Protéines – Quel est le meilleur?

Protéines – Quel est le meilleur?




Abstrait

L'apport en protéines qui dépasse les apports journaliers recommandés est largement accepté pour les athlètes d'endurance et de force. Cependant, il est moins connu que la variété de protéines disponibles est moins intéressante en ce qui concerne les avantages de la consommation d’une protéine à l’autre. L'objectif de cet article est d'identifier et d'analyser les facteurs clés afin de faire des recommandations responsables aux populations générale et sportive. L'évaluation d'une protéine est fondamentale pour déterminer son adéquation dans le régime alimentaire humain. Les protéines dont le contenu et la digestibilité sont inférieurs sont importantes à reconnaître et à limiter ou à limiter dans le régime alimentaire. De même, ces connaissances permettront d’identifier les protéines les plus utiles et qu’elles devraient être consommées. Les différentes techniques utilisées pour évaluer les protéines seront discutées. Traditionnellement, les sources de protéines alimentaires sont considérées comme étant d'origine animale ou végétale. Les sources animales fournissent une source complète de protéines (c'est-à-dire contenant tous les acides aminés essentiels), alors que les sources végétales sont généralement dépourvues d'un ou de plusieurs des acides aminés essentiels. Les sources animales de protéines alimentaires, bien qu’elles fournissent une protéine complète et de nombreux vitamines et minéraux, suscitent l’inquiétude de certains professionnels de la santé quant à la quantité de graisses saturées commune à ces aliments par rapport aux sources végétales. L'avènement des techniques de traitement a déplacé une partie de cette attention et a enflammé le marché des compléments sportifs avec des produits dérivés tels que le lactosérum, la caséine et le soja. Individuellement, la qualité et l'applicabilité de ces produits varient selon les populations. Les avantages de ces protéines particulières sont discutés. En outre, l’impact de la consommation élevée de protéines sur les questions de santé et de sécurité (santé des os, fonction rénale) est également examiné.

Points clés

  • Des besoins plus élevés en protéines sont observés chez les populations sportives.

  • Les protéines animales sont une source importante de protéines. Cependant, un régime alimentaire à base de protéines consommées principalement par des animaux présente des risques pour la santé.

  • Avec une combinaison appropriée de sources, les protéines végétales peuvent fournir des avantages similaires à ceux des protéines d'origine animale.

  • La supplémentation en protéines de caséine peut apporter le plus grand bénéfice pour une augmentation de la synthèse des protéines pendant une durée prolongée.

Mots clés: Supplément sportif, aide ergogénique, protéine animale, protéine végétale

introduction

Les besoins en protéines des populations sportives ont fait l’objet de nombreux débats scientifiques. Ce n'est que récemment que l'idée selon laquelle les athlètes de force / puissance et d'endurance nécessitent une consommation de protéines supérieure à celle généralement admise par la population en général. En outre, les régimes riches en protéines sont également devenus très populaires dans la population en général dans le cadre de nombreux programmes de réduction du poids. Malgré la prévalence de régimes riches en protéines dans les populations sportives et sédentaires, les informations disponibles concernant le type de protéines à consommer (par exemple, animale ou végétale) sont limitées. Le but de cet article est d’examiner et d’analyser les facteurs clés responsables des choix appropriés quant au type de protéine à consommer chez les sportifs et les populations en général.

Rôle de la protéine

Les protéines sont des substances azotées formées par des acides aminés. Ils constituent le principal composant structural des muscles et des autres tissus du corps. En outre, ils sont utilisés pour produire des hormones, des enzymes et de l'hémoglobine. Les protéines peuvent également être utilisées comme énergie; Cependant, ils ne sont pas le premier choix en tant que source d'énergie. Pour que les protéines soient utilisées par l'organisme, elles doivent être métabolisées sous leur forme la plus simple, les acides aminés. Il a été identifié 20 acides aminés nécessaires à la croissance et au métabolisme humains. Douze de ces acides aminés (onze chez les enfants) sont dits non essentiels, ce qui signifie qu'ils peuvent être synthétisés par notre corps et n'ont pas besoin d'être consommés dans le régime alimentaire. Les acides aminés restants ne peuvent pas être synthétisés dans le corps et sont décrits comme essentiels, ce qui signifie qu'ils doivent être consommés dans notre alimentation. L'absence de l'un de ces acides aminés compromettra la capacité du tissu à se développer, à se réparer ou à se maintenir.

Protéines et performance sportive

Le rôle principal des protéines alimentaires est de l’utiliser dans les divers processus anaboliques de l’organisme. En conséquence, de nombreux athlètes et entraîneurs sont convaincus qu'un entraînement de haute intensité crée un besoin accru en protéines. Cela découle de la notion selon laquelle si davantage de protéines ou d’acides aminés étaient disponibles pour le muscle en exercice, cela augmenterait la synthèse des protéines. La recherche a eu tendance à soutenir cette hypothèse. Dans les quatre semaines suivant la supplémentation en protéines (3,3 versus 1,3 g · kg-1·journée-1) dans l’entraînement en résistance des sujets, des gains significativement plus importants ont été observés en synthèse de protéines et en masse corporelle chez le groupe de sujets ayant un apport en protéines plus important (Fern et al., 1991). De même, Lemon et al. (1992) ont également signalé une synthèse protéique plus importante chez les personnes novices entraînées par la résistance, avec un apport en protéines de 2,62 contre 0,99 g · kg.-1·journée-1. Dans les études portant sur des individus entraînés en force, il a généralement été démontré qu'un apport en protéines plus élevé avait un effet positif sur la synthèse des protéines musculaires et les gains de taille (Lemon, 1995; Walberg et al., 1988). Tarnapolsky et ses collègues (1992) ont montré que pour que les individus entraînés en force maintiennent un bilan azoté positif, ils doivent consommer un apport en protéines équivalent à 1,8 g · kg.-1·journée-1. Cela concorde avec d’autres études montrant un apport en protéines compris entre 1,4 et 2,4 g · kg.-1·journée-1 maintiendra un bilan azoté positif chez les athlètes entraînés par la résistance (Lemon, 1995). Par conséquent, il est généralement suggéré que l’apport en protéines des athlètes de force / puissance varie entre 1,4 et 1,8 g · kg.-1·journée-1.

