Mais qu'est-ce qui donne aux protéines cette force tant citée ?

Les protéines reflètent le potentiel de confusion du thème de la nutrition comme aucun autre nutriment. Des mythes circulent sur les régimes alimentaires, du régime Low-Carb au régime Atkins, sans parler du sujet controversé des besoins en protéines pour les athlètes de force. Et les végétariens peuvent-ils couvrir leurs besoins en protéines uniquement avec des aliments végétaux ? Les rumeurs et les mythes naissent parce que de nombreux articles sont publiés sur Internet sans preuves scientifiques. Nous voulons 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 allons parfois approfondir certains détails, plus que certains ne pourraient être intéressés. Mais chacun pourra alors décider lui-même du degré de précision qu'il souhaite. 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 fabriquer 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. Ceux-ci occupent une place particulière car ils sont indispensables dans certaines conditions, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent pas être synthétisés en quantité suffisante par l'organisme. Par exemple, l'arginine et la sérine 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 qu'en cas d'apport insuffisant en AA essentiels, car ils peuvent normalement être synthétisés à partir d'autres, comme la cystéine à partir de la méthionine.

En plus de 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 base pour les neurotransmetteurs et les amines biogènes.

La décomposition des protéines produit, entre autres, de l'ammoniac, qui est une substance toxique pour l'organisme 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.

Étant donné qu'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 la matière première des cellules. Sans protéines, les cellules ne peuvent ni croître ni 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 surveille la situation alimentaire et énergétique (Zoncu et al 2011; Laplante & Sabatini, 2012).

Une étude, basée sur ces découvertes, a injecté 20 000 cellules cancéreuses à des souris femelles et les a ensuite soumises à un régime riche ou pauvre en protéines. L'approche est très simple. Plus l'énergie sous forme de protéines est apportée, plus il y a de matière première, plus mTOR peut envoyer des signaux de croissance. Le corps ne fait pas de distinction entre une cellule normale et inoffensive et une cellule cancéreuse. Chez l'homme aussi, des cellules cancéreuses se forment spontanément au cours de la vie. Cependant, cela ne conduit pas automatiquement à une tumeur. L'équipe de recherche a donc 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 de comparaison, qui était 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 pas à jeter un mauvais jour sur les protéines en général, ni sur 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 tout le monde. En fonction de la situation de vie et de la génétique, il devrait être adapté 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'est pas simple à répondre. Cela est dû aux différences fondamentales entre les sources de protéines. D'une part, les protéines végétales se présentent souvent dans des ensembles globaux plus sains. Les aliments végétaux contiennent soit généralement moins, soit, le cas échéant, des acides gras insaturés sains. De plus, ils sont généralement riches en fibres et contiennent des composés végétaux secondaires. Les protéines animales ont tendance à avoir une teneur élevée en acides gras saturés. Le cholestérol ne se trouve d'ailleurs que dans les sources animales. S.133 et suiv. Leitzmann

D'un autre côté, les aliments d'origine animale sont souvent plus riches en protéines et peuvent avoir une meilleure qualité protéique. 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 un apport de 0,8 g de protéines par kg de poids corporel, une personne de 70 kg de poids normal devrait ingérer 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 les processus de digestion et de résorption d'environ 10 %.

Les protéines animales présentent donc généralement une meilleure qualité de protéines. Qu'y a-t-il derrière le mot qualité ? Elle est indiquée sous la forme du PDCAAS ("Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score"). Le calcul tient compte de la digestibilité réelle des protéines et du rapport entre les acides aminés contenus dans l'aliment et ceux nécessaires aux besoins humains. C'est en quelque sorte un indice de la valeur des protéines présentes ou de la façon dont elles peuvent être utilisées.

La raison pour laquelle les protéines végétales ont une qualité inférieure réside généralement dans un rapport moins bon des acides aminés. L'AA qui présente le rapport le plus faible par rapport aux besoins humains est définie comme l'AA limitante et est la seule à être prise en compte dans la formule ci-dessus. En multipliant par la digestibilité réelle, on obtient le PDCAAS.

