Soutenance mémoire
Protéines dans l’alimentation
Protéine : macronutriment
Les protéines constituent, avec les glucides et les lipides, une des trois grandes familles de macronutriments. Les protéines sont constituées d’atomes de carbone, d’hydrogène, d’oxygène, d’azote et de soufre pour certains d’entre eux, sous formes de chaînes d’acides aminés, unités de base des protéines, qui sont reliés entre eux par des liaisons peptidiques. Il existe 20 acides aminés qui peuvent être utilisés par l’organisme pour la synthèse des protéines, dont 9 sont indispensables , c’est-à-dire que l’organisme n’est pas capable de les synthétiser ou en quantité insuffisante pour satisfaire ses besoins. Certains acides aminés sont conditionnellement indispensables en fonction des conditions pathologiques ou physiologiques spécifiques car leur taux de synthèse peut être limité par divers facteurs (Reeds et al., 2000; Reeds, 2000). Par exemple, l’arginine est un acide aminé indispensable chez les mammifères seulement en phase de développement précoce.
La consommation des protéines en France
La recommandation par l’Organisation Mondiale de la Santé en consommation de protéines est de 132 mg d’azote/kg/j, soit 0,83 g/kg/j de protéines (Rand et al., 2003). L’agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES) a établi l’apport nutritionnel conseillé (ANC) en protéines pour la population française à 0,83 g/kg/j chez les adultes en bonne santé. Cependant, la consommation en protéines actuelle française est bien supérieure puisqu’elle représente environ 1,5 à 2 fois la valeur de l’ANC.
La ration calorique journalière recommandée par l’ANSES est de 15 % en protéines (avec 50 % en glucides et 35 % en lipides). Selon les résultats de l’étude INCA2 (Etude individuelle Nationale sur les Consommations Alimentaires 2006-2007), l’apport en protéines chez les français adultes représente en moyenne 17% de l’apport énergétique (44% de glucides et 39% de lipides). Chez les femmes, cet apport énergétique représente 74 g de protéines par jour et chez les hommes, 100 g de protéines par jour. Pour un homme ayant un poids corporel de 80 kg, son ANC est de 66,4 g de protéines par jour. La consommation moyenne de 100g de protéines par jour est donc 1,5 fois plus élevée que l’ANC.
Les régimes hyperprotéiques sont aujourd’hui largement utilisés pour des finalités amaigrissantes non seulement chez les personnes en surpoids ou obèses (Indice de masse corporelle, IMC ≥ 25), mais aussi chez les gens ayant un IMC normal ou proche de la normale (18,5 < IMC < 24,9) et voulant perdre quelques kilos. Dans le cas d’un régime hyperprotéique, l’apport en protéines peut être doublé voire triplé par rapport à la valeur de l’ANC.
Aux 100 g de protéines ingérées par jour, s’ajoutent les protéines endogènes (sécrétions salivaire et gastro-intestinale), 6 – 18 g passent la jonction iléo-caecale et arrivent dans le gros intestin.
Dégradation et absorption des protéines
Les protéines exogènes et endogènes vont subir une série complexe de transformations réalisées par les protéases gastrique (pepsine) et pancréatique dans un premier temps. Les produits issus de cette dégradation sont essentiellement des peptides de grande taille, qui vont être ensuite dégradés par les peptidases présentes sur la membrane en bordure en brosse de l’épithélium intestinal en oligopeptides dont les di-et tripeptides et en acides aminés avant d’être absorbés à travers les entérocytes absorbants. L’analyse du contenu luminal après l’ingestion des protéines chez l’homme montre que les acides aminés sont présents plutôt sous forme de peptides que sous forme libres. Les peptides représentent jusqu’à 80% des acides aminés totaux dans la lumière intestinale et sont composés majoritairement de 2 à 6 acides aminés.
Même si la dégradation des protéines est initiée au niveau de l’estomac, l’absorption des acides aminés, des dipeptides et tripeptides est réalisée essentiellement au niveau de l’intestin grêle par des systèmes de transports actifs ou passifs présents sur la membrane de la bordure en brosse des entérocytes. Il a été rapporté que les colonocytes auraient également la capacité d’absorber les acides aminés et les di-, tripeptides, mais à un niveau bien moindre que celui observé dans les entérocytes (Calonge et al., 1990; James and Smith, 1976; Robinson et al., 1973; Sepulveda and Smith, 1979). Cependant, il est généralement admis que les acides aminés ne sont pas absorbés dans le gros intestin sauf dans la période néonatale (Darragh et al., 1994).
Il est à souligner qu’une partie non négligeable de protéines et peptides (12 – 18 g) ayant échappé à la digestion et à l’absorption dans l’intestin grêle est transférée via la jonction iléo-caecale dans le gros intestin. S’y ajoutent des protéines endogènes (sécrétions pancréatiques, mucus, entérocytes desquamés etc.). Il a été rapporté que la perte d’ azote alimentaire est de l’ordre de 10% (Bos et al., 2005).