De même, pour prévenir des pertes importantes chez les athlètes d'endurance aux tissus maigres, une plus grande consommation de protéines semble également être nécessaire (Lemon, 1995). Bien que l'objectif des athlètes d'endurance ne soit pas nécessairement de maximiser la taille et la force des muscles, la perte de tissu maigre peut avoir un effet néfaste important sur les performances en endurance. Par conséquent, ces athlètes doivent maintenir leur masse musculaire pour assurer une performance adéquate. Plusieurs études ont déterminé que l'apport en protéines chez les athlètes d'endurance devrait se situer entre 1,2 et 1,4 g · kg-1·journée-1 pour assurer un bilan azoté positif (Freidman et Lemon, 1989; Lemon, 1995; Meredith et al., 1989; Tarnopolsky et al., 1988). Il est clair que les athlètes bénéficient d'un apport accru en protéines. L’accent est alors mis sur le type de protéines à prendre.

Évaluation des protéines

La composition de diverses protéines peut être si unique que leur influence sur la fonction physiologique dans le corps humain pourrait être très différente. La qualité d'une protéine est essentielle pour évaluer les avantages nutritionnels qu'elle peut apporter. La détermination de la qualité d'une protéine est déterminée en évaluant sa composition en acides aminés essentiels, sa digestibilité et sa biodisponibilité (FAO / WHO, 1990). Plusieurs échelles de mesure et techniques sont utilisées pour évaluer la qualité des protéines.

Échelles d'évaluation des protéines

Il existe de nombreuses méthodes pour déterminer la qualité des protéines. Ces méthodes ont été identifiées comme le ratio d'efficacité protéique, la valeur biologique, l'utilisation nette de protéines et le score d'acide aminé corrigé de la digestibilité des protéines.

Ratio d'efficacité des protéines

Le ratio d'efficacité des protéines (PER) détermine l'efficacité d'une protéine par la mesure de la croissance de l'animal. Cette technique nécessite de nourrir les rats avec une protéine à tester, puis de mesurer le gain de poids en grammes par gramme de protéines consommées. La valeur calculée est ensuite comparée à une valeur standard de 2,7, qui est la valeur standard de la protéine caséine. Toute valeur supérieure à 2,7 est considérée comme une excellente source de protéines. Cependant, ce calcul fournit une mesure de la croissance chez le rat et ne fournit pas une forte corrélation avec les besoins de croissance de l'homme.

Valeur biologique

La valeur biologique mesure la qualité des protéines en calculant l'azote utilisé pour la formation des tissus divisé par l'azote absorbé par les aliments. Ce produit est multiplié par 100 et exprimé en pourcentage d'azote utilisé. La valeur biologique permet de mesurer l'efficacité avec laquelle le corps utilise les protéines consommées dans le régime alimentaire. Un aliment de valeur élevée est associé à un apport élevé en acides aminés essentiels. Les sources animales possèdent généralement une valeur biologique plus élevée que les sources végétales en raison de l’absence d’un ou de plusieurs acides aminés essentiels. Ce système de notation pose toutefois certains problèmes inhérents. La valeur biologique ne prend pas en compte plusieurs facteurs clés qui influencent la digestion des protéines et l'interaction avec d'autres aliments avant leur absorption. La valeur biologique mesure également la qualité potentielle maximale d’une protéine et non son estimation aux niveaux requis.

Utilisation nette de protéines

L'utilisation nette de protéines est similaire à la valeur biologique, sauf qu'elle implique une mesure directe de la rétention d'azote absorbé. L'utilisation nette de protéines et la valeur biologique mesurent toutes deux le même paramètre de rétention d'azote; toutefois, la différence réside dans le fait que la valeur biologique est calculée à partir de l'azote absorbé, tandis que l'utilisation nette de protéines est calculée à partir d'ingestion d'azote.

Score de l'acide aminé corrigé de la digestibilité des protéines

En 1989, l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture et l’Organisation mondiale de la santé (FAO / OMS) ont déclaré conjointement que la qualité des protéines pouvait être déterminée en exprimant le contenu du premier acide aminé essentiel limitant de la protéine à tester sous forme de pourcentage même teneur en acides aminés dans un schéma de référence d’acides aminés essentiels (FAO / OMS, 1990). Les valeurs de référence utilisées étaient basées sur les besoins en acides aminés essentiels des enfants d’âge préscolaire. La déclaration conjointe FAO / OMS recommandait de prendre cette valeur de référence et de la corriger pour tenir compte de la digestibilité fécale réelle de la protéine à tester. La valeur obtenue était appelée score d'acides aminés corrigé pour la digestibilité des protéines (PDCAAS). Cette méthode a été adoptée comme méthode privilégiée de mesure de la valeur protéique en nutrition humaine (Schaafsma, 2000). fournit une mesure de la quantité de diverses protéines à l'aide de ces échelles d'évaluation des protéines.

Tableau 1.

Classement de la qualité des protéines.

