NéO#16: De l’amidon, une enzyme, des gènes, du plaisir et l’addition!

le 10/08/2021

Mais pourquoi les hommes et les femmes du Croissant fertile ont-ils commencé par domestiquer des céréales riches en amidon plutôt que la laitue ou la courgette?

L’explication la plus simple est que ces plantes n’étaient pas endémiques de cette région (Caucase et Amériques)… Cependant, on garde à l’esprit, de l’homme préhistorique, l’image d’un redoutable carnivore, prédateur suprême, seul, au sommet de la chaîne alimentaire, chassant pour manger et pour éliminer ses concurrents carnassiers. Cette image n’est pas fausse mais elle n’est pas complètement vraie non plus. Nous, et nos ancêtres, sommes omnivores, capables de puiser nos nécessaires calories journalières de différentes sources alimentaires, aussi bien animales que végétales. L’analyse de la plaque dentaire d’hommes anciens, Moderne et Neandertal (≈100 000 ans), a permis d’y révéler la présence de bactéries spécifiquement adaptées à l’utilisation de l’amidon comme nutriment. Ces résultats ont donc suggéré que, depuis longtemps, nous nous sommes intéressés aux plantes riches en amidon, source de glucose, indispensable au fonctionnement de notre cerveau de plus en plus gros, aussi bien chez Moderne que chez nos cousins Neandertal.

L’amidon est un sucre complexe, dit lent, polymère d’un sucre simple, le glucose. Si, comme certaines des bactéries qui peuplent notre bouche, on est pourvu de l’équipement enzymatique nécessaire à sa digestion, l’amidon peut donc devenir une source très importante de sucre, lui-même source d’énergie pour nos neurones et d’un plaisir intense, aussi addictif que les drogues dures, comme semblent le montrer des études chez les rongeurs. Notre génome contient deux gènes qui codent pour deux enzymes différentes, l’amylase-1 (AMY1) et l’amylase-2 (AMY2), qui vont ‘couper’ l’amidon en sucres moins complexes et en glucose, et donc permettre sa digestion. Alors qu’AMY2 est produite par le pancréas et agit dans l’intestin, AMY1 est présente dans la salive et va s’attaquer à l’amidon dès qu’il pénètre dans la cavité buccale. Dès les premières mastications, cette étape initiale de la digestion y libère du glucose qui va être détecté par les papilles situées au bout de la langue spécifiquement dédiées au gout sucré, envoyant un signal au cerveau responsable de notre envie irrépressible de revenir vers cette source de ce plaisir…

L’expression de l’AMY1 semble avoir joué un rôle important dans l’évolution de notre lignée. Les études génétiques ont montré que la plupart des individus actuels ont en moyenne plus de 5 copies (ou paires) de ce gène, ce qui conduit à une production accrue d’AMY1 dans la salive. L’amplification de ce gène s’est produite il y a moins de 400 000 ans, après la séparation de notre lignée de celle qui aboutira à Neandertal et Denisova qui n’en ont conservé eux qu’une seule copie; elle fut positivement sélectionnée chez les populations consommant déjà des plantes riches en amidon, leur apportant sans doute un double avantage, l’un lié à l’apport d’un plaisir gustatif (appel du sucre) et l’autre à un apport nutritif en permettant une meilleur digestion de l’amidon. Ce double avantage, bien avant l’essentielle mise au point du brassage de la bière (chronique#5), a donc sans doute scellé définitivement notre alliance avec les céréales, ce qui conduira à leur récolte à l’état sauvage au Natoufien et à leur domestication au Néolithique. Le plus fascinant est que l’amplification de gènes impliqués dans la digestion de l’amidon s’est également produite chez les espèces animales que nous avons domestiquées, tout d’abord le chien il y a 7 000 ans, puis la souris, le rat et le cochon, leur permettant à leur tour de mieux digérer l’amidon des restes de nos repas ou de s’attaquer à nos stocks de blé et autres céréales.

La duplication génique conduisant à l’augmentation de la quantité d’AMY1 dans notre salive a donc été sélectionnée positivement dans les populations humaines au Paléolithique puis, et surtout, au Néolithique, permettant une meilleure digestion de l’amidon des céréales et l’intensification des plaisirs gustatifs par la production de sucre (et la boucle est bouclée). Mais là où il y a des gènes, il n’y a pas que du plaisir…

Au cours du Néolithique, les archéologues voient apparaître sur les squelettes qu’ils analysent une nouvelle pathologie qui semble directement liée à la consommation accrue de céréales. Alors qu’elles étaient quasiment absentes des mâchoires du Paléolithique, les caries dentaires font ainsi leur apparition à cette période. Elles ne sont pas aussi courantes que dans les populations récentes mais vraisemblablement liées à la même espèce de bactéries que celle qui sévit actuellement, Streptococcus mutans, qui est responsable de cette autre pandémie en transformant le glucose en acide. Les études génétiques font remonter le début de son expansion à il y a environ 10 000 ans mais sa prépondérance dans notre microbiote buccodentaire ne prend son véritable envol que pendant la révolution industrielle et la consommation en quantité exponentielle de sucre raffiné.

