Acide arachidonique

Acide arachidonique
Image illustrative de l’article Acide arachidonique
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Structure de l'acide arachidonique.
Identification
Nom UICPA acide (5Z,8Z,11Z,14Z)-icosa-5,8,11,14-tétraénoïque
Synonymes

AA
C20:4 ω-6
No CAS 506-32-1
No ECHA 100.007.304
No CE 208-033-4
PubChem 444899
SMILES
CCCCCC=CCC=CCC=CCC=CCCCC(=O)O
PubChem, vue 3D
InChI
InChI : vue 3D
InChI=1S/C20H32O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20(21)22/h6-7,9-10,12-13,15-16H,2-5,8,11,14,17-19H2,1H3,(H,21,22)/b7-6-,10-9-,13-12-,16-15-
InChIKey :
YZXBAPSDXZZRGB-DOFZRALJSA-N
Apparence huile
Propriétés chimiques
Formule C20H32O2  [Isomères]
Masse molaire 304,466 9 ± 0,018 8 g/mol
C 78,9 %, H 10,59 %, O 10,51 %,
Propriétés physiques
T° fusion −49 °C[réf. souhaitée]
T° ébullition 169 à 171 °C à 0,15 mmHg[réf. souhaitée]
Solubilité 10 mg ml−1 dans l'éthanol[réf. souhaitée]
Masse volumique 0,922 g ml−1 à 25 °C[réf. souhaitée]
Point d’éclair 113 °C[réf. souhaitée]
Précautions
Directive 67/548/EEC
Phrases R :
R19 : Peut former des peroxydes explosifs.
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
modifier 

L'acide arachidonique, acronyme AA ou ARA, est un acide gras 20:4(ω-6), polyinsaturé oméga-6 à vingt atomes de carbone, présent dans les phospholipides (notamment les phosphatidyléthanolamines, les phosphatidylcholines et les phosphatidylinositols) constituant les membranes cellulaires de l'organisme. Il est abondant dans le cerveau, les muscles et le foie.

Nomenclature des atomes de carbone de l'acide arachidonique.


Biologie cellulaire

Il intervient dans la signalisation cellulaire comme messager secondaire lipidique (signalisation lipidique) régulant certaines enzymes clés telles que les formes γ et δ de la phospholipase C et α, β et γ de la protéine kinase C. C'est également un intermédiaire clé intervenant dans l'inflammation qui peut agir comme vasodilatateur.

Il ne s'agit pas d'un acide gras essentiel au sens strict dans la mesure où il peut être synthétisé par la plupart des mammifères à partir de l'acide linoléique. Cependant, une carence en acide linoléique, ou la capacité insuffisante à convertir l'acide linoléique en acide arachidonique, sont susceptibles de le rendre essentiel. Certains mammifères sont dans ce dernier cas et, l'acide arachidonique étant très peu abondant dans les plantes les plus courantes, sont nécessairement carnivores pour pouvoir s'en procurer ; typiquement le cas du chat,.

L'acide arachidonique peut être libéré d'une molécule de phospholipide par une phospholipase A2 (PLA2) et d'une molécule de diglycéride par une diacylglycérol lipase.

L'acide arachidonique produit à des fins de signalisation semble dériver d'une phospholipase A2 cytosolique (cPLA2, 85 kDa) spécifique à la phosphatidylcholine tandis que l'acide arachidonique produit dans le cadre d'une inflammation résulte de l'action d'une phospholipase A2 sécrétoire à faible poids moléculaire (sPLA2, 14 à 18 kDa).

L'acide arachidonique est un précurseur des eicosanoïdes :

La production de ces métabolites et leur action dans l'organisme sont appelées collectivement cascade de l'acide arachidonique.

(en) Biosynthèse des eicosanoïdes.
(en) voies métaboliques de la PGH2 vers la prostacycline, les prostaglandines et les thromboxanes.

Sources d'acide arachidonique

Le Lait maternel humain contient naturellement de l'acide arachidonique (AA) et docosahexaénoïque (DHA). La teneur en acide arachidonique varie au cours de la période de lactation. Les taux les plus élevés sont observés dans le colostrum qui contient jusqu'à 50% d'acide arachidonique en plus que le lait mature.

