II. DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES
3. METABOLISME DU L-GLUTAMATE
3.4. Concentration circulante en acide glutamique et en glutamine
3.4.1. Concentration en condition normale
Le transport inter-organes d’AA est très actif et ces flux fournissent les AA pour la synthèse de protéines (entre autres) associées à des fonctions spécifiques (Brosnan 2003). La concentration totale d’AA libres dans le plasma est de l’ordre de 2,5 mM avec la glutamine qui est retrouvée en plus grande quantité (Curthoys and Watford 1995). Il est intéressant d’évaluer les flux corporels d’acide glutamique et des AA associés chez l’Homme adulte. Le tableau 7 récapitule les données de flux circulant chez l’Homme et le porc mesuré lors d’une perfusion intraveineuse constante d’AA marqués (Bertolo and Burrin 2008). Chez l’Homme adulte, les flux circulants de glutamine sont plus élevés que ceux d’acide glutamique. En effet, l’acide glutamique est l’AA intracellulaire le plus abondant (concentration variant entre 2 et 20 mM) tandis que la L-glutamine est l’AA extracellulaire le plus abondant (0,7 mM) comparé à une concentration en acide glutamique approximative de 0,05 mM (Newsholme, Procopio et al. 2003). Le pool de glutamine plasmatique a un turnover rapide aux alentours de 900 à 1300μmol.kg/h chez le rat et 318 à 373 μmol.kg/h chez l’Homme (Curthoys and Watford 1995).
Le tableau 8 indique les contenus en acide glutamique des principaux organes (Dillon 1991). Le muscle squelettique contient 75% du pool entier d’AA libres dans le corps et 25% des protéines (Graham, Sgro et al. 2000). L’acide glutamique, qui représente 20% des AA dans les protéines naturelles, est un des AA ayant la concentration la plus élevée dans le pool d’AA libres du muscle squelettique chez l’Homme (Rennie, Ahmed et al. 1996). Les teneurs en L-glutamate dans les tissus sont de manière générale plus élevées que celles en glutamine.
Pour résumer ce paragraphe, les muscles, malgré leur teneur élevée en acide glutamique, n’en libèrent que de faible quantité. Ils produisent essentiellement de la glutamine. La glutamine est utilisée ensuite par les organes (notamment l’intestin grêle et le gros intestin) pour leurs propres besoins métaboliques. Le foie produit également une certaine
Tableau 7 : Flux intraveineux de glutamate et glutamine (Bertolo and Burrin 2008)
μmol.kg-1.h-1 Adultes Enfants Jeunes porcs
Glutamine Glutamate 234 – 393 83 - 131 423 – 791 1287 - 1900 934 1190
Tableau 8 : Quantité de glutamate libre en mg dans les principaux organes d’un adulte normal (70kg) (Dillon 1991)
Organes Glutamate libre (mg)
Muscles Cerveau Rein Foie Plasma 6 000 2 250 680 670 40
quantité d’acide glutamique, en partie destinée aux besoins des tissus périphériques, dont les muscles. Mais les quantités de L-glutamate produites par le foie sont habituellement faibles.
Les flux splanchniques des AA représentent un pool accessible d’AA. Comme détaillé ci-dessus, le glutamate est le précurseur d’AA dans les entérocytes : alanine, aspartate, citrulline, proline et ornithine. Les AA non catabolisés et ceux produits par l’intestin peuvent ensuite être libérés dans la veine porte et utilisés par le foie. Les AA produits au départ du glutamate et utilisés par le foie sont les suivants : l’alanine pour produire du glucose grâce à la néoglucogenèse ; l’aspartate et l’ornithine peuvent être utilisés dans le cycle de l’urée. Une haute activité arginase dans le foie hydrolyse l’arginine en ornithine et en urée (Wu and Morris 1998). Les AA libérés dans la veine sus-hépatique sont utilisés par les organes et tissus périphériques. La citrulline n’est pas captée au niveau hépatique mais est utilisée pour synthétiser de l’arginine dans de nombreuses cellules : tubules du rein, cellules endothéliales et macrophages (Wu, Knabe et al. 1994). De fait, le rein capte la citrulline libérée par l’intestin pour synthétiser de l’arginine (Moinard and Cynober 2007; van de Poll, Siroen et al. 2007). Enfin, la proline est largement utilisée pour la synthèse des protéines endogènes au niveau de nombreux tissus (Wu, Bazer et al. 2010).
