Study of the protein profile of the Adélé tribe of Togo

A. Tété-Bénissan; P. Duriez; H.J. Parra

Study of the protein profile of the Adélé tribe of Togo

Cahiers d'études et de recherches francophones / Santé . Volume 10, Number 4, 261-6, Juillet - Août 2000, Etudes originales

Résumé

Summary

Author(s) : A. Tété-Bénissan, P. Duriez, H.J. Parra, Laboratoire de microbiologie-biologie cellulaire, Faculté des sciences, Université du Bénin, BP 1515, Lomé, Togo..

Summary : Plasma proteins provide precise information about the physiological status of an individual. In this study, we compared the plasma protein profiles of 168 individuals from the Adélé ethnic group, from an isolated rural area of Togo, with those of 159 individuals from an urban population from the capital, Lomé. The Adélé villages are located in the Atakora mountains. The subjects were volunteers, all apparently healthy and aged between 18 and 65 years. We separated serum proteins by electrophoresis and identified proteins specific for nutritional, inflammatory and immune status. The Adélé significantly higher total serum protein concentrations than the urban individuals, with higher concentrations of a1 globulins (2.35 ± 0.57 g/L versus 1.94 ± 0.52 g/L) and g globulins (22.19 ± 5.67 g/L versus 16.98 ± 5.23 g/L) and lower concentrations of b globulins (6.83 ± 1.56 g/L versus 7.34 ± 1.52 g/L). The Adélé also had lower plasma concentrations of albumin (41.91 ± 5.74 g/L versus 44.56 ± 6.32 g/L), tranferrin (2.5 ± 0.52 g/L versus 3.03 ± 0.6 g/L), haptoglobin (0.57 ± 0.59 g/L versus 1.32 ± 0.89 g/L) and IgA (2.3 ± 0.89 g/L versus 2.88 ± 1.12 g/L) and higher plasma concentrations of orosomucoid (0.85 ± 0.26 g/L versus 0.69 ± 0.27 g/L); IgG (25.3 ± 7.11 g/L versus 21.79 ± 6.5 g/L) and IgM (4.25 ± 2.83 g/L versus 2.25 ± 1.0 g/L). The data obtained for the Adélé and urban populations were similar to those obtained for European populations except for IgM (higher in the Adélé than in the urban and European populations), IgG and CRP (higher for the Adélé and urban populations than for European populations). Nutritional status, as estimated by albumin and transferrin concentrations, was higher in the urban population of Lomé than in the Adélé population but the Adélé population suffered no malnutrition problems. These results are consistent with those of a previous study, using apo A-I concentrations as an index of nutritional status. Apo A-I has also been shown to be a reliable indicator of nutritional status, as prealbumin concentration alone is sufficient for the early diagnosis of protein malnutrition. The very high concentrations of plasma CRP obtained indicate the presence of an inflammatory syndrome in the Adélé and urban populations, as this protein is the first acute phase protein to be detected. However, the orosomucoid concentrations obtain-ed provide no evidence of significant inflammation. The high affinity of haptoglobin (Hp) for hemoglobin (Hb) results in the formation of soluble Hp-Hb complexes, reducing the value of Hp as a marker of the acute phase of inflammation. The frequency os sickle cell disease was higher in the Adélé population than in the urban population (10-25% versus 2-6%). Hemoglobinopathies are correlated with haptoglobin concentration and thus plasma haptoglobin concentration was lower in the Adélé population than in the urban population. The plasma concentrations of a1-antitrypsin in this study were similar to those reported for Europeans. The plasma concentration of protease inhibitors, such as a1-antitrypsin, increased as protease levels increased. These data confirm that the Adélé and urban populations suffer no disease due to high levels of protease release into the bloodstream. They also show that a1-antitrypsin is of some value as an acute phase marker protein. The acute nature of the inflammatory syndrome (as assessed by CRP concentration) in the Adélé and urban populations was confirmed by the hyperglobulinemia (high levels of production of IgM and IgG antibodies) observed in these populations. The Adélé and Lomé urban populations live in a tropical environment in which they are continuously in contact with infectious agents. This results in repeated stimulation of the immune system in both these populations. This study of plasma proteins in the Adélé provides insight into the physiological conditions of this ethnic group, which has remained isolated from modern civilization for several centuries. Our results for the Adélé population confirm those for other black African populations, showing the specificity of the black African protein profile and demonstrating that the Adélé live in balance with their en environment.

