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Science - Page 5

  • Des chercheurs québécois mettent au point un dispositif miniature pour tester la toxicité de l'eau

    UQAMDes chercheurs de l'Université du Québec à Montréal ont mis au point un véritable laboratoire portatif qui permet de détecter en quelques minutes une pollution toxique de l’eau. L’enjeu est crucial car l’eau est le seul aliment vital. On meurt en effet de soif avant de mourir de faim.

    "Il s'agit d'un test de pollution basé sur la fluorescence des algues, explique Florent Lefèvre qui a travaillé sur ce projet dans le cadre de sa thèse en chimie. Avec notre dispositif, qui tient dans une main, nous pouvons évaluer la toxicité d'un échantillon d'eau en quelques minutes."

    Ce projet est un bel exemple de recherche multidisciplinaire : il a été conçu par l'équipe du professeur Ricardo Izquierdo, du Département d'informatique, en collaboration avec celle du professeur Philippe Juneau, du Département des sciences biologiques.

    Le principe du micro-système d’analyse

    Ce micro-laboratoire repose sur la photosynthèse des algues, qui comptent parmi les plus petites cellules au monde et qui sont très sensibles aux polluants. "Lorsque les algues sont exposées à la lumière, elles deviennent fluorescentes, explique Philippe Juneau, c'est-à-dire qu'elles réémettent la lumière absorbée selon une longueur d'onde très précise. Or, cette bioluminescence varie en fonction de leur exposition aux polluants contenus dans l'eau."

    Pour intégrer un organisme vivant dans un micro-système, il faut deux composants :
    - un système de canaux micro-fluidiques, qui permet au liquide - un échantillon d'eau auquel on a mélangé des algues microscopiques - de circuler ;
    - des capteurs combinant une diode électroluminescente qui émet de la lumière absorbée par les algues et une photodiode qui transforme en signal électrique la bioluminescence produite par les algues.

    Le signal est décodé par un logiciel qui permet de détecter la présence de polluant dans l'échantillon testé. Ce logiciel traite des paramètres précis à l'intérieur des cellules des algues selon le même principe qu'un bilan de santé.

    UQAM,laboratoire,polluants,eauLe dispositif ressemble à un mini-lecteur CD pour ordinateur. La languette que l'on retire présente six chambres de test. "On peut analyser six concentrations différentes de polluants ou se constituer des échantillons témoins, ou même effectuer six fois le même test", note Philippe Juneau.

    Un large potentiel de valorisation

    Ce micro-laboratoire pourrait servir autant au particulier qui veut tester l'eau de son puits qu'à l'agriculteur ou l'industriel qui veut savoir si ses eaux de rejet sont toxiques. Cette propriété permet également de tester un échantillon d'eau avec plusieurs espèces d'algues, qui possèdent des sensibilités différentes aux polluants, comme les métaux ou les pesticides, par exemple. "C'est utile car on ne sait pas toujours le type de polluants que l'on recherche", note Philippe Juneau. Une fois les échantillons déposés dans les puits, on insère la capsule dans le dispositif. On appuie sur le bouton de mesure et le logiciel nous indique les résultats.

    Dans le cadre de sa maîtrise en biologie sous la direction de Philippe Juneau, Marie-Claude Perron a évalué différentes espèces d'algues en lien avec leur sensibilité à divers polluants, afin d'établir les combinaisons d'algues à prescrire pour les différents tests de toxicité.

    Elle a testé avec succès des polluants comme les perturbateurs endocriniens - dont le β-estradiol, une hormone de synthèse entrant dans la fabrication de la pilule contraceptive qui peut se retrouver dans les milieux aquatiques. En effet, les algues n'ont pas de système endocrinien, mais leur photosynthèse est affectée par ces perturbateurs,

    Deux brevets

    Le dispositif doit être actuellement branché à un ordinateur. Il pourrait être connecté à un téléphone portable. 

    L
    es scientifiques cherchent à intégrer les algues dans la puce pour que l'utilisateur n'ait qu'à déposer une goutte d'eau dans chaque chambre de test pour réduire les manipulations. Le système pourrait également être intégré dans un processus industriel.

