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Carole Knibbe, maître de conférences (INSA de Lyon, équipe Inria Beagle et laboratoire CarMeN), entourée de poudre de lait. Sur l’écran : une expérience de lipolyse in vitro suivie à l'aide d'un pH-stat (pH-mètre automatique qui permet de faire des dosages acide base très précis). Le milieu réactionnel contient de la matière grasse laitière en présence d’enzymes pancréatiques et gastriques. L’enzyme casse les lipides et libère les acides gras qui font baisser le pH, ce que détecte le pH-mètre. On obtient des données cinétiques permettant de suivre la progression dans le temps de la lipolyse.
Carole Knibbe conçoit des modèles mathématiques et des simulations prédictives des cinétiques de digestions. Le défi est que l’estomac est un milieu spatialement hétérogène. Les lipides sont hydrophobes et forment des gouttelettes alors que les enzymes sont en phase aqueuse, dont tout se passe à la surface 2D des gouttelettes. Au niveau des équations, il faut faire des modèles plus élaborés que les modèles traditionnels, pour prendre en compte l'influence de la structuration spatiale des lipides dans leur digestion, en intégrant par exemple la distribution de taille des gouttelettes.
Les applications sont notamment de mieux comprendre les différences entre le lait maternel et les laits infantiles (et améliorer ces derniers). On sait que la nature des lipides qui composent le lait influence la vitesse de digestion, mais à composition identique, l'arrangement spatial des lipides a aussi une influence : le pic de lipides dans le sang du bébé n’a a priori pas la même forme selon qu’il boit du lait maternel ou du lait infantile.
Cela s'inscrit dans l'un des axes de recherche de l'équipe Beagle : la modélisation des réactions biochimiques dans des contextes non standard, c’est à dire des milieux spatialement hétérogènes, étriqués ou encombrés.
Le laboratoire Carmen (Inserm/INRA/Lyon I/Insa) qui réunit des biologistes et des médecins (cardiologues, pédiatres…), réalise des expériences in vitro, sur culture cellulaires et sur modèle animal ainsi que des études cliniques humaines. Il dispose ainsi de données à toutes les échelles, du niveau moléculaire ou niveau physiologique en passant par les niveaux cellulaire et tissulaire. La modélisation, et en particulier la modélisation multi-échelles, est un outil précieux pour vérifier que notre modèle mental des processus digestif est compatible avec l'ensemble des données.
Référence :
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© Inria / Photo C. Morel
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Titre :
Digestion enzymatique des lipides du lait
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