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ARTICLE

Les protéines plasmatiques jouent des rôles très variés dans l'organisme. Leurs variations quantitatives, isolées ou non, s'observent à des stades précoces : de la phase aiguë lors des affections diverses (infectieuses, parasitaires, bactériennes, virales, etc.), d'une réaction immunitaire et de la malnutrition [1]. Ainsi, des études réalisées sur plusieurs populations africaines [2-4] ont montré le « déséquilibre » protéique du sérum des Noirs africains. Ce déséquilibre est caractérisé par une hypoalbuminémie liée à une hypergammaglobulinémie. Les auteurs ont montré que la concentration des gamma-globulines atteint souvent une valeur de 25 à 40 % de la protidémie totale. Cette dernière et les autres fractions globuliniques restent à des valeurs proches de celles observées chez les Caucasiens [1, 5]. Ces observations sur le protéinogramme du Noir africain sont confirmées par d'autres travaux portant sur l'analyse des protéines spécifiques de l'état nutritionnel, de la réaction inflammatoire et du statut de l'immunité humorale [6-10].

Par ailleurs, au Togo, dans une région forestière frontalière avec le Ghana (figure) à 700 m d'altitude, dans le massif de l'Atakora vivent les Adélé¹. Ces derniers sont restés plusieurs siècles à l'écart des influences socio-culturelles du monde moderne. Guilmain-Gauthier [11] a pu les caractériser ethnologiquement comme un relatif isolat. Cependant, depuis moins de vingt ans, cette ethnie est en voie de transformation sociale à cause du récent désenclavement de la région Adélé [12]. De plus, très peu de recherches biologiques ont été effectuées sur cette population aux us et coutumes particuliers [13-16]. Le présent travail a été réalisé pour contribuer à la caractérisation biologique des Adélé, en les comparant à une autre population togolaise non enclavée et pluriethnique. Ainsi, nous avons établi le protéinogramme et dosé l'albumine, la transferrine, l'haptoglobine, l'orosomucoïde, l'alpha₁-antitrypsine, la CRP, les IgA, IgG et IgM afin de déceler l'existence ou non de dysprotéinémie chez les Adélé.

Matériel et méthodes

La population étudiée est composée d'adultes togolais des deux sexes âgés de 18 à 65 ans, non apparentés, apparemment sains, avertis et renseignés sur l'étude et ayant tous donné leur consentement. L'appartenance ethnique, le niveau d'étude et l'activité professionnelle de chaque sujet ont été notés. Les volontaires se répartissent en deux groupes : le groupe I est formé de 168 Adélé (élèves et agriculteurs) habitant les villages de Dikpéléou Katchenké, Toumoulmou et Yégué (figure) situés à environ 300 km de Lomé ; le groupe II est constitué de 159 citadins vivant à Lomé depuis au moins cinq ans et ayant des activités professionnelles diverses. Les ethnies majoritaires sont les Ewhé, les Mina et les Kabyè appartenant toutes au grand groupe des peuples Kwa [17].

En plus de la prise de sang, tous les sujets ont fait l'objet d'un examen anthropométrique et d'un interrogatoire sur leurs habitudes diététiques. Le sang prélevé par ponction veineuse au pli du coude sur des sujets à jeun depuis au moins 12 heures est recueilli dans un tube sec. Il est conservé à 4 °C dans une glacière jusqu'au laboratoire. Après centrifugation, le sérum recueilli est aliquoté et conservé à 4 °C pour les dosages immédiats et à - 20 °C pour les dosages ultérieurs. Les protides totaux sont quantifiés en utilisant le coffret « Protéines kit » de bioMérieux (Marcy-l'Étoile, France). Les protéinogrammes sont obtenus après intégration des bandes séparées à pH 8,6 et colorées au rouge ponceau. Les protéines spécifiques ont été dosées par immunonéphélémétrie sur le néphélémètre de Behring avec des immunsérums spécifiques (Behring Werke, Marburg, Allemagne).

