Acide aminé essentiel

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Formule de la L-Lysine, un acide aminé dont la présence est cruciale en alimentation humaine.

Un acide aminé essentiel, ou acide aminé indispensable (en anglais : IAA), est un acide aminé qui ne peut être synthétisé de novo par l'organisme ou qui est synthétisé à une vitesse insuffisante, et doit donc être apporté par l'alimentation, condition nécessaire au bon fonctionnement de l'organisme.

Les acides aminés[modifier | modifier le code]

Chez l'humain, neuf acides aminés sont considérés comme essentiels : le tryptophane, la lysine, la méthionine, la phénylalanine, la thréonine, la valine, la leucine, l'isoleucine et l'histidine[1]. La tyrosine et la cystéine ne sont pas considérées comme indispensables au sens strict car elles peuvent être synthétisées par l'organisme à partir d'un autre acide aminé, respectivement la phénylalanine et la méthionine[1]. Deux acides aminés supplémentaires sont en outre considérés comme essentiels uniquement pour l'enfant : l'arginine et la glutamine[2].

Le concept d'essentialité doit toutefois être relativisé[3] : en effet, certains acides aminés classés non essentiels peuvent être considérés comme essentiels lorsque l'organisme ne les synthétise pas suffisamment, en raison d'une affection physiologique ou d'un dérèglement organique ou fonctionnel[1]. Ainsi, la cystéine, la glycine, la tyrosine, la proline, la glutamine et l'arginine peuvent devenir limitantes dans certaines conditions physiologiques, par exemple chez les prématurés : ces acides aminés sont de ce fait qualifiés de « conditionnellement essentiels »[4]. Les personnes atteintes de phénylcétonurie doivent réduire l'absorption de phénylalanine, or cet acide aminé est précurseur de la tyrosine : cette dernière ne peut alors plus être synthétisée et devient essentielle.

Nom Doses journalières recommandées
pour les adultes
selon l'OMS, l'FAO et l'UNU
(mg/kg)
Valeurs pour un adulte de 70 kg
(mg)
F Phénylalanine (avec la tyrosine) 25 1 750
L Leucine 39 2 730
M Méthionine (avec la cystéine) 15 1 050
K Lysine 30 2 100
I Isoleucine 20 1 400
V Valine 26 1 960
T Thréonine 15 1 050
W Tryptophane 4 280
H Histidine 10 700

La liste des acides aminés essentiels varie pour chaque espèce, étant donné que différents métabolismes sont en mesure de synthétiser des substances différentes.

La distinction entre acides aminés essentiels et non-essentiels n'est pas très claire, puisque certains acides aminés essentiels permettent de synthétiser d'autres acides aminés essentiels. Par exemple, la méthionine et l'homocystéine (acides aminés soufrés), peuvent être convertis l'une en l'autre mais ne peuvent être synthétisées de novo dans l'organisme humain. De même, la cystéine peut être produite à partir de l'homocystéine mais pas synthétisée directement. L'ensemble des acides aminés soufrés est donc parfois considéré comme un seul et même groupe de molécules nutritionnellement équivalentes. Autre exemple : l'arginine, l'ornithine et la citrulline, qui se convertissent l'une en l'autre dans le cycle de l'urée, sont placées dans le même groupe.

Sources des acides aminés essentiels[modifier | modifier le code]

Dans le cas d'alimentation peu variée, les denrées alimentaires déficientes en acides aminés essentiels sont une source de protéines inadaptée. Le foie assure l'équilibre des acides aminés en fonction des besoins corporels : les acides aminés en excès sont dégradés (transamination, désamination) avec formation de sucres (néoglucogenèse) et d'urée[5]. Un équilibre en acides aminés essentiels est donc nécessaire pour optimiser l'utilisation nette des protéines, qui est le rapport de masses d'acides aminés convertis en protéines par rapport aux acides aminés fournis.

