritifs ne supporte pas l’épreuve du temps. En d’autres termes, l’évaluation viscérale (subconscient) des principes diététiques peut submerger les préférences gustatives (conscientes). Des études montrent que le saccharose déclenche une voie de récompense dans le cerveau, induisant la satiété et supprimant le comportement alimentaire. D’autre part, les édulcorants modifient les voies de la récompense, favorisant l’alimentation et l’obésité [19], [20].Les récepteurs du goût dans l’intestin régulent également l’expression des transporteurs nutritifs et l’absorption des nutriments, jouant ainsi un rôle important dans l’énergie et l’homéostasie du glucose. Une meilleure compréhension de l’interaction entre les multiples voies de signalisation des récepteurs gustatifs et viscéraux du goût permettrait non seulement de faire la lumière sur des pathologies complexes telles que le diabète et l’obésité, mais aussi de faciliter la découverte de médicaments [16]. Par exemple, la chirurgie bariatrique – mais pas les bandes gastriques – a diminué la préférence pour les aliments sucrés, probablement en raison de l’ablation chirurgicale des récepteurs du goût viscéral [21].

4. Développement de la préférence de saveurLes préférences alimentaires humaines sont à la fois innées et acquises. Les développements fonctionnels de la perception olfactive et gustative commencent au premier trimestre de la grossesse. Au cours de la gestation tardive, le fœtus montre des réponses spécifiques aux goûts dans le liquide amniotique. Même les nouveau-nés montrent des réponses différentes aux goûts différents. Après la naissance, les préférences alimentaires sont modifiées par des facteurs tels que l’âge, l’état de santé, les conditions socioéconomiques et la culture. La neurobiologie des récepteurs du goût et le développement de la mémoire des saveurs contribuent également aux préférences alimentaires acquises [22]. Les préférences gustatives sont guidées par deux facteurs importants, à savoir la valeur nutritionnelle et la sécurité. La mémoire des arômes joue un rôle important dans la fixation des préférences gustatives dès le début de la vie. L’aversion est aussi cruciale pour façonner les préférences alimentaires que l’envie. L’aversion pour les aliments avariés ou contaminés est appelée «effet sauce-béarnaise» ou «effet Gracia». Les préférences gustatives innées et savantes jouent également un rôle dans la prévention des aliments non familiers et inappropriés [22]. Les humains, quelle que soit leur culture, évitent les aliments non familiers (néophobie). Ce phénomène est également observé chez les rongeurs et est appelé appétence timidité [23]. La néophobie doit avoir augmenté la survie en empêchant l’ingestion de substances potentiellement nocives qui sont relativement rares dans un environnement donné. Si une saveur préférée est suivie d’une maladie, nous avons tendance à développer une aversion à son égard. D’autre part, nous avons tendance à développer une affinité pour les saveurs associées à la guérison de la maladie. Ce phénomène est appelé alliesthesie [24]. L’aversion alimentaire peut se développer si la nausée est induite après l’ingestion. Il y a une base viscérale à l’alliesthesie; la nourriture ingérée passant devant les chimiorécepteurs duodénaux peut affecter la perception du goût.Le récepteur T2R, associé à la perception de l’amertume, influence la sélection et l’incorporation des métabolites secondaires végétaux dans l’alimentation. Des études ont montré que les primates sont moins sensibles au goût amer que les autres mammifères. La substitution accrue des acides aminés dans les gènes T2R des primates est probablement guidée par la sélection naturelle des préférences alimentaires. Les populations humaines diffèrent davantage en ce qui concerne les gènes T2R que les autres régions du génome. La prévalence du paludisme dans les populations africaines est inversement corrélée à leur sensibilité au goût amer. La perception amoindrie de l’amertume vis-à-vis des composés phytochimiques antipaludiques a probablement encouragé ces populations à ingérer des plantes qui les protègent du paludisme [25]. Les humains ont un seuil de goût de quinine de 8 μM / L tandis que les primates non humains ont des valeurs seuils de quinine allant de 0,8 à 800 μM / L, reflétant la diversité d’adaptation à différents environnements nutritionnels [26].La perception du goût a également été causalement liée à des choix nutritionnels qui stimulent l’adaptation et mènent éventuellement à la spéciation. Par exemple, on pense que les modifications adaptatives des fonctions du récepteur du goût ont transformé les ancêtres insectivores en espèces bourdonnantes se nourrissant de nectar [27].

   5. Régime alimentaire et épigénome

   L’impact nutritionnel va plus loin, même au niveau de l’expression des gènes grâce à des modifications épigénétiques héritables. Le régime alimentaire pendant la grossesse étant essentiel pour contrôler l’expression des gènes fœtaux, les préférences alimentaires sont modifiées pendant la grossesse. Les vomissements extrêmes chez les femmes enceintes aident à éviter les tératogènes alimentaires. Craving pour les substances non alimentaires comme la terre, l’argile, la craie, etc. se posent lors de conditions telles que la grossesse. La géophagie et la pagophagie, fréquemment observées pendant la grossesse, sont attribuées à l’anémie ferriprive [28], [29]. La géophagie est encouragée chez les femmes au Nigéria en raison de la propriété anti-diarrhéique de l’argile [30].