Physiologie du gros intestin
Les résidus alimentaires et les composés endogènes non absorbés et non digérés dans l’intestin grêle sont transférés dans le gros intestin par l’activité péristaltique intestinale via la jonction iléo-caecale. Le rôle physiologique principal du gros intestin est de transformer les contenus liquides ou semiliquides de l’intestin grêle en résidus plus déshydratés en réabsorbant l’eau et les électrolytes. Pour assurer cette fonction, plusieurs types de cellules sont présents au niveau de l’épithélium du gros intestin.
Structure du gros intestin
Structure au plan longitudinal
Le gros intestin est la partie distale du tractus gastro-intestinal. Il commence à la fin de l’ileum et se termine à l’anus. Chez l’homme, le gros intestin comprend les segments suivants : le caecum, le côlon ascendant, le côlon transverse, le côlon descendant, le côlon sigmoïde et le rectum. Le caecum est le premier segment du gros intestin qui fait suite à l’ileum. Sa taille est relativement petite chez l’homme, alors que certains animaux, comme le rat, la taille du caecum est plus importante.
Structure au plan transversal
Du point de vue microscopique, le gros intestin est un tube constitué de plusieurs tuniques. Le centre de ce tube est la lumière intestinale où se trouvent le bol alimentaire et le microbiote. On trouve ensuite 5 tuniques formant la structure du gros intestin (DANIELS, 1979) :
La muqueuse
Elle est constituée de cryptes tubuleuses (glandes de Lieberkühn), droites et serrées qui comprend 2 types de cellules : des colonocytes et de nombreuses cellules caliciformes à mucus. Le tissu conjonctif de soutien remplissant les espaces entre les cryptes est le chorion (lamina propria), contient beaucoup de cellules, en particulier des cellules lymphatiques, et de nombreux vaisseaux sanguins et lymphatiques. Les nodules lymphatiques peuvent y être présents et s’étendent jusqu’à la sousmuqueuse.
La musculaire-muqueuse (muscularis mucosae)
C’est une couche de tissu musculaire lisse où les parties inférieures des cryptes reposent directement sur cette couche. Elle est responsable des mouvements locaux et des replis de la muqueuse.
La sous-muqueuse
Elle est composée de tissus conjonctifs et soutient la muqueuse. Elle contient de gros vaisseaux sanguins, lymphatiques et des nerfs.
La musculeuse (muscularis externa)
Elle est constituée de muscles lisses qui comprennent 2 couches musculaires, circulaire interne et longitudinale externe et assurer l’activité péristaltique du gros intestin.
La tunique externe (l’adventice ou la séreuse)
C’est un tissu conjonctif qui enveloppe le gros intestin et qui est le tissu de soutien des gros vaisseaux et des nerfs.
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Table des matières
INTRODUCTION GÉNÉRALE
BIBLIOGRAPHIQUE
1 PROTEINES DANS L’ALIMENTATION
1.1 Protéine : macronutriment
1.2 La consommation des protéines en France
1.3 Les rôles des acides aminés au niveau de l’intestin
1.4 Dégradation et absorption des protéines
2 PHYSIOLOGIE DU GROS INTESTIN
2.1 Structure du gros intestin
2.2 Epithélium colique
2.3 Métabolismes des acides aminés dans les colonocytes
3 MICROBIOTE INTESTINAL
3.1 Composition et rôles du microbiote
3.2 Métabolisme bactérien des protéines et des acides aminés
3.3 Utilisation des métabolites bactériens par l’hôte et ses effets physiologiques
4 MALADIES INFLAMMATOIRES CHRONIQUES DE L’INTESTIN
4.1 Epidémiologie descriptive
4.2 Etiologie et pathogenèse
4.3 Etat inflammatoire dans la muqueuse
4.4 Cicatrisation de la muqueuse
4.5 Modèle expérimental : colite induite par le DSS
TRAVAUX PERSONNELS
5 ARTICLE 1 : UN REGIME RICHE EN PROTEINES MODIFIE LE MICROBIOTE COLIQUE ET L’ENVIRONNEMENT LUMINAL MAIS PAS LE METABOLISME DES COLONOCYTES DANS LE MODELE RAT: LA CONNECTION
6 ARTICLE 2 : EFFETS BENEFIQUES D’UN MELANGE D’ACIDES AMINES SUR LA CICATRISATION DE LA MUQUEUSE COLIQUE CHEZ LE RAT
DISCUSSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES
7 DISCUSSION GENERALE ET PERSPECTIVES
7.1 Effets du régime hyperprotéique sur le microbiote, le métabolisme des colonocytes et le métabolisme de l’hôte
7.2 Effets des acides aminés sur la cicatrisation colique post-colite
CONCLUSION GÉNÉRALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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