Importance des BCAA pour les muscles ?

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Les effets de la vitamine B6 sur le support nutritionnel de la formule enrichie en acides aminés BCAA chez le rat ayant subi une gastrectomie partielle
Ying Wang Clinical Nutrition Volume 42, Numéro 6, Juin 2023, Pages 954-961

Arrière-plan
La nutrition parentérale totale avec la formule d'acides aminés enrichis en acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA) pourrait favoriser la récupération des patients après une chirurgie gastro-intestinale. Des études antérieures ont rapporté que la vitamine B6 pourrait favoriser le métabolisme des acides aminés et améliorer la synthèse des protéines. Le but de cette étude était de déterminer si l'ajout de vitamine B6 à une formule enrichie en BCAA peut améliorer l'état nutritionnel postopératoire et la fonction intestinale chez les rats subissant une gastrectomie partielle, ainsi que la concentration de compatibilité appropriée de vitamine B6.

Méthodes
Cinquante-six rats mâles ont été répartis au hasard en sept groupes (n = 8 par groupe) : (I) Contrôle, (II) Groupe formule enrichie en BCAA (BCAA), (III) BCAA plus vitamine B6 (50 mg/L), (IV) BCAA plus vitamine B6 (100 mg/L), (V) BCAA plus vitamine B6 (200 mg/L), (VI) BCAA plus vitamine B6 (500 mg/L) et (VII) BCAA plus vitamine B6 (1000mg/L). Tous les animaux ont subi une gastrectomie partielle et placé un cathéter de la veine jugulaire. Au cours de la nutrition entérale, des échantillons de sang et d'urine ont été prélevés à plusieurs reprises. Le muscle gastrocnémien et l'intestin grêle ont également été prélevés à la fin de l'expérience.

Résultats
L'ajout de vitamine B6 à la formule enrichie en BCAA a amélioré le bilan azoté négatif après la gastrectomie par rapport au groupe de la formule enrichie en BCAA à POD1 (premier jour postopératoire) et POD3 (troisième jour postopératoire), et 100 mg/L était une concentration appropriée de vitamine B6 pour renforcer les effets de la formule enrichie en BCAA. La 3-méthylhistidine/créatinine dans les groupes BCAA plus vitamine B6 était significativement inférieure à celle du groupe BCAA à POD3. De plus, le groupe BCAA plus vitamine B6 a augmenté de manière significative la section transversale des fibres musculaires par rapport au groupe BCAA. Le séquençage du transcriptome, l'analyse de l'amélioration GO et KEGG ont également montré que le groupe BCAA plus vitamine B6 présentait un développement des organes musculaires et une amélioration de la voie PI3K/AKT par rapport au groupe BCAA. De plus, la voie AKT/mTOR/4EBP1 a été activée dans le groupe BCAA plus vitamine B6. De plus, les résultats ont également montré que les BCAA plus la vitamine B6 diminuaient le D-lactate et exerçaient des effets synergiques sur la morphologie intestinale.

Conclusion
L'ajout de vitamine B6 à la formule enrichie en BCAA pourrait améliorer le bilan azoté, favoriser la synthèse des protéines musculaires par la voie AKT/mTOR/4EBP1 et atténuer les lésions de la muqueuse intestinale après une gastrectomie partielle chez le rat. Dans l'ensemble, les résultats de cette étude préclinique appuient l'utilisation de la vitamine B6 comme ingrédient dans une formule enrichie en BCAA, et 100 mg/L pourraient être une concentration optimale pour les rats.