   L’alimentation est l’un des facteurs environnementaux les plus importants affectant l’épigénome. Les constituants alimentaires tels que l’acide folique, la vitamine B, la méthionine, etc., sont impliqués dans le transfert direct du groupe méthyle à l’épigénome. De nombreuses maladies modernes telles que le cancer, le syndrome métabolique, les troubles auto-immuns et les maladies neurodégénératives sont également associées à des changements épigénétiques. Les implications épigénétiques dans le cancer sont bien connues. De nombreuses enzymes impliquées dans les modifications épigénétiques sont des cibles médicamenteuses importantes [31] (par exemple les inhibiteurs de HDAC, les inhibiteurs de DNMT, etc.). Plusieurs phyto-chimiques diététiques sont connus pour être efficaces dans le traitement du cancer. La pléiotropie des composés phyto-chimiques alimentaires tels que la curcumine, l’épigallo catéchine, le resvératrol pourrait être en partie due à leurs effets épigénétiques [32].

Les préférences alimentaires innées, associées au phénotype étendu, dans la culture de forme, favorisent l’apprentissage adaptatif des préférences alimentaires saines. C’est ce qu’on appelle l’effet Baldwin. Comme les régimes alimentaires plus sains favorisent un plus grand succès de reproduction, ce pseudo modèle d’hérédité de Lamarckian souligne l’importance de la culture dans les préférences culinaires. L’effet Baldwin implique que la plasticité phénotypique, dotée d’un apprentissage adaptatif des préférences alimentaires, peut être transmise à la génération suivante. Les comportements appris étant plus souples que les comportements instinctifs, les organismes peuvent s’adapter facilement aux environnements changeants, accélérant ainsi le rythme de l’évolution. L’effet Baldwin prend également en compte les coûts et les bénéfices de l’apprentissage. L’héritabilité des comportements appris peut également être attribuée à des modifications épigénétiques qui peuvent être transmises à la génération suivante. Le paradoxe français est un exemple illustrant comment la préférence alimentaire acquise et son héritage à travers la culture peuvent favoriser la santé et la survie [33].

6. Leçons de l’Ayurveda

En Ayurveda, le goût ou le rasa d’un médicament donné est associé à son potentiel curatif. “Rasa” signifie aussi la chimie. Rasa ne se limite pas au goût de la langue. C’est le sentiment sain généré par une combinaison de perceptions individuelles qui incluent des sensations par les papilles gustatives, en plus de ce qui est capté par les récepteurs chimesthésiques des compartiments corporels rétro nasaux, olfactifs et viscéraux. Alors que Rasa est décrit comme l’expérience lorsqu’une substance entre en contact avec la langue, l’anurasa représente les perceptions qui surviennent après [34].

Il est donc peu probable que l’Ayurveda ait manqué le lien entre la chimie de la substance et son goût. L’idée de vipaka, ou perception post-digestive du goût, au moins en principe, reconnaît le rôle étendu des récepteurs du goût au-delà de la langue et s’étendant dans le domaine viscéral. Comment l’Ayurveda a interprété ce principe, basé sur des expériences personnelles des acharyas, est une question de conjecture. Cependant, les descriptions ayurvédiques du rasa et de l’anurasa dans le contexte du vipaka semblent avoir prédit un rôle étendu des sens gustatifs et olfactifs dans la formation des préférences alimentaires [35]. Les mêmes principes ont probablement été extrapolés dans la sélection des plantes appropriées pour un éventail de maladies. En l’absence de techniques analytiques, les récepteurs chimio de l’odorat et du goût devraient être considérés comme les indicateurs les plus appropriés de la valeur biologique d’un composé pour la santé. Les systèmes sensoriels élaborés pour l’évaluation du goût et de la saveur, conçus par le désir impérieux de survivre et de procréer, ont dû jouer un rôle dans le choix instinctif des herbes médicinales dans les systèmes médicaux indigènes comme l’Ayurveda.

Comme la perception biologique du goût / goût / rasa est liée à la structure et à la réactivité d’une molécule, le goût est un prédicteur plausible des interactions enzymatiques et de l’activité pharmacologique [36]. Dans l’Ayurveda, Gurvadi gunas / Guna décrivent les propriétés physiques et les aspects pharmacologiques des médicaments et facilitent la prédiction de l’activité des médicaments [37]. Par conséquent, la compréhension des principes ayurvédiques tels que rasa (goût), virya (puissance), vipaka (transformation biologique) et guna (activité médicamenteuse) pourrait jouer un rôle de soutien dans la prédiction des propriétés pharmacodynamiques et pharmacocinétiques des médicaments [34], [37] .

