RÔLE DE LA LEUCINE CONTRE LE DÉVELOPPEMENT DE LA SARCOPÉNIE

A progressive loss of muscle mass has been well described in both humans and rodents during ageing. This loss of proteins results from an imbalance between protein synthesis and degradation rates. Although some authors have shown a decrease of myofibrillar protein synthesis rates in human volunteers, this imbalance is not clearly apparent when basal rates of protein turnover are measured. A decrease in muscle protein synthesis stimulation has nevertheless been detected in ageing rats during the postprandial period, suggesting that the ‘meal signal’ is altered during ageing. Many results now suggest that aged muscle is less sensitive to the stimulatory effect of amino acids at physiological concentrations, but is still able to respond if the increase in aminoacidaemia is sufficiently large. Indeed, amino acids play an important role in regulating muscle protein turnover both in vitro and in vivo. Of amino acids, leucine seems to play the key role in regulating the metabolic function. It inhibits proteolysis and stimulates muscle protein synthesis independently of insulin. Leucine has been shown to act as a mediator, by modulating specifically the activities of intracellular kinases linked to the translation of proteins such as phosphatidylinositol 3_ kinase and mammalian target of rapamycin – 70 kDa ribosomal protein S6 (p70S6K) kinases. We recently demonstrated in vitro that protein synthesis in ageing rat muscles becomes resistant to the stimulatory effect of leucine in its physiological concentration range. Protein synthesis was however stimulated normally when the leucine concentration was increased well above its postprandial level. We also studied the effect of meal leucine supplementation on in vivo protein synthesis in adult and ageing rats. Leucine supplementation had no additional effect on muscle protein synthesis in adults but totally restored its stimulation in ageing rats. Whether chronic oral leucine supplementation would be beneficial for maintaining muscle protein mass in elderly humans remains to be studied.Une diminution de la masse musculaire au cours du vieillissement est aujourd'hui bien décrite chez l'Homme et l'animal. Cette perte de protéines résulte d'un déséquilibre entre synthèse et dégradation des protéines musculaires. Bien que certains auteurs aient pu montrer une diminution de la synthèse des protéines myofibrillaires chez l'Homme, ce déséquilibre est difficilement apparent dans la plupart des études menées à l'état post-absorptif. Cependant, une altération de la stimulation de la synthèse des protéines a été mise en évidence chez le rat âgé au cours de la phase post-prandiale suggérant que « l'effet repas » normalement observé était altéré au cours du vieillissement. Plusieurs travaux ont montré que le muscle âgé était moins sensible à l'effet anabolique des acides aminés aux concentrations physiologiques mais qu'il était toujours en mesure de répondre si d'importantes hyper-aminoacidémies étaient générées. En effet les acides aminés jouent un rôle majeur dans la régulation du métabolisme protéique, que ce soit in vivo ou in vitro. Parmi eux, la leucine semble être celui qui présente le plus fort effet. La leucine seule est capable d'inhiber la protéolyse et de stimuler la synthèse protéique indépendamment de l'insuline. Cet acide aminé, en plus d'être un substrat, est également un véritable médiateur cellulaire en modulant spécifiquement les activités de plusieurs kinases impliquées dans la régulation de l'initiation de la synthèse des protéines i.e phosphatidylinositol 3_ kinase and mammalian target of rapamycin-70 kDa ribosomal protein 56 (p70S6K) kinases. Nous avons montré récemment in vitro que la synthèse protéique musculaire devenait résistante à l'effet stimulateur de la leucine chez le rat âgé dans l'intervalle de ces concentrations physiologique. Cependant, si les concentrations de leucine étaient largement supérieures aux valeurs post-prandiales, la protéosynthèse était stimulée normalement. Nous avons donc étudié l'effet d'une supplémentation en leucine du régime sur la protéosynthèse du rat adulte et âgé in vivo. Cette supplémentation n'a pas eu d'effet additionnel chez l'adulte mais a permis de restaurer totalement la régulation post-prandiale du métabolisme protéique musculaire chez l'âgé. L'effet bénéfique d'une telle supplémentation en nutrition entérale chronique sur le maintien de la masse musculaire au cours du vieillissement reste cependant à étudier