[Nutrimuscle-Conseils]

Exercise on cytokine responses in males and females: Effect of leucine, HMB and BCAA.
Alexander David Brown BiorXiv 2023.07.11.548561

Purpose: To identify the effects of leucine, β-hydroxy β-methylbutyrate (HMB) and branched chain amino acid (BCAA) on post-exercise cytokine responses in females and males. Methods: Males (n=53) and females (n=37) completed 100 drop jumps and consumed either no supplement, leucine (3g/d), HMB (3g/d) or BCAA (4.5g/d) from 1d pre to 14d post-exercise. Muscle soreness, squat jumps, chair rises and creatine kinase (CK) were measured at pre, post, 24h, 48h, 7 and 14d. Blood lactate (pre, post), 10 cytokines (pre, 24h, 48h, 7d) and oestradiol (pre, 7d) were also measured. Results: Without supplementation post-exercise, soreness was induced in both males (6-fold) and females (5-fold). With supplementation, there were no increases in CK or oestradiol in females and no impact on muscle soreness, performance, or function in both sexes. In males, CK was elevated in untreated (48%) and leucine (69%) conditions vs baseline, but these were suppressed with HMB and BCAA. IL-7 was elevated in females vs males at baseline (6.3-fold), leucine increased IL-7 concentrations in females at 24h (17.0-fold), 48h (5.1-fold) vs males. With HMB, TNFr1-α increased in females at 24h (2.2-fold), 48h (2.3-fold) and 7d (2.3-fold) vs males. In males with BCAA, TNFr1-α decreased (P=0.06) from pre to 24h (6.8-fold), then increased (P<0.05) from 24 to 48h (8.0-fold).

Conclusion: Although supplements were without effect on soreness following exercise, the cytokine response was evoked by exercise and impacted significantly by leucine, HMB and BCAA in females vs males. This improved cytokine response in females could lead to improved resistance to damage.

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Traduction de l'étude

Exercice sur les réponses des cytokines chez les hommes et les femmes : effet de la leucine, du HMB et des BCAA.
Alexandre David Brown BiorXiv 2023.07.11.548561

Objectif : Identifier les effets de la leucine, du β-hydroxy β-méthylbutyrate (HMB) et des acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA) sur les réponses des cytokines après l'exercice chez les femmes et les hommes. Méthodes : les hommes (n = 53) et les femmes (n = 37) ont effectué 100 sauts sautés et ont consommé soit aucun supplément, soit de la leucine (3 g/j), du HMB (3 g/j) ou des BCAA (4,5 g/j) de 1 jour avant à 14j post-exercice. Les douleurs musculaires, les sauts de squat, les élévations de chaise et la créatine kinase (CK) ont été mesurés avant, après, 24h, 48h, 7 et 14j. Le lactate sanguin (pré, post), 10 cytokines (pré, 24h, 48h, 7j) et l'œstradiol (pré, 7j) ont également été mesurés. Résultats : Sans supplémentation post-exercice, des douleurs ont été induites chez les hommes (6 fois) et les femmes (5 fois). Avec la supplémentation, il n'y a eu aucune augmentation de la CK ou de l'œstradiol chez les femmes et aucun impact sur les douleurs musculaires, les performances ou la fonction chez les deux sexes. Chez les hommes, la CK était élevée dans les conditions non traitées (48 %) et la leucine (69 %) par rapport au départ, mais celles-ci ont été supprimées avec le HMB et les BCAA. L'IL-7 était élevée chez les femmes par rapport aux hommes au départ (6,3 fois), la leucine a augmenté les concentrations d'IL-7 chez les femmes à 24h (17,0 fois), 48h (5,1 fois) par rapport aux hommes. Avec HMB, le TNFr1-α a augmenté chez les femmes à 24h (2,2 fois), 48h (2,3 fois) et 7j (2,3 fois) par rapport aux hommes. Chez les hommes atteints de BCAA, le TNFr1-α a diminué (P=0,06) de pré à 24h (6,8 fois), puis a augmenté (P<0,05) de 24 à 48h (8,0 fois).

Conclusion : Bien que les suppléments aient été sans effet sur la douleur après l'exercice, la réponse des cytokines a été évoquée par l'exercice et impactée de manière significative par la leucine, le HMB et les BCAA chez les femmes par rapport aux hommes. Cette réponse améliorée des cytokines chez les femelles pourrait conduire à une meilleure résistance aux dommages.