L’apparition des caries chez les hommes et les femmes du Néolithique serait donc liée à leur nouveau mode de vie; l’augmentation de la consommation d’aliments à base de céréales cuites aurait apporté le sucre transformé alors en acide lactique par Streptococcus mutans, ce processus d’attaque de l’émail dentaire aurait en plus été favorisé par la mastication de minuscules cristaux issus des pierres constituant les meules utilisées pour moudre les grains. Confrontés à ce problème de santé publique, des apprentis dentistes firent aussi leur apparition. Des traces de traitements ont été observées sur des dents cariées sur lesquelles ces premiers dentistes, sans doute des artisans orfèvres de l’époque, auraient utilisé leurs outils en silex en guise de roulette pour tenter de soulager leurs « patients », en réalisant des extractions de la pulpe dentaire (Aïe!!!) et en utilisant de la cire d’abeille ou du bitume pour combler les cavités.

Le Néolithique et son nouveau mode de vie (sédentarisation et agriculture) ont été à la base d’une expansion démographique importante mais, de façon paradoxale, cette période a été considérée par beaucoup de spécialistes comme une période critique pendant laquelle la qualité de vie et la santé globale des individus s’est détériorée par rapport à celle des populations de chasseurs-cueilleurs plus anciennes ou contemporaines de ces néo-paysans. Même si d’autres explications que le changement de mode de vie pourraient être invoquées (origines différentes, auto-domestication), des pathologies spécifiques apparaissent à cette époque, comme certaines maladies infectieuses liées au bétail (chronique#12) et les caries, donc, qui peuvent être aussi rangées dans la même catégorie car liées à une bactérie colonisant notre cavité buccale. D’autres pathologies étaient, elles, déjà présentes au Paléolithique comme l’arthrose, liée à l’usure du temps et aux gestes répétitifs, que l’on retrouve chez les femmes du Néolithique qui passaient vraisemblablement de longues heures à moudre le grain, ce qui a engendré des problèmes visibles sur leurs squelettes au niveau des bras, des genoux et des orteils, liés à la position dans laquelle elles utilisaient les meules en pierre. L’apparition, l’amplification et la généralisation de ces pathologies virent donc aussi les premières tentatives pour soulager les douleurs intenses et journalières qu’elles devaient entrainer. En plus des premiers dentistes, les premières pratiques de l’acupuncture semblent aussi avoir vu le jour comme le suggèrent les tatouages découverts sur le corps d’Ötzi, cet Hibernatus alpin tout droit sorti de l’âge du bronze (-3300), libéré de sa gangue de glace grâce au réchauffement climatique. En plus de caries, il souffrait d’arthrose et ses tatouages (67 en tout) ont été interprétés comme des interventions visant à estomper les douleurs associées à la destruction progressive de ses articulations. Ce type d’intervention ne laissant des traces visibles que sur la peau, il est impossible de savoir à quand remonte cette pratique et si elle était courante, à moins que la fonte intensive des glaciers ne libère d’autres Hibernatus encore plus âgés…

Le Néolithique a donc vu apparaître un nouveau mode de vie, une nouvelle alimentation basée sur des céréales riches en amidon, des nouvelles maladies associées à ce nouveau mode de vie et des médecines spécifiques pour tenter de les soulager. Est-ce que ces nouvelles pratiques médicales ont rapidement soulevé des vagues de scepticisme? Est-ce que certains ont refusé de combler leurs caries avec de la cire d’abeilles de peur d’attraper le bourdon? Est-ce que d’autres (ou les mêmes) se posaient des questions sur le recul qu’on avait quant à l’innocuité de la cendre utilisée pour les tatouages, sur leurs effets à long terme ou sur le protocole de désinfection des bistouris et des fraises en silex? Est-ce que la mise au point de ces techniques révolutionnaires a fait la fortune (forcément bien mal acquise) de leurs inventeurs? Mystère… ayant déjà eu pendant ma jeunesse un abcès dentaire à cause d’une carie non soignée, je penche plutôt pour une docilité complaisante des porteurs de caries, digne d’un mouton récemment domestiqué, prêt à tester n’importe quelle nouvelle approche pour faire cesser la douleur, quoi qu’il en coûte!