Pressure support ventilation attenuates ventilator-induced protein modifications in the diaphragm

OnLine Journal Article Number : R116 The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://ccforum.com/content/12/5/R116International audienceINTRODUCTION: Controlled mechanical ventilation (CMV) induces profound modifications of diaphragm protein metabolism, including muscle atrophy and severe ventilator-induced diaphragmatic dysfunction. Diaphragmatic modifications could be decreased by spontaneous breathing. We hypothesized that mechanical ventilation in pressure support ventilation (PSV), which preserves diaphragm muscle activity, would limit diaphragmatic protein catabolism. METHODS: Forty-two adult Sprague-Dawley rats were included in this prospective randomized animal study. After intraperitoneal anesthesia, animals were randomly assigned to the control group or to receive 6 or 18 hours of CMV or PSV. After sacrifice and incubation with 14C-phenylalanine, in vitro proteolysis and protein synthesis were measured on the costal region of the diaphragm. We also measured myofibrillar protein carbonyl levels and the activity of 20S proteasome and tripeptidylpeptidase II. RESULTS: Compared with control animals, diaphragmatic protein catabolism was significantly increased after 18 hours of CMV (33%, P = 0.0001) but not after 6 hours. CMV also decreased protein synthesis by 50% (P = 0.0012) after 6 hours and by 65% (P < 0.0001) after 18 hours of mechanical ventilation. Both 20S proteasome activity levels were increased by CMV. Compared with CMV, 6 and 18 hours of PSV showed no significant increase in proteolysis. PSV did not significantly increase protein synthesis versus controls. Both CMV and PSV increased protein carbonyl levels after 18 hours of mechanical ventilation from +63% (P < 0.001) and +82% (P < 0.0005), respectively. CONCLUSIONS: PSV is efficient at reducing mechanical ventilation-induced proteolysis and inhibition of protein synthesis without modifications in the level of oxidative injury compared with continuous mechanical ventilation. PSV could be an interesting alternative to limit ventilator-induced diaphragmatic dysfunction

Potential core species and satellite species in the bacterial community within the rabbit caecum

A bacteria library was constructed from the caecum of a rabbit maintained under standard conditions. The complete gene 16S rRNA gene was sequenced. The 228 clones obtained were distributed in 70 operational taxonomic units (OTUs). The large majority of the OTUs were composed of one or two clones and seven OTUs contained half of the sequences. Fourteen sequences had high similarity to the sequence already registered in databases (threshold of 97%). Only one of these sequences has been identified as Variovorax sp. (99% identity). Units were distributed mainly (94%) in the Firmicutes phylum. Three sequences were related to Bacteroidetes. Nine clusters were defined in the phylogenic tree. A great diversity of caecal bacteria of the rabbit was shown. Half of the sequences generated in this library were distributed in the phylogenetic tree near the sequences characterized previously in rabbit caecum (potential core species), and the other half of the sequences were well separated (satellite species)

Le métabolisme protéique musculaire, contrôle nutritionnel

Equipe NuTriMPour conserver la masse musculaire, il est nécessaire de maintenir un bilan équilibré entre synthèse et dégradation des protéines. Parmi les facteurs qui contrôlent ce bilan, nous nous focalisons sur les facteurs nutritionnels : insuline, acides aminés, leucine, puis nous évoquons deux concepts récents : 1) le seuil de stimulation : il faut ingérer une valeur seuil d'acides aminés/leucine pour obtenir une stimulation de la synthèse protéique, cette valeur variant suivant l'âge ou la situation physiologique ; 2) le " muscle full " : environ 2 heures après un repas, la stimulation de la synthèse protéique s'arrête, comme si le muscle était " plein ", et ne pouvait plus continuer à fixer des protéines. Les mécanismes probables sont décrits. Enfin, nous expliquons que tous ces résultats ont été obtenus à court terme, et qu'il est difficile d'en déduire des stratégies efficaces à long terme pour maintenir la masse maigre