[Nutrimuscle-Conseils]

The Effects of Branched-Chain Amino Acids on Muscle Protein Synthesis, Muscle Protein Breakdown, and Associated Molecular Signalling Responses in Humans: An Update
Matthew S Kaspy Nutr Res Rev. 2023 Sep 8;1-36.

Branched-chain amino acids (BCAA: leucine, isoleucine, and valine) are three of the nine indispensable amino acids, and are frequently consumed as a dietary supplement by athletes and recreationally active individuals alike. The popularity of BCAA supplements is largely predicated on the notion that they can stimulate rates of muscle protein synthesis (MPS) and suppress rates of muscle protein breakdown (MPB), the combination of which promotes a net anabolic response in skeletal muscle.

To date, several studies have shown that BCAA (particularly leucine) increase the phosphorylation status of key proteins within the mechanistic target of rapamycin (mTOR) signalling pathway involved in the regulation of translation initiation in human muscle. Early research in humans demonstrated that BCAA provision reduced indices of whole-body and MPB; however, there was no stimulatory effect of BCAA on MPS. In contrast, recent work has demonstrated that BCAA intake can stimulate postprandial MPS rates at rest and can further increase MPS rates during recovery after a bout of resistance exercise. The purpose of this evidence-based narrative review is to critically appraise the available research pertaining to studies examining the effects of BCAA on MPS, MPB, and associated molecular signalling responses in humans.

Overall, BCAA can activate molecular pathways that regulate translation initiation, reduce indices of whole-body and MPB, and transiently stimulate MPS rates. However, the stimulatory effect of BCAA on MPS rates is less than the response observed following ingestion of a complete protein source providing the full complement of indispensable amino acids.

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Traduction de l'étude

Les effets des acides aminés à chaîne ramifiée sur la synthèse des protéines musculaires, la dégradation des protéines musculaires et les réponses de signalisation moléculaire associées chez l'homme : une mise à jour
Matthew S Kaspy Nutr Res Rev. 2023 8 septembre ; 1-36.

Les acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA : leucine, isoleucine et valine) sont trois des neuf acides aminés indispensables et sont fréquemment consommés comme complément alimentaire par les athlètes et les personnes récréatives. La popularité des suppléments de BCAA repose en grande partie sur l’idée qu’ils peuvent stimuler les taux de synthèse des protéines musculaires (MPS) et supprimer les taux de dégradation des protéines musculaires (MPB), dont la combinaison favorise une réponse anabolisante nette dans le muscle squelettique.

À ce jour, plusieurs études ont montré que les BCAA (en particulier la leucine) augmentent le statut de phosphorylation de protéines clés au sein de la voie de signalisation mécaniste de la rapamycine (mTOR) impliquée dans la régulation de l'initiation de la traduction dans le muscle humain. Les premières recherches chez l'homme ont démontré que l'apport de BCAA réduisait les indices du corps entier et du MPB ; cependant, les BCAA n’ont eu aucun effet stimulant sur la MPS. En revanche, des travaux récents ont démontré que la consommation de BCAA peut stimuler les taux de MPS postprandiaux au repos et peut encore augmenter les taux de MPS pendant la récupération après un exercice de résistance. Le but de cette revue narrative fondée sur des preuves est d'évaluer de manière critique les recherches disponibles concernant les études examinant les effets des BCAA sur le MPS, le MPB et les réponses de signalisation moléculaire associées chez l'homme.

Dans l’ensemble, les BCAA peuvent activer les voies moléculaires qui régulent l’initiation de la traduction, réduire les indices du corps entier et du MPB et stimuler de manière transitoire les taux de MPS. Cependant, l’effet stimulant des BCAA sur les taux de MPS est inférieur à la réponse observée suite à l’ingestion d’une source complète de protéines fournissant l’intégralité des acides aminés indispensables.