Une méta-analyse de données sur plusieurs décennies a montré que le taux moyen d'acide arachidonique dans le lait maternel est de 0,55% et celui de DHA de 0,37%. On observe de nombreuses variations individuelles de taux de DHA et d'acide arachidonique ainsi que de leur proportion dans le lait maternel selon la région, le milieu socio-économique, l'alimentation, la génétique. Ces variations sont multifactorielles.

Dans l'agroalimentaire

Synthèse et commercialisation

L'huile de poisson a longtemps été la source en acide arachidonique pour la complémentation alimentaire humaine de cet acide gras insaturé, précurseur des prostaglandines. Depuis les années 1960, divers micro-organismes sont testés pour évaluer leur capacité à produire de l'acide arachidonique. En 1986, des essais sont faits avec le champignon Mortierella elongata, qui présente alors la productivité la plus élevée. À partir des années 1990, il est produit industriellement dans l'agroalimentaire par fermentation microbienne d'un champignon du sol Mortierella alpina.

Il est un complément alimentaire autorisé dans les préparations pour nourrissons à base de poudre de lait donnés aux bébés comme substituts du lait maternel humain dans lequel cet acide gras poly-insaturé de la famille des oméga-6 est naturellement présent, avant d'être intégré à une huile.

En 1992, Martek Biosciences Corporation, une entreprise pharmaceutique américaine brevète et commercialise des dérivés de la microalgue Crypthecodinium cohnii, qui produit de fortes concentrations d'acide docosahexaénoïque (DHA), et du champignon Mortierella alpina, qui produit de l'ARA, des nutriments destinés à enrichir des préparations pour nourrissons vendues sous les noms de « life'sDHA » et « life'sARA ». En 1994, la société obtient un brevet américain pour la formulation de « Formulaid », un complément alimentaire contenant du DHA et de l'ARA commercialisé la même année en Europe dans des laits infantiles enrichis avec ces compléments.

En 2005, Martek commercialise son propre DHA, mais sous-traite la fabrication de l'ARA, qui nécessite une fermentation supplémentaire du champignon source.

En 2006, Martek conclut un contrat d'exclusivité avec Mead Johnson pour la fourniture de compléments de DHA et d'ARA destinés aux préparations pour nourrissons. L'ajout de complément alimentaire en DHA et ARA aux préparations pour nourrissons permet de pratiquer des hausses de prix de 10 % à 20 % par rapport au produit de base des laits infantiles.

En Europe, en , l’entreprise Abbott Laboratories (devenue par la suite Suntory Limited, Japon) fait une demande aux Pays-Bas de mise sur le marché d'une huile riche en acide arachidonique extraite du champignon Mortierella alpina.

Le rapport d'évaluation néerlandais conclut à une utilisation répondant aux normes de sécurité pour un ajout de cette huile dans les préparations pour nourrissons et prématurés Des objections contre la commercialisation du produit sont formulées et l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) est consultée en . L'avis d'un groupe scientifique consulté conclut à la sécurité de l’usage de l'huile fongique de Mortierella alpina comme source d’acide arachidonique dans les préparations pour nourrissons et préparations de suite. La directive de 1999 sur les règles applicables à l’ajout d’acides gras polyinsaturés à chaînes longues est modifiée en 2006 par l'ajout de deux annexes et en , la Commission européenne autorise la mise sur le marché d’huile riche en acide arachidonique extraite du champignon Mortierella alpina en tant que nouvel ingrédient alimentaire. La dénomination officielle du produit est « huile fongique de Mortierella alpina ». En 2017, la dénomination est changée en « huile extraite de Mortierella alpina » ou « huile de Mortierella alpina ».

Le secteur des fournisseurs d'ingrédients pour lait en poudre infantile comme l'ARA est très concentré au niveau mondial. Les principaux producteurs chinois d'acide arachidonique sont DSM-Firmenich, Cabio Biotech et Guangdong Runke Bioengineering.

