Protéines, peptides et acides aminés, une définition simple

Cet article est le premier d’une série de trois. Le premier s’attarde sur les définition de protéines, acides aminés, peptides. Le second traitera des hypothèses les plus convaincantes concernant l’origine des acides aminés et de la vie. Le troisième discutera des désagréments supposés d’une surconsommation de protéine.

Si vous prenez des compléments protéinés depuis longtemps, vous pensez peut-être savoir ce qu’est une protéine, un acide aminé ou ces mêmes acides aminés liés, c’est à dire des peptides. Seulement, il y a parfois des évidences qu’il faut savoir rappeler de temps à autres. Disons d’abord que d’un point de vue étymologique, une protéine vient du grec ancien prôtos, qui signifie premier, essentiel; c’est dire son importance !

Les protéines constituent dans la majorité des cas, la plus grande part du poids secs des organismes à plus de 50%. Les protéines forment une structure primaire déterminée par un ordre précis où s’enchaînent les acides aminés, cet ordre étant codé par le génome. Sur le plan historique, les protéines ont été découvertes par un chimiste hollandais du nom de Gerhard Muller au XIXème siècle.

Définition d’une protéine

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Les protéines en poudre sont vendues pour subvenir aux besoins augmentés des athlètes qui pratiquent des entraînements intenses de musculation ou d’endurance

Une protéine se définit simplement comme une molécule complexe composée d’une ou de plusieurs chaînes d’acides aminés regroupés en peptides, eux-mêmes liés par des liaisons peptidiques. Généralement, on part d’un minimum de 100 acides aminés (c’est très peu) pour parler d’une protéine. Concernant des ensembles plus petits d’acides aminés on parlera naturellement de peptides ou de polypeptides. Les acides aminés sont quant à eux, composés de groupes d’atomes où l’on retrouve l’hydrogène, l’oxygène, l’azote (en grande partie) et parfois le soufre pour certains d’entre eux.

Évidemment, les protéines sont des composants essentiels à la vie des cellules, nous dirons surtout que les acides aminés sont la vie elle-même comme nous le verrons dans un prochain article concernant l’origine de la vie et le rôle des acides aminés dans l’apparition du vivant. Les protéines ont un rôle structurel, elles forment nos cellules, nos muscle et les organes qui les composent. Elles ont aussi un rôle important de catalyseur puisque les enzymes sont faites de protéines. Elles jouent un rôle capital au niveau de l’ADN et de l’expression des gènes.

A vrai dire, la majorité des fonctions cellulaires (et extra cellulaires pour les enzymes, les protéines de transport, de signalisation ou motrices) sont assurés par des protéines. Sans protéine ou acides aminés, la vie n’existerait pas. Les protéines sont présentes chez tous les êtres vivants; on estime leur nombre à environ 30000 chez l’être humain mais on a pu en décrire seulement 2%.

Le centre de commande: les gènes

22-acides-aminesDans le corps humain (ou dans celui de n’importe quel animal), les protéines sont assemblées à partir des acides aminés selon les informations données par les gènes. L’assemblage d’une protéine se fait acide aminé par acide aminé en fonction des ordres génétiques et des acides aminés présents pour les faire. En prenant l’exemple de la reconstruction des fibres musculaires après exercice, nous dirons que pour procéder à cette réparation, les acides aminés nécessaires sont puisés dans les protéines données par l’alimentation et décomposés en acides aminés. Les fibres sont alors réparées et les protéines musculaires sont refaites (le glucose et l’ATP sont utilisé comme énergie pour faire fonctionner le processus). On part des protéines alimentaires, décomposées en acides aminés puis recomposées en protéines musculaires.

Pour en revenir au codage des protéines par les gènes, disons que les milliers de protéines différentes assemblées constituent en quelques sortes la carte d’identité unique des individus. Ainsi, selon un assemblage particulier, telle personne sera plus ou moins grande, aura les cheveux bruns et pas blond, sera très musclé ou non. Les gènes commandent en quelques sortes les caractéristiques précises et uniques des individus alors que les protéines (et les milliers de combinaisons d’acides aminés possibles) leurs servent d’outils de codage et de synthèse. A partir de l’ADN, un brin d’ARN est synthétisé par transcription puis il y aura une traduction de cet ARN en acides aminés qui formeront ensuite des protéines.

