Effet satiétogène des peptides de levure chez le rat et chez l’Homme

II.3.2.1 Description des fractions peptidiques obtenues

L’effet satiétogène des protéines de levure, très intéressant sur le plan fonctionnel, a rapidement perdu de son intérêt industriel en raison de leur pouvoir aromatique très marqué, qui rend pratiquement impossible toute formulation avec les doses utilisées pour mettre en évidence cet effet satiétogène (voir article 2).

L’analyse des spectres de chromatographies a mis en évidence que l’extrait protéique de levure est constitué de molécules de différentes tailles : des molécules de grandes tailles (>10 kD) majoritairement des glucides complexes issus de la dégradation des parois de la levure, des molécules de tailles moyennes, peptides et acides nucléiques, dont la taille est comprise entre 1 et 10 kD, et enfin des molécules plus petites, dont la taille n’excède pas 1 kD, principalement des acides aminés libres ( Figure 35).

Cette dernière fraction, qui compose entre 80 et 90% de l’extrait initial (dit protéines de levure), contient la majorité des composés aromatiques. Eliminer cette fraction permet donc de s’affranchir des difficultés de formulation. La fraction supérieure à 10 kD a également été supprimée afin de purifier au maximum le produit final. Trois fractions différentes ont été isolées par ce procédé, à partir de deux extraits protéiques différents (Figure 33). Ces trois extraits comprennent quasi exclusivement des molécules dont la taille est comprise entre 1 et 10 kD. L’extrait protéique initialement utilisé correspond à l’autolysat permettant d’obtenir le peptide dit B. Les produits ont été réalisés au sein de l’atelier pilote de la société Bio-Springer, à Maisons-Alfort.

Afin de les faire ingérer par les rats, les trois extraits peptidiques ont été formulés dans des aliments normo- et hyperprotéiques de même densités énergétiques que les aliments P14.

II.3.2.2 La fraction dite « B » est plus satiétogène que les autres

Les animaux n’ayant pas complètement consommé la charge lors des deux premières (T1 et T2), seuls les jours T3 et T4 ont pu être correctement étudiés.

Dans le cas des flux de nutriments, il est encore plus difficile, en raison de la saturation éventuelle des systèmes d’absorption et de la sécrétion d’hormones (qui dans le cas de d’hormones comme l’insuline ou la leptine n’est pas instantanée), de savoir si un flux plus important au départ est plus satiétogène qu’un flux plus faible mais prolongé.

En hyperprotéique, les charges PepB 55 et Pep 2006 55 induisent à partir de T3 une forte dépression de la prise alimentaire à 1h (Figure 36). Concernant le régime Peptone 55, cet effet apparaît dès T2 (mais consommation incomplète de la charge) mais disparaît à T4. Ces effets entraînent une diminution de la prise énergétique comprise entre 10 et 20%.

A 3h, cet effet n’est présent qu’à T3 pour les groupes Pep2006 55 et Peptone 55, et apparaît progressivement pour le groupe PepB 55 et devient significatif à T4 (Figure 37).

Aucun effet n’est observé sur la consommation quotidienne, même si une tendance semble se dessiner sur la période.

En normoprotéique, les effets sont beaucoup moins prononcés, et seul le groupe PepB 14 présente un effet significatif à 1h à T4, avec une réduction d’environ 15% de la prise énergétique (Figure 36). A 3h, le groupe PepB 14 présente une diminution de la prise énergétique d’environ 12% à T3 ainsi qu’à T4, alors que pour les autres groupes nous n’observons un effet qu’à T4 (Figure 37).

A l’échelle de la journée, aucun effet n’est observé.

Ces résultats montrent que les différentes fractions de peptides de levure, malgré des procédés d’obtention assez différents, induisent tous à leur niveau, une dépression de la prise alimentaire assez importante, même si elle reste limitée à l’échelle de la journée. Cependant, la fraction qui possède le pouvoir satiétogène le plus constant en utilisation hyper- ou normoprotéique est sans conteste la fraction PepB. Les rats nourris dans cette expérience avec cette fraction ont vu leur appétit diminuer de manière progressive dans cette expérience, et il semble donc nécessaire de compléter cette étude avec une caractérisation plus complète du comportement des animaux à l’échelle de la journée.

Dans toute la suite, la fraction peptidique étudiée est la fraction PepB, appelée simplement peptides de levure.

II.3.2.3 Le pic de l’effet satiétogène induit par les peptides de levure apparaît au bout de 3-4 heures

Les résultats sont présentés pour les jours tests 5 et 6 (soit les 10 et 12^ème jours expérimentaux). Les résultats sont similaires pour ces deux journées (résultats présentés pour le jour 6 sur la Figures 38 et 39 et Tableau 4). Les rats recevant une charge de P14-pep réduisent fortement leur prise alimentaire lors de la première heure de consommation de P14 ad libitum, résultant d’une baisse du nombre de bouffées alimentaire sans que la vitesse d’ingestion ne soit affectée, ces deux paramètres indiquant une augmentation de la satiété (Feurte et al., 2002)

(Tableau 4). Cette dépression initiale de la prise alimentaire est ensuite compensée jusqu'à 3-4 heures après le début de la période ad libitum. A partir de ce moment, les rats ayant reçu une charge calibrée de P14-pep mangent moins que les rats ayant reçu une charge calibrée de P14, et cette différence est importante pendant les 6 heures suivantes, mais cette différence s’amenuise par la suite (Figure 39). Les rats P14-pep terminent tout de même la journée avec une consommation quotidienne inférieure à celle des rats P14, ce qui se traduit sur la période expérimentale par une légère décroissance de la prise de poids, trop faible pour être significative, en raison des journées de charge P14 entrecoupant chaque prise de charge P14- pep.

