Qu'est-ce qui donne aux protéines cette force tant vantée ?

Les protéines reflètent le potentiel de confusion du thème de l'alimentation comme aucun autre nutriment. Des mythes circulent sur les régimes alimentaires, du low-carb au régime Atkins, sans parler du sujet controversé des besoins en protéines des athlètes de force. Et les végétariens peuvent-ils couvrir leurs besoins en protéines uniquement avec des aliments végétaux ? Les rumeurs et les mythes surgissent parce que de nombreux articles sont publiés sur Internet sans preuves scientifiques. Nous souhaitons vous donner un aperçu fondamental et scientifiquement fondé à ce sujet. De quoi sont faites les protéines ? À quoi nous servent-elles ? Qu'est-ce qui rend la protéine de chanvre si spéciale ? Nous entrerons parfois un peu plus dans les détails que certains pourraient souhaiter. Mais chacun pourra alors décider lui-même jusqu'où il veut approfondir la question. Nous espérons pouvoir répondre à de nombreuses questions.

Les protéines sont d'abord composées de longues chaînes d'acides aminés (AA) et font partie de chaque cellule de l'organisme. Actuellement, plus de 100 acides aminés sont connus, dont seulement 20 sont utilisés pour la synthèse des protéines. Ceux-ci sont appelés acides aminés protéinogènes. Leur tâche principale est la construction et le renouvellement des cellules dans les muscles, les organes, les tendons, mais aussi les ongles et les cheveux.

Parmi les 20 AA, 9 sont essentiels, c'est-à-dire que le corps ne peut pas les produire lui-même ou les synthétiser à partir d'autres acides aminés (Biesalski, 2004).

AA non essentiels ou semi-essentiels :

• Arginine
• Ornithine
• Acide aspartique
• Proline
• Cystéine
• Sérine
• Acide glutamique
• Taurine
• Glutamine
• Tyrosine
• Glycine

AA essentiels/indispensables :

• Histidine
• Phénylalanine
• Isoleucine
• Tryptophane
• Leucine
• Thréonine
• Lysine
• Valine
• Méthionine

Outre les acides aminés essentiels et non essentiels, on distingue également les AA semi-essentiels. Ils occupent une position particulière, car ils sont indispensables dans certaines conditions, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent pas être synthétisés en quantité suffisante. Ainsi, l'arginine et la sérine, par exemple, sont essentielles en cas de maladie grave ou chez le nourrisson.

Dans un état physique normal, ils n'ont pas besoin d'être apportés par l'alimentation. D'autres AA ne deviennent essentiels que si l'apport en AA essentiels est insuffisant, car ils peuvent être synthétisés à partir d'autres, comme la cystéine à partir de la méthionine.

Outre la construction cellulaire, les AA ont d'autres fonctions. En cas d'apport insuffisant en glucides, ils sont par exemple utilisés comme source d'énergie. De plus, les protéines servent de substance de départ pour les neurotransmetteurs et les amines biogènes.

La décomposition des protéines produit notamment de l'ammoniac, qui est une substance toxique pour le corps et doit donc être éliminée. Pour ce faire, l'ammoniac est transformé en urée, qui peut être filtrée du sang par nos reins et quitte le corps avec l'urine.

Puisqu'une consommation accrue de protéines s'accompagne également d'une sollicitation plus importante des reins, il est évident que les personnes ayant une prédisposition génétique défavorable ou des antécédents personnels devraient veiller à un apport optimal en protéines.

Comme mentionné ci-dessus, les protéines sont le matériau de construction des cellules. Sans protéines, les cellules ne peuvent pas croître ou se renouveler. C'est aussi la raison pour laquelle les athlètes de haut niveau consomment plus de protéines. Ils veulent ainsi soutenir et stimuler la croissance musculaire.

Pour réguler la croissance, notre organisme utilise une molécule de contrôle appelée mTOR. Elle se trouve dans les cellules du corps humain et est un observateur de la situation alimentaire et énergétique (Zoncu et al 2011; Laplante & Sabatini, 2012).

Sur la base de ces découvertes, une étude a implanté 20 000 cellules cancéreuses chez des souris femelles et les a ensuite soumises à un régime riche ou pauvre en protéines. L'approche est très simple. Plus l'apport énergétique sous forme de protéines est élevé, plus il y a de matière première disponible, plus le mTOR peut envoyer des signaux de croissance active. Le corps ne fait pas de distinction entre une cellule normale, inoffensive, et une cellule cancéreuse. Et chez l'homme aussi, des cellules cancéreuses se forment spontanément au cours de la vie. Cependant, cela ne conduit pas automatiquement à une tumeur. C'est pourquoi l'équipe de recherche a voulu tester si l'alimentation avait une influence significative sur le développement continu des cellules cancéreuses implantées. Après 18 jours de régime riche en protéines, toutes les souris avaient développé une tumeur. Dans le groupe témoin, soumis à un régime pauvre en protéines, la formation d'une tumeur a pu être évitée chez 30% des souris. Et ce, malgré le nombre considérable de cellules cancéreuses implantées (Levine et al., 2014).

