La surprenante science du lait maternel

Anna Turns,

BBC Future

Les scientifiques découvrent l'extraordinaire pouvoir du lait humain et les bienfaits qu'il apporte aux nourrissons, mais il existe aussi des contaminants cachés qui peuvent se dissimuler dans le lait maternel et le lait maternisé.

Pendant la première année de leur vie, j'ai allaité mes deux enfants sans avoir recours au lait maternisé.

Il a été démontré que le lait maternel est une source de nutrition idéale pour les bébés, avec de nombreux avantages pour le développement de leur cerveau, de leur système immunitaire et de leur tube digestif, et j'étais heureuse de pouvoir leur offrir ce coup de pouce.

Mais lorsque j'ai fait analyser mon sang pour y détecter des produits chimiques toxiques persistants dans le cadre de mes recherches pour un livre sur la pollution, j'ai découvert que certains pesticides interdits il y a plus de 40 ans pouvaient encore être détectés dans mon organisme.

Il est également prouvé que de faibles niveaux de certains contaminants chimiques peuvent être transmis de la mère au lait maternel.

Pourtant, le lait maternisé est également susceptible d'être contaminé par des produits chimiques toxiques ou des bactéries potentiellement dangereuses, ce qui a donné lieu à des alertes et des rappels de produits alimentaires très médiatisés ces dernières années. Je me suis donc demandé ce que contenaient réellement les premiers aliments consommés par nos enfants, qu'il s'agisse des ingrédients les plus bénéfiques ou des ingrédients cachés, indésirables, voire toxiques.

Et compte tenu de ce que nous savons de certains dangers, que peut-on faire pour améliorer toutes les options disponibles pour les bébés, qu'ils soient nourris au sein ou au lait maternisé, et leur offrir le meilleur départ possible dans la vie ?

Le lait qui change tous les jours

Le lait maternel est considéré comme le meilleur choix pour la première alimentation d'un bébé (l'Organisation mondiale de la santé recommande que les nourrissons soient exclusivement nourris au sein pendant les six premiers mois de leur vie).

Il se compose principalement d'eau, de graisses, de protéines, ainsi que de vitamines, de minéraux, d'enzymes digestives et d'hormones. Il est riche en anticorps maternels, et possède des propriétés anti-infectieuses.

Le lait maternel est aussi un aliment dynamique et adaptable : il est plus gras l'après-midi et le soir que le matin, par exemple. Il varie également au cours d'une tétée.

Lorsque le bébé prend le sein, le premier jet de lait, ou lait antérieur, est fin et riche en lactose, ce qui le rend désaltérant et facile à boire. Le lait qui suit, appelé lait de derrière, est plus crémeux et plus gras, ce qui le rend plus rassasiant.

Cet aspect dynamique est l'une des raisons pour lesquelles le lait maternel est difficile à reproduire, malgré les progrès considérables réalisés dans la qualité des préparations pour nourrissons.

"Le lait humain varie au cours de la lactation, au cours d'une journée, du début à la fin de la tétée, et dans une certaine mesure en fonction de facteurs maternels tels que son alimentation", explique Mary Fewtrell, professeur de nutrition pédiatrique à l'University College de Londres, qui a publié une étude sur la lactation revue par des pairs.

"Tout cela fait qu'il est difficile de décider de la quantité précise qui devrait être incluse dans une formule dont la composition ne change pas avec l'âge du bébé."

Fewtrell met en avant les ingrédients non nutritifs du lait maternel, tels que les hormones, les cellules (y compris les cellules souches), les microARN (petits brins de matériel génétique), qui lui confèrent des propriétés uniques.

"Nous ne comprenons pas encore complètement le rôle de tous ces composants mais... très probablement, ils permettent à la mère de transmettre au nourrisson des informations sur ses propres expériences et sur l'environnement, ce qui explique pourquoi l'allaitement est parfois décrit comme une "nutrition personnalisée"."

Toutefois, si plus de 80 % des bébés américains sont nourris au sein au début de leur vie, selon les Centers for Disease Control and Prevention, ce taux tombe à 58 % à six mois.

Les autorités sanitaires ont tenté d'augmenter ce taux, par exemple en offrant davantage de soutien à l'allaitement aux mères.

Le diagnostic et le traitement d'affections telles que le syndrome de la langue attachée chez les bébés peuvent également aider.

Mais en attendant, les parents qui ont recours au lait maternisé peuvent aussi souhaiter en savoir plus sur ce produit, notamment sur ce qui peut être fait pour l'améliorer.