    Le Service des partenariats et du soutien à l'innovation de l'UQAM a déposé deux brevets afin de protéger la propriété intellectuelle du dispositif. Le premier porte sur l'intégration des mesures optiques et électriques dans une plateforme pour mesurer la pollution de l'eau et le second sur la méthode de fabrication des capteurs électriques.

    L'UQAM qui détient les brevets travaille avec la société de valorisation Aligo Innovation afin de trouver des industriels disposés à acheter les brevets ou des licences.»

    Reste un défi pour les chercheurs : trouver un moyen de conserver les algues.  «Je travaille sur la stabilisation des cultures d'algues, pour obtenir du matériel utilisable deux à trois mois après l'avoir encapsulé», explique Marie-Claude Perron, biologiste.

    Source : Université du Québec

  • Un projet allemand de tri des déchets industriels agroalimentaires par des conduits dépressurisés

    BiosuckLe projet international Biosuck vise à développer un système d'aspiration des déchets organiques en industrie agroalimentaire.

    Financé par le ministère fédéral allemand de la recherche, il est conduit par l'Institut Fraunhofer des technologies de l'environnement, de la sécurité et de l'énergie (UMSICHT) d'Oberhausen avec l’appui de scientifiques norvégiens de NTNU et polonais de l’IETU jusqu’en septembre 2016.

    L'industrie agroalimentaire génère d'importantes quantités de déchets organiques lors de ses différentes étapes de fabrications (épluchures, coquilles, sang, os...). Ceux-ci sont en général évacués via des systèmes hydrauliques consommant une grande quantité d'eau et nécessitant un traitement spécifique en fin de processus.

    Pour réduire ses coûts, le projet Biosuck propose de mettre en place un système de conduits en dépression permettant d'aspirer directement à la source les déchets des différents postes de travail. Ceux-ci sont évacués vers des points de tri où ils peuvent être valorisés sous forme d'énergie (biomasse, Les déchets résiduels pourront être incinérés, convertis en biogaz ou en bioéthanol dans les installations de fermentation, voire transformés en lignite par carbonisation hydrothermale (HTC), ou en engrais, le tout sans consommer d'eau.

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      Schéma de principe du système évacuant les déchets organiques de l'usine vers deux postes possibles : en haut à droite, les engrais, en bas à droite la valorisation énergétique.

    Les ingénieurs du Fraunhofer estiment que ces conduits permettraient de diminuer la consommation d'eau de 50 à 80% selon les secteurs (l'eau reste nécessaire pour le nettoyage des outils ayant besoin d'une hygiène irréprochable).

    Par ailleurs, un tel système permettrait aussi d'isoler les odeurs et de maintenir les animaux nuisibles à distance des déchets, le système étant parfaitement étanche pour maintenir la dépression dans les conduits. Enfin, l'installation ne nécessiterait qu'une place minimale à l'intérieur de l'usine et diminuerait les coûts logistiques.

    Une installation pilote sera construite et une base de données élaborée sur MS-Excel®. Conçues comme un système d'aide à la décision (Decision support system DSS), il simulera les résultats prévisibles et d’effectuer une étude d’impact environnemental comportant une analyse du cycle de vie.

    Source : Fraunhofer UMSICHT

  • Une nutritionniste canadienne fait le point sur l’impact santé des graisses saturées

    Gemma Calzada, nutritionniste canadienne, fait le point à propos du sujet controversé de la corrélation alimentation / cholestérol et replace le problème à sa vraie place.

    Les graisses saturées sont accusées régulièrement de favoriser l'artériosclérose et les maladies cardio-vasculaires. Elles ont aussi la réputation de faire grossir. Pourtant, des nutritionnistes considèrent que les graisses saturées sont nécessaires pour la santé.

    graisses saturées,cholestérol,huiles,acides gras,omega3,oméga6,oméga9,Le consensus est très fort autour des acides gras oméga 3 (comme l'huile de poisson bleu) et oméga 6 (comme l'huile de tournesol). Les acides gras oméga 3  sont jugés anti-inflammatoires, tandis que les acides gras oméga 6  sont inflammatoires. Les acides gras oméga 9 (tels que ceux contenus dans l'huile d'olive) sont aussi majoritairement considérés comme des anti-inflammatoires.