Production

L'acide arachidonique de synthèse est le composant majoritaire d'une huile à concentration élevée en acide arachidonique (RAO, refined arachidonic acid-rich oil), une huile dite « fongique », car issue de cultures isolées de Mortierella alpina. Ce produit n'est pas directement commercialisé aux consommateurs, mais vendus à des firmes qui l'incorporent dans les préparations pour nourrissons. La production d'ARA implique la culture intensive de champignons Mortierella alpina des souches autorisées dans les pays concernés par la commercialisation. Les micro-organismes sont transférés dans un bioréacteur contenant un bouillon spécial de fermentation. Cette fermentation, réalisée en condition d’aérobie, crée une biomasse riche en ARA qui est ensuite filtrée, séchée et extraite et l’huile brute riche en ARA obtenue raffinée et additionnée d'antioxydants. Le produit final peut-être dilué avec de l'huile de tournesol raffinée afin d'obtenir la concentration désirée en ARA. L'huile fongique est ensuite emballée sous vide sous atmosphère azotée, à une température comprise entre −18 °C et −13 °C.

Génie génétique

En Europe, les souches du champignon Mortierella alpina autorisées pour la production d'huile riche en acide arachidonique intégrée dans l'alimentation, sont les souches non génétiquement modifiées d'1S-4, I49-N18, FJRK-MA01 et CBS 210.32. La souche CBS 210.32 ne figurait pas dans le texte de 2017 et a été rajoutée en 2018.

Le champignon Mortierella alpina fait l'objet depuis plusieurs années de manipulations génétiques afin d'améliorer sa lipogénèse et de profiler ses acides gras.

En 2017, des expériences montrent que l'introduction d'un gène optimisé d’hémoglobine de Vitreoscilla (en) (VHb (en)) dans Mortierella alpina via Agrobacterium tumefaciens accroît significativement l’utilisation de l’oxygène dissous, procurant ainsi une production d’ARA 1,6 fois supérieure à celle de la souche sauvage en conditions normales. Les rendements en lipides totaux et en acide arachidonique sont respectivement 4 et 8 fois supérieurs à ceux de la souche sauvage du champignon.

Utilisation

L'huile fongique riche en ARA incorporée dans les préparations pour nourrissons. Elle n'est pas utilisée comme source d'énergie, mais destinée, en conjugaison avec le DHA, un autre acide gras polyinsaturé à longue chaîne (AGPILC), à favoriser la croissance et le développement du tissu cérébral et améliorer la vision chez les nourrissons. La législation européenne sur les préparations pour nourrissons ne précise pas d’exigence pour le ratio de ces deux acides gras. Aucune teneur minimale en DHA n’est recommandée. Si la Commission européenne a rendu obligatoire l’ajout de DHA dans les préparations infantiles fabriquées à partir de , l’addition d’ARA est, quant à elle, restée facultative.

Des spécialistes des laits artificiels préconisent alors que les préparations pour nourrissons et préparations de suite soient supplémentées à la fois en DHA et en ARA avec une valeur moyenne de DHA équivalente à la valeur moyenne observée dans le lait maternel, à savoir un minimum de 0,3 % des acides gras mais préférablement 0,5 % des acides gras totaux. Concernant l'ARA, ces spécialistes recommandent une valeur au moins égale à celui d'un DHA dosé cette fois à 0,64 % des acides gras totaux.

Sécurité sanitaire

En et , des lots de lait infantile sont retirés par les producteurs Nestlé, Lactalis et Danone suite à la détection de la présence de toxine céréulide, une toxine émétique (causant des vomissements) produite par la bactérie Bacillus cereus susceptible de provoquer des troubles digestifs graves chez le nourrisson. Des analyses ont relié la présence de cette toxine à l’incorporation d’acide arachidonique dans les préparations pour nourrissons.

La capacité à détecter la toxine céréulide dans l'huile chargée en acide arachidonique dépend de la manière dont cette huile a été incorporée dans la poudre de lait. Les analyses ne font pas remonter les mêmes taux de toxine dans la poudre de lait selon que l’huile est ajoutée sous forme liquide ou encapsulée. En fonction des méthodes d’incorporation, la toxine ne peut être détectée que dans le lait reconstitué avec de l'eau.

Des investigations permettent d’identifier l'origine de l'ingrédient contaminé au céréulide, une huile chargée en acide arachidonique, produite par un seul et même fournisseur en Chine. La société Jiabiyou, Cabio Biotech à l’international, fondée en 2004 et dont le siège se trouve à Wuhan, est la principale productrice chinoise de ce type d’huiles. Elle fournit ce complément alimentaire à l'acide arachidonique à de nombreux fabricants de lait infantile aussi bien au niveau local que mondial.

