Les acides aminés essentiels stimulent la prise du glucose en activant l’expression des GLUT4

Image 1 : Les smoothies à haute teneur en EAA sont une bonne idée, ceux à haute teneur en sucre le seraient moins.

Cet article de Suppversity.com revient sur l’effet des acides aminés essentiels sur les transporteurs de glucose et sur le GLUT4 en particulier, tout en agissant sur une protéine qui régule l’expression de ce dernier à la hausse, l’AS160. Pour faire simple, disons que la translocation du GLUT4 désigne son « déplacement » depuis le milieu intracellulaire vers les membranes afin de transporter et d’assimiler le glucose.

Eric Mallet

Des scientifiques du Laboratoire de physiologie de l’exercice et du métabolisme du Département de kinésiologie et de santé de l’Université du Texas à Austin, des Laboratoires Abbott à Columbus, Ohio, et de l’Université sportive de Taipei à Taipaie, Taiwan, rapportent dans un de leurs derniers articles que l’administration d’un perfusat enrichi en acides aminés, une solution administrée au moyen d’une canule, dans le membre postérieur (de l’artère et de la veine iliaque droite jusqu’à l’extrémité de l’artère fémorale) de rats Sprague Dawley âgés de 9 semaines stimule l’absorption du glucose en présence d’insuline, mais pas en augmentant l’insuline et/ou la phosphorylation d’Akt (Bernard. 2012).

Les acides aminés essentiels stimulent la translocation de GLUT-4 induite par l’insuline

C’est intéressant, car nous avons jusqu’à présent supposé que de nombreux effets bénéfiques des protéines ou des acides aminés supplémentaires sur la clairance du glucose étaient liés aux augmentations de l’insuline induites par les BCAA ou les EAA (acides aminés essentiels). Les données produites par Jeffrey R. Bernard et ses collègues suggèrent maintenant que ce processus, malgré sa dépendance à la présence d’insuline, n’est pas le résultat d’une augmentation des niveaux d’insuline, de phosphatidylinositol 3-kinases (PI 3K) ou de p-Akt (cf. tableau 1). Mais il s’agit plutôt de la conséquence d’une expression accrue de l’AS160, un substrat relativement inconnu de p-Akt (Note EM: Akt activé) qui intervient dans les effets du premier sur la translocation de GLUT-4 (récepteur de glucose) vers la membrane cellulaire et l’absorption ultérieure de glucose dans le muscle (et malheureusement dans les cellules adipeuses) :

Tableau 1 : Illustration schématique simplifiée de l’insuline > PI3K > p-Akt > AS160 qui induit une augmentation de l’expression du transporteur de glucose GLUT-4 et de ses effets, grâce à la présence des acides aminés sériques.

Concrètement, cela signifie que toute augmentation des taux sériques d’acides aminés essentiels devrait pouvoir accroître l’absorption du glucose par l’intermédiaire de l’insuline, sans augmenter davantage l’insuline elle-même. Cette observation expliquerait, au moins en partie, les effets bénéfiques que les acides aminés essentiels individuels ou les sources de protéines riches en acides aminés essentiels ont démontrés sur la prise de glucose stimulée par l’insuline (Frid. 2005 ; Kalogeropoulou. 2008, Morifuji. 2009).

Les solutions d’acides aminés essentiels, les rats perfusées et le monde réel

Tableau 2 : Taux d’insuline chez 16 sujets masculins sains après 0-180min suivant l’ingestion de 45g d’isolat de protéine de lactosérum (triangle blanc) ou d’hydrosolat (carrés noirs) après un jeûne d’une nuit (Power. 2009)

Je pense qu’il est temps de mettre certaines choses en perspective ici. Alors que l’augmentation de l’absorption de glucose à médiation locale, comme c’est le cas dans une étude comme celle-ci, n’est pas médiée par des augmentations de l’insuline circulante (ce qui serait difficile à imaginer, je veux dire, lorsque le pancréas n’est pas « connecté » au « système de test » ;-), l’effet dans le monde réel des sources de protéines riches en acides aminés essentiels, surtout les isolats de protéines de lactosérum et les hydrolysats sur la production d’insuline pancréatique est très prononcé.