En effet, les acides aminés essentiels ne sont pas synthétisés par les animaux dits supérieurs[6]. La phénylalanine, l'histidine et le tryptophane sont synthétisés par les plantes et les micro-organismes via l'acide shikimique.

Apport journalier recommandé[modifier | modifier le code]

L'estimation des besoins quotidiens en acides aminés indispensables s'est avérée difficile; ces chiffres ont subi une révision considérable au cours des 20 dernières années. Le tableau suivant liste les recommandations actuelles par l'OMS et les États-Unis pour les acides aminés essentiels chez un homme adulte[7],[8].

Acide aminé(s) OMS mg par kg OMS mg pour 70 kg US mg par kg
H Histidine 10 700 14
I Isoleucine 20 1400 19
L Leucine 39 2730 42
K Lysine 30 2100 38
M Méthionine

+ C Cystéine

10.4 + 4.1 (15 total) 1050 total 19 total
F Phénylalanine

+ Y Tyrosine

25 (total) 1750 total 33 total
T Thréonine 15 1050 20
W Tryptophane 4 280 5
V Valine 26 1820 24

Les apports quotidiens recommandés pour les enfants âgés de trois ans et plus sont de 10% à 20% supérieurs à ceux des adultes et ceux des nourrissons peuvent être jusqu'à 150% plus élevés au cours de la première année de vie. La cystéine (ou les acides aminés-sulfurés), la tyrosine (ou les acides aminés aromatiques) et l'arginine sont toujours nécessaires aux nourrissons et aux enfants en pleine croissance[7],[9].

Acides aminés limitants[modifier | modifier le code]

L'utilisation nette des protéines est profondément influencée par la présence d'un acide aminé limitant (l'acide aminé essentiel dont le taux dans la denrée considérée est le plus faible par rapport à la protéine dite de référence), et influencée à un degré moindre par la récupération des acides aminés essentiels dans l'organisme. Il est donc judicieux de mélanger les denrées qui présentent une déficience différente dans leurs répartition en acides aminés essentiels, de façon à limiter la perte d'azote par désamination lors de la production de protéines (pouvant aboutir à des carences) et optimiser l'utilisation nette des protéines.

Tous les acides aminés sont présents dans les aliments contenant des protéines, qu'ils soient d'origine animale ou végétale, cependant ils ne le sont pas dans les proportions optimales nécessaires au métabolisme, certains acides aminés étant présents en proportions limitées. Lorsqu'un acide aminé d'un aliment est limitant (en termes de proportions, généralement exprimée en grammes pour 100 grammes d'aliment), dans le cas théorique où la totalité des protéines sont fournies par cet aliment, il est nécessaire d'augmenter la ration de manière que cet acide aminé soit absorbé en quantité suffisante (en valeur absolue) ; ainsi, tous les autres acides aminés essentiels sont apportés en quantité supérieure aux besoins, mais la carence est évitée. Le tableau ci-dessous montre les acides aminés limitants de quelques aliments.

Source de protéines limitées Acide aminé limitant
Froment (Blé) lysine
Riz lysine et thréonine
Maïs tryptophane et lysine
Pois méthionine
viande, poisson, Œuf, lait Aucun, ces aliments ne sont pas susceptibles d'entraîner des carences en acides aminés[10], les œufs sont une référence pour un apport équilibré en acides aminés[11].

Combiner les sources de protéines[modifier | modifier le code]

Dans les régimes ne comportant pas d'aliments d'origine animale, comme les acides aminés limitants ne sont pas les mêmes selon les aliments, il est possible, en associant deux aliments ayant des acides aminés limitants différents, de compenser réciproquement leurs déficiences de façon à obtenir une combinaison de protéines se rapprochant de la protéine dite de référence. Diverses préparations traditionnelles, élaborées dans des régions et à des époques où la consommation de viande était un luxe rare, sont basées sur une association « céréale-légumineuse », dont l'analyse chimique a permis de comprendre le bien-fondé.

