En situation de catabolisme musculaire, les protéines de lactosérum permettent bien de restaurer un anabolisme musculaire post prandial mais d’une durée très transitoire probablement insuffisante pour limiter la fonte musculaire

En situation de catabolisme musculaire, les protéines de lactosérum permettent bien de restaurer un anabolisme musculaire post prandial mais d’une durée très transitoire probablement insuffisante pour limiter la fonte musculair

Whey proteins promote post prandial positive nitrogen balance in a muscle wasting situation but probably for a too short period of time to translate into muscle sparing

Background and aims: Muscle wasting occurred by an imbalance of muscle protein metabolism. Most of catabolic states are characterized by both an insulin and amino acid resistance which result into a food intake inefficiency to promote positive nitrogen balance during the post prandial period. So far, fast digested proteins (i.e whey) have been shown to be more efficient than casein to promote a stimulation of muscle protein synthesis (PS) in such situations; however, muscle mass is rarely improved. Our hypothesis is that this stimulation occurs only for a short period of time in the fed state, which remains insufficient to induce a significant increase in muscle mass. To address this point, a PS and proteolysis (PRO) kinetic study at the muscle level is required.Methods: Adult mini pigs were catheterized into both the femoral artery and vein and infused with 13C Phe to assess continuously) muscle PS and PRO in the hindlimb by the substrate and tracer arterio-venous difference method (every 30min before (PA) and after food intake). The catabolic state was induced by glucocorticoid treatment (8d); both casein and whey effects on PS and PRO were tested over time for 6.5 h.Results: After glucocorticoids, animals were in negative nitrogen balance at PA and casein intake had no effect on both PS and PRO and animals remained in negative nitrogen balance during the whole postprandial period. With whey, treated animals are able to generate a positive nitrogen balance for 120min after food intake (PS:+40% and PRO:-20%) which decreased thereafter along the postprandial period. Glucocorticoids were associated with insulin resistance (postprandial period: increased insulin/glycaemia). When fed whey, animals still presented hyperinsulinemia but normalized postprandial glycaemia.Conclusions. Whey are more efficient to generate positive muscle nitrogen balance in catabolic states but it remained only for a short period of time which may limit their efficiency on muscle wasting. Nutritional strategies have to be studied to optimize the duration of whey efficiency in the catabolic states. By contrast, whey are interesting to control post prandial hyperglycaemia in muscle protein wasting situations

Un régime Soja/Lactosérum (70/30) est aussi efficace qu’un régime Lactosérum pour stimuler la synthèse protéique musculaire post prandiale chez le rat âgé

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Une substitution de 70% des protéines de Lactosérum par des protéines de Soja permet de maintenir l’effet anabolique du repas dans le muscle squelettique du rat âgé

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Identification des conjugués ubiquitinés dans le muscle squelettique

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Lors d’une inflammation intestinale à bas bruit, Streptococcus Thermophilus CRZ170 permet de limiter les pertes de masse maigre chez l’âgé

Introduction et But de l’étudeLe vieillissement se traduit, au niveau systémique, par le développement d’une inflammation à bas bruit qui est un des éléments explicatifs du développement de plusieurs pathologies dont la sarcopénie. Au niveau du tube digestif (TD), une dégradation de son intégrité ainsi qu’une altération de son métabolisme et de sa flore endogène (Lynch et al. 2015) ont été démontrés, notamment une augmentation de la perméabilité intestinale et la génération d’une micro inflammation locale puis généralisée. Ces altérations physiologiques et métaboliques de l’intestin se traduisent par une compétition pour l’utilisation des nutriments entre le TD enflammé et les tissus périphériques comme le muscle. L’objectif de notre étude est donc de tester in vivo au cours du vieillissement, l’effet protecteur d’une souche bactérienne avec des propriétés anti-inflammatoires in vitro, sur une inflammation intestinale bas bruit et son impact la préservation de la masse maigre et le muscleMatériels et Méthodes Des rats âgés (18m) ont été traités au DSS (4% p/v) dans l’eau de boisson pendant 28j avec ou pas quotidiennement une dose de S. Thermophilus CRZ170 (109 CFU/j) présentant un potentiel anti-inflammatoire in vitro (Junjua.2016). Ils ont été comparés à des rats témoins recevant la même quantité de nourriture (PF). Le poids corporel et l’ingéré ont été suivi quotidiennement, la masse maigre et la masse grasse mesurées par EchoMRI à J0, J14 et J28 et les poids de muscles et colon mesurés à J28 à l’abattage. L’analyse statistique a été faite par ANOVA et la significativité par test posthoc Fisher (p<0.05) Résultats et Analyse statistique Pour les DSS, la perte de poids corporelle, de masse maigre, de masse grasse à J28 est significativement plus importante que celle des témoins PF (-110 vs -86g ; -51 vs -36g et -65 vs -47g, respectivement, p<0.05). De même, les muscles gastrocnémien et le tibialis sont significativement plus petits de 12% et 10% vs PF (p<0.05). En revanche, le poids du colon est augmenté significativement de 13% avec le DSS. Le traitement avec CRZ170 a permis sous DSS de maintenir normal le poids du colon (2.09 vs 2.14g), de limiter la perte de masse maigre (-38 vs -36g) et de limiter à 4 et 5% la perte de masse musculaire (CRZ vs PF et DSS non significatif). ConclusionChez l’âgé, la perte de masse maigre et musculaire associée à une inflammation bas bruit d’origine intestinale peut être diminuée par l’ingestion de S. Thermophilus qui possèdent des propriétés anti-inflammatoires sur les entérocytes. Il pourrait donc présenter une stratégie probiotique intéressante de lutte contre la fragilité au cours du vieillissement

