TMAO : faut-il avoir peur de la choline et de la carnitine ?

Certains auteurs critiquent les compléments alimentaires ainsi que les aliments sources de choline et de L-carnitine (pourtant deux nutriments essentiels), au titre que ceux-ci seraient nocifs pour la santé cardiovasculaire. A l’origine de cette idée, un article publié dans la revue Nature en 2011 (1) suggérait la responsabilité du TMAO, composé produit par les bactéries intestinales à partir de la choline et la carnitine contenues dans les produits animaux, dans la survenue des maladies cardiovasculaires. La consommation de ces aliments représente-elle un risque pour notre santé ?

Le TMAO est produit à partir de la choline et de la carnitine sous l’action du microbiote

L’oxyde de triméthylamine ou TMAO est produit par l’organisme à partir de précurseurs présents dans les œufs, la viande, le poisson et les produits laitiers : la phosphatidylcholine et la carnitine. Chacune de ces substances est tout d’abord transformée en triméthylamine (TMA) par certaines bactéries du microbiote intestinal ; le TMA est ensuite acheminé jusqu’au foie où il donne naissance au TMAO sous l’effet d’une enzyme, la TMA monooxygénase. L’action des bactéries est indispensable à la formation du TMA, et l’administration d’antibiotiques qui les détruits empêche la production de TMAO, même si l’alimentation contient les nutriments précurseurs (2).

Le principal mécanisme pathologique qui relierait le TMAO aux maladies cardiovasculaires est basé sur sa capacité à activer des cellules de l’immunité, les macrophages, qui se lieraient alors plus facilement au LDL pour former les plaques d’athérome sur la paroi des vaisseaux sanguins. Manger des produits riches en nutriments précurseurs de TMAO serait donc en théorie dangereux pour la santé cardiovasculaire.

Pour autant, il s’agit ici d’une approche théorique. Cette dernière est-elle validée par la pratique ? Différentes études y répondent :

La consommation d’œufs (et donc de choline) a peu d’effet sur les niveaux de TMAO

Une étude menée par l’université du Connecticut auprès de 38 jeunes gens en bonne santé a étudié l’impact de la consommation d’œufs sur le taux de TMAO sanguin (3). Sur une période de 14 semaines, les volontaires en consommaient un nombre variable : aucun pendant deux semaines puis 1, 2 et 3 œufs sur 4 semaines. Les analyses sanguines ont montré que la consommation d’œufs entraînait une élévation du taux de choline – ce qui n’a rien de surprenant car les œufs sont riches en phosphatidylcholine qui libère de la choline dans l’organisme – mais que le taux de TMAO restait inchangé. Les indicateurs de la santé cardiovasculaire s’amélioraient, avec une augmentation du cholestérol HDL et une diminution du LDL. Une autre étude du même type montrait que seule une faible proportion de la choline contenue dans les œufs, d’environ 14 %, était convertie en TMAO (4). Des chercheurs allemands ont voulu déterminer l’impact de l’alimentation sur les variations des taux de TMAO observés chez 297 personnes en bonne santé et conclu que l’impact des facteurs nutritionnels est faible (5).

Le poisson, bon pour la santé cardiovasculaire, est riche en TMAO

Par ailleurs, un élément a du mal à coller avec cette idée que des apports en TMAO peuvent nuire à la santé cardiovasculaire. On a largement associé des niveaux élevés de TMAO dans l’organisme à l’excès de viande rouge et d’œufs ; mais il s’avère que la catégorie d’aliments qui contribuent le plus largement à l’augmentation des niveaux de TMAO sont aussi ceux réputés pour leurs bienfaits sur la santé cardiovasculaire : le poisson (6). En effet :

  • le poisson est non seulement une source de précurseurs de TMAO mais également de TMAO libres, rapidement assimilés par l’organisme. Ils servent de protection contre différents stress, comme la forte pression de l’eau, qui pourraient dénaturer leurs protéines ;
  • la quantité de TMAO absorbée lorsqu’on consomme du poisson est bien supérieure à celle que peut générer la viande rouge ou les œufs. En effet, la chaire de cabillaud contient 45 à 50 mmol/kg de TMAO, les œufs 24 mmol/kg de choline, la viande rouge moins de 10 mmol/kg de choline et 6 mmol de carnitine ; dans les autres aliments comme le poisson et le porc, il y en a encore moins. Seul le foie de bovin ou de poulet peut rivaliser avec les poissons marins (7).

Le TMAO, témoin de la maladie plutôt que cause ?

