Stimulation nutritionnelle de la synthèse des protéines musculaires et du taux métabolique après chirurgie bariatrique

1. Objectifs

   La chirurgie bariatrique est devenue un traitement courant de l'obésité sévère et entraîne une perte de masse grasse. Cependant, la masse musculaire est également perdue après une chirurgie bariatrique. La prémisse fondamentale des chercheurs est que la consommation de la formulation nutritionnelle à base d'acides aminés essentiels après une chirurgie bariatrique préservera la masse musculaire en stimulant la synthèse des protéines musculaires. En conséquence, l'utilisation de l'énergie associée à la combinaison du maintien de la masse musculaire et de la stimulation de la synthèse des protéines musculaires contrecarrera la diminution du taux métabolique qui se produit normalement dans des circonstances hypocaloriques. Le maintien d'une dépense énergétique totale plus élevée par la consommation d'acides aminés essentiels accélérera la perte de graisse corporelle, ainsi que la perte de poids corporel. Les chercheurs proposent en outre que la consommation d'une formulation nutritionnelle à base d'acides aminés essentiels réduise l'accumulation de lipides intracellulaires dans les muscles, ce qui se traduira par de plus grandes améliorations de l'homéostasie du glucose et du métabolisme des protéines musculaires. La perte de masse musculaire chez les personnes obèses subissant une perte de poids rapide après une chirurgie bariatrique n'est pas en soi une maladie ou une condition médicale.

   Les objectifs suivants testeront des hypothèses spécifiques liées à la prémisse scientifique :

   Objectif 1. La supplémentation du régime alimentaire habituel après une chirurgie bariatrique avec une formulation nutritionnelle exclusive à base d'acides aminés essentiels deux fois par jour pendant 6 mois maintiendra la masse musculaire et réduira la masse grasse plus que la supplémentation du régime avec une quantité isoazotée de protéines de lactosérum. La masse musculaire sera directement mesurée à l'aide d'une nouvelle technique de dilution de traceur utilisant de la créatine marquée au deutérium. La masse grasse et la masse maigre seront mesurées par absorptiométrie à rayons X bi-énergie.

   Objectif 2. Le taux de synthèse fractionnaire des protéines musculaires et la synthèse totale des protéines musculaires (masse musculaire x taux de synthèse fractionnaire) diminueront moins par rapport aux valeurs préopératoires chez les participants consommant la formulation nutritionnelle à base d'acides aminés essentiels par rapport à la protéine de lactosérum. Le taux de synthèse fractionnaire des protéines musculaires sera mesuré par la nouvelle méthode de "biopsie virtuelle", qui fournit une valeur intégrée sur trois semaines.

   Objectif 3. Le taux de dépense énergétique totale avant la chirurgie sera mieux maintenu chez les participants consommant la formulation nutritionnelle à base d'acides aminés essentiels par opposition à la protéine de lactosérum. L'évolution de la dépense énergétique totale sera mesurée sur des intervalles de 10 jours à l'aide de la technique de l'eau doublement marquée, avant jusqu'à 6 mois après la chirurgie.

   Objectif 4. Six mois après la chirurgie bariatrique, l'accumulation de lipides intracellulaires musculaires sera réduite par rapport à la valeur préopératoire dans une plus large mesure chez les participants consommant la formulation nutritionnelle à base d'acides aminés essentiels que la protéine de lactosérum. L'accumulation de lipides intra-cellulaires dans le muscle sera mesurée au moyen de la spectroscopie par résonance magnétique et de l'imagerie par résonance magnétique. Les chercheurs prévoient qu'une plus grande réduction de l'accumulation de lipides intracellulaires sera liée à une plus grande amélioration de la sensibilité à l'insuline en termes d'homéostasie du glucose et également en termes de synthèse des protéines musculaires.

   Les résultats positifs de cette étude soutiendront la valeur de la formulation nutritionnelle à base d'acides aminés essentiels en termes d'augmentation du taux de perte de graisse et d'amélioration des changements de composition corporelle après une chirurgie bariatrique.

