Proteines & acides amines essentiels
05-21-2010
Protines, acides amins, acides amins essentiels - Quelques notions de base



Les protines sont constitues d'une trs longue suite d'acides amins dont le nombre et l'emplacement dans la chane (polypeptidique) sont dtermins gntiquement pour chaque espce vivante, animale ou vgtale. Si presque tous les aliments contiennent des protines, ils n'en contiennent pas tous la mme quantit et leurs protines constitutives ne sont pas toutes de la mme qualit au regard des besoins humains. En effet, les protines apportes par les aliments que nous mangeons sont spares, au cours de la digestion, en chacun des acides amins dont elles sont composes, afin que ces acides amins soient rassembls de faon produire une protine humaine ou tre utiliss pour d'autres fonctions.

Dans notre corps, les protines assurent de nombreux rles (protines structurales, enzymatiques, motrices, de transport, de l'immunit, de circulation de l'information, etc.). Ces protines se renouvellent sans cesse, raison d'au moins 250 300 grammes par jour ! De ce fait, il est impratif de fournir chaque jour notre organisme une quantit de protines d'origine alimentaire suffisamment importante pour permettre de compenser ces pertes protiques. Or, une protine ne peut tre synthtise que si tous les acides amins prvus dans sa composition sont disponibles. Si un seul acide amin manque, aucun autre ne saurait lui tre substitu : la protine ne peut donc tre fabrique et le bilan azot est ngatif (autrement dit, on perd plus de protines qu'on n'en fabrique).

Le corps humain est capable de fabriquer certains acides amins, mais d'autres doivent imprativement tre puiss dans la nourriture car notre organisme est incapable de les synthtiser. Ces acides amins indispensables, ou essentiels, sont : l'histidine, l'isoleucine, la leucine, la lysine, la mthionine, la phnylalanine, la thronine, le tryptophane et la valine. Il peut galement arriver, dans des circonstances particulires, que notre corps ait besoin d'un apport alimentaire suffisant en certains autres acides amins habituellement considrs comme non essentiels, on dit ds lors qu'ils sont conditionnellement indispensables, par exemple parce que la quantit que nous pouvons en fabriquer est limite pour certains d'entre eux et que nous ne pouvons donc faire face des besoins accrus, ou encore quand les voies de synthse sont immatures (nouveau-n) ou dfaillantes. Les acides amins conditionnellement indispensables sont la cystine, la taurine, la tyrosine, l'arginine, la glutamine, la proline et la glycine. Toutefois, nous n'envisagerons ici que le cas le plus courant, o seuls les neuf acides amins essentiels mentionns prcdemment doivent obligatoirement tre fournis par l'alimentation.


Vgtarisme, vgtalisme et couverture des besoins protidiques
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Le vgtarisme est le plus souvent synonyme d'ovo-lacto-vgtarisme. Les aliments qui composent le rgime vgtarien sont essentiellement d'origine vgtale mais admettent galement les sous-produits animaux tels que les oeufs et les produits laitiers. C'est ce qui distingue les vgtariens des vgtaliens. La diffrence entre ces deux modes alimentaires est trs importante car les produits et sous-produits animaux sont d'excellentes sources de protines et ces protines animales contiennent tous les acides amins essentiels en proportions adaptes nos besoins (sauf le yaourt dans lequel la quantit de tryptophane est faible) : on dit qu'elles ont une bonne valeur biologique. Elles sont donc pour les vgtariens un moyen efficace et diversifi de complmentation protique. Les vgtaliens ne consommant que des aliments vgtaux ont donc un choix moins vaste d'aliments pour assurer un apport protique quantitativement et qualitativement satisfaisant.
Les protines d'origine vgtale (crales, lgumineuses, fruits et lgumes...) ne contiennent gnralement pas tous les acides amins essentiels dans des proportions optimales ou bien sont trop pauvres en protines pour en tre de bonnes sources. Les protines vgtales sont, pour la plupart, carences en un ou plusieurs acides amins essentiels, ce qui explique que pour couvrir leurs besoins, les vgtariens fassent appel la complmentation protique, qui consiste associer deux aliments dont les profils protiques se compltent, la richesse de l'une contrecarrant la pauvret de l'autre en un ou plusieurs acides amins essentiels, et rciproquement.
Dans le cadre de l'alimentation vgtarienne, trois acides amins essentiels doivent tre "surveills de prs" car les aliments d'origine vgtale ne les contiennent pas tous en quantit suffisante : il s'agit de la lysine, de la mthionine et du tryptophane.
On a tabli une chelle de valeurs permettant de savoir quel point une protine ou le contenu protidique d'un aliment se rapproche d'une "protine idale" pour couvrir les besoins de l'homme : l'indice chimique (ou index chimique). Toutes les protines et tous les aliments dont l'indice chimique est suprieur ou gal 100 permettent de couvrir parfaitement les besoins humains en chacun des 9 acides amins essentiels. Lorsqu'une protine est dficiente en un acide amin essentiel par rapport aux proportions "idales" fixes pour la protine de rfrence, on dit que cet acide amin est son facteur limitant primaire. Si un deuxime acide amin essentiel est galement prsent en quantit insuffisante, c'est le facteur limitant secondaire. Dans leur quasi totalit, les protines animales n'ont pas de facteur limitant. A l'inverse, presque toutes les protines vgtales ont au moins un facteur limitant (sous-entendu, limitant la qualit de la protine).