Les protéines dans l’alimentation

A partir de la nourriture que nous mangeons, les protéines sont décomposées pendant la digestion, en commençant par l’estomac. Les protéines sont hydrolysées (décomposition avec rupture des liaisons peptidiques entre les acides aminés) en polypeptides pour fournir les acides aminés dont le corps aura besoin. La majeure partie de cette digestion et l’absorption des acides aminés auront lieu dans l’intestin. Notons qu’une protéine ou un peptide est stable, une décomposition spontanée en acides aminés n’est pas possible sans l’intervention des enzymes ou d’un processus chimique.

Certaines protéines vendues dans le commerce sous forme de complément alimentaire sont hydrolysées (totalement ou partiellement) et permettent une assimilation facilitée. L’inverse de l’hydrolyse, l’estérification, est souvent utilisée dans l’industrie pour renforcer la stabilité de certaines molécules mais n’intéresse pas les protéines. Dans ce cas, l’utilité d’un tel processus est nul bien évidemment.

Classement sommaire des protéines

Les protéines sont tellement nombreuses et leur rôle dans l’organisme est tellement varié qu’on les classe en différentes catégories. Suivant leur composition chimique, on classera les protéines en deux groupes: les holoprotéines et les hétéroprotéines.

– Les holoprotéines (comme le suggère le préfixe) sont les protéines composés exclusivement d’acides aminés. Elles sont divisées en histones, protamines, gluténines, albumines, prolamines, globulines et scléroprotéines suivant leur spécificités (importance de certains acides aminés…).

– Les hétéroprotéines sont composés d’acides aminés et d’une part non protéique, le groupement prosthétique. Ce groupe est important car il détermine la fonction de cette protéine. On les divise à nouveau en nucléoprotéines, lipoprotéines, glycoprotéines, hémoprotéines, flavoprotéines et métalloprotéines (avec atome(s) de fer, de zinc, de calcium, de molybdène ou de cuivre).

Suivant le rôle biologique des protéines dans l’organisme, on détermine deux grandes classes de protéines, les fibreuses et les globulaires.

– Les protéines fibreuses font partie des tissus et des éléments structurant du corps comme les muscles, la peau, les os, les composants cellulaires ou leurs membranes. Leur rôle est d’assurer une fonction structurelle par la construction de structures simples et répétées (comme le collagène et la kératine).

– Les protéines globulaires ont un rôle important à plusieurs niveaux du métabolisme, elles remplissent d’autres fonctions. Dans ce groupe, on compte les enzymes dont le rôle est primordial au maintien de la vie de l’organisme. On compte aussi les hormones dans le groupe des protéines globulaires (comme l’insuline), on parle généralement d’hormones peptidiques. Enfin, les protéines motrices sont constituées de la myosine des fibres musculaires, les protéines de transport (hémoglobine…), les protéines de l’immunité (immunoglobulines du petit lait…) et les protéines de stockage comme l’ovalbumine de l’œuf.

Les acides aminés et les peptides

peptidesPar définition, un acide aminé se dit d’une molécule organique basée sur un squelette carboné avec deux fonctions: une fonction amine NH2 et une fonction acide (un acide carboxylique: COOH). Ce sont les plus petites unités composant les protéines. On distingue ensuite les acides aminés qui entrent dans la composition des protéines (les alpha-aminoacides) et les autres acides aminés présents dans la nature mais qui ne font pas partie de la composition des protéines.

Dans la nature, on dénombre environ 100 à 150 acides aminés mais seuls 22 d’entre eux sont présents dans le code génétique animal et dans notre génome. Au niveau cellulaire, les acides aminés peuvent se retrouver sous forme libre ou regroupés en peptides et en protéine. Les acides aminés participent alors à la construction des protéines, étant eux-mêmes constituants et précurseurs de protéines, un peu comme les briques forment un mur, le mur est constitué de briques alors que des briques peuvent rester à l’état libre pour former d’autres murs. Les acides aminés imbriqués entre eux forment la structure de base des protéines. Si le nombre d’acides aminés liés entre eux est inférieur à 100, on parle de peptides, plus de 100, on parle de polypeptides.