Power, Hallihan et Jakeman, par exemple, ont observé une augmentation maximale de +100% et +150% de l’insuline plasmatique chez 16 hommes en bonne santé après l’ingestion de 45g d’isolat ou hydrolysat de lactosérum après un jeûne d’une nuit (Power. 2009). Avant de lever les bras au ciel, réfléchissez à ceci : Par son effet systémique sur la libération d’insuline par le pancréas, le lactosérum – dont vous vous souvenez peut-être à l’origine comme un constituant du lait – facilite ainsi l’absorption du lactose par deux mécanismes distincts : Premièrement, il accélère la production d’insuline pancréatique, ce qui, en soi, aurait augmenté la translocation du GLUT4 et l’absorption ultérieure de glucose. Et deuxièmement, sa teneur en acides aminés augmente cet effet via l’AS160, ou, plus simplement, en augmentant la capacité de l’insuline à stimuler la translocation de GLUT4 au niveau des tissus.

Le fait que d’autres sources de protéines riches en acides aminés essentiels auront des effets bénéfiques similaires sur la clairance du glucose et que ceux-ci ne sont évidemment pas limités au sucre du lait, mais s’appliqueraient à toutes les autres sources de glucose dans votre alimentation devrait être aussi évident que le fait malheureux que ces effets ne soient pas spécifiques aux muscles :-(

Élimination plus rapide du glucose, pas d’augmentation de l’insuline, pas de diminution de l’AMPK-alpha2

Dans leur étude, les scientifiques avaient utilisé une solution particulièrement riche en isoleucine et contenant 5,28 mg de cystéine, 3,36 mg de méthionine, 6,68 mg de valine, 944,8 mg d’isoleucine et 128 mg de leucine par solution de 50 ml. On peut se demander si un autre mélange aurait donné des résultats similaires, voire supérieurs, mais ce que l’on peut dire, c’est que ce mélange est déjà supérieur à l’isoleucine seule (Bernard. 2011).

Tableau 3 : Absorption de glucose, expression de l’AS160 et de GLUT4 exprimée par rapport à la ligne de base (pas d’insuline, pas d’acides aminés) en présence et en absence d’insuline, et d’un mélange d’acides aminés essentiels (EAA) ; données calculées sur la base de Bernard. 2012.

Comme vous pouvez le voir sur le tableau 3, ces changements, en particulier l’augmentation de la densité des récepteurs GLUT4, ont été assez profonds (+800% !), mais ne se sont produits que si 200 μU/ml d’insuline étaient ajoutés à la solution de perfusion (selon Bernard, cela donne des concentrations d’insuline élevées, mais toujours physiologiques).

L’expression de l’AMPK-alpha2, la « bonne » isoforme de l’AMPK qui s’exprime en réponse à l’exercice et qui n’entravera pas vos gains en masse musculaire, en revanche, ne différait pas d’un traitement à l’autre. Cela aurait été une surprise, de toute façon, mais je suppose que les scientifiques voulaient vérifier si les acides aminés pouvaient induire la translocation de GLUT4 par l’activation de l’AMPK et donc, par le même mécanisme que vos exercices. Que cela ne soit pas le cas, les rend encore plus intéressants pour favoriser la capacité déjà améliorée de l’absorption du glucose par les muscles squelettiques après une séance d’entraînement. {Note EM: Concrètement, cela veut aussi dire que les sédentaires ont intérêt de prêter attention à la qualité nutritionnelle des sources de protéines qu’ils consomment, tout autant que les sportifs}.

En fin de compte : Profitez des effets amplificateurs des acides aminés sur le GLUT4…

Cependant, ne le faites pas seulement après vos séances d’entraînement, mais à chaque repas, en vous assurant qu’il contient une quantité suffisante de protéines de haute qualité (~10 g ou plus en acides aminés essentiels, par exemple), ou, si rien de ce qui entre dans cette catégorie n’est disponible, en ajoutant des BCAA supplémentaires, des acides aminés essentiels de meilleure qualité en gélules (plus pratique) ou en poudre (moins cher et dans certains cas même appétissant ;-) à votre produit prêt à consommer à faible teneur en protéines.