En situation de catabolisme musculaire, les protéines de lactosérum ne permettent de contrecarrer, que transitoirement, la résistance anabolique

L’atrophie musculaire est la conséquence d’un déséquilibre du métabolisme des protéines musculaires. La plupart des états cataboliques sont caractérisés par une résistance du métabolisme protéique à l'insuline et aux acides aminés. Il en résulte une inefficacité de la prise alimentaire pour générer une balance azotée positive pendant la période post-prandiale. Dans de telles situations, les protéines à digestion rapide et riches en leucine (i.e Lactosérum (LAC)) ont été montrées pour être plus efficaces que la caséine pour optimiser la stimulation de la protéosynthèse musculaire (PS). Cependant et paradoxalement, la masse musculaire est rarement préservée par des supplémentations en LAC. Notre hypothèse est que cette stimulation ne se produit que pendant une courte période de temps à l'état nourri mais qui reste insuffisante pour se traduire par une augmentation significative de la masse musculaire au long terme. Pour valider et vérifier cette hypothèse, une mesure cinétique de la PS et de la protéolyse (PRO) au niveau musculaire est nécessaire pendant toute la période post prandiale. Matériels et Méthodes. Miniporcs ont été cathétérisés à la fois dans l'artère et la veine fémorales et infusés avec de la 13C Phe afin d'évaluer, toutes les 30 min, la PS et PRO musculaires dans la patte arrière par la méthode de différence artério-veineuse en acides aminés et en traceur. Les animaux sont étudiés avant et après la prise du repas. L'état catabolique a été induit par un traitement aux glucocorticoïdes (déxamethasone (DEX) pendant 8j) et l’effet de 2 protéines, la caséine (CAS) et le LAC a été testé sur la PS et la PRO pendant 6,5h. Les différences entre groupes ont été évaluées par ANOVA en mesures répétées à 3 facteurs (type de protéines, traitement DEX , temps post prandial) et le seuil de signification à P<0.05. Résultats. Après DEX, les animaux sont, au niveau musculaire, en bilan azoté négatif en PA (contrôles vs DEX) et l’apport en protéines sous forme de CAS ne permets pas de passer en bilan azoté positif (CAS vs CAS DEX; la PRO restant supérieure à la PS). Avec le régime LAC, les animaux traités sont en mesure de générer une balance azotée musculaire positive pendant les 120 premières min (PS:+40% et PRO: -20% ; P<0.05)) mais qui disparait par la suite jusqu’à la fin de la période post-prandiale. Les glucocorticoïdes sont associés à une résistance à l'insuline (augmentation de l'insuline/glycémie sous CAS). Nourris avec du LAC, les animaux présentent toujours une hyperinsulinémie (LAC vs LAC DEX) mais la glycémie postprandiale est normalisée. Conclusions. Le LAC a bien été plus efficace pour générer un bilan azoté musculaire positif dans cet état catabolique mais celui-ci a été de courte durée ce qui conforte notre hypothèse sur son efficacité sur la perte de masse musculaire. Les stratégies nutritionnelles doivent donc être optimisées pour augmenter la durée de l'efficacité du LAC dans les états cataboliques. En revanche, le LAC en soit est intéressant pour contrôler l'hyperglycémie prandiale dans les situations cataboliques où une résistance à l’insuline du métabolisme du glucose est souvent associée

Streptococcus Thermophilus CRZ160 permet de limiter les pertes de masse maigre chez l’âgé en préservant la sensibilité de protéosynthèse musculaire au repas lors d’une inflammation intestinale à bas bruit

