La principale conclusion de cette étude est qu’une combinaison d’AAE libres et de protéines de lactosérum est hautement anabolique chez les jeunes volontaires en bonne santé. La réponse anabolique à la composition EAA libre/protéine était dose-dépendante. Il est intéressant de noter que le gain de NB après la consommation de 12,6 g d’AAE libres et de protéines de lactosérum était significativement plus important que la réponse du NB à la consommation de 6,3 g du produit AAE libres/protéines, lorsqu’il était normalisé par rapport à la quantité de produit consommé (Fig. 4), en raison d’une suppression plus importante de la dégradation des protéines. Les réponses anaboliques de l’une ou l’autre dose d’AAE libres/produit protéique de lactosérum étaient plus importantes que la réponse à une boisson commerciale à base de protéines de lactosérum lorsqu’elles étaient normalisées par rapport à la quantité consommée. Lorsqu’elle est normalisée par rapport à la quantité de produit consommée, la réponse du NB à la faible dose d’AAE libres/protéines était environ trois fois plus importante que celle du produit à base de protéines de lactosérum, et la réponse du NB à la dose élevée du produit à base d’AAE libres/protéines était environ six fois plus importante que celle du produit à base de protéines de lactosérum.

Les avantages anaboliques des compléments alimentaires à base de protéines de lactosérum sont bien établis, à la fois chez les individus sédentaires ainsi que comme adjuvants à l’entraînement physique (par exemple, . De même, la consommation de compléments alimentaires à base d’AAE libres est bien documentée pour stimuler la synthèse des protéines musculaires et l’équilibre protéique net , et une consommation soutenue améliore la fonction physique chez les personnes âgées . La stimulation de la synthèse des protéines musculaires par la consommation de moins de 4 g d’AAE serait aussi importante que la réponse à la consommation d’une dose de 25 g de protéines de lactosérum. L’effet anabolique accru des suppléments alimentaires d’AAE libres a été attribué par certains à l’activation de mTORC1 et des composés connexes impliqués dans l’initiation de la synthèse des protéines. La leucine, en particulier, jouerait un rôle clé dans l’activation de mTORC1, et donc dans la stimulation de la synthèse des protéines musculaires. L’idée que l’ajout de leucine libre à une dose de protéine alimentaire active mTORC1, amplifiant ainsi la réponse anabolique aux acides aminés de la protéine, a été testée dans des études antérieures. Les résultats des études dans lesquelles la leucine libre a été ajoutée aux protéines alimentaires ou aux repas complets ont été décevants. En cas d’altération de la réponse anabolique, comme dans le cas de la cachexie cancéreuse, l’ajout de leucine à une composition nutritionnelle à base de lactosérum peut améliorer la réponse anabolique. Cependant, chez les jeunes sujets en bonne santé, tout effet bénéfique de l’ajout de leucine libre à une protéine intacte est de courte durée ou non détecté. Le problème de l’ajout de la seule leucine aux protéines alimentaires est que la disponibilité des autres AAE devient un facteur limitant. En particulier, les concentrations plasmatiques des autres acides aminés à chaîne ramifiée (valine et isoleucine) tombent en dessous du niveau de jeûne lorsque seule la leucine supplémentaire est ajoutée à la protéine intacte .

L’étude actuelle est la première dont nous avons connaissance dans laquelle une formulation équilibrée d’AAE libres a été combinée avec la protéine de lactosérum. La formulation différait de la plupart des compositions nutritionnelles d’AAE en ce que la leucine ne représentait que 20% des AAE libres. Il a été postulé que l’ampleur de la réponse anabolique aux protéines alimentaires est déterminée par l’augmentation de la concentration de leucine dans le plasma, plutôt que par la quantité de protéines consommées. À l’appui de cette hypothèse, les compositions d’AAE conçues pour les personnes âgées nécessitent un pourcentage de leucine disproportionné pour maximiser la réponse anabolique par rapport à la composition des protéines musculaires. Cependant, une teneur disproportionnée en leucine dans les compositions conçues pour stimuler une réponse anabolique chez des volontaires plus jeunes et en bonne santé n’est pas nécessaire. Au contraire, dans l’étude actuelle, la teneur en leucine de la composition EAA/protéine était basée sur la quantité nécessaire pour maintenir un équilibre entre tous les précurseurs synthétiques des protéines. En incluant seulement 20% des AAE sous forme de leucine, il a été possible d’augmenter les proportions relatives des autres AAE, fournissant ainsi tous les précurseurs nécessaires à la synthèse des protéines corporelles. Même avec une faible dose d’AAE libres composés de seulement 20% de leucine, la concentration plasmatique de leucine a été multipliée par près de 3 (Fig. 2), tandis que les concentrations des autres AAE ont été augmentées proportionnellement à leurs besoins pour la synthèse des protéines musculaires.