Métabolisme protéique musculaire

National audienc

Résistance anabolique et métabolisme protidique en réanimation

ObjectifsThème de recherche: métabolisme protéique et sarcopénieRésistance anabolique musculaire liée au vieillissementConfronter nos concepts avec le cas des patients en réanimation….Définir la résistance anabolique.Peu d'éléments sur la réanimation : voir exposé

Critères d’évaluation et facteurs de variation des besoins protéiques

National audienc

Influence des fractions protéiques laitières et de la répartition quotidienne de leurs apports sur la composition corporelle et le métabolisme protéique chez le sujet en surpoids ou obèse en phase de restriction énergétique

Chez les sujets obèses, une restriction énergétique conduit non seulement à une perte de masse grasse, mais aussi de masse maigre. Notre objectif a été d'optimiser la nutrition protéique lors d'un régime hypoénergétique pour limiter les pertes de masse maigre. Pour cela, nous avons mis au point chez le rat un modèle de surpoids que nous avons caractérisé : les animaux sont plus gras mais ne présentent pas de modifications métaboliques (cholestérolémie, glycémie, insulinémie, stress oxydant, taux de synthèse protéique tissulaire (FSR)). Ces rats en surpoids ont été ensuite soumis à un régime hypoénergétique hyperprotéique contenant soit une protéine laitière à digestion lente, la caséine, soit des protéines solubles du lait (MSP) à digestion rapide, soit un mélange des deux. Lors d'une 1ère étude où l'aliment était distribué sur 12h, nous avons obtenu un effet favorable de la caséine sur la masse maigre et les poids tissulaires mais pas de différences sur les FSR postprandiaux. Dans une 2ème étude où l'aliment était distribué en une fois, l'évolution de la masse maigre a été similaire dans tous les groupes mais les FSR musculaires post-absorptifs étaient supérieurs dans le groupe caséine. En parallèle, nous avons réalisé une étude similaire chez l'homme où à la fois l'effet de la nature des protéines (caséine vs MSP) et leur rythme d'apport (en 4 repas ou à 80% à midi) ont été analysés. Les résultats préliminaires obtenus ne nous permettent pas pour le moment de confirmer les résultats obtenus chez le rat qui indiquent que la caséine semble être une protéine potentiellement intéressante pour limiter les pertes de masse maigre lors d'un régime hypoénergétique.In obese subjects, energy restriction leads to the loss of fat mass but also of fat free mass (FFM). Our aim was to limit energy restriction induced FFM loss by improving protein nutrition. Therefore, we developped an overweight rat model that we characterized : animals were fatter but did not develop metabolic disturbances (cholesterolemia, glycemia, insulinemia, oxidative stress, and tissue fractional protein synthesis rates (FSR)). These overweighted rats were then submitted to a high protein low energy diet containing either a slowly digested milk protein, casein, or rapidly digested milk sloble proteins (MSP), or a mixture of both. In a first study, in which food was distributed over 12h, we obtained a positive effect of casein on FFM and tissue weights but no differences on postprandial FSR. In a second study, in which food was distributed once daily, FFM evolution was similar in all groups but muscle post-absorptive FSR were higher in the casein group. In parallel, we performed a similar study in obese human and we analysed both the effects of the nature of the proteins (casein vs MSP) and of their feeding pattern (in 4 meals or at 80% at lunch). The preliminary results in human do not confirm the results obtained in rats that indicate that casein seems to be an interesting protein source in order to limit FFM loss during energy restriction.CLERMONT FD-BCIU-Santé (631132104) / SudocSudocFranceF