Type de protéine Ratio d'efficacité des protéines Valeur biologique Utilisation nette de protéines Score de l'acide aminé corrigé de la digestibilité des protéines
Du boeuf 2,9 80 73 0,92
Haricots noirs 0 0 0,75
Caséine 2,5 77 76 1,00
Oeuf 3,9 100 94 1,00
Lait 2,5 91 82 1,00
Cacahuètes 1.8 0,52
Protéine de soja 2.2 74 61 1,00
Gluten de blé 0.8 64 67 0,25
Protéines de lactosérum 3.2 104 92 1,00

Bien que le PDCAAS soit actuellement la méthode la plus acceptée et la plus largement utilisée, il subsiste des limitations concernant la surestimation chez les personnes âgées (probablement liées aux valeurs de référence basées sur les individus jeunes), l’influence de la digestibilité iléale et les facteurs antinutritionnels (Sarwar, 1997).

Les acides aminés qui traversent l'iléon terminal peuvent constituer une voie importante pour la consommation bactérienne d'acides aminés, et aucun acide aminé atteignant le côlon ne serait probablement pas utilisé pour la synthèse des protéines, même s'ils n'apparaissent pas dans les selles (Schaarfsma, 2000). ). Par conséquent, pour obtenir une mesure vraiment valable de la digestibilité fécale, il est important de choisir la localisation de la synthèse des protéines pour obtenir une détermination plus précise. Ainsi, la digestibilité iléale fournirait une mesure plus précise de la digestibilité. PDCAAS, cependant, ne prend pas en compte la digestibilité iléale. Ceci est considéré comme l'une des faiblesses du PDCAAS (Schaafsma 2000).

Des facteurs antinutritionnels tels que les inhibiteurs de la trypsine, les lectines et les tanins présents dans certaines sources de protéines telles que le tourteau de soja, les pois et les féveroles auraient augmenté les pertes de protéines endogènes au niveau de l'iléon terminal (Salgado et al., 2002). Ces facteurs antinutritionnels peuvent entraîner une réduction de l'hydrolyse des protéines et de l'absorption des acides aminés. Cela peut aussi être davantage affecté par l'âge, car la capacité de l'intestin à s'adapter aux insultes nutritionnelles alimentaires peut être réduite dans le cadre du processus de vieillissement (Sarwar, 1997).

Sources de protéines

La protéine est disponible dans une variété de sources alimentaires. Celles-ci comprennent les aliments d'origine animale et végétale ainsi que l'industrie des suppléments de sport hautement commercialisée. Dans la section suivante, nous explorerons les protéines d'origine végétale et animale, notamment le lactosérum, la caséine et le soja. Pour déterminer l'efficacité d'une protéine, il faut déterminer sa qualité et sa digestibilité. La qualité fait référence à la disponibilité des acides aminés qu'elle fournit et la digestibilité prend en compte la meilleure utilisation de la protéine. En règle générale, toutes les sources de protéines animales alimentaires sont considérées comme des protéines complètes. C'est une protéine qui contient tous les acides aminés essentiels. Les protéines d'origine végétale sont incomplètes en ce qu'elles manquent généralement d'un ou deux acides aminés essentiels. Ainsi, une personne désirant obtenir ses protéines de sources végétales (végétariennes) devra consommer une variété de légumes, de fruits, de céréales et de légumineuses pour assurer la consommation de tous les acides aminés essentiels. En tant que tels, les individus sont capables de satisfaire les besoins en protéines nécessaires sans consommer de bœuf, de volaille ou de produits laitiers. Les évaluations de la digestibilité des protéines consistent généralement à mesurer comment le corps peut utiliser efficacement les sources alimentaires de protéines. En règle générale, les sources de protéines végétales ne sont pas aussi performantes en termes de valeur biologique, d'utilisation nette de protéines, de PDCAAS et de coefficient d'efficacité protéique que les protéines animales.

Protéines Animales

Les protéines d’origine animale (œufs, lait, viande, poisson et volaille) offrent la meilleure qualité de classement des sources de nourriture. Ceci est principalement dû à la "complétude" des protéines de ces sources. Bien que les protéines de ces sources soient également associées à des apports élevés en graisses saturées et en cholestérol, de nombreuses études ont démontré les avantages positifs des protéines animales dans divers groupes de population (Campbell et al., 1999; Godfrey et al., 1996 ; Pannemans et al., 1998).

On pense que les protéines d'origine animale en fin de grossesse jouent un rôle important chez les nourrissons nés avec un poids corporel normal. Godfrey et al. (1996) ont examiné le comportement nutritionnel de plus de 500 femmes enceintes afin de déterminer l'effet de l'apport nutritionnel sur la croissance du placenta et du fœtus. Ils ont signalé qu'un faible apport en protéines provenant de produits laitiers et de viande en fin de grossesse était associé à un faible poids à la naissance.

Outre les avantages de la consommation totale de protéines, les sujets âgés ont également bénéficié de la consommation de protéines animales. Les régimes constitués de viande entraînaient des gains de masse corporelle maigre supérieurs à ceux des sujets sous régime lacto-ovovégétarien (Campbell et al., 1999). Il a également été démontré que les régimes riches en protéines animales entraînaient une synthèse nette de protéines nettement supérieure à celle des régimes riches en protéines végétales (Pannemans et al., 1998). Cela a été suggéré comme étant une fonction de la réduction de la dégradation des protéines lors du régime à haute teneur en protéines animales.

Un certain nombre de problèmes de santé ont été soulevés concernant les risques associés aux protéines émanant principalement de sources animales. Ces risques pour la santé concernent principalement les maladies cardiovasculaires (dues à une consommation élevée de graisses saturées et de cholestérol), la santé des os (résorption osseuse due à des acides aminés soufrés associés à des protéines animales) et d'autres maladies du système physiologique qui seront abordées dans la section sur les régimes riches en protéines.

