Article invité de Martin MacDonald
POURQUOI L’AZOTE ?
Depuis quelques années, une question d’examen que je pose à mes étudiants de premier cycle est : » En quoi les protéines diffèrent-elles chimiquement des lipides et des glucides ? « . La réponse est la suivante : Alors que les glucides et les lipides contiennent du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène, les protéines contiennent également de l’azote. Pour cette raison, nous pouvons utiliser les mesures de l’azote dans le corps pour évaluer l’adéquation de l’apport en protéines d’un individu.
Qu’EST CE QUE L’ÉQUILIBRE EN AZOTE ?
L’équilibre en azote ne signifie pas nécessairement qu’une personne absorbe la même quantité d’azote qu’elle utilise. Le bilan azoté est simplement la mesure des sorties d’azote soustraites des entrées d’azote. Par conséquent, si une personne absorbe moins d’azote qu’elle n’en excrète, on dit qu’elle présente un » bilan azoté négatif « . Un bilan azoté négatif est associé à la malnutrition et/ou au surentraînement, c’est-à-dire que les processus cataboliques prennent le pas sur les processus anaboliques. À l’inverse, une valeur positive est souvent observée pendant les périodes de nutrition adéquate et surtout de suralimentation, ainsi que lorsque l’entraînement en résistance agit comme un stimulus pour l’accumulation d’azote/de protéines. La figure ci-dessous montre les destins possibles des protéines et donc de l’azote dans l’organisme.
Mesurer l’équilibre en azote ?
La mesure de l’équilibre azoté est, au mieux, une estimation à la fois de l’apport d’azote et de son excrétion. En raison de l’incorporation de l’azote dans l’urée, comme le montre la figure ci-dessus, la perte d’azote est généralement mesurée à partir de la teneur en azote de l’urine, des matières fécales et de la sueur. Les pertes peuvent également se produire par l’expiration, bien que, pendant l’exercice, les erreurs dans cette mesure la rendent peu fiable. D’autres problèmes ont été découverts, comme celui identifié par Wolfe et al. (1984) qui ont constaté que l’exercice léger augmentait l’oxydation de la leucine sans augmenter la production d’urée. Si c’est le cas, alors les besoins en protéines pour l’entretien du tissu musculaire peuvent être sous-estimés.
D’autres techniques qui sont peut-être plus précises utilisent des techniques de traçage qui utilisent des traceurs marqués radioactivement qui sont soit ingérés, soit perfusés. Par exemple, en perfusant un acide aminé avec un atome de carbone, d’hydrogène ou d’azote marqué par radioactivité à un individu, il est possible de mesurer la quantité nécessaire pour obtenir un équilibre avec la quantité excrétée. Il est alors possible de mesurer l’oxydation et la dégradation des acides aminés du corps entier en mesurant les quantités de carbone ou d’azote radioactifs dans l’haleine ou l’urine du participant.
Une toute nouvelle technique est maintenant employée dans un certain nombre d’études pour examiner les besoins en protéines. Cette méthode s’appelle la méthode de l’oxydation des acides aminés indicateurs (IAAO). Voici une petite explication de celle-ci par Elango et ses collègues (2008) qui ont fait beaucoup de travaux dans ce domaine depuis, dont certains que nous aborderons plus tard.
« La méthode d’oxydation des acides aminés indicateurs (IAAO) est basée sur le concept que lorsqu’1 acide aminé indispensable (IDAA) est déficient pour la synthèse des protéines, alors tous les autres IDAA, y compris l’acide aminé indicateur, seront oxydés. Avec des apports croissants de l’acide aminé limitant, l’IAAO va diminuer, reflétant une incorporation croissante dans les protéines. »
Si vous n’avez pas compris, essayez cette analogie. Nous avons une boîte de nuit (votre muscle) dans laquelle il y a pas mal d’hommes (fibres musculaires), donc les portiers ne laissent plus entrer les hommes (acide aminé indicateur) dans la boîte. Par conséquent, il y a un excès d’hommes à l’extérieur de la boîte qui ne peuvent pas y entrer et qui sont donc oxydés (je n’ai pas trouvé d’analogie pour cela… n’hésitez pas à faire des suggestions !) En revanche, si un gars est avec une fille (acide aminé indispensable), il est complet (protéine) et peut entrer dans le club… alors ! Si nous faisons venir un car de filles et que chacune d’entre elles entre avec un de nos gars en trop, nous aurons moins de gars oxydés à l’extérieur et plus d’incorporation dans le club ! (MacDonald, 2011).
