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sur le métabolisme des glucides et des protéines, sur le système immunitaire, sur le statut antioxydant, sur le système nerveux central, sur la fonction cardio-vasculaire et sur l’expression des gènes (Reeds, 2002). Pour illustrer le rôle non protéinogène des acides aminés, prenons l’exemple de l’arginine. De nombreuses études ont montré que cet acide aminé présentait des propriétés sécrétagogues et immuno-modulatrices. Ainsi, une injection d’arginine augmente la sécrétion d’insuline par les cellules du pancréas chez l’homme sain (Larsson, 1998). Au niveau cellulaire, cet effet pourrait être médié par l’intermédiaire d’un métabolite gazeux de l’arginine, l’oxyde nitrique ou NO. En effet, le NO peut induire une augmentation des concentrations calciques à l’intérieur de la cellule , favorisant ainsi la sécrétion d’insuline (Spinas, 1999). Cette propriété a été utilisée chez le patient diabétique. Même si une supplémentation en arginine durant un mois ne permet pas d’augmenter significativement l’insulinémie chez des sujets souffrant d’un diabète de type II, cette étude a montré qu’un tel traitement améliorait l’utilisation périphérique du glucose grâce notamment à l’effet vasodilatateur du NO (Piatti, 2001). L’arginine possède d’autres propriétés biologiques, en particulier en stimulant différentes fonctions du système immunitaire (Nieves, 2002). Le rôle de la leucine sur le métabolisme protéique est actuellement bien documenté. Ainsi, de nombreuses études, conduites notamment au sein du CRNH Auvergne, ont montré que la leucine pouvait mimer l’effet stimulant de l’ensemble des acides aminés sur la synthèse protéique musculaire (Dardevet, 2000). Ici encore, le mécanisme cellulaire responsable de cet effet commence à être perçu. Par exemple, la leucine serait capable d’activer spécifiquement certains facteurs d’élongation au cours de la traduction des ARN messagers en protéines (Anthony, 2001). Des recherches sont actuellement en cours concernant le bénéfice potentiel de l’utilisation d’un tel acide aminé anabolisant dans des situations physio-pathologiques induisant une fonte protéique musculaire. Ainsi, une supplémentation en leucine chez le rat âgé permet d’améliorer l’anabolisme protéique post-prandial au niveau de ce tissu (Dardevet, 2002 ; Rieu, 2003). Cet acide aminé pourrait donc être utilisé chez l’homme âgé afin de freiner la perte protéique liée au vieillissement, notamment au sein du muscle, et limiter les conséquences motrices et métaboliques de cette altération. Parmi les nombreux rôles physiologiques de la glutamine, citons son action immunomodulatrice. La diminution systématique des concentrations plasmatiques en glutamine chez le patient septique a débouché sur l’idée d’un rôle important de cet acide aminé au sein du système immunitaire. Ainsi, des études datant des années 80 (Ardawi, 1983) ont très clairement montré que l’utilisation de la glutamine par les cellules du système immunitaire, telles que les lymphocytes, les polynucléaires neutrophiles ou les macrophages, était fortement augmentée lorsque celles-ci étaient stimulées par un agent bactérien. Depuis lors, de nombreuses investigations (Pour revue : Newsholme, 2003) ont montré que la glutamine pouvait activer les différentes fonctions du système immunitaire : la prolifération lymphocytaire car elle est un précurseur des bases puriques et pyrimidiques, la production de protéines immuno-effectrices car elle stimule le métabolisme protéique, la synthèse de radicaux oxygénés bactéricides par son action sur les enzymes de cette voie… Par ailleurs, Griffith (1997, 2002) a noté qu’une supplémentation glutaminique chez des patients en Unité de Soins Intensifs permettait de limiter la survenue d’épisodes infectieux, de ralentir la mortalité à 6 mois et de réduire le coût de l’hospitalisation. Néanmoins, cet acide aminé est très peu utilisé en pratique clinique du fait de son instabilité en solution. De par leur rôle biologique, certains acides aminés peuvent devenir limitants pour le maintien des fonctions physiologiques au cours de différentes situations physiopathologiques. Au cours de ces situations, la demande de l’organisme dépasse ses possibilités 70 Université d'été de Nutrition 2003 – Clermont-Ferrand – 17-19 septembre 2003
de mobilisation et de synthèse. Ces acides aminés sont dits alors « conditionnellement indispensables ». D’autres exemples d’acides aminés possédant une fonction physiologique connue sont présentés dans le tableau ci-dessous (liste non exhaustive) : Acide aminé Arginine Glutamine Leucine Cystéine Glutamate Glycine Fonction biologique Sécrétions hormonales : insuline, GH Immuno-modulation Vasodilatation Synthèse d’ATP dans les tissus à multiplication rapide Précurseur des bases puriques et pyrimidiques Immuno-modulation Stimulation de l’anabolisme protéique Sécrétion hormonale : insuline Régulation de l’expression génique Régulation du statut anti-oxydant (glutathion) Neuro-transmission Régulation du statut anti-oxydant (glutathion) Précurseur des acides nucléiques Régulation du statut anti-oxydant (glutathion) Les rôles médiateurs des acides aminés sont nombreux, complexes et restent encore en partie énigmatiques. Néanmoins, les mécanismes déjà décrits orientent notre réflexion vers un nouveau concept de besoins nutritionnels azotés, à savoir, la définition de besoins spécifiques en acides aminés. Même si ces besoins restent largement couverts chez l’individu sain suivant une alimentation équilibrée, un apport supplémentaire en acides aminés à fonction biologique connue pourrait être nécessaire au cours de certaines situations physio-pathologiques pour lesquelles le besoin dépasse la quantité synthétisable ou mobilisable par l’organisme. Cependant, la définition même de ces besoins nécessite une connaissance approfondie des mécanismes d’action des acides aminés. C’est pourquoi, la problématique du rôle non protéinogène des acides aminés, actuellement en effervescence, pourrait représenter un thème fort pour la recherche en nutrition au cours des prochaines années. Références bibliographiques Anthony JC, Anthony TG, Kimball SR, Jefferson LS. Signaling pathways involved in translational control of protein synthesis in skeletal muscle by leucine. J Nutr. 2001;131(3):856S-860S. Ardawi MS, Newsholme EA. Glutamine metabolism in lymphocytes of the rat. Biochem J. 1983;212(3):835-42. Université d'été de Nutrition 2003 – Clermont-Ferrand – 17-19 septembre 2003 71
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