Indice chimique et facteurs limitants des aliments vgtariens et des complments alimentaires utiles aux vgtariens
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Cette protine idale pour couvrir les besoins protiques des tres humains a t propose par le comit d'experts de la FAO et de l'OMS en 1989. Il s'agit d'un profil type qui se rapproche assez des protines de l'oeuf, lesquelles taient autrefois utilises comme protine de rfrence.

Comment calcule-t-on l'indice chimique ou index chimique
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On commence par ramener la quantit de chaque acide amin prsent dans 100 grammes de l'aliment tudi, sa quantit dans 100 grammes de protines prsentes dans cet aliment.
Par exemple : les abricots secs contiennent 4,90 g de protines aux 100 g. Dans ces 4,90 g de protines, on trouve 0,08 g d'histidine. La quantit de cet acide amin exprime en milligramme par gramme de protine (mg.g prot-1) est donc de (0,08 / 4,90) * 1000 = 16.
On compare alors le rsultat obtenu avec celui correspondant au mme acide amin dans la protine idale. Cette valeur est de 19. Nous voyons donc que la teneur en histidine des protines des abricots secs est infrieure celle de la protine idale. L'histidine est donc un acide amin limitant (ou facteur limitant) pour les abricots secs. Et l'on procde ainsi pour chacun des acides amins essentiels.

Tableau - Acides amins
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Comparaison entre la composition en acides amins essentiels du profil type OMS 1989
et des protines de l'abricot sec et de l'oeuf
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Commentaires :
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Ce tableau fait apparatre plusieurs informations intressantes.

Trois acides amins essentiels ne sont pas prsents en proportion suffisante dans l'abricot sec par rapport la "protine idale". Ces 3 acides amins limitants sont l'histidine, la leucine et l'association mthionine + cystine. C'est cette dernire qui fait le plus cruellement dfaut aux protines de l'abricot sec par rapport nos besoins. Cela signifie que notre organisme ne pourra utiliser les protines de l'abricot sec que d'une faon trs incomplte : une grande partie de ces protines seront gches si l'on ne fait pas appel la complmentation pour apporter les acides amins manquants... A dfaut de complmentation protique, on se trouve alors face deux cas de figure :

soit on absorbe la quantit quotidienne conseille de protines mais comme celles-ci ne sont pas de bonne qualit on ne couvrira pas ses besoins en acides amins essentiels, ni par consquent ses besoins en protines ;
soit on mange davantage de cet aliment dficient pour avoir suffisamment de chacun des acides amins essentiels, mais on se retrouve avec un surplus d'acides amins qui sont des dchets dont l'excs est nocif pour la sant...



Le facteur limitant primaire de l'abricot sec est Mthionine + Cystine car c'est lui qui est le moins bien reprsent par rapport la protine de rfrence. Comment sait-on que cet acide amin est le facteur limitant primaire ? Il suffit de calculer, pour chaque acide amin essentiel, le rapport acide amin dans l'aliment test / acide amin dans la protine de rfrence et de prendre le plus faible. Dans le cas de l'abricot sec, ce ratio pour mthionine + cystine est gal 8 / 25 = 0,32. On exprimera ce rsultat sous forme de pourcentage : nous lisons donc " 32 % ". Les protines de l'abricot sec ne seront utilises dans notre organisme qu' hauteur de 32%. Le reste est perdu. Cette valeur, 32, est celle de l'indice chimique. On voit qu'elle est trs loigne de 100, ce qui tmoigne d'une valeur biologique trs faible en ce qui concerne les protines de l'aliment test. Compte tenu de la dfinition de l'indice chimique, celui-ci n'est pas cens atteindre une valeur suprieure 100... Cette limite est toutefois remise en cause par les experts car les valeurs suprieures 100 fournissent des renseignements fort utiles dans le cadre de la complmentation protique, c'est pourquoi, dans ce document, ces valeurs suprieures 100 sont mentionnes au titre de l'indice chimique des aliments concerns, largissant ainsi cette notion dont la dfinition et le mode de calcul sont appels tre rviss d'ici peu.