Cet exemple ne vise ni à jeter le discrédit sur les protéines en général, ni sur le mTOR, car nous avons besoin des deux pour vivre. Il vise à suggérer que le besoin optimal en protéines n'est pas le même pour tous. En fonction de la situation de vie et de la génétique, il devrait être ajusté individuellement. Il existe cependant une valeur indicative approximative que l'on peut suivre.

Les protéines végétales sont-elles de moins bonne qualité que les protéines animales ?

Oui et non. La question n'a pas de réponse simple. Cela est dû aux différences fondamentales entre les sources de protéines. D'une part, les protéines végétales se trouvent souvent dans des ensembles plus sains. Les aliments végétaux contiennent soit généralement moins, soit, le cas échéant, des acides gras insaturés sains. En outre, ils sont généralement riches en fibres et contiennent des substances végétales secondaires. Les protéines animales, en revanche, ont tendance à avoir une teneur élevée en acides gras saturés. Le cholestérol ne se trouve également que dans les sources animales. S.133 et suiv. Leitzmann

D'autre part, il est également vrai que les aliments d'origine animale sont souvent plus riches en protéines et peuvent présenter une meilleure qualité de protéines. Il est donc plus facile de couvrir les besoins quotidiens d'environ 0,6 à 0,8 g par kg de poids corporel. En supposant 0,8 g de protéines par kg de poids corporel, une personne de 70 kg de poids normal devrait consommer 56 g de protéines par jour (Biesalski et al., 2010). L'apport recommandé résulte de la perte naturelle quotidienne de protéines d'environ 0,3 g/kg et des pertes d'absorption pendant le processus de digestion et de résorption d'environ 10 %.

Les protéines animales ont donc généralement une meilleure qualité de protéines. Qu'est-ce que le mot qualité signifie ? Elle est exprimée sous la forme du PDCAAS ("Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score"). Pour le calcul, la digestibilité réelle des protéines et le rapport entre les acides aminés contenus dans l'aliment et ceux nécessaires aux besoins humains sont pris en compte. C'est en quelque sorte un indice de la valeur des protéines présentes ou de leur bonne utilisation.

La raison pour laquelle les protéines végétales ont une qualité inférieure réside généralement dans le rapport plus faible des acides aminés. L'AA qui présente le rapport le plus bas par rapport aux besoins humains est défini comme l'AA limitant et n'est le seul à entrer dans la formule ci-dessus. En multipliant cela par la digestibilité réelle, on obtient le PDCAAS.

Et pourquoi un seul acide aminé est-il pris en compte pour le calcul ?

La réponse repose sur l'idée du principe du minimum.

Figure 1 : https://de.wikipedia.org/wiki/Minimumgesetz#/media/File:Minimum-Tonne.svg

La Figure 1 illustre l'idée derrière le principe du minimum. Il est moins important de savoir quelle est la douelle la plus longue, ou, de manière équivalente, quel acide aminé présente le meilleur rapport. C'est le maillon le plus faible qui détermine la quantité d'eau que le tonneau peut contenir sans fuir. Un tonneau plus haut (de meilleurs rapports d'acides aminés) ne peut pas, dans ce cas, rendre la protéine plus précieuse ou retarder la fuite de l'eau. Si le pire rapport est proportionnellement faible, les autres "meilleurs" rapports deviennent négligeables/triviaux.

En résumé, on peut dire que la valeur PDCAAS est donc un indicateur de la mesure dans laquelle les protéines contenues dans un aliment peuvent être absorbées. Une faible valeur de 0 signifie que les protéines ne peuvent pas être absorbées du tout, tandis que 1,00 reflète la meilleure utilisation. Les protéines animales sont souvent de meilleure qualité que les protéines végétales, car les acides aminés qu'elles contiennent correspondent davantage aux besoins humains et elles peuvent être mieux digérées.

Quel est le PDCAAS du chanvre ? Le PDCAAS peut-il être augmenté ?

Un grand avantage des protéines de chanvre réside dans les types de protéines qui les composent. L'édestine représente plus de 65 % et est considérée comme une protéine très digestible. L'albumine, qui constitue la majeure partie restante, est également très digestible. Les protéines peuvent lier des substances insolubles dans l'eau et ainsi les rendre transportables dans le sang.