"Bien que le lait humain soit la norme biologique pour les nourrissons et qu'il apporte des avantages à la fois à la mère et à l'enfant, certaines femmes ne peuvent pas allaiter ou choisissent de ne pas le faire, et d'autres choisissent d'allaiter partiellement", explique Mme Fewtrell.

"Pour les jeunes nourrissons, la seule alternative sûre si un nourrisson n'est pas allaité (ou pas complètement) est une préparation pour nourrissons qui est conçue pour répondre aux besoins nutritionnels des nourrissons et favoriser une croissance et un développement normaux."

La flexibilité est attendue - il n'y a pas d'approche "taille unique" de l'alimentation des nourrissons, dit-elle.

Vers une meilleure formule

La fabrication des préparations pour nourrissons a beaucoup évolué au cours des dernières décennies. Au XIXe et au début du XXe siècle, l'alimentation au biberon n'était pas une option sûre.

Dans les orphelinats du début des années 1900, jusqu'à 80 % des bébés nourris au biberon mouraient au cours de leur première année de vie en raison d'infections dues à des biberons non stérilisés ou à la malnutrition.

Depuis que les préparations pour nourrissons ont été produites commercialement pour la première fois en 1865 à partir de quatre ingrédients clés seulement (lait de vache, farine de blé et de malt, et bicarbonate de potassium), leur contenu nutritionnel a été affiné de façon remarquable.

Que trouve-t-on aujourd'hui dans les préparations pour nourrissons ?

Plusieurs sources de graisses sont souvent utilisées dans les préparations pour nourrissons, notamment le lait de vache ou de chèvre (souvent écrémé, qui n'est pas aussi gras que le lait maternel) et les huiles végétales telles que les huiles de palme, de tournesol ou de colza, ainsi que les acides gras.

Un acide gras appelé DHA (acide docosahexaénoïque, un type de graisse oméga-3), qui joue un rôle important dans le développement du nourrisson, est désormais un ingrédient obligatoire dans l'Union européenne.

Dans le lait maternel, le principal hydrate de carbone est le lactose. Dans les préparations pour nourrissons, celui-ci est généralement ajouté à la base de lait écrémé en poudre.

La maltodextrine (un glucide dérivé du maïs ou de la pomme de terre) est également ajoutée. Au Royaume-Uni, le glucose (un sucre) n'est pas systématiquement ajouté, mais aux États-Unis, les sucres de glucose tels que le sirop de maïs sont plus couramment utilisés.

L'un des problèmes est que cela peut augmenter le risque de carie dentaire chez les nourrissons lorsque leurs dents poussent.

Les principales protéines du lait maternel sont le lactosérum et la caséine, dont la proportion change au fur et à mesure que le bébé grandit, ainsi que la lactoferrine que l'on trouve en plus grande concentration dans le colostrum, le premier lait produit par la mère après la naissance.

La quantité et la composition des protéines diffèrent dans les préparations à base de lait de vache et de chèvre, dont le rapport caséine/ petit-lait est plus élevé que celui du lait humain.

Les préparations à base de plantes sont souvent fabriquées avec des protéines de soja. Les préparations contiennent également un mélange de vitamines (notamment A, D, B et K), des minéraux tels que le calcium, le magnésium, le fer, le zinc et de nombreux autres oligo-éléments.

Malheureusement, les préparations pour nourrissons peuvent également contenir des ingrédients indésirables : tout comme j'ai découvert des polluants dans mon propre corps, des substances toxiques peuvent également se retrouver dans les préparations pour nourrissons.

Mélange de métaux lourds

En 2017, le Clean Label Project, un organisme à but non lucratif basé aux États-Unis qui teste les produits à la recherche de substances toxiques telles que les pesticides et les métaux lourds, a constaté que près de 80 % des 86 échantillons de préparations pour nourrissons étaient positifs à l'arsenic.

Il a également découvert que les préparations à base de soja contenaient sept fois plus de cadmium, un métal cancérigène présent dans les piles, que les autres préparations.

Deux ans plus tard, des chercheurs du Clean Label Project et du département de neurologie de l'université de Miami ont publié une étude sur la teneur en métaux lourds de 91 préparations pour nourrissons.

Ils ont constaté que 22 % des échantillons de préparations pour nourrissons testés dépassaient la limite d'exposition au plomb fixée par la loi de l'État californien, tandis que 23 % dépassaient la limite fixée par l'État pour le cadmium.