Et au cas où vous douteriez encore de l’importance réelle de cette pratique probablement folle aux yeux de la plupart des gens, permettez-moi de citer brièvement les résultats d’une étude de Loenecke et al. qui ont étudié la relation entre la quantité de protéines de qualité, de glucides et de graisses alimentaires consommées et le nombre de fois où le seuil de ~10 g d’acides aminés essentiels a été atteint lors d’un repas, avec le pourcentage de graisse abdominale centrale chez 27 hommes et femmes jeunes et en bonne santé (Loenecke. 2012) :

« Les protéines de qualité consommées sur une période de 24 heures étaient inversement liées au pourcentage de CAF (r = -0,420, p = 0,041). Aucune association n’a été trouvée avec les glucides (r = -.198, p = 0.354) ou les graisses alimentaires (r = -.196, p = 0.359) avec le pourcentage de CAF. Le nombre de fois où le seuil des acides aminés essentiels a été atteint pour un repas au cours de la journée était également inversement proportionnel au pourcentage de CAF (r = -0,547, p = 0,006). {Note EM: CAF (Central Abdominal Fat).}

Je dirais que cela signifie que vous devez soit acheter un nouveau réfrigérateur pour les œufs, viandes, poissons, crustacés, produits laitiers et autres, soit vous rendre chez le vendeur de compléments alimentaires de votre choix et vous procurer une boite de lactosérum, de caséine ou de protéines de lait. Et si votre tube digestif n’aime pas ces protéines (prenez des isolats 100% sans lactose), choisissez des isolats de protéines d’œufs, de pois ou de bœuf. La plupart du temps, ils n’ont pas un goût aussi prononcé, mais leur teneur en acides aminés essentiels est élevée et au moins, les pois sont également consommables pour les végétaliens ;-)

Article original sur Suppversity: Essential Amino Acids Stimulate Muscle Glucose Uptake by Exponentiating Insulin’s Effect on GLUT4 Expression

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

1. Bernard JR, Liao YH, Hara D, Ding Z, Chen CY, Nelson JL, Ivy JL. An amino acid mixture improves glucose tolerance and insulin signaling in Sprague-Dawley rats. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2011 Apr;300(4):E752-60.
2. Bernard JR, Liao YH, Doerner PG 3rd, Ding Z, Hsieh M, Wang W, Nelson JL, Ivy JL. An amino acid mixture is essential to optimize insulin-stimulated glucose uptake and GLUT4 translocation in perfused rodent hindlimb muscle. J Appl Physiol. 2012 May 17.
3. Frid AH, Nilsson M, Holst JJ, Björck IM. Effect of whey on blood glucose and insulin responses to composite breakfast and lunch meals in type 2 diabetic subjects. Am J Clin Nutr. 2005 Jul;82(1):69-75
4. Kalogeropoulou D, Lafave L, Schweim K, Gannon MC, Nuttall FQ. Leucine, when ingested with glucose, synergistically stimulates insulin secretion and lowers blood glucose. Metabolism. 2008 Dec;57(12):1747-52.
5. Loenneke JP, Wilson JM, Manninen AH, Wray ME, Barnes JT, Pujol TJ. Quality protein intake is inversely related with abdominal fat. Nutr Metab (Lond). 2012 Jan 27;9(1):5.
6. Morifuji M, Koga J, Kawanaka K, Higuchi M. Branched-chain amino acid-containing dipeptides, identified from whey protein hydrolysates, stimulate glucose uptake rate in L6 myotubes and isolated skeletal muscles. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 2009 Feb;55(1):81-6.
7. Power O, Hallihan A, Jakeman P. Human insulinotropic response to oral ingestion of native and hydrolysed whey protein. Amino Acids. 2009 Jul;37(2):333-9.