    Des divergences demeurent toutefois quant à savoir s'il est possible de les cuire ou non. Ainsi, par exemple, le régime GAPS interdit de faire chauffer l'huile d'olive. La polémique est encore plus forte lorsque l'on évoque les graisses saturées.

    Les arguments en défaveur des graisses saturées

    La American Heart Association affirme le 30 mai 2014 que « l'ingestion d'aliments qui contiennent des graisses saturées augmente le taux de cholestérol dans le sang. Des niveaux élevés de cholestérol sanguin favorisent le risque de maladies coronariennes et d'infarctus. En outre, de nombreux aliments à forte teneur en graisses saturées ont également un niveau élevé en cholestérol, ce qui augmente encore davantage le cholestérol sanguin. »

    Le Dr Galland affirme que « l'effet de la consommation de viande sur le risque de maladies de l'artère coronaire est clairement établi, étant donné que les graisses saturées augmentent le taux de cholestérol. » En outre, « un régime riche en graisses augmente le flux biliaire. La bile modifie la flore intestinale car elle détruit des organismes du fait des acides et des sels biliaires, tout en en développant d'autres. » Ainsi, le Dr Galland considère que les graisses saturées sont à l'origine de maladies cardio-vasculaires et d'une disbiose intestinale (déséquilibre de la flore bactérienne).

    De nombreuses études prouvent les effets inflammatoires des graisses saturées. L'inflammation est due à l'activation des récepteurs Toll-like (TLR4) et stimule les molécules inflammatoires des macrophages.

    Plusieurs études ont montré que les acides gras saturés (SFA) stimulent l'inflammation des tissus adipeux par un processus impliquant le récepteur 4 Toll-like (TLR4). Les SFA stimulent également les molécules inflammatoires dans les macrophages.

    La majeure partie des études sur les graisses saturées portent sur les graisses lactiques, notamment l’étude publiée dans la revue Nature en 2012. Eugene Chang y démontre comment ces graisses modifient la composition de la flore intestinale, créant un déséquilibre susceptible d’activer une réponse immunitaire ou une inflammation..

    Arguments en faveur des graisses saturées

    Plusieurs médecins sont devenus favorables, comme le Dr Weil, qui écrivait en 2011 : « Mon avis sur les graisses saturées a évolué. Je m’appuie sur une analyse scientifique portant sur 21 études préalables, qui montraient qu'il n'existe pas de preuve significative que les graisses saturées, présentes dans l'alimentation, soient associées à une augmentation du risque de maladies coronariennes. »

    Il fait référence à des études telles que celle publiée en 2010 par l'American Journal of Clinical Nutrition, dont les auteurs concluent que « une méta-analyse d'études épidémiologiques prospectives montre qu'il n'existe pas de preuve significative pour conclure que les graisses saturées, présentes dans l'alimentation, soient associées à une augmentation du risque de maladies cardio-vasculaires ou coronariennes. »

    De récentes études confirment qu'un régime pauvre en glucides est plus efficace qu'un régime pauvre en graisses pour réduire le niveau des triglycérides dans le sang et abaisser les indicateurs de l'inflammation.

    Une explication possible à ce revirement est l'idée que toutes les graisses animales ne sont pas égales. Celles qui sont le plus inflammatoires sont celles qui proviennent d’animaux nourris aux céréales, la quantité d'oméga 6 étant alors bien plus importante. En revanche, la graisse des animaux nourris au pâturage contient d'autres substances anti-inflammatoires.

    Les études réalisées en laboratoire utilisent généralement des produits raffinés, et non des produits naturels. Dans les études qui concluent que la graisse saturée est préjudiciable à la santé, telle que celle publiée dans Nature, on utilise les « matières grasses du lait – une substance en poudre obtenue lors de la séparation des matières grasses du beurre et de sa déshydratation. » Ces matières grasses sont très différentes de celles naturellement présentes dans le lait, dans un yaourt ou dans du beurre élaboré à partir de lait cru. Les effets de ces matières grasses sur la santé peuvent aussi être très différents.