En plus de pouvoir produire une composition de proportions exactes d’AAE, les AAE libres ont l’avantage d’être rapidement et complètement absorbés . Le pic rapide de réponse des AAE plasmatiques est probablement une raison essentielle de leur efficacité . En revanche, la durée totale de la réponse est limitée, car si les concentrations d’AAE dans le sang augmentent rapidement, elles diminuent également rapidement. Pour cette raison, la composition testée dans cette étude contient des protéines en plus des EAA pour prolonger la réponse anabolique dans le temps après la consommation.

Les acides aminés non essentiels (NEAA) ne sont pas nécessaires pour la réponse anabolique aiguë à la consommation d’EAA . Ceci est dû au fait que les NEAA sont normalement produits dans le corps à des taux suffisamment rapides pour éviter les carences. D’autre part, des études réalisées sur le bétail suggèrent que la croissance et le développement maximaux à long terme des animaux sont atteints avec un équilibre d’environ 20-30% de NEAA et 70-80% d’EAA . L’implication que la disponibilité des AENC peut éventuellement devenir un facteur limitant pour la synthèse des protéines est soutenue par le fait que les AENC, en particulier l’alanine et la glutamine, chutent après la consommation d’une dose unique d’AAE sous forme libre. L’ajout de protéines intactes à un mélange d’EAA sous forme libre est le moyen le plus efficace d’assurer une quantité adéquate de NEAA alimentaires pour maximiser les augmentations à long terme de la masse maigre et de la fonction physique résultant d’une consommation régulière. L’action des peptides produits lors de la digestion des protéines du petit-lait peut avoir contribué à un effet interactif entre les AAE libres et les protéines du petit-lait. Les peptides de la protéine de lactosérum sont signalés comme ayant un large éventail de bénéfices potentiels (par exemple, ), et l’amplification de la réponse anabolique aux AAE libres pourrait être l’un de ces bénéfices. La conception de l’étude actuelle n’a pas permis d’évaluer le rôle des peptides produits lors de la digestion des protéines de lactosérum.

Un commentaire sur la relation entre la réponse de la FSR des protéines du corps entier et des protéines musculaires est approprié. Qualitativement, les réponses de la FSR des protéines musculaires étaient similaires aux réponses de la synthèse des protéines du corps entier avec les trois traitements. De plus, les réponses de la FSR musculaire dans l’étude actuelle étaient généralement en accord avec les résultats d’études comparables. Par exemple, Churchward-Venne, et al. ont rapporté que la consommation de 1,5 g ou 6 g d’une composition d’AAE augmentait la FSR musculaire de 40 et 36 %, respectivement, par rapport à une augmentation de 50 % après la consommation de 40 g de protéines de lactosérum. Les valeurs correspondantes dans notre étude étaient des augmentations de 39 et 76 % de la FSR en réponse à 6,3 g et 12,6 g, respectivement, de la composition EAA/protéine libre, et une augmentation de 28 % en réponse aux 12,6 g de protéine de lactosérum dans Gatorade Recover. Cependant, dans l’étude actuelle, l’ampleur des différences dans la réponse de l’équilibre net du corps entier entre les traitements était beaucoup plus importante que les différences dans la FSR, en raison d’une suppression de la dégradation des protéines du corps entier en plus d’une plus grande stimulation de la synthèse des protéines dans le traitement à forte dose d’AAE/protéines. Les deux doses de compositions d’AAE/protéines ont entraîné une augmentation de la balance protéique nette de 3,6 ± 1,9 et 11,8 ± 1,8 g de protéines /4 h pour les compositions d’AAE/protéines libres à faible et forte dose, respectivement, par rapport à une augmentation de 3,0 ± 0,9 g pour le Gatorade Recover. Ces résultats soulignent l’importance de quantifier à la fois les taux de synthèse et de dégradation des protéines lors de l’évaluation de la réponse anabolique nette à une intervention nutritionnelle.