Les résultats quantitatifs sont exprimés par la moyenne et l'écart type. Les différents groupes ont été comparés soit par le test non paramétrique de Mann et Withney, soit par l'analyse de variance (Anova). L'ajustement sur les paramètres anthropométriques et les variables biologiques est réalisé par régression linéaire multiple et la recherche de corrélation selon Pearson. Le seuil de signification retenu est de 5 % (p = 0,05).

Résultats

Les enquêtes diététiques effectuées dans les deux groupes d'étude montrent que les citadins ont des rations de glucides, de protéines et de lipides plus importantes que les sujets Adélé. L'apport en vitamines liposolubles et hydrosolubles est aussi plus faible dans l'Adélé.

Les résultats des protéinogrammes sont indiqués dans le tableau 1. Aucune différence significative n'est observée pour la protidémie entre les hommes et les femmes aussi bien dans l'Adélé qu'à Lomé. Cependant les Adélé pris dans leur ensemble présentent une protidémie significativement plus élevée que les citadins (p = 0,0001). Dans l'Adélé, les valeurs des différentes fractions sont identiques pour les hommes et les femmes. En revanche, à Lomé, l'albumine est plus élevée et les alpha₂-globulines sont plus faibles chez les hommes que chez les femmes. Des différences significatives sont notées entre Adélé et citadins pour les fractions alpha₁-globulines, gamma-globulines (p = 0,0001) et beta-globulines (p = 0,003). En effet, chez les Adélé les alpha₁-globulines (2,35 ± 0,57 g/l versus 1,94 ± 0,52 g/l) et les gamma-globulines (22,19 ± 5,67 g/l versus 16,98 g/l) sont plus élevées que chez les citadins alors que les beta-globulines (6,83 ± 1,56 g/l versus 7,34 ± 1,52 g/l) sont au contraire plus faibles. Quant aux fractions albumine et alpha₂-globulines, elles ne diffèrent pas significativement entre les Adélé et les citadins. De plus, les valeurs moyennes obtenues dans les deux groupes d'étude sont proches de celles de référence préconisées pour les Occidentaux [1], à l'exception de la fraction gamma-globulines qui est plus élevée dans l'Adélé et à Lomé que la limite supérieure de la norme européenne (15 g/l).

Le tableau 2 présente les concentrations des différentes protéines spécifiques dans les deux groupes d'étude. Les résultats obtenus sont en accord avec ceux de l'électrophorèse des protéines sériques. La comparaison des Adélé et des citadins montre que les valeurs moyennes de tous les paramètres sont significativement différentes (p = 0,0001) à l'exception de l'alpha₁-antitrypsine et de la CRP dont les concentrations sont respectivement de 2,67 ± 0,6 g/l et 2,54 ± 4,3 mg/l pour les Adélé, de 2,73 ± 0,7 g/l et 3,56 ± 15,08 mg/l pour les citadins. L'état nutritionnel révélé par les concentrations de l'albumine et de la transferrine semble être de meilleure qualité à Lomé que chez les Adélé. Chez ces derniers, pour les protéines de l'immunité humorale, les IgG et IgM sont significativement plus élevées (p = 0,0001), alors que les IgA présentent des valeurs moyennes significativement plus faibles (p = 0,0001) que chez les citadins. Quant aux autres protéines de l'état inflammatoire, les concentrations moyennes sont plus élevées (0,85 ± 0,26 g/l versus 0,69 ± 0,27 g/l) pour l'orosomucoïde et deux fois plus faibles (0,57 ± 0,59 g/l versus 1,32 ± 0,89 g/l) pour l'haptoglobine chez les Adélé que chez les citadins. Le rapport haptoglobine/orosomucoïde chez les citadins (1,913) est presque trois fois plus élevé que chez les Adélé (0,67) dont 14,29 % des sujets ont un effondrement de l'haptoglobine (0,08-0,1 g/l) contre 0 % chez les citadins.