    Le mythe du cholestérol

    L'idée que les aliments riches en cholestérol engendrent des maladies cardiovasculaires est en train d'être réfutée par de nombreuses études scientifiques.

    75 % du cholestérol dans l’organisme comme dans le sang est en effet synthétisé par le foie. Seuls 25 % proviennent des aliments ingérés. Il n'y a donc pas de corrélation directe entre l'ingestion de cholestérol et le cholestérol sanguin. Une étude réalisée en 1948 a d’ailleurs montré que la corrélation est en fait inversée.

    En réalité, plus l’ingestion de graisses saturées et de cholestérol est importante, moins le taux de cholestérol dans le sang et le poids de la personne sont élevées, et plus sa vitalité est grande.

    Par contre, on a montré que les régimes pauvres en graisses saturées génèrent une plus forte mortalité liée à des cancers, des suicides, des hémorragies cérébrales et de la violence. 

    De son côté, le Dr Weston Price a étudié les civilisations indigènes qui profitaient d’une bonne santé et d'une longévité élevée. Il a découvert que leurs régimes variaient beaucoup : certains étaient basés sur le poisson, d'autres sur les légumes et les produits laitiers, d'autres encore sur le gibier, etc. Mais tous avaient en commun une quantité de graisses alimentaires très élevée.

    Le cholestérol produit dans le foie dépend des niveaux d'insuline. Ainsi, en réduisant la consommation de sucres et de glucides, on réduit la quantité d'insuline et donc, le niveau de cholestérol.

    Le niveau des triglycérides dans le sang a un lien avec les maladies cardiaques, mais les triglycérides ne proviennent pas directement des matières grasses de l'alimentation. Ils sont synthétisés par le foie à partir des excédents de sucre.

    Graisses saturées animales et végétales

    On confond généralement le terme « graisse saturée » et « graisse animale ». Or, toutes les graisses et les huiles, qu'elles soient animales ou végétales, sont le résultat d'une combinaison de graisses saturées, monoinsaturées et polyinsaturées.

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    En général, les graisses animales, comme le beurre ou la graisse de veau, de porc ou d'œuf, contiennent entre 40 % et 60 % de graisse saturée, entre 30 % et 50 % de graisse monoinsaturée et le reste de graisses polyinsaturées.

    C'est précisément la composition qui ressemble le plus aux matières grasses du lait maternel : 48 % de saturées, 33 % de monoinsaturées et 16 % de polyinsaturées ; c'est cette proportion dont les humains ont besoin pendant toute leur vie dans leur alimentation.

    Certaines graisses végétales sont composées majoritairement de graisses saturées, comme la noix de coco, qui possède de nombreuses propriétés antibactériennes, antifongiques et antivirales bénéfiques, liées à sa teneur en acide laurique, un type d'acide gras uniquement présent, autrement, dans le lait maternel humain.

    Les graisses ou les huiles préjudiciables pour la santé sont celles qui ont été soumises aux processus suivants :
    -1- Extraction de l'huile végétale par chauffage ou emploi de produits chimiques
    -2- Hydrogénation d'huiles végétales.
    -3- Homogénéisation des matières grasses comme celles contenues dans le lait.

    Ces processus donnent des graisses engendrant un effet inflammatoire à l’instar, par exemple, des graisses « trans » issues des huiles hydrogénées ou partiellement hydrogénées, qui sont utilisées dans les plats industriels : biscuits, pommes de terres sautées et frites de fast-food, viennoiseries, pop-corn, pizza, chocolat, plat pré-cuits, glaces, mayonnaise, margarines, etc.

    Les autres graisses néfastes pour la santé sont le cholestérol oxydé, que l'on trouve dans les œufs lyophilisés ou le lait en poudre, dans la viande ou dans les matières grasses qui ont été cuites à haute température, comme par exemple dans les frites.