L'édestine, en revanche, est particulièrement importante pour la formation d'immunoglobulines (Herer & Bröckers, 2000). La valeur de digestibilité réelle du chanvre est de 0,97. Elle est, comme le PDCAAS des produits à base de chanvre, la plus élevée pour les graines de chanvre décortiquées (0,66). Cette valeur est déjà assez bonne pour une protéine végétale non traitée (voir tableau 1), mais elle peut encore être améliorée si l'on veut tirer le meilleur parti du grain de chanvre. L'exemple de l'isolat de soja suggère qu'avec un traitement mécanique ou chimique approprié, la teneur en protéines de la poudre de chanvre pourrait également être considérablement augmentée. Dans tous les produits à base de chanvre, la lysine est l'AA limitant.

L'avantage est que le PDCAAS ne se réfère pas seulement à un aliment, mais à l'ensemble du repas. Grâce à une combinaison ciblée avec, par exemple, des aliments riches en lysine (par exemple des légumineuses), le PDCAAS augmente, car les légumineuses peuvent compenser le manque de lysine, c'est-à-dire l'AA limitant des produits à base de chanvre. Elles sont certes pauvres en méthionine et en cystéine, mais le chanvre en est très riche, ce qui crée une symbiose. Un repas intelligemment composé permet donc de valoriser la moindre valeur PDCAAS des protéines végétales, de sorte qu'elles soient qualitativement à la hauteur des protéines animales. (Callaway, 2004) & (House, et al., 2010). Un exemple pratique est également fourni ci-dessous à ce sujet.

Voici quelques exemples concrets d'aliments qui se complètent bien dans leur profil d'acides aminés.

• Légumineuses et céréales (par exemple, ragoût de lentilles avec un petit pain complet)
• Céréales et lait (par exemple, pain au fromage, riz au lait)
• Œuf et soja (par exemple, omelette aux pousses de soja)
• Pommes de terre et lait (par exemple, pommes de terre en robe des champs avec du fromage blanc aux herbes)
• Pommes de terre et œuf (par exemple, gratin de pommes de terre avec un œuf)

Le tableau 1 donne également un aperçu de la teneur en protéines des aliments, y compris leur valeur PDCAAS.

	PDCAAS	Teneur en protéines pour 100 g
Œuf	1,00	12,8
Riz	0,60	6,8
Isolat de soja	1,00	jusqu'à 80
Bœuf	0,92	environ 20
Gruau d'avoine	0,82	11
Tofu	0,56	14
Graines de chanvre	0,66	25
Cacahuètes	0,52	24
Isolat de protéines de pois	0,89	jusqu'à 80
Pois chiches	0,78	21
Lentilles	0,52	24 – 27
Haricot	0,41	jusqu'à 22
Blé	0,40	10

Exemple de calcul du PDCAAS

Enfin, pour illustrer nos propos, nous vous proposons un exemple concret de la manière dont le PDCAAS d'un aliment peut être amélioré par l'association d'autres ingrédients. Le repas est composé de céréales, de pois chiches et de lait en poudre, décrits à gauche avec leurs traductions anglaises (Wheat, Chickpea, Milk powder). La teneur en lysine des céréales est plutôt faible (cercle orange 1), avec 25 mg/g de protéines. C'est ce que prouve la comparaison avec la quantité contenue dans la protéine de référence pour la tranche d'âge concernée (cercles rouges).

Supposons que l'on veuille calculer la qualité des protéines des céréales pour les bébés (0-5 ans). On se réfère alors à la quantité de référence de 0,57 mg de lysine par gramme de protéine. Soit 0,25 mg / 0,57 mg = 0,43 mg. Cette valeur devrait être multipliée par la digestibilité réelle, ce qui donnerait le PDCAAS comme résultat.

L'ajout de pois chiches et de lait en poudre augmente la teneur totale en lysine du plat à une moyenne de 44 mg/g de protéines (cercle orange 2), car ils contiennent beaucoup plus de lysine par gramme (70 et 80 mg/g) en comparaison. Pour cela, la quantité de protéines totales de chaque ingrédient est calculée (AxBxG/100) et multipliée par la quantité de l'AA respectif par gramme (cercle orange 1). Enfin, la moyenne par gramme est déterminée. On obtient ainsi la quantité d'acides aminés présente en moyenne dans le repas. Celle-ci peut être mise en relation avec la protéine de référence (les quantités nécessaires).

Le rapport est le plus faible pour la lysine (0,78) par rapport aux autres acides aminés (acides aminés soufrés, thréonine, tryptophane), c'est pourquoi elle est désignée comme l'acide aminé limitant (cercles bleus). En multipliant cette valeur par la digestibilité réelle (0,85 - cercle orange 3), on obtient un PDCAAS de 0,67 (cercle orange 4). Sans la combinaison avec les pois chiches et le lait en poudre, les céréales, avec une digestibilité réelle également de 0,85, auraient un PDCAAS de 0,37. Avec l'âge, la quantité réelle de lysine nécessaire diminue à 45 mg (cercles rouges), ce qui ferait augmenter le PDCAAS du plat jusqu'à 0,84.