Petit lait

Le lactosérum est un terme général qui désigne généralement la partie liquide translucide du lait qui reste après le processus (coagulation et élimination de la caillebotte) de la fabrication du fromage. À partir de ce liquide, les protéines de lactosérum sont séparées et purifiées à l'aide de différentes techniques donnant différentes concentrations de protéines de lactosérum. Le lactosérum est l'un des deux principaux groupes de protéines du lait de vache, représentant 20% du lait, tandis que la caséine représente le reste. Tous les constituants de la protéine de lactosérum fournissent des niveaux élevés d'acides aminés essentiels et à chaîne ramifiée. La bioactivité de ces protéines possède également de nombreuses propriétés bénéfiques. En outre, le lactosérum est également riche en vitamines et en minéraux. La protéine de lactosérum est reconnue pour son applicabilité à la nutrition sportive. En outre, les produits à base de lactosérum sont également présents dans les produits de boulangerie, les vinaigrettes, les émulsifiants, les préparations pour nourrissons et les préparations nutritionnelles médicales.

Variétés de protéines de lactosérum

Il existe trois formes principales de protéines de lactosérum qui résultent de diverses techniques de traitement utilisées pour séparer les protéines de lactosérum. Ce sont de la poudre de lactosérum, du concentré de lactosérum et de l'isolat de lactosérum. fournit la composition de protéines de lactosérum.

Tableau 2.

Composition (%) des formes protéiques du lactosérum.

Composant La poudre de lactosérum Concentré de lactosérum Isolat de lactosérum
Protéine 11 – 14.5 25 – 89 90 +
Lactose 63 – 75 10 – 55 0.5
Lait gras 1 – 1,5 2 – 10 0.5
Proteinne en poudre

La poudre de protéine de lactosérum a de nombreuses applications dans l'industrie alimentaire. En tant qu'additif, il est présent dans les produits alimentaires pour le bœuf, les produits laitiers, les produits de boulangerie, les confiseries et les snacks. La poudre de lactosérum contient elle-même plusieurs variétés, dont le lactosérum doux, le lactosérum acide (présent dans les vinaigrettes), déminéralisé (principalement utilisé comme additif alimentaire, y compris les préparations pour nourrissons) et les formes réduites. Les formes déminéralisées et réduites sont utilisées dans des produits autres que les compléments sportifs.

Concentré de protéines de lactosérum

Le traitement du concentré de lactosérum élimine l'eau, le lactose, les cendres et certains minéraux. En outre, par rapport aux isolats de lactosérum, le concentré de lactosérum contient généralement davantage de composants biologiquement actifs et de protéines, ce qui en fait un complément très attractif pour le sportif.

Isolat de protéines de lactosérum (WPI)

Les isolats sont la source de protéines la plus pure disponible. Les isolats de protéines de lactosérum contiennent des concentrations de protéines de 90% ou plus. Pendant le traitement de l'isolat de protéines de lactosérum, les matières grasses et le lactose sont considérablement éliminés. En conséquence, les personnes intolérantes au lactose peuvent souvent prendre ces produits en toute sécurité (Geiser, 2003). Bien que la concentration de protéines dans cette forme de protéines de lactosérum soit la plus élevée, elle contient souvent des protéines qui se sont dénaturées en raison du processus de fabrication. La dénaturation des protéines consiste à décomposer leur structure, à perdre des liaisons peptidiques et à réduire l'efficacité de la protéine.

Le lactosérum est une protéine complète dont les composants biologiquement actifs offrent des avantages supplémentaires pour améliorer la fonction humaine. La protéine de lactosérum contient une quantité suffisante d'acide aminé, la cystéine. La cystéine semble augmenter les niveaux de glutathion, dont il a été démontré qu'elle possédait de fortes propriétés antioxydantes pouvant aider l'organisme à lutter contre diverses maladies (Counous, 2000). En outre, la protéine de lactosérum contient un certain nombre d'autres protéines qui ont un effet positif sur la fonction immunitaire, telles que l'activité antimicrobienne (Ha et Zemel, 2003). La protéine de lactosérum contient également une concentration élevée d'acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA) qui jouent un rôle important dans le maintien du tissu et dans la prévention des actions cataboliques pendant l'exercice. (MacLean et al., 1994).

Caséine

La caséine est la principale composante des protéines présentes dans le lait de vache, représentant près de 70 à 80% de ses protéines totales. Elle est responsable de la couleur blanche du lait. C'est la protéine de lait la plus couramment utilisée dans l'industrie aujourd'hui. Les protéines du lait ont une importance physiologique importante pour le corps pour les fonctions liées à l'absorption de nutriments et de vitamines et constituent une source de peptides biologiquement actifs. Semblable au lactosérum, la caséine est une protéine complète qui contient également les minéraux que sont le calcium et le phosphore. La caséine a une cote PDCAAS de 1,23 (généralement indiquée comme une valeur tronquée de 1,0) (Deutz et al. 1998).

La caséine existe dans le lait sous la forme d'une micelle, qui est une grosse particule colloïdale. Une propriété attrayante de la micelle de caséine est sa capacité à former un gel ou un caillot dans l'estomac. La possibilité de former ce caillot le rend très efficace pour l'apport en nutriments. Le caillot est capable de produire une libération lente et prolongée d'acides aminés dans le sang, pouvant durer parfois plusieurs heures (Boirie et al. 1997). Ceci fournit une meilleure rétention d'azote et une utilisation par le corps.