Chez les personnes en bonne santé, la consommation d’aliments riches en TMAO ou en précurseurs de TMAO ne semble ainsi pas préjudiciable. Lorsque les reins fonctionnement normalement, ils assurent son élimination par les urines. En revanche, en cas de maladie rénale, le taux de TMAO sanguin s’envole (8). Certains spécialistes considèrent qu’il est plus probable que l’élévation du taux de TMAO en cas de maladie cardiovasculaire soit une conséquence indirecte d’un dysfonctionnement plutôt que la cause. En cas de déséquilibre du microbiote, un excès de bactéries productrices de TMA contribueraient aux phénomènes d’athérosclérose et leur présence, accessoirement, conduirait à l’élévation des niveaux de TMAO. Au cours d’un essai mené auprès de 40 jeunes hommes en bonne santé, il a d’ailleurs été mis en évidence que les plus grands producteurs de TMAO sont ceux qui présentent une flore plus riche en firmicutes qu’en bacteroideteset une diversité du microbiote plus faible (9).

Les firmicutes sont par ailleurs des bactéries retrouvées chez les personnes en surpoids et qui se développent surtout quand l’alimentation est globalement de mauvaise qualité.

La production de TMAO, un mécanisme compensatoire contre le stress cellulaire

Certains experts vont même plus loin en émettant l’hypothèse que la production de TMAO pourrait avoir un rôle protecteur (10) chez l’être humain, exactement comme on l’observe chez les poissons. Chez ces animaux, les TMAO permettent en effet la stabilisation des protéines et des cellules soumises à un stress hydrostatique, provoqué par les conditions de vie en eau profonde, et à un stress osmotique, lié à la richesse en sel du milieu marin. Le TMAO est totalement indispensable à leur survie. Or, en cas de maladie cardiovasculaire comme l’hypertension, l’organisme est soumis à ces deux types de stress (hydrostatique et osmotique). Ainsi, l’élévation des niveaux de TMAO pourrait être un mécanisme compensatoire qui se met en place pour assurer la protection des organes. Une recherche menée chez l’animal donne du corps à cette hypothèse (11). Des rats hypertendus recevant une dose quotidienne de TMAO dans leur eau de boisson pendant 12 ou 56 semaines, qui provoque une multiplication du taux de TMAO sanguin par 4 ou 5, bénéficient d’un effet protecteur : leur cœur présente moins de signe de fibrose, un phénomène pathologique provoqué par l’hypertension, et de marqueurs de défaillance cardiaque par rapport à leurs congénères buvant de l’eau claire.

Dans une étude d’août 2019, des chercheurs américains ont identifié qu’en cas de maladie inflammatoire généralisée – comme la polyarthrite rhumatoïde, une maladie auto-immune – le TMAO pourrait jouer un rôle protecteur sur la fonction rénale souvent fragilisée chez les patients. S’accumulant au cœur des cellules, il prévient des dommages causés par l’urée sur la structure des protéines ou des acides nucléiques (ADN et ARN) (12).

Les données scientifiques actuelles sur le TMAO pointent donc beaucoup plus vers un rôle de conséquence de certaines pathologies que vers un rôle de cause.

La L-carnitine est bénéfique pour la santé cardiovasculaire

Enfin, dernier élément important : les études d’intervention sur des personnes touchées par des problèmes cardiovasculaires montrent que la L-carnitine est bénéfique en supplémentation alors que cela ne devrait pas être le cas si la théorie du TMAO était correcte.

Les chercheurs de la clinique Mayo (Etats-Unis) ont analysé 153 études d’intervention (13) sur les effets de la carnitine et ont conclu que l’utilisation de ce nutriment après une attaque cardiaque permettait de :

  • réduire de 27% la mortalité, toutes causes confondues
  • réduire de manière très significative les arythmies ventriculaires dangereuses de 65%
  • réduire le risque d’angine de poitrine de 40%

Les chercheurs indiquent par aiulleurs : « si la carnitine était dangereuse, le danger serait encore plus grand lorsque les doses sont plus importantes et ce n’est pas ce que montrent les études d’intervention chez l’homme. »

Références   [ + ]