Et pourquoi seul un seul acide aminé est-il pris en compte dans 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 ne s'agit pas de savoir quelle est la douve la plus longue, ou, de manière équivalente, quel acide aminé présente le meilleur rapport. Seul le maillon le plus faible est déterminant pour la quantité que le tonneau peut contenir sans que l'eau ne s'échappe. Une douve plus haute (meilleurs rapports d'acides aminés) ne peut pas non plus, dans ce cas, contribuer à rendre la protéine plus précieuse ou à empêcher l'eau de s'échapper plus tard. Si le rapport le plus faible est suffisamment bas, les autres rapports "meilleurs" sont négligeables/deviennent triviaux.

En résumé, on peut dire que la valeur du PDCAAS est un indicateur de la mesure dans laquelle les protéines contenues dans un aliment peuvent être absorbées. Une valeur faible de 0 signifie que les protéines ne peuvent pas être absorbées du tout, tandis que 1,00 reflète la meilleure utilisation possible. 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 sont mieux digérées.

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

Un grand avantage de la protéine de chanvre réside dans les types de protéines qui la 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 dans la formation des immunoglobulines (Herer & Bröckers, 2000). La valeur de la digestibilité réelle du chanvre est de 0,97. Elle est, comme le PDCAAS des produits à base de chanvre, la plus élevée dans les graines de chanvre décortiquées (0,66). Cette valeur est déjà très bonne pour une protéine végétale non traitée (voir tableau 1), mais elle pourrait encore être améliorée si l'on veut tirer le meilleur parti du chènevis. L'exemple de l'isolat de soja suggère qu'un traitement mécanique ou chimique approprié pourrait également augmenter considérablement la teneur en protéines de la poudre de chanvre. Dans tous les produits à base de chanvre, la lysine est l'AA limitante.

La bonne nouvelle 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 (comme les légumineuses), le PDCAAS augmente, car les légumineuses peuvent compenser le manque de lysine, c'est-à-dire l'AA limitante 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 d'améliorer la valeur PDCAAS plus faible 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 donné ci-dessous.

Voici quelques exemples concrets d'aliments dont le profil en acides aminés se complète bien.

• Légumineuses et céréales (par exemple, ragoût de lentilles avec petits pains complets)
• Céréales et lait (par exemple, pain au fromage, riz au lait)
• Œuf et soja (par exemple, omelette aux germes de soja)
• Pommes de terre et lait (par exemple, pommes de terre en robe des champs avec du fromage frais aux herbes)
• Pommes de terre et œufs (par exemple, gratin de pommes de terre aux œufs)

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
Porridge	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

Pour conclure, nous donnons ici un exemple concret pour illustrer comment le PDCAAS d'un aliment peut être amélioré par la combinaison avec d'autres ingrédients. Le repas est composé de céréales, de pois chiches et de lait en poudre, qui sont décrits à gauche avec leurs traductions anglaises (Wheat, Chickpea, Milk powder). La teneur en lysine des céréales est plutôt faible, avec 25 mg/g de protéines (cercle orange 1). Cela est prouvé par la comparaison avec la quantité contenue dans la protéine de référence pour la tranche d'âge respective (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 g 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.

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 g (70 et 80 mg/g) en comparaison. Pour ce faire, la quantité de protéines totales de chaque ingrédient est calculée (AxBxG/100) et multipliée par la quantité d'AA respective par g (cercle orange 1). Enfin, la moyenne par gramme est déterminée. On obtient alors la quantité d'acides aminés présents en moyenne dans le repas. On peut ensuite la mettre en relation avec la protéine de référence (les quantités nécessaires).

Le rapport est, par rapport aux autres acides aminés (acides aminés soufrés, thréonine, tryptophane), le plus faible pour la lysine, avec 0,78, c'est pourquoi elle est définie 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 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 passer le PDCAAS du plat à 0,84.