La quantification de la réponse de l’équilibre net du corps entier à la consommation de nutriments a permis de comparer la quantité d’acides aminés ± protéines consommés avec le gain net en protéines corporelles. L’augmentation des protéines corporelles correspondait à environ 24 % de la quantité de protéines de lactosérum consommée avec Gatorade Recover (Fig. 3). Ce pourcentage de gain net de protéines est cohérent avec la relation établie depuis longtemps entre l’apport de N et la rétention de N à des niveaux d’apport de N supérieurs aux besoins minimaux, et fournit un soutien pour la validité quantitative du modèle de protéines du corps entier. Contrairement à la réponse à la protéine de lactosérum, le gain de protéines corporelles était d’environ 64 et 105 % des doses faibles et élevées de la composition AAE/protéine libre, respectivement. L’augmentation extraordinaire des protéines corporelles par rapport à la quantité d’acides aminés sous forme libre dans la composition EAA/protéine reflète l’activation de la capacité de synthèse par l’augmentation rapide des concentrations d’EAA (y compris la leucine), les effets suppressifs d’une dose élevée d’EAA sur la dégradation des protéines, et la réutilisation accrue des NEAA endogènes pour produire des protéines complètes.

Il est approprié de considérer certains des avantages et des limites de la quantification de la réponse anabolique par la mesure de la synthèse et de la dégradation des protéines du corps entier. La prise en compte de la réponse à l’ingestion de nutriments au niveau du corps entier est raisonnable, puisque les nutriments sont consommés au niveau du corps entier. Il est important de noter que la méthodologie du renouvellement des protéines du corps entier permet de déterminer simultanément les taux de synthèse et de dégradation des protéines, et des études récentes ont mis en évidence le rôle jusqu’alors sous-estimé de la dégradation des protéines dans la réponse anabolique à l’ingestion de protéines. La mesure directe de la FSR des protéines musculaires, en revanche, ne fournit des informations que sur la réponse de synthèse des protéines. La mesure précise de la balance nette des protéines musculaires nécessite la procédure invasive du cathétérisme artériel et veineux profond. Si l’on compare les avantages de la cinétique des protéines du corps entier, il y a des limites. Les résultats calculés reflètent une mise en commun des réponses de toutes les protéines du corps, et les protéines musculaires peuvent constituer aussi peu que 25 % du taux total de synthèse des protéines du corps entier dans certaines circonstances. Comme la majorité de la synthèse des protéines du corps entier se produit ailleurs que dans le muscle, le taux de synthèse des protéines du corps entier peut ne pas correspondre directement à la FSR des protéines musculaires dans certaines circonstances. Cependant, en ce qui concerne l’étude actuelle, la réponse de la FSR musculaire correspondait généralement aux changements de la synthèse protéique du corps entier, ce qui suggère qu’au moins une partie du gain de la balance protéique nette s’est produite dans le muscle.

Il existe différentes approches méthodologiques pour quantifier les taux de synthèse et de dégradation des protéines du corps entier, qui ont toutes des avantages et des limites. Nous avons récemment discuté en détail de la méthodologie utilisée dans l’étude actuelle . Nous avons conclu que les hypothèses nécessaires, tout en contribuant potentiellement à la variabilité des résultats, ne causent pas de sur- ou sous-estimation systématique des valeurs calculées. La validité de la méthodologie corps entier utilisée dans l’étude actuelle est confirmée par la comparaison des résultats avec ceux d’autres études utilisant des méthodologies différentes. Comme discuté ci-dessus, il existe une relation étroite entre le gain net de N corporel après la consommation de protéines de lactosérum, calculé par la méthode du traceur, et la valeur attendue sur la base d’études antérieures sur le bilan N. En outre, un résultat clé de l’étude actuelle est que la dégradation des protéines du corps entier a été significativement supprimée avec la dose la plus élevée de la composition AAE/protéines. L’effet suppressif de concentrations élevées d’acides aminés plasmatiques sur la dégradation des protéines musculaires chez les sujets humains a été bien établi depuis plus de 20 ans par des études d’équilibre artériel-veineux .

.