La chiralité, un aspect important des acides aminés

D’un point de vue de la structure des acides aminés, on note que l’atome central de carbone est relié à 4 groupes différents. On a donc pour chaque molécule, deux constructions identiques au niveau de leurs liaisons peptidiques mais elles ne se superposent pas, elles sont comme des images l’une de l’autre. Ici, on parle de chiralité, notées D et L suivant l’orientation des groupements autour de l’atome central asymétrique. On va donc écrire L-Arginine ou D-Ribose (qui fait partie de la famille des oses comme le dextrose, fructose… ce n’est donc pas un acide aminé). Je donne souvent cet exemple puisque généralement seuls les acides aminés lévogyres (L-) sont actifs dans le corps humain, les dextrogyres n’ont pas d’activité biologique, sauf pour assurer certaines fonctions spécifiques.

Certains acides aminés sont indispensables à l’être humain, d’autres ne le sont pas parce qu’ils peuvent être fabriqués par le corps en cas de besoin. Le code génétique humain est donc représenté à partir de 20 acides aminés standards: l’alanine, l’arginine, l’asparagine, l’acide aspartique, la cystéine, l’acide glutamique, la glutamine, la glycine, l’histidine, l’isoleucine, la leucine, la lysine, la méthionine, la phénylalanine, la proline, la sérine, la thréonine, le tryptophane, la tyrosine et la valine.

Les peptides

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Image www.biosyn.com

Un peptide est une chaîne de 50 acides aminés au moins. ces derniers sont attachés par des liaisons chimiques appelées liaisons peptidiques. En gros, un peptide est une “petite protéine” naissant d’une composition ordonnée par le code génétique. Il existe une quantité phénoménale de peptides composés à partir des 20 acides aminés de base, leur nombre est incalculable puisqu’il existe plusieurs centaines de milliers de milliards de combinaisons possibles.

On distingue ensuite les polypeptides, qui sont des ensemble de peptides, des protéines, ensemble de plusieurs polypeptides, des oligopeptides, qui sont de minuscules peptides de 10 acides aminés au plus. On parle ensuite de dipeptides (2 acides aminés), de tripeptides (3 acides aminés), de tétrapeptides (4 acides aminés), de pentapeptides (5 acides aminés), d’octapeptides (8 acides aminés), de nonapeptides (9 acides aminés), et de décapeptides (10 acides aminés). On distingue enfin les neuropeptides créés par un neurone et dont la fonction est celle d’un neurotransmetteur.

Et voilà pour cette brève présentation  des protéines, acides aminés et peptides… Je conçois que ce genre d’article est un peu fatiguant mais le second sera plus passionnant, je reviendrais sur l’origine supposée des acides aminés et donc, de la vie elle-même.

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Eric Mallet

La mise à jour de cet article a été effectuée avec l’aimable autorisation de Monsieur El Atyqy, ingénieur en biochimie alimentaire: www.azaquar.com

 

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Les suppléments utiles et nécessaires au monde du bodybuilding

Difficile de faire plus polémique avec un titre pareil. Pourtant, il n’est pas toujours facile de séparer le bon grain de l’ivraie, surtout pour ceux et celles qui ne connaissent absolument pas la biochimie. C’est d’ailleurs pour eux que je publie mes articles, c’est pas pour dire d’écrire ou de faire joli. Alors, que faut-il penser des suppléments nutritionnels consommés par les sportifs ?

Tentons de rester objectifs en parlant des compléments alimentaires

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Image broadstreetcrossfit.com

Pour rester objectifs et logiques avec soi-même, il faut savoir oublier le marketing, la publicité et le lobby de l’industrie pharmaceutique qui rôde derrière le monde des sportifs et des compléments alimentaires. Un sportif est d’ailleurs souvent considéré comme une bête étrange et fâcheuse puisqu’il risque de rapporter beaucoup moins d’argent à la pharmacie mais beaucoup plus en termes d’achats de compléments alimentaires, vitamines, protéines, etc.

Le but non avoué d’une industrie richissime comme le monde pharmaceutique est d’écraser le second en employant des moyens qui généralement portent leurs fruits: restriction des dosages en vitamines et minéraux (surtout pour les nutriments sans danger comme la vitamine C par exemple), allégations santé fallacieuses et non démontrées ou prouvées par des laboratoires complices. Il s’agit de pratiquer la désinformation la plus complète possible en utilisant et réutilisant sans cesse les mêmes arguments et études publiées des centaines de fois.