7. Discussion et conclusionComme la prudence nutritionnelle est la condition sine qua non de la survie, il n’est pas surprenant que le cortex gustatif reçoive des informations de tous les sens, et pas seulement de la langue, suggérant plusieurs points de contrôle pour prédire et évaluer la valeur nutritionnelle des aliments [38]. Il est possible que trois étapes successives de l’évaluation, à savoir, avant, pendant et après l’ingestion de nourriture, aient façonné la forme évolutive au cours de la sélection naturelle. En commençant par les procaryotes et culminant chez les humains, cette sophistication cognitive est primordiale, instinctive, élaborée et précède la sélection sexuelle. Alors que les sens gustatifs et olfactifs offrent une évaluation consciente préalable, les réponses viscérales des chémo-récepteurs internes surviennent chaque fois que les exigences métaboliques imposent un rôle modérateur. L’olfaction a aidé à générer une affinité ou une répulsion avant même l’ingestion. Les récepteurs gustatifs sur la langue évaluent la valeur nutritive au contact, et les chimiorécepteurs plus profonds dans les systèmes métaboliques prononcent probablement le verdict final sur les avantages nutritifs et de santé de tout ce qui est ingéré et traité. Ainsi les olfactifs, gustatifs et les chémo-récepteurs viscéraux ont probablement opéré (avec une flexibilité considérable) à trois points de contrôle successifs, perfectionnant le comportement alimentaire pour maximiser la survie dans un environnement en constante évolution, interne et externe. La sagesse ayurvédique, compatible avec les balises évolutionnistes, a possiblement exploité les méthodes de chimie analytique les plus sophistiquées et les plus individualisées disponibles en empruntant aux expériences de la vie.Le paradigme actuel de la découverte de médicaments allopathiques est basé sur des petites molécules xénobiotiques adressant des cibles individuelles isolément. Bien que la puissance élevée et la spécificité de la cible extrême soient considérées comme les principales exigences d’une nouvelle molécule de médicament à succès, nous trouvons souvent que les médicaments sont retirés du marché. Au contraire, des médicaments très anciens comme la metformine et l’aspirine, avec une très faible puissance et une pléiotropie considérable, ont résisté à l’épreuve du temps. Le passage aux produits biologiques, bien que plus récent, continue de traiter le corps comme une machine constituée de plusieurs parties. Cette idée ignore surtout le passage de l’histoire de l’évolution derrière notre forme actuelle. Toutes les parties / systèmes du corps n’ont pas la même maturité phylogénétique. Certains sont plus récents que l’autre dans le temps évolutif. Par exemple, les processus cellulaires tels que le métabolisme et l’énergétique sont robustes, précis, efficaces et testés dans le temps. De tels systèmes sont le résultat de plusieurs centaines de millions d’années de sélection naturelle [39]. Par conséquent, ces systèmes sont difficiles à manipuler sans perturber l’équilibre homéostatique. La santé et la maladie doivent être comprises dans le contexte de l’évolution, ce qui n’est pas encore le cas en médecine moderne [39], [40]. De plus, l’Ayurveda est plus personnalisée dans son approche alors que les médecines allopathiques ignorent la plupart des variations individuelles. Les différences d’origine ethnique, de gènes et de régime alimentaire peuvent entraîner des différences de pharmacodynamique, de pharmacocinétique et de pharmaco-résistance.Les médicaments ayurvédiques dépendent moins des xénobiotiques et s’inspirent davantage de la nature et des principes fondamentaux de la nature. L’Ayurveda, en déchiffrant la chimie à travers le «rasa», est plus proche d’une interprétation humaine de la valeur thérapeutique. Étant empirique, l’allopathie donne une importance excessive au mécanisme d’action, pour apprendre beaucoup plus tard qu’il pourrait y avoir des dangers qui ont échappé à l’attention. Par conséquent, il pourrait être une bonne idée d’emprunter des principes ayurvédiques au cours du processus de découverte de médicaments moderne. Il est également important que la science moderne travaille plus étroitement avec les praticiens ayurvédiques pour une plus grande application du principe de rasa en thérapeutique. La perception du goût et la sélection des aliments évolutivement robustes peuvent donner des indices précieux dans la recherche de nouveaux médicaments. En Ayurveda, le goût (rasa) et les propriétés physiques (guna) peuvent prédire l’activité de la drogue et aider à la découverte de médicaments à partir de produits naturels.

   Rétrospectivement, il n’est donc pas surprenant que 50% des médicaments approuvés par la FDA au cours des trois dernières décennies proviennent directement ou indirectement de produits naturels et de systèmes de médecine indigènes. De plus, près de 75% des médicaments contre le cancer approuvés entre 1940 et 2010 proviennent de produits naturels [41]. D’un autre côté, la chimie combinatoire et les systèmes de criblage à haut rendement n’ont presque rien donné [42]. Échafaudages moléculaires évolutionnairement privilégiés de produits naturels lient plusieurs cibles de protéines et présentent pléiotropie extensive. Les molécules de la nature sont beaucoup plus proches des métabolites / intermédiaires / récepteurs / modulateurs endogènes que les molécules de synthèse [43]. Le récent prix Nobel pour l’artémisinine réitère la valeur de l’apprentissage de la nature.