Facteurs post-absorptifs

II.2.3.1 La théorie aminostatique

Chez des rats nourris avec un régime hyperprotéique, on observe dès le premier jour une diminution de la prise alimentaire et une élévation du taux sanguin et dans une moindre mesure cérébral, d’acides aminés indispensables, notamment les acides aminés ramifiés (Peters

& Harper, 1987). Après adaptation, le retour à la norme de ces taux circulants, par stimulation du catabolisme de ces acides aminés, s’accompagne d’une normalisation de la prise alimentaire (Peters & Harper, 1985). Ainsi, les variations des taux plasmatiques et intra cérébraux d’acides aminés sembleraient conditionner la prise alimentaire à court terme (repas suivant).

La relation entre le taux d’acides aminés circulants et l’appétit, dite théorie aminostatique, a été élaborée par Mellinkoff (Mellinkoff et al., 1956). Il a déterminé sur des sujets humains qu’il existe une relation inverse entre le taux d’acides aminés circulant et

l’appétit, ainsi qu’entre glycémie et appétit, quelque soit le mode d’administration. Cependant cette étude seule ne suffit pas, d’après l’auteur lui–même, à trouver l’explication causale du phénomène observé, en raison de l’existence de contre exemples (diabétiques hyperphagiques à forts taux d’acides aminés circulants, anorexiques avec faibles taux d’acides aminés).

Cette hypothèse a été battue en brèche par Anderson (Anderson et al., 1994) dont les travaux ont montré que l’hypothèse aminostatique n’est pas applicable à court terme.

L’administration de protéines (ou de l’équivalent en acides aminés) entraîne bien une dépression de la prise alimentaire, mais sans liens corrélatifs avec les taux circulants d’AA plasmatiques et cérébraux dans l’intervalle de temps précédant la dépression de la prise alimentaire. Les modifications induites des profils plasmatiques et cérébraux d’AA sont alors inconsistantes ou inexistantes.

Certaines catégories d’AA peuvent cependant subir des variations quant à leurs taux plasmatiques et cérébraux suite à l’ingestion d’un régime HP. Aucune différence n’est observable entre les AA indispensables ou non quant à une différence de pouvoir satiétogène (Anderson et al., 1994), en revanche, les AA branchés plasmatiques et cérébraux augmentent après une ingestion aiguë ou chronique d’un régime protéique (Harper & Peters, 1989, Morens et al., 2000, Morens et al., 2001). Il a en outre été montré grâce à l’utilisation de la technique de microdialyse que certaines régions cérébrales spécifiques (noyau paraventriculaire, aire médiale pré-optique, mais pas l’hypothalamus latéral) montraient des variations de profils de certains AA (AA branchés, méthionine …) suite à l’ingestion d’un repas hyperprotéique (Currie et al., 1995, Choi et al., 1999, Choi et al., 2000, Choi et al., 2001).

Dans le cas de la leucine, il semblerait effectivement que ces variations centrales pourraient jouer sur la régulation du comportement alimentaire. Les acides aminés, et en particulier les acides aminés branchés, comme la leucine, pourraient également jouer un rôle dans la régulation centrale de l’appétit sans passer par l’intermédiaire de la synthèse d’un neurotransmetteur. Les travaux récents de Cota et al. (Cota et al., 2006) montrent en effet qu’une injection centrale de leucine induit une activation de la voie de signalisation du mTOR elle-même à l’origine d’une réduction de la prise alimentaire (Figure 25). Le mTOR (mammalian target of rapamycin) est une sérine-thréonine kinase connue pour son rôle dans l’intégration des flux énergétiques au sein de la cellule (Sabatini et al., 1994, Schmelzle &

Hall, 2000). Ces travaux semblent montrer que si la voie de signalisation du mTOR était décrite jusqu’ici comme un carrefour des grandes orientations métaboliques cellulaires, elle aurait également un rôle à jouer en tant que régulateur central de la prise alimentaire. Ces deux

aspects du mTOR en feraient un acteur clé du maintien de l’homéostasie énergétique. Le mTOR colocalise surtout dans les neurones NPY que les neurones POMC (Cota et al., 2006).

Cette hypothèse est cependant aujourd’hui controversée en raison de résultats différents obtenus par supplémentation en leucine chez l’Homme (Laviano et al., 2006).

Enfin, certains AA indispensables sont également des précurseurs de neurotransmetteurs, comme le tryptophane, précurseur de la sérotonine, médiateur connu pour inhiber l’appétit (Latham & Blundell, 1979). Mais, la relation entre la teneur en sérotonine cérébrale et la teneur en protéines du régime n’a pas été confirmée, hormis paradoxalement dans le cas du régime sans protéine, qui s’accompagne d’une teneur en sérotonine élevée (Harper & Peters, 1989). Une forte charge d’histidine (précurseur de l’histamine) induit une forte dépression de la prise alimentaire du fait d’une augmentation de la concentration d’histamine cérébrale (Mercer et al., 1990), qui active certaines régions de l’hypothalamus (Yoshimatsu et al., 2002). Cependant, les quantités d’histidine nécessaires pour observer cet effet sont très supérieures à celles pouvant être apportées dans le cadre d’une alimentation normale (Anderson & Li, 1987).

II.2.3.2 La théorie glucostatique

Le glucose est le substrat énergétique préférentiel de l’organisme, principalement pour les organes gluco-dépendants comme le cerveau. En fonction des conditions nutritionnelles, l’organisme ajuste en permanence les niveaux de glucose sanguin de manière à assurer l’homéostasie glucidique. En l’absence de source exogène de glucose (en particulier durant les périodes post-prandiales ou de jeun), différents substrats peuvent être utilisés comme précurseurs de glucose : le glycérol, les acides aminés et le lactate. Leur utilisation préférentielle dépend de l’état nutritionnel de l’individu. Durant la période post prandiale, suite à l’ingestion d’un repas hyperprotéique chez des rats adaptés à ce régime, il y aurait néoglucogenèse (production de glucose au niveau hépatique à partir des acides aminés) mais aussi de façon concomitante utilisation du glucose produit dans la cellule hépatique à des fins de glycogénogenèse (Azzout-Marniche et al., 2007). L’ingestion d’un régime HP entraîne en effet l’activation de la glycogénogenèse chez le rat via l’élévation de la glucagonémie (Krebs et al., 2003).

Ainsi pour les tenants de la théorie glucostatique, le pouvoir satiétogène des protéines serait lié à un apport lent et prolongé du glucose issu de la néoglucogenèse et ou du glucose d’origine alimentaire. Ainsi, grâce aux squelettes carbonés fournis par les AA glucoformateurs,

comme l’alanine, la glutamine, la sérine ou encore la glycine, les régimes HP contribuent au maintien de l’homéostasie du glucose et donc à l’absence du signal de faim. Les AA glucoformateurs ne sont pas les seuls à participer à ce mécanisme. Les acides aminés branchés jouent également un rôle majeur dans le maintien de cette homéostasie (Layman, 2003), expliquant donc en partie le caractère satiétogène des régimes HP.