Il faut donc savoir raison garder et essayer de faire la part des choses entre ce qui s’avère évident, ce que l’on croit exact ou approchant de la vérité en étant démontrable et, in fine, ce qui visiblement, tient plus de la croyance et de la superstition que de la vérité scientifique, si vérité il y a…

Les suppléments indispensables

vitamine-cPuisqu’un sportif se dépense naturellement beaucoup plus qu’un sédentaire, il est logique que ses besoins en micronutriments dépassent la norme établie par les autorités sanitaires. 60 mg de vitamine C par jour n’est pas un minimum mais une hérésie. 500 mg à 2 grammes de vitamine C par jour s’approchent certainement plus des besoins réels d’un sportif de haut niveau, ce que l’on oublie souvent de dire. Un entraînement intense génère naturellement une consommation d’énergie importante. Cette consommation énergétique entraîne alors nécessairement une élévation du métabolisme. L’oxydation cellulaire est bien plus importante et entraîne elle aussi la nécessité de les corriger par la présence d’antioxydants ou, au niveau cellulaire, par l’utilisation des oxydants eux-mêmes. En effet, cette notion “antioxydant contre oxydant” a été récemment remise en perspective par les recherches scientifiques les plus récentes.

La vitamine D a un dosage suffisant, c’est-à-dire de 2000 UI/jour pour un homme et de 1500 UI/jour pour une femme devrait également être considérée comme une valeur moyenne indissociable d’un organisme sportif sain ou même sédentaire.

Les antioxydants jouent un rôle sur la santé et les performances sportives

Évidemment, tout sportif en bonne santé corrigera facilement ce trouble par la récupération, le repos et la consommation d’aliments sains. Les cellules de notre corps sont dotées d’un système efficace pour contrer l’oxydation basée sur la présence du glutathion et du SOD, les antioxydants les plus puissants qui soient. Le corps peut donc faire face à l’oxydation cellulaire, à la condition qu’elle ne dépasse pas un certain point. Si le sport augmente cette limite, il ne serait pas inutile de lui fournir une quantité appréciable d’antioxydants même s’il est très difficile, sinon impossible, de déterminer une limite entre l’oxydation et la quantité précise d’antioxydants nécessaires au corps. Il n’est pas possible de connaître l’état de plusieurs milliards de cellules de notre corps à chaque instant, forcément. On peut évaluer le minimum, on ne peut pas connaître le maximum pour chaque individu. Cette question est pourtant extrêmement importante puisqu’un excès d’antioxydants conduit inévitablement à une oxydation cellulaire. Ça devient assez cornélien, et même, ubuesque.

J’ajouterais également, qu’à moins d’être en mauvaise santé, ou histoire de faire une cure d’antioxydants pour l’hiver, qu’il n’est pas nécessaire a priori, d’acheter 36 compléments d’antioxydants et autres suppléments de super pilules dont on n’a aucune certitude sur la nécessité. La seule chose dont on est sûr c’est que le corps des athlètes a besoin des vitamines B, de vitamines C et E en quantité suffisante et que l’alimentation, même équilibrée, ne pourra pas toujours assurer tous les besoins.

Protéines, BCAA et acides aminés

Les bodybuilders ont besoin de protéines pour réparer les fibres musculaires endommagées pendant l’entraînement, c’est une certitude. Un milkshake entre les repas ne pourra pas faire de mal. Essayer de rester entre 1,6 et 2,2 grammes par kilo de poids de corps, c’est une quantité raisonnable et satisfaisante pour la récupération musculaire. Si vous en êtes pas convaincu, sachez quand même qu’il s’agit d’un consensus de plus en plus partagé au niveau scientifique.

Pour les acides aminés c’est plus difficile. J’ai tendance à croire qu’ils doivent se prendre ensemble alors que certains athlètes ne jurent que par les BCAA ou la glutamine. Les BCAA jouent un rôle important sur la production d’énergie à l’entraînement et la prévention du catabolisme mais ce n’est pourtant pas si simple.

glutamine-en-poudrePremièrement parce que le corps assimile mieux une protéine que des acides aminés, surtout s’ils ne sont pas présents sous forme de peptides. Deuxièmement parce que le catabolisme n’est pas aussi rapidement atteint que voudrez vous le faire croire les vendeurs de compléments alimentaires et autres suppléments nutritifs. Vous pouvez très bien retourner chez vous tranquillement sans craindre de ne pas récupérer totalement si vous n’avez pas avalé votre protéine ou vos BCAA dès la fin de votre séance.