2. Arrière plan

   Malgré une perte de poids réussie et une amélioration des comorbidités après la chirurgie bariatrique, la plupart des patients souffrant d'obésité sévère restent en surpoids. Les patients connaissent également des variations dans la réponse au traitement. Jusqu'à 30 % des patients subissent une perte de poids sous-optimale ou une reprise de poids significative. La quantité de poids perdu et son maintien sont importants car ce sont eux qui conduisent à l'amélioration/rémission des comorbidités (diabète, maladies cardiaques, etc.) et à la diminution de la mortalité due aux maladies cardiovasculaires ou au cancer. L'une des clés d'une perte de poids optimale à partir d'un régime hypocalorique et du maintien ultérieur de la perte de poids est de perdre de la graisse sans perdre de muscle (c'est-à-dire de la masse corporelle maigre). C'est la diminution de la dépense énergétique due à la diminution de la masse musculaire après la perte de poids qui contribue de manière significative à la reprise de poids. La masse musculaire est le principal moteur du métabolisme énergétique favorisant la combustion des aliments comme carburant plutôt que leur stockage sous forme de graisse. Étant donné que le muscle fournit un réservoir d'acides aminés pour maintenir la synthèse des protéines essentielles à la survie, sa quantité de masse est toujours à risque dans des conditions d'apport alimentaire inadéquat. Le muscle squelettique, sous la restriction calorique des régimes amaigrissants, se catabolise pour fournir les besoins en protéines non satisfaits du corps. Il devient difficile de maintenir les muscles dans des conditions de restriction calorique sévère, comme après une chirurgie bariatrique.

   Il a été démontré que la supplémentation en protéines protège contre la perte musculaire subie lors de la perte de poids, mais uniquement si la supplémentation est suffisante. L'approche standard de soins pour maintenir la masse musculaire pendant une perte de poids rapide et significative après une chirurgie bariatrique a été la supplémentation alimentaire en protéines de lactosérum. Après une chirurgie bariatrique, la supplémentation en protéines est limitée par l'incapacité des patients à absorber suffisamment de calories. Cela peut être encore entravé par des complications périopératoires typiques qui limitent l'apport, telles que des nausées, des vomissements et une satiété précoce. Par conséquent, malgré une supplémentation standard en protéines de lactosérum après une chirurgie bariatrique, seuls des gains marginaux dans la prévention de la perte musculaire ont été réalisés. L'acide aminé essentiel, le supplément d'intervention de cette étude, est une formule brevetée dont il a été prouvé scientifiquement qu'elle est beaucoup plus anabolique que la protéine de lactosérum chez les personnes âgées et les jeunes adultes en bonne santé qui vivent librement et qui sont alités. Le supplément d'acides aminés essentiels stimule la synthèse des protéines 3 à 5 fois plus efficacement que la protéine de lactosérum, avec des calories non protéiques négligeables.

   L'importance du rôle du muscle dans la perte de poids et son maintien ne peut être surestimée. Le muscle, crucial pour le métabolisme énergétique, est responsable de la majorité de la dépense énergétique totale (équivalente à la dépense énergétique de l'activité physique, à la dépense énergétique au repos et à la thermogenèse induite par l'alimentation - calories nécessaires pour digérer les aliments). L'activité physique et la synthèse des protéines musculaires représentent une part importante de la dépense énergétique. Grâce à sa fonction dans l'activité physique et la synthèse des protéines, le muscle détermine en grande partie la dépense calorique sous-jacente à la capacité d'« épuiser » les aliments consommés plutôt que de les stocker sous forme de graisse.

   L'obésité n'est pas seulement une augmentation de la graisse corporelle, mais aussi une augmentation de la graisse intramusculaire. La graisse intramusculaire associée à l'obésité altère la fonction musculaire consistant à fournir une homéostasie normale du glucose. Heureusement, lorsque la graisse stockée dans les muscles diminue, la sensibilité à l'insuline s'améliore. La fonction de fourniture d'acides aminés pour maintenir la synthèse des protéines essentielles est également altérée dans des conditions d'augmentation de la graisse intramusculaire. Une synthèse protéique stimulée par les mitochondries musculaires altérée diminue potentiellement la dépense énergétique au repos et la thermogenèse induite par l'alimentation. Une supplémentation adéquate en protéines peut contrer l'altération de la synthèse des protéines mitochondriales musculaires et, en théorie, entraîner une diminution de la graisse intramusculaire améliorant à la fois la dépense énergétique et la sensibilité à l'insuline.

3. Étudier le design

Il s'agit d'un essai clinique randomisé en double aveugle dans lequel les réponses à la consommation de l'un des deux compléments alimentaires différents après une chirurgie bariatrique seront déterminées. Une variété de facteurs liés à la composition corporelle et au métabolisme musculaire seront quantifiés chez les participants obèses avant et environ 6 mois après la chirurgie bariatrique. Cet intervalle de temps a été sélectionné parce que les modifications supplémentaires du poids corporel sont généralement relativement faibles 6 mois après la chirurgie ; la majeure partie de la perte de poids se produit au cours des 6 premiers mois. Les participants seront assignés au hasard par ordinateur pour recevoir soit un supplément nutritionnel à base d'acides aminés essentiels (intervention), soit un supplément de protéines de lactosérum disponible dans le commerce (Beneprotein®).