Le chiffre d'affaires de Cabio Biotech, dont la production d'ARA est une de ses activités principales, bondit de 29 % en 2024 pour atteindre 390 millions de yuans (55,8 millions de dollars) mais ses actions chutent début 2026 après que Nestlé, un de ses clients important, procède à un rappel mondial de lots de préparations pour nourrissons suspectés d'être affectés par la toxine céréulide présente dans le complément d'acide arachidonique.

Le , la Commission Européenne édicte des mesures d’urgence avec un contrôle temporaire de l’entrée dans l’Union d’huile d’acide arachidonique originaire de Chine.

Notes et références

  1. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. ↑ Anses, « Actualisation des apports nutritionnels conseillés pour les acides gras. Edition scientifique : Rapport d’expertise collective « Comité d’Experts Spécialisé Nutrition humaine », Groupe de travail ANC acides gras » [PDF], sur ANSES, (consulté le )
  3. 1 2 Marc Mortureux, « Anses – Saisine n° 2011-SA-0167 : Avis de l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail relatif à l'évaluation du rapport d'évaluation initiale des autorités néerlandaises concernant la mise sur le marché d'un nouvel ingrédient alimentaire : huile à concentration élevée en acide arachidonique, issue de Mortierella alpina. » [PDF], sur ANSES, (consulté le )
  4. ↑ « acide gras essentiel - Dictionnaire médical de l'Académie de Médecine », sur academie-medecine.fr (consulté le )
  5. ↑ (en) J. P. W. Rivers, A. J. Sinclair et M. A. Crawford, « Inability of the cat to desaturate essential fatty acids », Nature, vol. 258,‎ , p. 171-173 (PMID 1186900, DOI 10.1038/258171a0, lire en ligne).
  6. ↑ (en) M. L. MacDonald, Q. R. Rogers et J. G. Morris, « Nutrition of the Domestic Cat, a Mammalian Carnivore », Annual Review of Nutrition, vol. 4,‎ , p. 521-562 (PMID 6380542, DOI 10.1146/annurev.nu.04.070184.002513, lire en ligne).
  7. ↑ J. Thomas Brenna, Behzad Varamini, Robert G. Jensen et Deborah A. Diersen-Schade, « Docosahexaenoic and arachidonic acid concentrations in human breast milk worldwide », The American Journal of Clinical Nutrition, vol. 85, no 6,‎ , p. 1457–1464 (ISSN 0002-9165, PMID 17556680, DOI 10.1093/ajcn/85.6.1457, lire en ligne, consulté le )
  8. ↑ Yuanqing Fu, Xin Liu, Bing Zhou et Alice C. Jiang, « An updated review of worldwide levels of docosahexaenoic and arachidonic acid in human breast milk by region », Public Health Nutrition, vol. 19, no 15,‎ , p. 2675–2687 (ISSN 1475-2727, PMID 27056340, PMCID 10271030, DOI 10.1017/S1368980016000707, lire en ligne, consulté le )
  9. ↑ Hideaki Yamada, Sakayu Shimizu et Yoshifumi Shinmen, « Production of Arachidonic Acid by Mortierella elongata 1S-5 », Agricultural and Biological Chemistry, vol. 51, no 3,‎ , p. 785–790 (DOI 10.1271/bbb1961.51.785, lire en ligne, consulté le )
  10. 1 2 « Commission Européenne - Décision d'autorisation de mise sur le marché d’huile riche en acide arachidonique extraite du champignon Mortierella alpina en tant que nouvel ingrédient alimentaire », sur eur-lex.europa.eu, (consulté le )
  11. ↑ « Algae lucrative nutrient source Shaw », The Post-Crescent,‎ , p. 8 (lire en ligne, consulté le )
  12. ↑ « Nutritional Products from Space Research | NASA Spinoff », sur spinoff.nasa.gov (consulté le )
  13. ↑ « How algae grow baby brains DuPlessis 1of2 », The State,‎ , p. 77 (lire en ligne, consulté le )