Colostrum Bovin

Le colostrum bovin est le «lait» liquide sécrété par les mammifères femelles au cours des premiers jours suivant la naissance. Ce liquide dense en nutriments est important pour le nouveau-né pour sa capacité à fournir des immunités et à favoriser la croissance des tissus en développement au cours des premières étapes de la vie. Il a été prouvé que le colostrum bovin contient des facteurs de croissance qui stimulent la croissance cellulaire et la synthèse de l'ADN (Kishikawa et al., 1996) et, comme on pouvait s'y attendre, avec de telles propriétés, il constitue un choix intéressant en tant que complément sportif potentiel.

Bien que le colostrum bovin ne soit généralement pas considéré comme un complément alimentaire, l’utilisation par ce sport d’un complément protéique par les athlètes de force / puissance est devenue courante. Il a été démontré que la supplémentation orale en colostrum bovin élève significativement le facteur de croissance analogue à l'insuline 1 (IGF-1) (Mero et al., 1997) et augmente l'accumulation de tissu maigre (Antonio et al., 2001; Brinkworth et al., 2004 ). Cependant, les résultats sur l’amélioration de la performance sportive sont moins concluants. Mero et ses collègues (1997) n'ont signalé aucun changement dans les performances du saut vertical après deux semaines de supplémentation, et Brinkworth et ses collègues (2004) n'ont relevé aucune différence significative de force après huit semaines d'entraînement et de supplémentation chez les sujets entraînés et non entraînés. En revanche, après 8 semaines de supplémentation, des améliorations significatives de la performance au sprint ont été observées chez les joueurs de hockey de haut niveau (Hofman et al., 2002). Des recherches supplémentaires concernant la supplémentation en colostrum bovin sont toujours justifiées.

Protéines Végétales

Les protéines végétales, lorsqu'elles sont combinées pour fournir tous les acides aminés essentiels, constituent une excellente source de protéines, car elles entraîneront probablement une réduction de la consommation de graisses saturées et de cholestérol. Les sources populaires incluent les légumineuses, les noix et le soja. Outre ces produits, les protéines végétales peuvent également se trouver sous une forme fibreuse appelée protéine végétale texturée (TVP). Le TVP est produit à partir de farine de soja dans laquelle des protéines sont isolées. Le TVP est principalement une alternative à la viande et fonctionne comme un analogue de viande dans les hot dogs végétariens, les hamburgers, les galettes de poulet, etc. C'est également une source de protéines végétales à faible teneur en calories et en gras. Les sources végétales de protéines fournissent également de nombreux autres nutriments, tels que les composés phytochimiques et les fibres, qui sont également très prisés dans le régime alimentaire.

Soja

Le soja est la source de protéines végétales la plus largement utilisée. Le soja, issu de la famille des légumineuses, a été publié pour la première fois en Chine en 2838 av. et était considéré comme aussi précieux que le blé, l’orge et le riz comme aliment de base. La popularité du soja s’est étendue à plusieurs autres pays, mais sa valeur nutritive aux États-Unis n’a pas été reconnue avant les années 1920. La population américaine consomme relativement peu de protéines de soja (5 g · jour-1) par rapport aux pays asiatiques (Hasler, 2002). Bien que les différences culturelles soient peut-être en partie responsables, la faible note de qualité protéique de l'échelle PER pourrait également avoir influencé les tendances en matière de consommation de protéines. Cependant, lorsque l’échelle PDCAAS plus précise est utilisée, il a été rapporté que la protéine de soja était équivalente à la protéine animale avec un score de 1,0, l’évaluation la plus élevée possible (Hasler, 2002). La qualité de soja en fait une alternative très attrayante pour ceux qui recherchent des sources de protéines non animales dans leur alimentation et ceux qui souffrent d’intolérance au lactose. Le soja est une protéine complète à forte concentration de BCAA. De nombreux avantages liés aux protéines de soja concernant la santé et la performance (notamment la réduction des profils lipidiques plasmatiques, l’oxydation croissante du cholestérol LDL et la réduction de la pression artérielle), mais des recherches supplémentaires doivent encore être menées sur ces allégations.

Types de protéines de soja

Le soja peut être séparé en trois catégories distinctes; farine, concentre et isole. La farine de soja peut être divisée en deux formes: naturelle ou grasse (contient des huiles naturelles), dégraissée (huiles éliminées) et lécithinée (lécithine ajoutée) (Hasler, 2002). Parmi les trois catégories de produits à base de protéines de soja, la farine de soja est la forme la moins raffinée. On le trouve couramment dans les produits de boulangerie. Un autre produit de farine de soja s'appelle farine de soja texturée. Ceci est principalement utilisé pour le traitement en tant que rallonge de viande. Voir la composition en protéines de la farine de soja, des concentrés et des isolats.

Tableau 3.

Composition protéique des formes protéiques de soja.

Forme de protéine de soja Composition protéique
Farine de soja 50%
Concentré de soja 70%
Isolat de soja 90%

Le concentré de soja a été mis au point à la fin des années 1960 et au début des années 1970 et est fabriqué à partir de soja dégraissé. Tout en conservant la majeure partie de la teneur en protéines du haricot, les concentrés ne contiennent pas autant de glucides solubles que la farine, ce qui le rend plus agréable au goût. Le concentré de soja a une haute digestibilité et se trouve dans les barres nutritionnelles, les céréales et les yaourts.

Les isolats sont le produit protéique de soja le plus raffiné contenant la plus grande concentration de protéines, mais contrairement à la farine et aux concentrés, ils ne contiennent pas de fibres alimentaires. Les isolats proviennent des années 1950 aux États-Unis. Ils sont très digestibles et faciles à introduire dans des aliments tels que les boissons pour sportifs, les boissons santé et les préparations pour nourrissons.