L'étude a conclu que "la contamination par des métaux lourds de faible niveau est répandue" dans les aliments pour bébés et les préparations pour nourrissons et que "des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre les effets à long terme sur la santé de cette exposition quotidienne chronique aux métaux lourds de faible niveau chez les bébés".

Une autre étude sur les aliments pour bébés menée en Suède a révélé que l'exposition au cadmium des enfants nourris avec des préparations pour nourrissons était jusqu'à 12 fois plus élevée que celle des enfants nourris au sein, bien que les niveaux restent dans les limites hebdomadaires tolérables fixées par l'OMS et la FAO.

Jackie Bowen, biologiste de l'environnement et directrice exécutive de Clean Label Project, est co-auteur de l'étude. Elle milite pour une plus grande transparence sur les contaminants cachés qui se retrouvent dans nos aliments, y compris les préparations pour nourrissons.

Selon Mme Bowen, la réglementation en matière de sécurité alimentaire peut passer à côté de ces contaminants, car elle se concentre principalement sur les agents pathogènes microbiens tels que E. coli, qui provoquent des intoxications alimentaires aiguës et de courte durée.

Les organismes de réglementation de la sécurité alimentaire insistent toutefois sur le fait qu'ils s'efforcent activement de s'attaquer au problème des métaux lourds dans les aliments pour bébés.

L'administration américaine des denrées alimentaires et des médicaments (FDA), par exemple, insiste sur le fait qu'elle contrôle régulièrement la présence d'éléments toxiques dans les aliments pour bébés et qu'elle prend des mesures s'ils présentent un risque pour la santé.

Elle affirme travailler avec les entreprises alimentaires et d'autres parties prenantes pour tenter de réduire au maximum les niveaux de métaux lourds et d'autres substances toxiques dans les aliments pour bébés.

Mais un récent rapport de la commission de surveillance et de réforme de la Chambre des représentants des États-Unis a reproché à la FDA et aux entreprises alimentaires de ne pas en faire assez.

"Les consommateurs sont de plus en plus préoccupés par la façon dont les aliments qu'ils consomment sont liés à des maladies chroniques à long terme, comme le cancer ou l'infertilité, qui peuvent mettre des décennies à se manifester", explique Bowen qui ajoute qu'aux États-Unis, cette réglementation sur la sécurité alimentaire est "silencieuse" lorsqu'il s'agit de la contamination par les métaux lourds.

"Il y a un fossé croissant entre le tribunal de la loi et le tribunal de l'opinion publique sur ce que signifie pour un aliment d'être sûr".

Les métaux lourds comme le cadmium et le plomb sont naturellement présents dans la croûte terrestre, il est donc impossible de les éliminer totalement. Mais les activités humaines, telles que l'exploitation minière, la fracturation, l'agriculture industrielle et l'utilisation des eaux usées pour l'irrigation, exacerbent la présence de métaux lourds dans l'air, l'eau et le sol sous forme de pollution, fait valoir M. Bowen.

Contrairement aux agents pathogènes microbiens qui peuvent être détruits par une chaleur élevée et d'autres méthodes, il n'y a aucun moyen de se débarrasser de ces contaminants une fois qu'ils sont dans un produit, dit-elle.

Il faut plutôt s'attaquer au problème dès le début du processus, en commençant par un sol propre et non contaminé. Après tout, la formule commence par l'agriculture, puisque les ingrédients clés proviennent du bétail laitier ou des cultures.

"Si vous voulez un produit fini de haute qualité, il faut des ingrédients de haute qualité. Si vous voulez un produit fini de haute qualité, il faut des ingrédients de haute qualité, des sols sains et nutritifs et une bonne politique environnementale qui n'autorise pas le niveau de pollution qui a contribué au problème", déclare M. Bowen, qui explique que certains ingrédients des préparations pour nourrissons sont plus exposés à la contamination par les métaux lourds.

Le soja, un substitut végétal courant du lait de vache, a tendance à bioaccumuler les métaux lourds, tout comme le chanvre, alors que les protéines de pois n'ont pas cette même tendance.

Les contaminants cachés des préparations pour nourrissons ne sont qu'une partie du problème. Les préparations en poudre sont mélangées à l'eau du robinet pour produire du lait infantile.

Cela pose un risque pour la santé dans les régions où l'eau est contaminée par de vieilles canalisations en plomb qui s'écaillent, comme cela a été le cas à Flint, dans le Michigan, par exemple (l'exposition au plomb peut également affecter les mères qui allaitent).