Introduction et but de l’étude: La sarcopénie peut être expliquée partiellement par le développement d’une résistance anabolique au repas. La présence d’une inflammation bas bruit systémique est un des facteurs potentiellement responsablede cette résistance. Elle pourrait prendre son origine au niveau intestinal avec une augmentation de la perméabilité du tissu digestif associée à l’établissement d’une dysbiose du microbiote intestinal au cours du vieillissement. L’objectif de notre étude est donc de tester in vivo sur des animaux âgés avec une inflammation intestinale bas bruit, l’effetprotecteur vis a vis du muscle squelettique,d’une souche bactérienne (CNRZ 160) présentant des propriétés anti-inflammatoires validées in vitro (Junjua et al, 2016) Matériel et méthodes: L'inflammationintestinale bas bruit a été induite à des rats âgés (18m) par ingestion de DSS (4% p/v) dans l’eau de boisson pendant 28j avec ou sans une dose quotidienne deS. Thermophilus CNRZ160(109 CFU/j). Ils ont été comparés à des rats témoins recevant la même quantité de nourriture (PF). Le poids corporel et l’ingéré ont été suivis quotidiennement, la masse maigre et la masse grasse mesurées par EchoMRI à J0, J14 et J28 et les poids de muscles et colon mesurés à J28 au sacrifice. La synthèse protéique musculaire et du colon sont mesurées par surcharge de valine (13C). L’analyse statistique est une ANOVA 1 facteur et test posthoc Fisher. Significativité: p<0.05. Résultats et Analyse statistique: Pour les animaux DSS, la perte de poids corporelle, de masse maigre et grasse à J28 est significativement plus importante que celle des témoins PF (-110 vs -86g; -51 vs -36g et -65 vs -47g, respectivement,p<0,05). Les muscles gastrocnémien et tibialis sont significativement atrophiés de 12% et 10% vs PF (p<0,05), ce qui est expliqué par une diminution de la protéosynthèse musculaire dans le lot DSS (-13% vs PF, P<0,05).En revanche, le poids du colon est augmenté significativement de 13% avec le DSS et résulte d’une augmentation (+30%, p<0.05) de sa synthèse protéique. Avec CNRZ160, la perte de masse maigre (p<0.05) et de masse musculaire (p<0,1) est plus faible grâce au maintien de la synthèse protéique musculaire au niveau des PF. Le colon n’est plus hypertrophié sous DSS (2.09 vs 2.14g) et sa synthèse protéique similaire reste aux PF (306 vs 300 mg/j pour PF et DSS+CNRZ160, p=0,85). Conclusion: Une inflammation intestinale bas bruit peut être à l’origine d’une diminution de protéosynthèse musculaire et sur le long terme participer à linstallation de la sarcopénie. Le mécanismes mis en jeu pourraient être une compétition dans l’utilisation des nutriments entre intestin et muscle car la synthèse protéique du colon est fortement augmentée. Avec l’ingestion d’un probiotique aux propriétés anti inflammatoires, il a été possible de limiter cette compétition, en maintenant une protéosynthèse colique normale, et donc de maintenir un apport en acides aminés au muscle favorable au maintien de la synthèse protéique. Une mesure de l’inflammation systémique et de l’intestin est en cours pour affiner les mécanismes d’action du CNRZ160. Références: Maira Junjua: Food Science and Technology 70 (2016) 78e8

How to reduce Sarcopenia in the Undernourished Elderly: Enrichment of Food with “Energy Saver” Probiotics

International audienceThe population over 60 years could represent 35% of the French population in 30 years and at least 30% of them suffer from sarcopenia and undernutrition. Various strategies exist to limit sarcopenia, but they can be unsuitable for frail people. Indeed, frail individuals present a decreased efficiency for food energy use associated with an alteration of their gut microbiota. In addition, as frail people are generally sitting (with a minimum exercise), they can be non-compliant to physical exercise advices. Other strategies to limit sarcopenia in this population should be developed and in particular novel nutritional recommendations/strategies. Probiotics are known to be able to modulate the composition of the microbiota and provide other health benefits. The aim of my thesis is then to investigate the potential of a probiotic strain to limit muscle mass loss in frail elderly population. Previous work from collaborators of the project have shown that when transferred to axenic mice, the microbiota from intestine-resected patient led to an increased release of GLP-1 and Ghrelin in rats, 2 peptides involved in appetite regulation of increased insulin sensitivity. We therefore postulated that specific microbes selected from these patients and further given to frail patients could modulate/alter gut peptides synthesis, increase insulin sensitivity and limit muscle mass loss. Selected bacterial strains isolated from an intestine-resected patient were screened in vitro for their ability to stimulate the secretion of gut peptides (GLP-1) in enterocytes and on Caenorhabditis elegans for their effect on worm longevity. The impact of probiotic microbes was assessed on protein-energy metabolism and insulin-sensitivity in old rats subjected to dietary restriction (to mimic frailty in humans). The results cannot be detailed in the present abstract since a patent deposit is pending concerning the strains and related health effects. We hope that the patent will be finalized for poster or oral presentation within the next months. The ultimate objective of my thesis will be to incorporate the most promising selected probiotic strain into a fermented food (soft cheese) in order to combine the beneficial effects on the metabolism of the strain with high protein intakes, this latter being also insufficiently supplied in frail elderly population