1.Wang Z et al. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease. Nature. 2011;472(7341):57-63.
2.Tang WW et al. Intestinal Microbial Metabolism of Phosphatidylcholine and Cardiovascular Risk. New England Journal of Medicine. 2013;368(17):1575-1584.
3.DiMarco DM et al. Intake of up to 3 Eggs/Day Increases HDL Cholesterol and Plasma Choline While Plasma Trimethylamine-N-oxide is Unchanged in a Healthy Population. Lipids. 2017 Mar;52(3):255-263.
4.Carolyn A Miller et al. Effect of egg ingestion on trimethylamine-N-oxide production in humans: a randomized, controlled, dose-response study. Am J Clin Nutr. 2014 Sep; 100(3): 778–786.
5.Krüger R et al. Associations of current diet with plasma and urine TMAO in the KarMeN study: direct and indirect contributions. Mol Nutr Food Res. 2017 Nov;61(11).
6.He K et al. Accumulated evidence on fish consumption and coronary heart disease mortality: a meta-analysis of cohort studies. Circulation. 2004;109:2705–2711.
7.Bjarne Landfald et al. Microbial trimethylamine-N-oxide as a disease marker: something fishy ? Microb Ecol Health Dis. 2017; 28(1): 1327309.
8.Plasma levels of trimethylamine-N-oxide are confounded by impaired kidney function and poor metabolic control. Mueller DM et al. Atherosclerosis. 2015 Dec;243(2):638-44.
9.Cho CE et al. Trimethylamine-N-oxide (TMAO) response to animal source foods varies among healthy young men and is influenced by their gut microbiota composition: A randomized controlled trial. Mol Nutr Food Res. 2017 Jan;61(1).
10.M.Ufnal, A.Nowiński. Is increased plasma TMAO a compensatory response to hydrostatic and osmotic stress in cardiovascular diseases?Medical Hypotheses. Volume 130, September 2019, 109271
11.Huc T et al. Chronic, low-dose TMAO treatment reduces diastolic dysfunction and heart fibrosis in hypertensive rats.  Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2018 Dec 1;315(6):H1805-H1820.
12.Chan MM, Yang X, Wang H, Saaoud F, Sun Y, Fong D. The Microbial Metabolite Trimethylamine N-Oxide Links Vascular Dysfunctions and the Autoimmune Disease Rheumatoid Arthritis. Nutrients. 2019 Aug 7;11(8). pii: E1821.
13.DiNicolantonio JJ, Lavie CJ, Fares H, et al. L-carnitine in the secondary prevention of cardiovascular disease: Systematic review and meta-analysis. Mayo Clin Proc 2013; DOI: 10.1016/j.mayocp.2013.02.007.

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9 commentaires

  • JB  8 octobre 2019 at 18 h 13 min

    Merci beaucoup pour cet article qui complète très bien « la carnitine est-elle toxique pour le cœur » !

    Je me posais cette question depuis le visionnage de vidéos pro-végan (nutritionfacts.org)… Content d’apprendre que ce ne serait pas vrai.

    Petite question : il me semble que l’odeur du cabillaud qui cuit au four est due à la TMAO.
    Après la consommation de chairs de poissons et d’œufs, J’ai une fâcheuse tendance à avoir une urine qui sent le poisson. Pensez-vous que ce pourrait être dû à une élimination élevée de TMAO, ou juste à une urine trop concentrée ?

    Merci pour votre réponse,
    Cordialement,

    Répondre
    • Julien Venesson  8 octobre 2019 at 20 h 23 min

      Bonne question je ne sais pas, je vais me renseigner quand j’aurais deux minutes.

      Répondre
  • Fred  10 octobre 2019 at 0 h 05 min

    Bonjour, ce n’est pas l’endroit idéal pour poster ça mais j’aimerais vous signaler qu’il y a une pub envahissante sur mobile sur votre site qui redirige vers une carte cadeau de 1500 euros qui sent l’arnaque à plein nez.
    Cordialement,

    Répondre
  • marmoun9  11 octobre 2019 at 18 h 43 min

    Super article !
    Mais alors, quelles explications donner à Wang et al. qui montrent bien l’augmentation de lésions d’athérosclérose chez la souris après supplémentation en TMAO (ou en choline) ? Le métabolisme du TMAO peut-il différer à ce point de la souris à l’Homme au point d’être un facteur de risque chez l’une mais un simple témoin chez l’autre? L’hypothèse du TMAO protecteur est intéressante (je n’ai pas encore lu l’article) mais ne peut-on pas à l’inverse penser que les effets protecteurs du poisson (liés à la matrice alimentaire, aux w3, etc…) prédominent et contrecarrent les effets potentiellement néfastes du TMAO ? Merci pour votre retour et bonne soirée

    Répondre
    • Julien Venesson  11 octobre 2019 at 18 h 55 min

      Oui bien sûr, la souris est très différente au niveau cardiovasculaire. Un peu trop d’oeufs et hop, la souris fait du cholestérol et une crise cardiaque. On n’observe pas chez l’homme (au contraire on constate même souvent une baisse de cholestérol en mangeant plus d’oeufs). Pour le poisson, la matrice est de moins en moins positive à cause des métaux lourds et des microparticules de plastique.

      Répondre
      • marmoun9  11 octobre 2019 at 19 h 18 min

        Ok, merci pour cette réponse.
        Oui c’est clair, on est d’accord concernant la matrice du poisson…

        Répondre
  • Théo  15 octobre 2019 at 14 h 03 min

    Bonjour Julien,

    Merci beaucoup pour cette excellente analyse des résultats sur le TMAO qui font pencher du côté positif l’hypothèse sur le rapport bénéfice/risque d’une supplémentation en choline.

    Y a-t-il des raisons pour penser que la supplémentation en choline sous la forme de lécithine de soja pourrait être moins bénéfique que via d’autres sources naturelles ?

    Savez-vous si les phytohormones de soja sont présents dans la lécithine ?

    Répondre
    • Julien Venesson  15 octobre 2019 at 14 h 15 min

      C’est une très mauvaise source car pauvre en choline. généralement les compléments bien dosés apportent jusqu’à 1500 mg de lécithine ce qui n’apporte que 20 mg de choline, cela n’a pas d’effet notable.

      Répondre

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