    Rôles des graisses saturées dans l'organisme

    Chaque cellule de chaque organe de notre corps contient du cholestérol. En particulier,  la membrane des cellules est formée presque à moitié de cholestérol. 

    Les graisses saturées sont nécessaires au cerveau, aux yeux, à la formation des hormones, au cortisol, à la vitamine D et aux sels biliaires. Dans le système nerveux, par exemple, la myéline est une substance qui recouvre toutes les cellules et fibres nerveuses. Elle est composée à 20 % de cholestérol. Les synapses, ou connexions entre les neurones, nécessaires pour la mémoire, ont aussi besoin de cholestérol.

    Les graisses saturées remplissent aussi de nombreuses autres fonctions importantes dans l'organisme :
    -1- Elles transportent les vitamines solubles dans les graisses : A, D, E et K.
    -2- Elles aident au fonctionnement du système immunitaire.
    -3- En ralentissant la digestion, elles apportent une sensation de satiété après le repas, qui dure longtemps, ce qui évite de grignoter.
    -4- Elles aident à la transformation du carotène en rétinol (vitamine A) utilisée, par exemple, dans les yeux et dans toutes les cellules épithéliales.
    -5- Elles aident à la fixation du calcium dans les os.
    -6- Elles protègent le foie contre l'alcool et d'autres substances toxiques.
    -7- Elles protègent les parois du système digestif.
    -8- Elles participent à la réparation des tissus endommagés de l'organisme.
    -9- Elles jouent un rôle d’antioxydant contre les radicaux libres.

    Le rôle du foie et du pancréas

    Le foie produit la bile, qui émulsionne les graisses ou les lipides alimentaires. Mais si le foie ne fonctionne pas correctement, en raison d’une surcharge toxique, il ne peut pas réaliser cette fonction. C'est pour cela que les graisses ne sont pas correctement digérées. Véritable cercle vicieux, elles alimentent alors les bactéries indésirables de l'intestin, qui prolifèrent et produisent davantage de toxines, d’où une augmentation de la charge toxique du foie.

    Le pancréas peut provoquer une déficience de lipase, enzyme chargée de digérer les lipides. Selon le Dr Campbell-McBride, ce dysfonctionnement est dû à une disbiose intestinale, qui affecte aussi les organes et empêche leur bon fonctionnement.

    Au final, une mauvaise digestion des lipides produit un déficit en acides gras, ce qui engendre un mauvais fonctionnement de diverses parties du corps : cerveau et système nerveux, vue, hormones, système cardiovasculaire, etc.

    Pour savoir si l'on souffre d'un tel problème, il suffit d'observer si les selles flottent dans l'eau ou si elles coulent. Dans le premier cas, la digestion et l'absorption des lipides ne se font pas correctement.

    Ainsi, si les graisses ne sont pas digérées, elles nuisent à la santé. Au risque d’avoir des déficiences multiples, il ne faut donc pas chercher à éviter les matières grasses dans l'alimentation, mais à réparer l'organisme, principalement le foie et le pancréas, pour qu'elles soient tolérées.

    Conclusion

    Le problème des protéines et des graisses dépend principalement du type d'animaux dont elles proviennent : si elles sont issues d'une viande de bonne qualité, c'est-à-dire nourrie au pâturage et en plein air ou si les animaux sont élevés dans des élevages intensifs. Les graisses industrielles ou soumises à des procédés qui les dénaturent sont aussi préjudiciables.

    Le problème de fond n'est pas de savoir s'il faut ingérer ou non des matières grasses, mais si le corps les absorbe et s'il les digére pour répondre aux besoins de l'organisme. Lorsque le foie ou le pancréas ne séparent pas suffisamment la bile et le jus pancréatique, les graisses et autres nutriments sont mal digérés, ce qui provoque des maladies cardiovasculaires, hormonales, inflammatoires, gastro-entérologiques, des cancers, etc. Il faut alors entamer un traitement médical pour rétablir ces fonctions.

    Source : Gemma Calzada avec ses sources bibliographiques

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