Alors que les canalisations en plomb sont progressivement remplacées, les analyses de l'eau se concentrent généralement sur les microbes, plutôt que sur les niveaux élevés de métaux lourds, explique Mme Bowen.

"C'est une chose de résoudre le problème des préparations pour nourrissons, mais si l'on ne résout pas le problème de la contamination par les métaux lourds de l'eau potable qui est mélangée au lait en poudre à donner au bébé, on ne règle que la moitié du problème", dit-elle. "Que faisons-nous pour prévenir ces problèmes en premier lieu ?"

Le plan d'action Closer to Zero de la Food and Drug Administration américaine, qui vise à réduire l'exposition à l'arsenic, au plomb, au cadmium et au mercure des aliments consommés par les bébés et les jeunes enfants, pourrait être un pas vers une alimentation plus propre.

Les ingrédients courants des préparations pour nourrissons, tels que le palmier et le soja, ont également suscité des préoccupations environnementales plus larges, car leur production implique souvent la destruction de l'habitat forestier indigène.

Pour certains, la solution consiste à utiliser des ingrédients biologiques et à s'approvisionner aussi localement que possible.

En Australie, par exemple, le fabricant de laits maternisés Bubs s'approvisionne en lait auprès d'élevages de chèvres et de bovins locaux, ce qui, selon lui, lui permet de garantir la traçabilité des ingrédients qu'il utilise.

Alimenter le microbiome

Ces dernières années, on a pris conscience du rôle important du microbiome humain, l'écosystème de micro-organismes qui se développe à l'intérieur et sur notre corps, y compris dans notre système digestif.

Emily Bloxam, diététicienne pédiatrique chez City Dietitians à Londres, spécialisée dans la nutrition néonatale et les allergies, explique que si la composition nutritionnelle des préparations pour nourrissons est aujourd'hui plus proche que jamais du lait maternel, ce dernier est "un moteur essentiel" du développement du microbiome intestinal du bébé.

Les composants du lait maternel qui facilitent ce développement, comme les anticorps maternels et les bactéries intestinales saines, ne peuvent pas encore être fabriqués artificiellement.

"La bifidobactérie est un probiotique (bactérie amicale) essentiel présent dans le lait maternel, qui colonise l'intestin du nourrisson pendant les 1 000 premiers jours de sa vie et contribue à la fonction immunitaire, tout en réduisant le risque d'asthme, d'eczéma et de symptômes gastro-intestinaux", explique M. Bloxam.

"Le lait maternel contient également des prébiotiques appelés oligosaccharides du lait humain (HMO) qui nourrissent les bifidobactéries permettant leur croissance."

Plus de 150 types de HMO ont été découverts dans le lait maternel. En fait, on a constaté que les microbiomes intestinaux des nourrissons allaités sont nettement différents de ceux des bébés nourris au lait maternisé.

Certaines préparations hypoallergéniques contiennent désormais des prébiotiques et des probiotiques destinés à rapprocher le microbiome intestinal des nourrissons allergiques au lait de celui des nourrissons allaités.

De nouveaux suppléments probiotiques à base de bifidobactéries peuvent être mélangés au lait maternisé ou au lait maternel pour les bébés qui ont été mis au monde par césarienne et qui n'ont donc pas été exposés à certaines des bactéries intestinales de leur mère lors d'un accouchement par voie basse.

Certains HMO ont également été modifiés chimiquement pour être ajoutés aux préparations pour nourrissons.

Cependant, les ingrédients ajoutés dans les préparations pour nourrissons sont dépourvus d'une caractéristique distinctive du lait maternel : la capacité de changer et de s'adapter constamment.

Comme l'explique Bloxam, le lait maternel est dans un état complexe et constant de changement : "les quantités et la composition de ces substances bénéfiques varient d'une femme à l'autre en fonction d'un certain nombre de facteurs tels que la génétique, les régions géographiques, les stades de la lactation et le régime alimentaire. Même chez un même individu, la composition du lait maternel change quotidiennement pour répondre aux besoins du nourrisson."

Du lait cultivé en laboratoire ?

Une façon d'imiter certaines de ces propriétés pourrait consister à cultiver des cellules productrices de lait maternel en laboratoire, ce que les scientifiques commencent à explorer.

BioMilq, une start-up basée en Caroline du Nord, a été créée par la biologiste cellulaire Leila Strickland après avoir eu du mal à produire suffisamment de lait maternel pour son premier enfant.