3.4.2. Concentration lors d’une supplémentation en MSG
Il a été montré que l’ingestion d’une large dose de MSG entraîne une augmentation mesurable des concentrations circulantes en acide glutamique.
Stegink et al. ont largement étudié les effets de l’ingestion de MSG sur les concentrations circulantes en AA chez le porc et l’Homme. En 1973, ils ont montré que l’administration de MSG à des porcs nouveau-nés n’altérait pas les concentrations intramusculaires d’aspartate, de L-glutamate, de glutamine et d’alanine et ont conclu que le foie était le site le plus important pour le métabolisme du L-glutamate (Stegink, Filer et al. 1973). L’organisme est protégé contre une augmentation des concentrations plasmatiques en acide glutamique excepté quand une très large dose de MSG est donnée. En effet chez un porc de 60kg, une hyperglutamatémie portale et artérielle transitoire a été observée quand l’alimentation est supplémentée avec 10 g de MSG (Blachier, Guihot-Joubrel et al. 1999). Ce résultat a été confirmé plus tard chez des petits porcs de 7kg (Janeczko, Stoll et al. 2007). Une très large dose de MSG peut excéder les capacités intestinales pour cataboliser cet AA.
Les études de l’ingestion ou de la perfusion de MSG chez l’Homme sont limitées. Stegink et al. ont effectué deux études chez l’Homme ingérant 150 mg/kgPC de MSG (9 g
Données bibliographiques
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pour une personne de 60 kg) et ceci a entraîné une augmentation transitoire significative des concentrations circulantes en acide glutamique (Stegink, Filer et al. 1983; Stegink, Filer et al. 1985). Dans une étude clinique, Thomassen et al. ont injecté un bolus de MSG à des patients avec des maladies coronaires et ont observé une augmentation transitoire (5 à 10min) de l’acide glutamique circulant (Thomassen, Nielsen et al. 1991). En 1999, Tsai et al. ont montré que l’ingestion de 100 mg/kg/j de MSG (6 g pour une personne de 60 kg) pris à 3 moments différents (petit déjeuner 15, déjeuner 40, et diner 45 mg/kg) n’entraînait pas d’augmentation des concentrations circulantes en acide glutamique (Tsai and Huang 1999) mais une augmentation significative des concentrations circulantes de glutamine. Chez l’Homme adulte, les concentrations sanguines d’acide glutamique n’ont pas augmenté avec un gavage d’une dose de 30 mg/kgPC (1.8g pour une personne de 60 kg). En effet, une légère augmentation de la concentration plasmatique en acide glutamique a été observée avec un bolus de MSG de 150 mg/kgPC (9 g pour une personne de 60kg) (Bertolo and Burrin 2008). Les enfants sont aussi capables de métaboliser des concentrations similaires (rapportés à la masse corporelle) donnés dans des formules pour enfants ; et une étude récente chez des enfants prématurés a montré qu’une dose orale de L-glutamate de 3 fois la dose habituelle était complètement utilisée au premier passage par le métabolisme splanchnique (Hays, Ordonez et al. 2007).
Très peu d’études ont observé les effets d’une supplémentation en L-glutamate sur la concentration en L-glutamate dans les organes. Après ingestion d’une large dose de MSG (9g pour une personne de 60 kg) chez l’Homme, il y avait une augmentation des concentrations en glutamate dans le muscle (Graham, Sgro et al. 2000) ; ce qui suggère qu’un apport alimentaire en MSG pourrait influencer les concentrations de L-glutamate dans les muscles. Une injection locale d’une dose « pharmacologique » de MSG (0,2mL, 170mg/mL soit 34 mg) dans les muscles masséter (muscles de la mastication) pouvait induire une douleur intense, mais pendant une courte période chez des sujets sains (Svensson, Cairns et al. 2003; Cairns, Dong et al. 2007). Cependant dans ces études, les concentrations en L-glutamate, dans les muscles, après injection locale d’une dose élevée de MSG, ne pouvaient pas être considérées comme physiologiques et l’interprétation de ces résultats reste délicate. Donc, à l’heure actuelle, on ne connait pas les changements minimaux de concentration en L- glutamate dans les tissus qui sont nécessaires pour induire un mécanisme de sensibilité dans les muscles squelettiques (Cairns, Dong et al. 2007).