Avantages nutritionnels

Depuis des siècles, le soja fait partie de l'alimentation humaine. Les épidémiologistes ont probablement été les premiers à reconnaître les avantages du soja pour la santé en général lorsqu’il s’agissait de populations consommant beaucoup de soja. Ces populations partageaient des incidences plus faibles dans certains cancers, une diminution des problèmes cardiaques et une amélioration des symptômes de la ménopause et de l'ostéoporose chez les femmes (Hasler, 2002). Sur la base d’une multitude d’études examinant les avantages de la protéine de soja pour la santé, l’American Heart Association a publié une déclaration dans laquelle elle recommandait l’utilisation d’aliments à base de protéines de soja dans un régime pauvre en graisses saturées et en cholestérol afin de favoriser la santé cardiaque (Erdman, 2000). Les avantages pour la santé associés aux protéines de soja sont liés aux composants physiologiquement actifs qui font partie du soja, tels que les inhibiteurs de protéase, les phytostérols, les saponines et les isoflavones (Potter, 2000). Il a été noté que ces composants démontraient des effets hypolipidémiants, augmentaient l'oxydation du LDL-cholestérol et avaient des effets bénéfiques sur l'abaissement de la pression artérielle.

Les isoflavones

Parmi les nombreux composants actifs des produits à base de soja, les isoflavones ont fait l’objet d’une attention beaucoup plus grande que d’autres. On pense que les isoflavones sont bénéfiques pour la santé cardiovasculaire, probablement en abaissant les concentrations de LDL (Crouse et al., 1999), en augmentant l'oxydation des LDL (Tikkanen et al., 1998) et en améliorant l'élasticité des vaisseaux (Nestel et al., 1999). Cependant, ces études n’ont pas abouti sans résultats contradictoires et de nouvelles recherches sont encore nécessaires sur les avantages des isoflavones.

Avantages de soja pour les femmes

Les études portant sur la supplémentation en soja ont également porté sur les problèmes de santé des femmes. On a émis l'hypothèse que, considérant que les isoflavones sont considérées comme des phytoestrogènes (présentent des effets semblables à ceux de l'œstrogène et se lient aux récepteurs des œstrogènes), elles entrent en concurrence pour les sites récepteurs de l'œstrogène dans le tissu mammaire avec de l'œstrogène endogène, ce qui réduit potentiellement le risque de cancer du sein (Wu et al. 1998). ). Néanmoins, l'association entre la consommation de soja et le risque de cancer du sein reste peu concluante. Cependant, d'autres études ont démontré les effets positifs de la supplémentation en protéines de soja sur le maintien du contenu minéral osseux (Ho et al., 2003) et sur la réduction de la gravité des symptômes ménopausiques (Murkies et al., 1995).

Régimes riches en protéines

L'augmentation des apports en protéines et de la supplémentation s'est généralement concentrée sur les populations sportives. Cependant, au cours des dernières années, les régimes riches en protéines sont devenus une méthode utilisée par la population en général pour améliorer la perte de poids. Le régime à faible teneur en glucides, à haute teneur en protéines et en protéines proposé par Atkins est peut-être le régime le plus populaire utilisé aujourd'hui pour perdre du poids aux États-Unis (Johnston et al., 2004). Ce régime repose sur le fait que les protéines sont associées à des sentiments de satiété et à une réduction volontaire de la consommation de calories (Araya et al., 2000; Eisenstein et al., 2002). Une étude récente a montré que le régime Atkins pouvait produire une perte de poids plus importante à 3 et 6 mois qu'un régime pauvre en graisses et riche en glucides, basé sur les recommandations diététiques américaines (Foster et al., 2003). Cependant, des problèmes de santé potentiels ont été soulevés concernant la sécurité des régimes riches en protéines. En 2001, l’American Heart Association a publié une déclaration sur les protéines alimentaires et la réduction de poids, suggérant que les personnes qui suivent un tel régime pourraient courir un risque potentiel de maladies métaboliques, cardiaques, rénales, osseuses et hépatiques (St. Jeor et al., 2001). .

Apport en protéines et risque de maladie métabolique

L'une des principales préoccupations des personnes qui suivent un régime riche en protéines et en glucides est le potentiel de développement d'une cétose métabolique. À mesure que les réserves de glucides sont réduites, le corps dépend davantage de la graisse comme source d'énergie principale. La plus grande quantité d’acides gras libres utilisés par le foie comme source d’énergie se traduira par une production et une libération plus importantes de corps cétoniques dans la circulation. Cela augmentera le risque d'acidose métabolique et pourrait potentiellement mener au coma et à la mort. Une étude clinique récente portant sur plusieurs sites (Foster et al., 2003) a examiné les effets d'un régime alimentaire faible en glucides et riche en protéines et a révélé une élévation significative du nombre de corps cétoniques au cours des trois premiers mois de l'étude. Cependant, à mesure que la durée de l'étude se prolongeait, le pourcentage de sujets présentant des concentrations de cétones urinaires positives diminuait et, au bout de six mois, aucun cétone urinaire n'était présent chez aucun des sujets.

Risque lié aux protéines alimentaires et aux maladies cardiovasculaires

Il a également été suggéré que les régimes riches en protéines avaient des effets négatifs sur les profils lipidiques et la pression sanguine dans le sang, entraînant un risque accru de maladie cardiovasculaire. Cela est principalement dû aux apports en graisse plus élevés associés à ces régimes. Cependant, ceci n'a pas été prouvé dans aucune étude scientifiquement contrôlée. Hu et al. (1999) ont signalé une relation inverse entre les protéines alimentaires (animales et végétales) et le risque de maladie cardiovasculaire chez les femmes. Jenkins et ses collègues (2001) ont signalé une diminution du profil lipidique chez les personnes consommant une alimentation riche en protéines. De plus, il a été démontré que l'apport en protéines avait souvent une relation négative avec la pression artérielle (Obarzanek et al., 1996). Par conséquent, l'inquiétude suscitée par un risque élevé de maladie cardiovasculaire liée à une alimentation riche en protéines semble être sans fondement. Probablement, la réduction du poids corporel associée à ce type de régime facilite ces changements.