En vérité, les quatre à huit heures qui suivent votre séance sont importantes pour votre progression sportive mais n’en faites pas une maladie non plus. Accompagnez votre protéine de glucides pour en favoriser l’assimilation et laissez le temps faire les choses. Troisièmement, parce que le corps forme un tout, si vous isolez trois acides aminés, vous en oubliez 18 autres, lesquels ont tous un rôle à jouer, surtout après le sport. Toujours est-il que certains athlètes ont de bons résultats avec les BCAA, alors, pourquoi devraient-ils s’en passer ?

Le cas de la glutamine est un peu à part, la recherche à prouvé à de très nombreuses reprises son utilité et pas seulement pour les musclés. Certains chercheurs (et certains patients) commencent à tester la glutamine et la créatine comme complément d’aide pour tenter de réduire les effets de la maladie d’Alzheimer. Actuellement, la glutamine est prescrite pour ce type de pathologies dans certains pays. En effet, il est devenu difficile de nier l’importance de cet acide aminé. Encore une fois, il est toujours possible de se laisser tenter par une supplémentation en glutamine (10 grammes par jour suffisent) et d’en apprécier les effets sur la récupération musculaire ou non. Pourtant, chaque acide aminé est utile, même s’il n’est pas majoritaire.

La créatine, un des premiers suppléments du bodybuilding

La-creatine-un-des-premiers-supplements-du-bodybuildingTout le monde sait que j’en ai noirci des pages sur la créatine… et je suis loin d’être le seul. Ce dérivé d’acide aminé joue effectivement un rôle impossible à nier sur la force musculaire, le volume et à long terme, certains chercheurs supposent qu’elle pourrait créer une hyperplasie musculaire, c’est à dire une création de nouvelles fibres par le biais des cellules satellites. Cependant, cette faculté n’a finalement jamais été prouvée par la recherche, nous n’en avons qu’un commencent de preuves indirectes. La créatine nous aide à pousser plus lourd grâce à son rôle de recyclage de l’ATP et d’hydratation cellulaire. Elle constitue aussi une aide à la mobilisation de l’énergie pour notre système nerveux. De toute évidence, il s’agit d’un complément alimentaire de base pour les amateurs des sports de force. Autre évidence qui s’impose autant à notre expérience qu’aux études cliniques concerne l’intérêt de lui associer le bêta-alanine pour réellement gagner quelque chose de sensible en force musculaire.

Petite conclusion bien utile pour remettre certains à leur place

La biochimie et le corps sont deux objets d’une complexité affolante et peut-être ne saura t-on jamais expliquer toutes les méandres et les processus métaboliques du corps, surtout lorsque ce dernier est soumis à des efforts intenses qui dépassent de loin ce que peuvent réaliser le commun des mortels.

Notre sport et la recherche scientifique qui la soutient a progressé à une vitesse considérable depuis ces trente dernières années. De nouvelles marques de compléments alimentaires ont vu le jour en permettant aux bodybuilders de progresser rapidement sans dopage. De plus, des entreprises respectables réalisent tous les jours un travail remarquable pour donner accès aux meilleurs suppléments alimentaires pour ceux qui veulent en profiter.

Ce qui me déplaît par dessus tout, c’est la stupidité des réflexions de certains et leur manque total de culture lorsqu’ils dénigrent ces mêmes entreprises, les suppléments nutritionnels et ceux qui sont dévoués envers le sport, et pas seulement pour gagner toujours plus d’argent. Certaines de ces entreprises emploient des salariés et proposent d’ailleurs de plus en plus souvent, des compléments alimentaires de qualité nutritionnelle élevée. Ces gens qui dénigrent sans savoir, je les invite à quitter les salles d’entraînement et à se mettre au tennis de table où à la lecture, ce qui pourra peut-être un jour les sortir de l’imbécilité dans laquelle ils baignent depuis longtemps.

Si la musculation et ceux qui profitent des compléments alimentaires pour s’améliorer sans cesse et éviter à tout prix la médiocrité de ceux qui ont la critique, mais pas l’intelligence facile, déplaît à ces mêmes personnages, qu’ils fassent autre chose que de polluer les forums ou les sites dits ‘sociaux’ bien connus; Merci  (et n’oubliez pas l’orthographe, autant par respect pour vous-même que par respect des autres).

Sportivement,
Eric Mallet

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