J’espère que vous avez bien suivi. Cela a vraiment du sens si vous connaissez un peu les protéines complètes et incomplètes. En plus de cela, nous voyons que les aliments plus riches en leucine nous donnent un IAAO plus faible (bon). Des études utilisant la méthode IAAO ont montré que la caséine a une disponibilité métabolique (MA) plus élevée que la protéine de soja (Humayun et al, 2007) ; il doit donc s’agir d’une bonne méthode right….. ? Les études utilisant la méthode IAAO trouvent des erreurs dans d’anciennes études utilisant d’autres méthodes et les résultats semblent confirmer ce que les entraîneurs de musculation savent depuis des années. Nous les examinerons plus tard.
FACTEURS AFFECTANT L’ÉQUILIBRE NITROGÉNIQUE
Il y a beaucoup de choses qui vont affecter l’équilibre azoté et la quantité de protéines nécessaire pour le maintenir. Deux facteurs majeurs sont l’apport énergétique et le statut glucidique. La raison pour laquelle j’ai inclus cette section est que, en fonction de votre situation, vous avez une idée de si peut-être vos besoins en protéines sont élevés. Très souvent, je vois des personnes qui veulent prendre du muscle, mais qui continuent à s’entraîner et à jouer au football 2 à 3 fois par semaine. En même temps, ils essaient peut-être de maigrir pour les vacances et ont donc réduit les glucides, parfois de manière drastique, parce qu’ils suivent un régime à la mode sur Internet. Dans ces cas, la dépense énergétique étant élevée et les glucides étant faibles ou simplement pas assez élevés en raison de l’exercice de haute intensité, les besoins en protéines sont drastiquement augmentés.
Vous trouverez ci-dessous une figure adaptée de Lemon et Mullin (1981) qui montre l’azote uréique de la sueur (mg/h ; une mesure de la perte d’azote) dans 3 conditions différentes. Comme vous pouvez le constater, les pertes d’azote en cas de faible niveau de glycogène musculaire sont considérablement augmentées. Une chose à noter ici est que si un individu est très bien adapté à la graisse, je m’attendrais à voir un émoussement de cette perte d’azote qui signifie l’oxydation des acides aminés.
ÉQUILIBRE NITROGÉNIQUE POSITIF
Il est clair que différentes personnes ont des objectifs et des modalités d’entraînement différents. Cela signifie que les recommandations pour l’apport en protéines varieront en conséquence. Alors que les entraîneurs de force et de puissance peuvent vouloir augmenter la taille des muscles et donc, avoir besoin de protéines supplémentaires pour la croissance musculaire, les entraîneurs d’endurance décomposent en fait une quantité beaucoup plus importante de protéines et ont également des besoins accrus. Ce que je dois répéter sans cesse aux athlètes d’endurance, en particulier aux femmes, c’est que manger des protéines ne va pas les faire » grossir « . De même, je passe beaucoup de temps à essayer de faire comprendre aux athlètes d’endurance que la consommation de protéines immédiatement après l’entraînement est bénéfique non pas parce qu’elle va » reconstruire leurs muscles « , mais parce qu’elle va stimuler la synthèse de nouvelles enzymes (protéines) et de la mitochondrie (également des protéines !), ce qui fait partie de l’adaptation à l’entraînement !
Comme je l’ai précédemment couvert, les études plus anciennes, employant des mesures moins précises du bilan azoté, pourraient devoir être écartées des futures méta-analyses. De même, les études qui ne s’intéressent qu’au maintien de l’équilibre azoté, ne nous donnent pas d’indication sur l’apport optimal en protéines pour le gain musculaire ! Très souvent, les études tentent de déterminer le besoin minimal en protéines pour maintenir l’équilibre azoté, mais cela n’équivaut clairement pas à un apport optimal en protéines. Les athlètes/entraîneurs de force et les bodybuilders sont souvent intéressés par l’hypertrophie musculaire, ce qui nécessite des apports bien supérieurs aux niveaux requis pour l’entretien. Il est intéressant de noter que certaines données suggèrent que l’équilibre azoté pourrait être capable de se produire à des apports en protéines inférieurs à ceux nécessaires pour optimiser la composition corporelle et les mesures de performance.
Une étude couramment citée est celle présentée dans la figure ci-dessous. Gontzea et al (1975) ont montré que lorsque des individus entreprennent un programme d’entraînement nouveau, non familier, ils passent très rapidement en équilibre azoté négatif mais qu’après environ 2 semaines, cela se normalise. L’entraînement utilisé ici était davantage basé sur l’endurance et par conséquent, nous ne savons toujours pas quelle serait la différence si des exercices de résistance étaient utilisés ou si l’hypertrophie musculaire était le but recherché.
