Gut endogenous protein flows and postprandial metabolic utilization of dietary amino acids in simple-stomached animals and humans
Flux de protéines endogènes dans l'intestin et métabolisme postprandial des acides aminés alimentaires chez les mammifères monogastriques et chez l'homme
Résumé
Dietary protein quality depends on two key measures: true ileal protein digestibility and the metabolic utilization of absorbed amino acids (AA). The objectives of this study were to determine the influence of two dietary factors (antinutritional factors and peptides) on ileal endogenous protein flows; to validate the intubation technique used in humans for ileal digesta sampling; to determine the postprandial metabolic utilization of dietary AA depending on their delivery form and to assess the validity of the growing pig for predicting true ileal protein digestibility in the adult human. Investigations were undertaken in the growing rat, growing pig and adult human. Ileal digesta were collected from euthanised rats, post valve T-caecum cannulated pigs, and naso-ileal intubated conscious adult humans. Ileal endogenous nitrogen (N) and AA were measured using a protein-free (PF) diet, diets containing 15N-labelled casein in the intact (C) or hydrolysed (HC) form, or a diet based on free AA (diet A), for which some dispensable AA were omitted to allow a direct determination of their endogenous flows. Digesta centrifugation and ultrafiltration (diet HC) allowed for the determination of ileal endogenous protein flows and the extent of tracer (15N) recycling. Antinutritional factors from a crude extract of kidney beans (Phaseolus vulgaris), when given at amounts commonly ingested in practice, enhanced ileal endogenous protein flows (rats, PF diet). After adaptation to the diet, body N balance per se did not influence ileal endogenous protein flows (rats, diets PF and A) but dietary peptides led to greater ileal endogenous AA and N flows compared with a protein-free diet. Dietary peptides (HC), compared with peptides naturally released in the gut during protein digestion (C), did not enhance ileal endogenous protein flows (rats, pigs, and humans). The extent of tracer recycling, however, was maximal in frequently-fed rats, lower in meal-fed pigs and minimal in meal-fed humans (65, 21, and 11% of 15N-labelled ileal endogenous proteins, respectively). Naso-ileal intubation for ileal digesta sampling in humans was shown to be an accurate method and evidence was obtained supporting the growing pig as a valid model for predicting true ileal protein digestibility in the adult human. Finally, the form of delivery of dietary AA (from HC or C) influenced the postprandial metabolic fate of dietary AA, especially in terms of AA catabolism kinetics. However, the overall nutritional value of C and HC were similar.
La qualité nutritionnelle des protéines alimentaires dépend de deux paramètres clés : la digestibilité iléale vraie et l'utilisation métabolique des acides aminés (AA) absorbés. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer l'influence de deux facteurs alimentaires (facteurs antinutritionnels et peptides) sur les flux iléaux de protéines endogènes; de valider la technique d'intubation utilisée chez l'homme pour prélever des effluents iléaux; de comparer le métabolisme postprandial d'AA alimentaires suivant leur forme d'ingestion; d'évaluer la validité du modèle porc pour prédire la digestibilité protéique chez l'homme. Les investigations se sont déroulées chez le rat, le porc et l'homme. Les effluents iléaux étaient collectés chez le rat après euthanasie, chez le porc vivant équipé d'une canule en aval de la valve iléo-caecal et chez l'homme conscient équipé d'une sonde naso-iléale. L'azote (N) et les AA endogènes iléaux étaient déterminés suite à un repas protéiprive (PP), un repas contenant de la caséine, intacte (C) ou hydrolysée (HC), marquée avec l'isotope stable 15N ou un repas à base d'AA libres (A) mimant la composition de la caséine et privé de certains AA non essentiels afin de mesurer directement leur flux endogènes. De plus, la centrifugation et ultrafiltration des effluents HC permettaient de déterminer les protéines endogènes iléales et le recyclage d'N alimentaire (15N). Les facteurs antinutritionnels issus d'un extrait brut de haricots (Phaseolus vulgaris), ingérés au niveau habituel de consommation chez l'homme, augmentaient les flux iléaux de protéines endogènes (rat, repas PP). Après adaptation au repas, le bilan azoté corporel per se n'avait pas d'influence sur les flux iléaux de protéines endogènes (rat, repas PF et A) mais les peptides alimentaires (repas HC) augmentaient les flux iléaux d'AA et N endogènes par rapport au repas PP. Les peptides alimentaires (HC), comparés aux peptides libérés naturellement dans l'intestin au cours de la digestion (C), n'augmentaient pas les flux iléaux de protéines endogènes (rat, porc, homme). Le recyclage d'N alimentaire dans les protéines endogènes était maximal chez le rat nourri en continu, plus faible chez le porc nourri en aigu et minimum chez l'homme nourri en aigu (respectivement : 65, 21 et 11%). Par ailleurs, ces recherches ont montré que l'intubation naso-iléale utilisée pour prélever des effluents iléaux chez l'homme était une méthode juste et que le porc était un modèle valide pour prédire la digestibilité iléale vraie chez l'homme. Enfin, la forme d'ingestion des AA alimentaires (HC ou C) influençaient le devenir métabolique des AA alimentaires, en particulier par rapport aux cinétiques de catabolisme des AA. Cependant, la valeur nutritionnelle était, au final, similaire pour HC et C.