Parmi les athlètes de force / puissance qui consomment des régimes riches en protéines, une préoccupation majeure était la quantité de nourriture consommée, riche en graisses saturées. Cependant, grâce à une meilleure sensibilisation et à une éducation nutritionnelle, nombre de ces athlètes sont en mesure d’obtenir leurs protéines à partir de sources minimisant la quantité de graisse consommée. Par exemple, retirer la peau de la poitrine de poulet, consommer du poisson, du bœuf maigre et des blancs d’œufs. En outre, de nombreux suppléments protéiques sont disponibles et contiennent peu ou pas de matières grasses. It should be acknowledged though that if elevated protein does come primarily from meats, dairy products and eggs, without regard to fat intake, there likely would be an increase in the consumption of saturated fat and cholesterol.

Dietary Protein and Renal Function

The major concern associated with renal function was the role that the kidneys have in nitrogen excretion and the potential for a high protein diet to over-stress the kidneys. In healthy individuals there does not appear to be any adverse effects of a high protein diet. In a study on bodybuilders consuming a high protein (2.8 g·kg-1) diet no negative changes were seen in any kidney function tests (Poortsman and Dellalieux, 2000). However, in individuals with existing kidney disease it is recommended that they limit their protein intake to approximately half of the normal RDA level for daily protein intake (0.8 g·kg-1·day-1). Lowering protein intake is thought to reduce the progression of renal disease by decreasing hyperfiltration (Brenner et al., 1996).

Dietary Protein and Bone

High protein diets are associated with an increase in calcium excretion. This is apparently due to a consumption of animal protein, which is higher in sulfur-based amino acids than vegetable proteins (Remer and Manz, 1994; Barzel and Massey, 1998). Sulfur-based amino acids are thought to be the primary cause of calciuria (calcium loss). The mechanism behind this is likely related to the increase in acid secretion due to the elevated protein consumption. If the kidneys are unable to buffer the high endogenous acid levels, other physiological systems will need to compensate, such as bone. Bone acts as a reservoir of alkali, and as a result calcium is liberated from bone to buffer high acidic levels and restore acid-base balance. The calcium released by bone is accomplished through osteoclast-mediated bone resorption (Arnett and Spowage, 1996). Bone resorption (loss or removal of bone) will cause a decline in bone mineral content and bone mass (Barzel, 1976), increasing the risk for bone fracture and osteoporosis.

The effect of the type of protein consumed on bone resorption has been examined in a number of studies. Sellmeyer and colleagues (2001) examined the effects of various animal-to- vegetable protein ratio intakes in elderly women (> 65 y). They showed that the women consuming the highest animal to vegetable protein ratio had nearly a 4-fold greater risk of hip fractures compared with women consuming a lower animal to vegetable protein ratio. Interestingly, they did not report any significant association between the animal to vegetable protein ratio and bone mineral density. Similar results were shown by Feskanich et al (1996), but in a younger female population (age range = 35 – 59 mean 46). In contrast, other studies examining older female populations have shown that elevated animal protein will increase bone mineral density, while increases in vegetable protein will have a lowering effect on bone mineral density (Munger et al., 1999; Promislow et al., 2002). Munger and colleagues (1999) also reported a 69% lower risk of hip fracture as animal protein intake increased in a large (32,000) postmenopausal population. Other large epidemiological studies have also confirmed elevated bone density following high protein diets in both elderly men and women (Dawson-Hughes et al., 2002; Hannan et al., 2000). Hannon and colleagues (2000) demonstrated that animal protein intake in an older population, several times greater than the RDA requirement, results in a bone density accruement and significant decrease in fracture risk. Dawson-Hughes et al (2002), not only showed that animal protein will not increase urinary calcium excretion, but was also associated with higher levels of IGF-I and lower concentrations of the bone resorption marker N-telopeptide.

These conflicting results have contributed to the confusion regarding protein intake and bone. It is likely that other factors play an important role in further understanding the influence that dietary proteins have on bone loss or gain. For instance, the intake of calcium may have an essential function in maintaining bone. A higher calcium intake results in more absorbed calcium and may offset the losses induced by dietary protein and reduce the adverse effect of the endogenous acidosis on bone resorption (Dawson-Hughes, 2003). Furthermore, it is commonly assumed that animal proteins have a higher content of sulfur-containing amino acids per g of protein. However, examination of shows that this may not entirely correct. If protein came from wheat sources it would have a mEq of 0.69 per g of protein, while protein from milk contains 0.55 mEq per g of protein. Thus, some plant proteins may have a greater potential to produce more mEq of sulfuric acid per g of protein than some animal proteins (Massey, 2003). Finally, bone resorption may be related to the presence or absence of a vitamin D receptor allele. In subjects that had this specific allele a significant elevation in bone resorption markers were present in the urine following 4-weeks of protein supplementation, while in subjects without this specific allele had no increase in N-telopeptide (Harrington et al., 2004). The effect of protein on bone health is still unclear, but it does appear to be prudent to monitor the amount of animal protein in the diet for susceptible individuals. This may be more pronounced in individuals that may have a genetic endowment for this. However, if animal protein consumption is modified by other nutrients (e.g. calcium) the effects on bone health may be lessened.

Table 4.

Potential acid as sulfate from sulfur-containing amino acids.