Pour ces protéines spécifiques, les valeurs observées chez les Togolais sont proches de celles de référence des Européens. Cependant, les IgM sont plus élevées chez les Adélé seuls (4,25 ± 2,83 g/l versus 0,6-3,0 g/l). Les IgG et la CRP sont deux fois plus élevées chez les Adélé (25,30 ± 7,11 g/l et 2,54 ± 4,3 mg/l) et les citadins (21,79 ± 6,5 g/l et 3,56 ± 15,08 mg/l) que chez les Occidentaux (10 à 14 g/l et 0 à 1,5 mg/l).

Discussion

La protidémie élevée des Adélé s'expliquerait essentiellement par les valeurs de leurs alpha₁ et gamma-globulines. Par ailleurs, l'état nutritionnel estimé par les valeurs de l'albumine et de la transferrine montre que les Adélé (isolat) ne souffrent pas de malnutrition. Il en est de même pour les citadins. Ceci est confirmé dans une autre étude [18] par les valeurs de l'apo A-I. Cette dernière est significativement corrélée (r = 0,40 ; p < 0,001) à la préalbumine et se comporte aussi comme un indicateur fiable et très sensible de l'état nutritionnel. L'apo A-I (demi-vie = 2 à 3 jours) seule peut suffire pour le diagnostic précoce de la malnutrition protéino-énergétique (MPE) [7, 19, 20]. En effet les variations de l'apo A-I sont indépendantes des phénomènes infectieux et inflammatoires alors que la préalbumine (demi-vie = 2 à 3 jours), la transferrine (demi-vie = 8 jours) et l'albumine (demi-vie = 20 jours) ne sont de bons marqueurs de l'état nutritionnel qu'en dehors de toute complication inflammatoire et ou immunitaire. L'hypoalbuminémie signalée par certains auteurs [2-4] n'est pas observée dans notre étude.

Les concentrations plasmatiques très élevées de la CRP (demi-vie = 6 à 8 heures), première protéine décelable de la phase aiguë, traduisent l'existence d'un syndrome inflammatoire chez les Adélé et les citadins. Cette protéine est augmentée, dans notre étude, en l'absence d'étiologie infectieuse pouvant engendrer un syndrome inflammatoire aigu. Ceci s'explique par un état inflammatoire répété chez les sujets. Les valeurs de l'orosomucoïde (demi-vie = 2,5 jours) dans les deux groupes étudiés ne traduisent pas un état inflammatoire significatif.

Quant à l'haptoglobine, sa capacité de formation de complexes Hp-Hb (demi-vie = 90 min) avec l'hémoglobine au cours d'hémolyse [21, 22] annihile sa valeur sémiologique de protéine de la réaction inflammatoire. Les concentrations plasmatiques plus faibles de l'haptoglobine chez les Adélé seraient en rapport avec les hémoglobinopathies présentes en proportions plus importantes dans cette ethnie que dans la population de Lomé [14, 15, 23, 24]. En effet, Richir et al. [14] et Adom [15] ont montré que 10 à 25 % des Adélé sont drépanocytaires (SS et SC) et 28 % sont porteurs de l'hémoglobine S. Alors que dans la population pluriethnique de Lomé, North et al. [23], Mijiyawa et al. [24] observent seulement 2 à 6,2 % de drépanocytaires et 15 à 18,7 % de porteurs de l'hémoglobine S. Dans notre étude, aucun citadin ne présente un effondrement de l'haptoglobine. Par ailleurs, chez les Adélé, parmi les 14,29 % présentant un effondrement de l'haptoglobine, seuls 8,33 % sont drépanocytaires. Ceci s'explique par le fait que, d'une part, l'importance de l'hémolyse varie en fonction de la sévérité de la crise drépanocytaire et, d'autre part, une hémolyse peut être aussi causée par d'autres facteurs tels que les parasitoses (ex. : paludisme) surtout en milieu tropical.