Son équipe prélève des cellules à partir de tissus mammaires humains et de lait maternel avant de les cultiver dans des flacons en laboratoire. Elles sont nourries d'un mélange de nutriments et de vitamines, puis incubées dans un bioréacteur, où les cellules commencent à sécréter les composants du lait que l'on trouve dans le lait humain naturel.

Cependant, BioMilq n'est pas encore sur le marché avant quelques années au moins. En outre, le lait produit en laboratoire ne serait pas aussi adapté aux besoins fluctuants des bébés que le lait de leur propre mère.

D'autres entreprises de biotechnologie travaillent également sur des projets de lait produit en laboratoire qui pourraient changer notre façon de concevoir les préparations pour nourrissons à l'avenir.

À Singapour, Turtle Tree Labs cultive des cellules provenant de différents mammifères, dont des vaches, des moutons, des chèvres, des chameaux et maintenant des humains, pour créer des composants du lait.

À New York, les chercheurs de la start-up Helaina utilisent des processus de fermentation qui programment des cellules de levure pour fabriquer des protéines de lait humain fonctionnelles, qui pourraient éventuellement être ajoutées aux préparations pour nourrissons et à d'autres produits alimentaires.

"Nous pouvons tout à fait réussir à produire des formules qui fournissent une nutrition adéquate et sûre pour que le bébé grandisse et se développe comme prévu. Cependant, je pense qu'il serait impossible d'imiter les composants "non nutritifs" - Mary Fewtrell

Cependant, le lait maternel est un liquide en constante évolution, ce qui en fait en quelque sorte une cible mouvante, dont certains composants ne sont pas encore totalement compris, explique Mme Fewtrell, professeur de nutrition pédiatrique à l'University College de Londres.

"Nous pouvons très bien produire des préparations qui fournissent une nutrition adéquate et sûre, afin que le bébé grandisse et se développe comme prévu", dit-elle.

"En effet, la composition des préparations a été améliorée ces dernières années afin qu'elles puissent reproduire plus fidèlement les schémas de croissance et certains résultats observés chez les nourrissons allaités. Cependant, je pense qu'il serait impossible d'imiter les composants "non nutritifs" de ce liquide complexe."

Quant à mon enquête sur la charge toxique de mon propre corps et les produits chimiques nocifs qui étaient peut-être présents dans mon lait maternel, Bloxam, le diététicien, me rassure : "j'encouragerais l'allaitement maternel dans la mesure du possible, car les avantages pour la mère et le bébé dépasseraient de loin les risques [de contamination]."

Pourtant, il semble que je ne sois pas la seule à m'interroger sur les ingrédients de mon propre lait.

Stephanie Canale, auparavant médecin de famille, est la fondatrice de Lactation Lab en Californie, une entreprise privée qui analyse le lait maternel pour en déterminer le contenu nutritionnel ainsi que les substances toxiques pour l'environnement.

Les mères envoient des échantillons congelés de leur lait maternel afin de vérifier la teneur en divers ingrédients, notamment en minéraux et en vitamines. L'idée est qu'elles puissent ensuite adapter leur régime alimentaire en conséquence.

Selon M. Canale, lorsque nous examinons l'alimentation d'un bébé, nous devons tout prendre en compte, des vitamines prénatales aux aliments consommés par une mère qui allaite et aux repas consommés par un bébé en sevrage.

Les préparations pour nourrissons peuvent constituer une partie de cette mosaïque, dans les familles où elles sont utilisées.

"Il s'agit d'une approche holistique", explique M. Canale, qui souhaiterait que les États-Unis adoptent une réglementation plus stricte concernant le contenu des préparations pour nourrissons.

"Je viens du Canada et je suis toujours surpris par la quantité de sirop de maïs à haute teneur en fructose présente dans les produits américains, y compris les préparations pour nourrissons. Les mamans vont être à l'origine de ce changement en disant que nous devons être plus conscients de ce que contiennent ces produits, en particulier le lait maternisé, car l'enfant mange la même chose tous les jours - il n'y a pas de variation [comme c'est le cas naturellement avec le lait maternel]." Dans le cas des produits chimiques toxiques - qu'ils se retrouvent dans le lait maternel ou dans le lait maternisé - la question n'est clairement pas seulement de savoir comment nous pouvons fournir à nos enfants une alimentation sûre.

Il s'agit également de savoir comment leur offrir, ainsi qu'aux générations futures, un environnement sûr et vivable, et réduire la pollution tout au long de la chaîne alimentaire.

L'une des réponses consiste certainement à commencer par utiliser moins de produits chimiques nocifs.