Tous les acides amins prsents dans l'abricot sec qui apparaissent en rouge dans le tableau sont ses facteurs limitants. L'abricot sec n'est donc pas une bonne source de protines... En revanche, si l'on observe la colonne des acides amins prsents dans les protines de l'oeuf, on constate que toutes les valeurs sont suprieures ou gales celles de la protine de rfrence. L'oeuf n'a donc aucun acide amin limitant et couvre parfaitement bien nos besoins protiques.



Intressons-nous maintenant un "point fort" observable dans la colonne consacre l'abricot sec : ses protines sont riches en lysine (valeur en bleu dans le tableau, gale 119 % de la teneur en lysine du profil type) or nous savons que certains aliments sont dficients en lysine, en particulier le groupe des crales. On dcouvre ainsi que l'abricot sec pourra complmenter les protines du bl par exemple. Les protines de l'abricot sec sont galement riches en tryptophane, avec 164% de la teneur idale ! L'abricot sec pourra donc galement complter les protines du mas qui sont la fois dficientes en lysine et en tryptophane... Pour clore cet exemple consacr aux abricots secs, nous signalerons donc que c'est un aliment qui peut tre utile dans la complmentation protique, mais son taux de protines assez moyen (4,9 %) et ses diffrents acides amins limitants ne font pas de lui le meilleur choix. On verra plus loin que la meilleure complmentation aux protines des crales dfaillantes en lysine sont les lgumes secs (haricots secs, pois chiches, lentilles, etc.) et, bien videmment, les oeufs et les laitages !




L'oeuf, ayant pour sa part des teneurs en acides amins essentiels leves voire trs leves (tableau I, colonne de droite), est toujours un aliment utile et efficace pour complmenter aussi bien les protines des crales dficientes en lysine, que celles des lgumes secs dficientes en acides amins soufrs (mthionine et cystine). Il en va de mme pour les laitages.



Aliments riches ou pauvres en protines, que faut-il en penser ?


Aliments riches en protines : leur teneur en protines est leve (10% ou plus). Ils permettent un apport protique plus ou moins satisfaisant (selon leur indice chimique et leur digestibilit, notion que nous ne dvelopperons pas ici, qui prend en considration l'efficacit de la digestion des protines de l'aliment tudi et permet d'tablir l'index DI-SCO - Protein digestibility corrected amino acid score - de cet aliment), sous un faible volume d'aliment.

Aliments moyennement riches en protines : leur teneur en protines est comprise entre 2 et 10%. Moins riches en protines que les prcdents, ils sont cependant trs intressants s'il s'agit d'aliments que l'on consomme en plus grande quantit. Par exemple, une portion de fromage moyenne est gnralement de l'ordre de 30 40 grammes. En revanche, on peut aisment consommer 250 grammes de lgumes au cours d'un repas. Par consquent, un lgume 6 ou 7 fois moins riche en protines qu'un fromage peut s'avrer tre une source de protines non ngligeable ! On notera toutefois que les lgumes verts ayant un taux de protines suprieur 2% sont relativement peu nombreux.

Aliments pauvres en protines : leur teneur en protines est infrieure 2%. Leur apport protique sert d'appoint. Il serait illusoire d'esprer couvrir ses besoins protiques en faisant des orgies de haricots verts, de varech ou de tapioca !

Certains complments alimentaires sont trs riches en protines (25% ou davantage) mais on ne peut les consommer qu'en petites quantits, une consommation excessive ayant des effets indsirables (par exemple, ne jamais consommer plus de 30 g de levure alimentaire par 24 heures, car celle-ci tant trs riche en purines augmente l'uricmie et, donc, le risque de crises de goutte...). Les complments alimentaires sont toujours assortis de conseils relatifs aux quantits consommer : respectez les indications du fabricant. On fait appel des complments alimentaires riches en protines au cas o la ration protique est insuffisante. Leur usage n'est pas obligatoire, une alimentation ovolactovgtarienne diversifie et suffisante permettant tout fait de couvrir ses besoins protiques

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