Aliments mEq per g of protein
Gruau .82
Egg .80
Noix .74
Pork .73
Wheat (whole) .69
Riz blanc .68
Barley .68
Thon .65
poulet .65
Corn .61
Beef .59
Lait .55
Cheddar .46
Soja .40
Peanuts .40
Millet .31
Amandes .23
Potato .23

Protein Intake and Liver Disease Risk

The American Heart Association has suggested that high protein diets may have detrimental effects on liver function (St. Jeor et al., 2001). This is primarily the result of a concern that the liver will be stressed through metabolizing the greater protein intakes. However, there is no scientific evidence to support this contention. Jorda and colleagues (1988) did show that high protein intakes in rats produce morphological changes in liver mitochondria. However, they also suggested that these changes were not pathological, but represented a positive hepatocyte adaptation to a metabolic stress.

Protein is important for the liver not only in promoting tissue repair, but to provide lipotropic agents such as methionine and choline for the conversion of fats to lipoprotein for removal form the liver (Navder and Leiber, 2003a). The importance of high protein diets has also been acknowledged for individuals with liver disease and who are alcoholics. High protein diets may offset the elevated protein catabolism seen with liver disease (Navder and Leiber, 2003b), while a high protein diet has been shown to improve hepatic function in individuals suffering from alcoholic liver disease (Mendellhall et al., 1993).

Comparisons between Different Protein Sources on Human Performance

Earlier discussions on protein supplementation and athletic performance have shown positive effects from proteins of various sources. However, only limited research is available on comparisons between various protein sources and changes in human performance. Recently, there have been a number of comparisons between bovine colostrum and whey protein. The primary reason for this comparison is the use by these investigators of whey protein as the placebo group in many of the studies examining bovine colostrum (Antonio et al., 2001; Brinkworth et al., 2004; Brinkworth and Buckley, 2002; Coombes et al., 2002; Hofman et al., 2002). The reason being that whey protein is similar in taste and texture as bovine colostrum protein.

Studies performed in non-elite athletes have been inconclusive concerning the benefits of bovine colostrum compared to whey protein. Several studies have demonstrated greater gains in lean body mass in individuals supplementing with bovine colostrum than whey, but no changes in endurance or strength performance (Antonio et al., 2001; Brinkworth et al., 2004). However, when performance was measured following prolonged exercise (time to complete 2.8 kJ·kg-1 of work following a 2-hour ride) supplement dosages of 20 g·day-1 and 60 g·day-1 were shown to significantly improve time trial performance in competitive cyclists (Coombes et al., 2002). These results may be related to an improved buffering capacity following colostrum supplementation. Brinkworth and colleagues (2004) reported that although no performance changes were seen in rowing performance, the elite rowers that were studied did demonstrate an improved buffering capacity following 9-weeks of supplementation with 60 g·day-1 of bovine colostrum when compared to supplementing with whey protein. The improved buffering capacity subsequent to colostrum supplementation may have also influenced the results reported by Hofman et al., (2002). In that study elite field hockey players supplemented with either 60 g·day-1 of either colostrum or whey protein for 8-weeks. A significantly greater improvement was seen in repeated sprint performance in the group supplementing with colostrum compared to the group supplementing with whey protein. However, a recent study has suggested that the improved buffering system seen following colostrum supplementation is not related to an improved plasma buffering system, and that any improved buffering capacity occurs within the tissue (Brinkworth et al., 2004).

In a comparison between casein and whey protein supplementation, Boirie and colleagues (1997) showed that a 30-g feeding of casein versus whey had significantly different effects on postprandial protein gain. They showed that following whey protein ingestion the plasma appearance of amino acids is fast, high and transient. In contrast, casein is absorbed more slowly producing a much less dramatic rise in plasma amino acid concentrations. Whey protein ingestion stimulated protein synthesis by 68%, while casein ingestion stimulated protein synthesis by 31%. When the investigators compared postprandial leucine balance after 7-hours post ingestion, casein consumption resulted in a significantly higher leucine balance, whereas no change from baseline was seen 7-hours following whey consumption. These results suggest that whey protein stimulates a rapid synthesis of protein, but a large part of this protein is oxidized (used as fuel), while casein may result in a greater protein accretion over a longer duration of time. A subsequent study showed that repeated ingestions of whey protein (an equal amount of protein but consumed over a prolonged period of time (4 hours) compared to a single ingestion) produced a greater net leucine oxidation than either a single meal of casein or whey (Dangin et al., 2001). Interestingly, both casein and whey are complete proteins but their amino acid composition is different. Glutamine and leucine have important roles in muscle protein metabolism, yet casein contains 11.6 and 8.9 g of these amino acids, respectively while whey contains 21.9 and 11.1 g of these amino acids, respectively. Thus, the digestion rate of the protein may be more important than the amino acid composition of the protein.

In a study examining the effects of casein and whey on body composition and strength measures, 12 weeks of supplementation on overweight police officers showed significantly greater strength and lean tissue accruement in the subjects ingesting casein compared to whey (Demling and DeSanti, 2000). Protein supplementation provided a relative protein consumption of 1.5 g·kg·day-1. Subjects supplemented twice per day approximately 8–10 hours apart.

Only one study known has compared colostrum, whey and casein supplementation (Fry et al., 2003). Following 12-weeks of supplementation the authors reported no significant differences in lean body mass, strength or power performances between the groups. However, the results of this study should be examined with care. The subjects were comprised of both males and females who were resistance training for recreational purposes. In addition, the subject number for each group ranged from 4–6 subjects per group. With a heterogeneous subject population and a low subject number, the statistical power of this study was quite low. However, the authors did analyze effect sizes to account for the low statistical power. This analysis though did not change any of the observations. Clearly, further research is needed in comparisons of various types of protein on performance improvements. However, it is likely that a combination of different proteins from various sources may provide optimal benefits for performance.



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