Paires alimentaires[modifier | modifier le code]

Dans les pratiques alimentaires traditionnelles, élaborées dans des régions et à des époques où les aliments d'origine animale étaient un luxe rare, les repas principaux comportent une combinaison de protéines végétales, c'est-à-dire une paire constituée généralement d'une graine L-M+ (déficiente en Lysine et suffisante en Méthionine) et d'une graine L+M- (suffisante en Lysine et déficiente en Méthionine), soit en pratique le plus souvent une paire céréale / légumineuse. Il n'est pas nécessaire que cette combinaison soit rigoureusement simultanée, il suffit qu'elle soit réalisée dans la journée ou même sur plusieurs jours[12], et plus généralement les risques de carence sont faibles lorsque l'on consomme des végétaux variés[13].

On distingue :

Il existe des graines qui sont à la fois L+ et M+, le quinoa[14] qui est une chénopodiacée, ainsi que la graine de cannabis, le chènevis.

Exemples par zone géographique :

Zone géographique Graine L-M+ Graine L+M-
Civilisations traditionnelles de Méditerranée Blé dur pois chiche ou fève
Mésopotamie antique, Culture de Cucuteni-Trypillia[15] amidonnier, engrain, orge pois, lentille
Inde riz lentille
Andes maïs haricot
Amérique centrale, Louisiane riz, maïs haricot rouge
Europe du Nord avoine pois
Afrique tropicale millet, sorgho niébé, pois bambara
Extrême-Orient riz soja, mungo, haricot azuki

Ces paires n'ont évidemment plus de pertinence dans le cadre de pratiques alimentaires modernes où les protéines d'origine animale sont en surabondance (ce qui pose d'autres problèmes : facteur de risque concernant les maladies cardiovasculaires, etc.). Il y a cependant encore de nos jours des régions ou les repas des familles pauvres sont uniquement constitués de céréales. Ainsi au Madhya Pradesh (Inde), des rations ne comportant que blé et riz ont entraîné des retards de croissance et des problèmes graves chez de jeunes enfants[16].

Intérêt des régimes variés[modifier | modifier le code]

Dans son livre devenu best-seller Diet for a Small Planet, en 1971, Frances Moore Lappé avait proposé deux autres types de combinaisons simples en plus de céréales + légumineuses :

  • Céréales + produits laitiers
  • Graines de tournesol ou sésame + légumineuses[17]

Si de telles associations restent pertinentes dans le cadre d'un régime végétarien ou régime végétalien, dans le cadre d'un régime abondant et varié la combinaison précise de protéines n’est pas nécessaire[18].

Les apports en protéines ne se limitent pas à ceux fournis par les produits animaux, les céréales et les légumineuses; les légumes verts, champignons et algues peuvent aussi constituer des sources intéressantes. La fermentation des aliments est de plus susceptible de modifier leur composition en acides aminés.

Modéliser et vérifier ces apports pour des menus types est cependant possible même pour les cuisines traditionnelles avec des aliments très variés (Exemple des cuisines d'Extrême-Orient avec teneurs des aliments en acides aminés selon l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture[19]).

Complément alimentaire[modifier | modifier le code]

Des compléments alimentaires à base de protéines ou d'acides aminés peuvent être administrés aux personnes déficientes (Nutrition#Protéines). Ceux-ci sont aussi recherchés par les athlètes pour favoriser la croissance musculaire. Ces préparations sont généralement obtenues à partir de lait de vache (protéines complètes ou à base de caséine ou à base de lactosérum), d'œufs de poule, de soja ou d'autres plantes comme la luzerne (Luzerne sous forme d'extrait foliaire (EFL)). Diverses méthodes de purification permettent d'obtenir des préparations quasi exemptes de glucides et lipides[20]. Sont également disponibles des compléments en acides aminés individuels sous forme de comprimés. Ces compléments ne sont pas sans danger à haute dose et devraient faire l'objet d'un suivi médical ou auprès d'un nutritionniste[21].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a b et c (en) Protein and amino acid requirement in human nutrition - Report of a Joint WHO/FAO/UNU Expert Consultation
  2. Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer, Biochimie 7e édition, Médecine Sciences Publication - Lavoisier, , 1054 pages p. (ISBN 9782257204271)
  3. D. Darmaun, Que reste-t-il du concept d'acides aminés essentiels ? (résumé), 1997
  4. (en) « Scientific Opinion on Dietary Reference Values for protein », sur efsa.europa.eu, (consulté le )
  5. « Métabolisme des acides aminés », sur Univ Rouen, (consulté le )
  6. (en) Subcommittee on Dairy Cattle Nutrition, Committee on Animal Nutrition, Board on Agriculture and Natural Resources et National Research Council, Nutrient Requirements of Dairy Cattle, Seventh Revised Edition, 2001, Washington, D.C., National Academy Press, , 381 p. (ISBN 978-0-309-06997-7, lire en ligne), p. 69 :

