Acide aminé essentiel

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.

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

Les acides aminésModifier

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 essentielsModifier

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.

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
Bœuf méthionine et cystéine

Comme ceux-ci 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. De telles associations restent pertinentes dans le cadre d'un régime végétarien. Dans le cadre d'un régime varié, la combinaison de protéines au cours d’un repas, ou même d'une journée, n’est pas nécessaire[7].

Sources de protéines végétales complètes sans acide aminé limitantModifier

Il existe de nombreuses sources de protéines végétales complètes ne posant pas de facteur limitant et ne nécessitant pas d'associations particulières dont quelques-unes mentionnées dans le tableau ci dessous (en rappelant l'intérêt d'une bonne diversification de l'alimentation, pour la biodisponibilité en minéraux et vitamines).

Aliment Notes
Petit épeautre - Triticum monococum Engrain; riche en minéraux car le grain garde naturellement ses enveloppes, c'est la première espèce céréalière cultivée par l'humanité, Il y a environ 10000 ans.
Grand épeautre - Triticum spelta Croisement issu de l'engrain et de l'amidonnier ; les variétés d'obtention postérieures à 1940 ont été sélectionnées pour obtenir un gluten plus tenace et sont peut-être moins digestes[8] : l'Oberkulmer Rotkorn, le Tyrolien Rouge, le Frankenkorn, le Schwabenkorn et l'Ostro. Si la variété n'est pas indiquée, il s'agit probablement d'une céréale « hybridée »[10], et donc, comme le blé, limitée en lysine. (Ceci concerne également l'agriculture biologique, qu'il s'agisse de grain, farine, et produits transformés.)
Sarrasin (Blé noir) Pseudo-céréale
Amarante Pseudo-céréale
Quinoa Pseudo-céréale
Spiruline Algue bleue (cyanobactéries)
Grande ortie, petite ortie Urticacées
Graine de courge Cucurbitacée

Complément alimentaireModifier

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[11]. 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 auprès d'un nutritionniste[12].

Les paires alimentairesModifier

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[13], et plus généralement les risques de carence sont faibles lorsque l'on consomme des végétaux variés[14].

On distingue :

Il existe des graines qui sont à la fois L+ et M+, le quinoa[15] qui est une chénopodiacée, ainsi que la graine de cannabis, le chènevis.

Exemples par zone géographique :

Zone géographique Graine L-M+ Graine L+M-
Méditerranée Blé dur pois chiche ou fève.
Mésopotamie antique engrain pois
Inde riz lentille
Andes maïs haricot, amarante
Amérique centrale, Louisiane riz, maïs haricot rouge
Europe du Nord avoine pois
Afrique tropicale millet, sorgho niébé
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, impact environnemental lié à l'élevage intensif, 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].

Notes et référencesModifier

  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 26 février 2016)
  5. « Métabolisme des acides aminés », sur Univ Rouen, (consulté le 13 janvier 2020)
  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. (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 12 août 2020)
  8. Amir Magali, « Les pratiques de relance des variétés paysannes de céréales dans le Luberon , juin 2019 (consulté le 14 janvier 2020) », sur Culture.gouv, (consulté le 14 janvier 2020)
  9. (en) R.H.E. Blatter, « About the origin of European spelt (Triticum spelta L.): allelic differentiation of the HMW Glutenin B1-1 and A1-2 subunit genes », Universität Basel,‎ (lire en ligne)
  10. Bien que couramment utilisé, le qualificatif d'hybridée n'est pas adéquat car il est impossible de prouver qu'une variété de céréale à paille, bien qu'autogame, n'ait jamais été croisée intentionnellement ou accidentellement depuis que l'agriculture existe. De même, les variétés nouvelles ne résultent plus nécessairement d'une nouvelle hybridation.[9]. Le terme de variété-population correspond à une définition précise en phytotechnie et est à préférer à non hybridé.
  11. 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, lire en ligne)
  12. (en) Kamal Patel, « Whey proteins : Scientific review », sur Examine.com, (consulté le 15 janvier 2020)
  13. « 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 15 janvier 2020)
  14. (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 5 février 2020)
  15. « Valeur nutritionnelle- Année internationale du quinoa 2013 », sur fao.org, (consulté le 9 aout 2016)
  16. Sophie Landrin, « En Inde, la religion s’invite dans l’assiette des écoliers », sur Le Monde, (consulté le 5 février 2020)

Articles connexesModifier