Afin de maximaliser l’effet des peptides de levure sur la prise énergétique quotidienne et donc sur la prise de poids, il semble donc nécessaire de donner aux animaux des charges quotidienne de peptides de levure, et un arrêt de la période d’alimentation ad libitum au bout de 10 heures permet de maintenir un écart important dans la consommation énergétique quotidienne.

II.3.2.4 Les peptides de levure induisent une dépression de la prise alimentaire chez le rat comme chez l’Homme après habituation

Les analyses de prise alimentaire, chez le rat comme chez l’Homme, montrent des résultats très similaires. L’ingestion du repas contenant des peptides de levure induit une dépression de la prise alimentaire qui n’apparaît pas lors du repas suivant (sauf chez le rat durant les premiers jours, non mesurée chez l’Homme), mais plus tard dans la journée, ce qui se traduit chez l’Homme par une baisse de la consommation lors du dîner et au niveau de la consommation quotidienne (respectivement -10.3 et -7.6%, soit environ 237 kcal pour une journée) et chez le rat par une diminution de l’énergie quotidienne ingérée (-12% après habituation). Chez le rat, cet effet apparaît dès le 7^ème jour, la période d’habituation choisie dans l’étude clinique est donc suffisante. En outre, cet effet ne disparaît pas chez le rat durant la période testée (24 jours). Les peptides de levure, après une période une période d’habituation d’une semaine, induisent donc une dépression de la prise alimentaire profonde et prolongée qui apparemment, ne connaît pas de phénomènes d’atténuation à moyen terme.

II.3.2.5 Les peptides de levure activent les neurones POMC du noyau arqué

L’étude des circuits neuronaux activés à la suite de l’ingestion de ces peptides de levure est en parfait accord avec les observations des études comportementales. En effet, les neurones

du NTS, qui sont traditionnellement activés dans la régulation de la prise énergétique à court terme (Berthoud, 2002), ne sont pas activés par les peptides de levure (sauf à court terme, ce qui correspond aux observations comportementales) et en particulier, les neurones noradrénergiques ne sont pas activés, tout comme les neurones GLP-1 (Figure 40). Ces profils d’activation confirment l’absence de régulation sur le repas suivant observé avec les peptides de levure.

En revanche, les neurones POMC de l’ARC, dont le rôle primordial dans la régulation de la prise alimentaire à moyen terme et le maintien de l’homéostasie énergétique est bien connu (Schwartz et al., 2000), sont plus activés après habituation aux peptides de levure (article 3, figure 4 et 5). Cette activation s’accompagne, comme dans le cas des repas hyperprotéiques de lait, d’une inhibition indispensable des neurones NPY/AgRP (voir article 1) mais contrairement à ces régimes, elle va également de pair avec une augmentation du nombre total de neurones POMC (article 3, figure 5). Cette activation des neurones POMC est cohérente avec l’absence de régulation à court terme observé avec les peptides de levure, puisque les neurones POMC de l’ARC sont plus souvent impliqués dans des phénomènes de régulation de la balance énergétique et de gestion des réserves, que dans la taille des repas, même si ils peuvent également jouer un rôle dans ces phénomènes (Ellacott & Cone, 2004). La mesure du stimulus étant placée à ce moment de la journée pour des raisons d’interprétations liées aux interférences concernant le marquage de la protéine Fos avec le reste de la consommation de la journée, l’activation des neurones POMC que nous avons mesurée ne reflète peut être pas ce qu’elle peut être à d’autres moments de la journée, en particulier plusieurs heures après l’ingestion des peptides de levure, au moment même où l’effet satiétogène est le plus important. Néanmoins, la présence de neurones POMC en plus grand nombre suggère une plus forte sensibilité de cette région à des stimuli post absorptifs qui pourrait apparaître plusieurs heures après l’ingestion de la charge. L’augmentation du nombre de neurones POMC détecté dans l’ARC, qui doit prendre un certain temps à se mettre en place, expliquerait également la période d’habituation d’une semaine observé dans les études comportementales. Cette augmentation pourrait être due à un phénomène de neurogénèse, possible au niveau du noyau arqué (Kokoeva et al., 2005), à la suite d’une stimulation quotidienne des peptides de levure. Le délai (une semaine) correspond à ce qui pu être observé dans le complexe vagal dorsal à la suite d’une vagotomie (Bauer et al., 2005). Cette hypothèse demanderait à être testée avec les méthodes connues de détection de neurogénèse. Une autre hypothèse pouvant expliquer ce phénomène est l’augmentation des teneurs en α-MSH au sein

des neurones POMC, à la suite de stimulus répétés au cours de la première semaine, qui rendrait ces neurones détectables par immunohistochimie. Quoi qu’il en soit, la présence d’un plus grand nombre de neurones POMC après habituation aux charges de peptides levure potentialise la force de la réponse satiétogène associée à ces derniers et correspond à un mécanisme d’action très intéressant pour ces peptides, car l’augmentation du nombre de neurones sensibles au stimulus rend moins probable l’apparition de phénomènes d’habituation.