Pour ce qui est de l'alpha₁-antitrypsine, autre protéine de la réaction inflammatoire, les valeurs observées dans la présente étude (chez les Adélé et les citadins), voisines de celles de référence des Européens [1], confirment que tous les sujets sont apparemment sains et ne présentent aucune pathologie liée à une libération accrue dans la circulation sanguine d'enzymes protéasiques [8, 21]. La concentration de ces dernières augmenterait parallèlement à une élévation des inhibiteurs de protéases dont l'alpha₁-antitrypsine. Il se dégage donc de ces observations que nous ne pouvons attribuer qu'une valeur sémiologique relative à l'alpha₁-antitrypsine en tant que marqueur de la réaction inflammatoire.

Le caractère aigu du syndrome inflammatoire signalé par les valeurs très élevées de la CRP est attesté par une hypergammaglobulinémie. Les IgM très élevées chez les Adélé et surtout les IgG deux fois plus élevées chez tous les sujets (Adélé et citadins) que chez les Occidentaux confirment les données classiques rapportées dans la littérature [2-4, 6-10].

Ces différents auteurs ont signalé une hypergammaglobulinémie souvent associée à une augmentation de certaines protéines de l'état inflammatoire chez le sujet sain de race noire vivant en milieu tropical. Comparées aux valeurs observées chez les Européens, ces concentrations d'immunoglobulines chez des sujets sains prouvent que leur système immunitaire est fréquemment stimulé. Ce qui constitue une réponse physiologique (synthèse d'anticorps) à l'environnement dans lequel vivent les Togolais et surtout les Adélé. L'organisme de tous les sujets étudiés est en permanence agressé par les agents parasitaires, bactériens et viraux de toutes sortes.

Note :

¹ Le terme Adélé est employé pour désigner : l'ethnie, la population et la région.

CONCLUSION

L'étude de certaines protéines spécifiques de l'état nutritionnel, de la réaction inflammatoire et du statut de l'immunité humorale des Adélé nous a permis de connaître un peu plus l'état physiologique de cette ethnie particulière restée plusieurs siècles isolée sur les plans culturel et géographique. Les résultats de la présente étude confirment aussi ceux des travaux antérieurs réalisés au Congo [2], en Côte d'Ivoire [3, 4], au Bénin [6], au Burkina Faso [7, 8] et au Sénégal [9, 10] qui font apparaître l'originalité du profil protéique du Noir africain par rapport à celui de l'Européen. Bien que les Adélé constituent un isolat, leur profil protéique n'échappe pas à cette originalité. Dans l'Adélé, il existe un équilibre nutritionnel dans la population, en dépit d'une relative monotonie de l'alimentation, et les sujets ne présentent pas de pathologies liées à des carences alimentaires remarquables. De plus l'état inflammatoire et le statut immunitaire observés chez les Adélé et les citadins de Lomé ne sont que les conséquences d'une stimulation répétée de l'organisme des sujets par différents agents infectieux.

Les renseignements apportés par la présente étude constituent pour l'épidémiologiste une bonne approche biologique des Adélé, en particulier pour l'association haptoglobine-drépanocytose. Ce qui devrait lui permettre de confirmer les hypothèses des ethnologues sur les us et coutumes de cette ethnie particulière. On peut en déduire qu'il existe aussi un certain équilibre biologique homme/ milieu dans l'Adélé comme dans la plupart des régions tropicales.

Remerciements

Les auteurs remercient la population Adélé pour sa contribution volontaire à ce programme de recherche. La réalisation de ce travail a été possible grâce à une aide financière accordée par l'Université du Bénin (Lomé-Togo) et la Mission française de coopération au Togo au Dr Amivi Colette Tété-Bénissan.

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