Apports en protéines pour un bilan azoté positif
Comme mentionné précédemment, de nouvelles techniques deviennent disponibles pour évaluer l’adéquation des apports en protéines. Elango et al (2010) ont publié un article intitulé « Evidence that protein requirements have been significantly underestimated » dans lequel ils utilisent la méthode IAAO pour montrer que les besoins quotidiens en protéines sont largement sous-estimés par d’autres méthodes et qu' »il y a un besoin urgent de réévaluer les recommandations pour l’apport en protéines chez l’homme adulte. » Dans cette étude, ils ont trouvé que la valeur des besoins devrait être plus proche de 1,2g/kg par jour pour les individus sédentaires. Par conséquent, on peut supposer que si cette technique est utilisée pour évaluer les besoins des athlètes, les recommandations pourraient être plus élevées.
À l’heure actuelle, les directives pour les personnes qui font de l’exercice sont basées sur les informations contenues dans un article de Lemon (1996). Les recommandations pour ceux qui pratiquent régulièrement des exercices d’endurance sont de 1,2 à 1,4 g de protéines/kg de masse corporelle/j et pour les pratiquants d’exercices de force, de 1,7 à 1,8 g de protéines/kg de masse corporelle/j. Par conséquent, dans les années à venir, nous pourrions voir ces recommandations augmenter pour correspondre à ce que les athlètes de force utilisent instinctivement, ce qui semble être autour de 2-2,5 g/kg. À mon avis, chez les entraîneurs qui ne consomment pas de médicaments, des apports de 1,5-2g par kilogramme sont bien supérieurs à ce qui est nécessaire. Des apports très élevés en protéines conduisent simplement à une plus grande dégradation et production d’urée (déchet) alors qu’avec des apports normaux, optimaux, en protéines, la récupération de l’urée via l’hydrolyse de l’urée, est plus efficace (Fouillet et al., 2008).
Ce qui est malheureux avec de nombreuses études, c’est qu’elles ne considèrent que 2 ou 3 niveaux d’apport en protéines pour déterminer lequel est » meilleur » par rapport aux objectifs qu’elles ont énoncés. Les études montrant que 2,5g/kg BW de protéines est meilleur pour les gains de force et de taille par rapport à 1,2g/kg BW ne nous disent pas si 2,5g/kg est meilleur que 2g/kg ou même si 3g/kg serait encore meilleur. Une étude publiée il y a tout juste six mois, menée au Human Performance Laboratory de Birmingham, a examiné l’effet d’une augmentation des protéines alimentaires sur la tolérance à un entraînement intensif. Witard et ses collègues ont examiné l’effet d’un apport accru en protéines sur les diminutions à court terme de la performance d’endurance pendant un bloc d’entraînement de haute intensité. Le groupe témoin a consommé 1,5g/kg de protéines BW tandis que le groupe d’intervention a consommé 3g/kg BW. Le groupe a conclu que
« L’apport supplémentaire en protéines a réduit les symptômes de stress psychologique et peut entraîner une amélioration notable de la baisse de performance ressentie pendant un bloc d’entraînement de haute intensité. »
Encore, la raison pour laquelle j’inclus ceci est que beaucoup de gens font du » cross training » dans le sens où ils font à la fois de la course à pied, du vélo, du football et de la musculation dans la même semaine !
Certains disent que manger un régime très riche en protéines produit un environnement hormonal anabolique bénéfique et c’est pour cette raison que les individus devraient en consommer plus que ce qui est recommandé par les experts. Cependant, cela ne semble pas être le cas et en fait, manger trop de protéines au détriment des glucides pourrait bien réduire les niveaux d’hormones anabolisantes du corps, comme la testostérone. Une étude réalisée en 2007 par Ormsbee et ses collègues a également examiné l’effet d’une augmentation des apports en protéines sur les niveaux d’IGF-1, d’IGF-I, d’IGFBP-1 et d’IGFBP-3, qui sont des hormones impliquées dans la construction musculaire. Les apports étaient de 50 g, 100 g ou 200 g et n’ont montré aucune différence dans les concentrations sériques d’aucune des hormones. Cependant, ce qui a été noté, c’est que les 50 g/j de protéines ont entraîné une balance azotée négative, alors que 100 g/j et 200 g/j ont entraîné une balance azotée positive, 200g/j étant significativement supérieur à 100 g.
Pour les individus utilisant des méthodologies d’entraînement appropriées pour gagner du muscle, y compris la périodisation de cet entraînement, des apports en protéines de 2-2,5g/kg semblent appropriés. Si l’on utilise une supplémentation telle que la créatine, la leucine et les protéines de lactosérum, les besoins en protéines pourraient bien être augmentés au-delà de la normale en raison de la capacité accrue à stimuler la synthèse des protéines et d’autres processus anaboliques. Il est également utile de noter qu’une certaine forme de cycle protéique peut être bénéfique. Ainsi, lorsqu’on commence un nouveau bloc d’entraînement, on consomme plus de protéines. De même, lorsque l’apport énergétique ou l’apport en glucides diminue, l’apport en protéines doit augmenter de manière concomitante.