  14. ↑ « Motley Fool Martek Biosciences », The Republic,‎ , p. 12 (lire en ligne, consulté le )
  15. ↑ « Règlement d'exécution (UE) 2017/2470 de la Commission du 20 décembre 2017 établissant la liste de l'Union des nouveaux aliments - Document 32017R2470 -20210830 », sur eur-lex.europa.eu (consulté le )
  16. ↑ (en) « Nestlé's Chinese ARA Supplier Plunges After Swiss Firm Issues Global Recall of Baby Formula », sur www.yicaiglobal.com (consulté le )
  17. ↑ Hiroshi Kikukawa, Eiji Sakuradani, Akinori Ando et Sakayu Shimizu, « Arachidonic acid production by the oleaginous fungus Mortierella alpina 1S-4: A review », Journal of Advanced Research, special Issue on Arachidonic Acid in Health and Disease, vol. 11,‎ , p. 15–22 (ISSN 2090-1232, PMID 30034872, PMCID 6052653, DOI 10.1016/j.jare.2018.02.003, lire en ligne, consulté le )
  18. ↑ Karl Laske, « Laits infantiles contaminés : l’agro-industrie étend les rappels », sur Mediapart, (consulté le )
  19. ↑ (en) Westerdijk Fungal Biodiversity Institute, « CBS 210.32 - Mortierella alpina Peyronel 1913, Mortierella alpina var. renispora » (consulté le )
  20. ↑ Règlement d’exécution (UE) 2018/1023 de la Commission du 23 juillet 2018 portant rectification du règlement d’exécution (UE) 2017/2470 établissant la liste de l’Union des nouveaux aliments (Texte présentant de l'intérêt pour l'EEE), (lire en ligne)
  21. ↑ Hiroshi Kikukawa, Eiji Sakuradani, Akinori Ando et Sakayu Shimizu, « Arachidonic acid production by the oleaginous fungus Mortierella alpina 1S-4: A review », Journal of Advanced Research, special Issue on Arachidonic Acid in Health and Disease, vol. 11,‎ , p. 15–22 (ISSN 2090-1232, DOI 10.1016/j.jare.2018.02.003, lire en ligne, consulté le )
  22. ↑ Huidan Zhang, Yingang Feng, Qiu Cui et Xiaojin Song, « Expression of Vitreoscilla hemoglobin enhances production of arachidonic acid and lipids in Mortierella alpina », BMC biotechnology, vol. 17, no 1,‎ , p. 68 (ISSN 1472-6750, PMID 28854910, PMCID 5577678, DOI 10.1186/s12896-017-0388-8, lire en ligne, consulté le )
  23. ↑ Elsevier Masson, « Pourquoi ne pas avoir rendu obligatoire l’ajout d’acide arachidonique dans les préparations infantiles est une erreur ? », sur EM-Consulte (consulté le )
  24. ↑ Equipe Cerin, « Laits infantiles : à supplémenter en acide arachidonique ? », sur Cerin, (consulté le )
  25. 1 2 « Le secteur des laits infantiles dans la tourmente après les rappels massifs de produits Lactalis et Nestlé, contaminés par une même toxine », Le Monde,‎ (lire en ligne, consulté le )
  26. ↑ « Après Nestlé et Lactalis, Danone annonce à son tour rappeler deux lots de laits infantiles en France », Le Monde,‎ (lire en ligne, consulté le )
  27. ↑ (en) « Nestlé's Chinese ARA Supplier Plunges After Swiss Firm Issues Global Recall of Baby Formula », sur www.yicaiglobal.com (consulté le )
  28. ↑ « Règlement d’exécution (UE) 2026/459 de la Commission du 24 février 2026 modifiant le règlement d’exécution (UE) 2019/1793 en ce qui concerne le renforcement temporaire des contrôles officiels et les mesures d’urgence régissant l’entrée dans l’Union d’huile d’acide arachidonique originaire de Chine », sur eur-lex.europa.eu (consulté le )
  29. ↑ « Laits infantiles : l’Union européenne durcit les contrôles sur les importations de la substance incriminée provenant de Chine », Le Monde,‎ (lire en ligne, consulté le )

Liens externes

Voir aussi

Bibliographie