    « Amino acids termed essential either cannot be synthesized by animal tissues or if they can (Arg and His), not at rates sufficient to meet requirements, particularly during the early stages of growth or for high levels of production »

  7. a et b (en) FAO/WHO/UNU, « PROTEIN AND AMINO ACID REQUIREMENTS IN HUMAN NUTRITION », WHO Press, , page 150
  8. (en) Institute of Medicine, Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrates, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids, Washington, DC, The National Academies Press, , 589–768 p. (lire en ligne), « Protein and Amino Acids »
  9. (en) Imura K, Okada A, « Amino acid metabolism in pediatric patients », Nutrition, vol. 14, no 1,‎ , p. 143–8 (PMID 9437700, DOI 10.1016/S0899-9007(97)00230-X)
  10. « Les catégories d'aliments », sur campus nutrition (consulté le )
  11. « COMPOSITION EN ACIDES AMINÉS DE QUELQUES ALIMENTS », (consulté le )
  12. (en) « Table of Contents », Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics, vol. 112, no 1,‎ , p. 5–11 (ISSN 2212-2672, DOI 10.1016/s2212-2672(11)01920-4, lire en ligne, consulté le )
  13. (en) V R Young et P L Pellett, « Plant proteins in relation to human protein and amino acid nutrition », The American Journal of Clinical Nutrition, vol. 59, no 5,‎ , p. 1203S–1212S (ISSN 0002-9165 et 1938-3207, DOI 10.1093/ajcn/59.5.1203S, lire en ligne, consulté le )
  14. « Valeur nutritionnelle- Année internationale du quinoa 2013 », sur fao.org, (consulté le )
  15. Joannes Müller, « Des métropoles en Europe il y a 6000 ans », Pour la Science,‎ , p. 57-58
  16. Sophie Landrin, « En Inde, la religion s’invite dans l’assiette des écoliers », sur Le Monde, (consulté le )
  17. Frances Moore Lappé, Diet for a small planet, (ISBN 0-345-37366-9, 978-0-345-37366-3 et 0-345-32120-0, OCLC 24329522, lire en ligne)
  18. (en) « Position of the American Dietetic Association: Vegetarian Diets », Journal of the American Dietetic Association, vol. 109, no 7,‎ , p. 1266–1282 (DOI 10.1016/j.jada.2009.05.027, lire en ligne, consulté le )
  19. Metabolism, and Digestive Diseases National Institute of Arthritis, Center for Disease Control. Nutrition program et Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture. Division des politiques alimentaires et de la nutrition, Table de composition des aliments à l'usage de l'Asie de l'Est., Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, (ISBN 92-5-200159-X et 978-92-5-200159-1, OCLC 77366392, lire en ligne)
  20. Janson, Jan-Christer, Protein purification : principles, high resolution methods and applications, Wiley, (ISBN 0-471-74661-4, 978-0-470-93993-2 et 0-470-93993-1, OCLC 838599971)
  21. (en) Kamal Patel, « Whey proteins : Scientific review », sur Examine.com, (consulté le )

Articles connexes[modifier | modifier le code]