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The Effects of Branched-Chain Amino Acids on Muscle Protein Synthesis, Muscle Protein Breakdown, and Associated Molecular Signalling Responses in Humans: An Update
Matthew S Kaspy Nutr Res Rev. 2023 Sep 8;1-36.

Branched-chain amino acids (BCAA: leucine, isoleucine, and valine) are three of the nine indispensable amino acids, and are frequently consumed as a dietary supplement by athletes and recreationally active individuals alike. The popularity of BCAA supplements is largely predicated on the notion that they can stimulate rates of muscle protein synthesis (MPS) and suppress rates of muscle protein breakdown (MPB), the combination of which promotes a net anabolic response in skeletal muscle. To date, several studies have shown that BCAA (particularly leucine) increase the phosphorylation status of key proteins within the mechanistic target of rapamycin (mTOR) signalling pathway involved in the regulation of translation initiation in human muscle. Early research in humans demonstrated that BCAA provision reduced indices of whole-body and MPB; however, there was no stimulatory effect of BCAA on MPS. In contrast, recent work has demonstrated that BCAA intake can stimulate postprandial MPS rates at rest and can further increase MPS rates during recovery after a bout of resistance exercise. The purpose of this evidence-based narrative review is to critically appraise the available research pertaining to studies examining the effects of BCAA on MPS, MPB, and associated molecular signalling responses in humans.

Overall, BCAA can activate molecular pathways that regulate translation initiation, reduce indices of whole-body and MPB, and transiently stimulate MPS rates. However, the stimulatory effect of BCAA on MPS rates is less than the response observed following ingestion of a complete protein source providing the full complement of indispensable amino acids.

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Traduction de l'étude

Les effets des acides aminés à chaîne ramifiée sur la synthèse des protéines musculaires, la dégradation des protéines musculaires et les réponses de signalisation moléculaire associées chez l'homme : une mise à jour
Matthew S Kaspy Nutr Res Rev. 2023 8 septembre ; 1-36.

Les acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA : leucine, isoleucine et valine) sont trois des neuf acides aminés indispensables et sont fréquemment consommés comme complément alimentaire par les athlètes et les personnes récréatives. La popularité des suppléments de BCAA repose en grande partie sur l’idée qu’ils peuvent stimuler les taux de synthèse des protéines musculaires (MPS) et supprimer les taux de dégradation des protéines musculaires (MPB), dont la combinaison favorise une réponse anabolisante nette dans le muscle squelettique. À ce jour, plusieurs études ont montré que les BCAA (en particulier la leucine) augmentent le statut de phosphorylation de protéines clés au sein de la voie de signalisation mécaniste de la rapamycine (mTOR) impliquée dans la régulation de l'initiation de la traduction dans le muscle humain. Les premières recherches chez l'homme ont démontré que l'apport de BCAA réduisait les indices du corps entier et du MPB ; cependant, les BCAA n’ont eu aucun effet stimulant sur la MPS. En revanche, des travaux récents ont démontré que la consommation de BCAA peut stimuler les taux de MPS postprandiaux au repos et peut encore augmenter les taux de MPS pendant la récupération après un exercice de résistance. Le but de cette revue narrative fondée sur des preuves est d'évaluer de manière critique les recherches disponibles concernant les études examinant les effets des BCAA sur le MPS, le MPB et les réponses de signalisation moléculaire associées chez l'homme.

Dans l’ensemble, les BCAA peuvent activer les voies moléculaires qui régulent l’initiation de la traduction, réduire les indices du corps entier et du MPB et stimuler de manière transitoire les taux de MPS. Cependant, l’effet stimulant des BCAA sur les taux de MPS est inférieur à la réponse observée suite à l’ingestion d’une source complète de protéines fournissant l’intégralité des acides aminés indispensables.

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Tyrosine Is a Booster of Leucine-Induced Muscle Anabolic Response
by Kotaro Tamura Nutrients 2024, 16(1), 84;

Leucine (Leu), an essential amino acid, is known to stimulate protein synthesis in the skeletal muscle via mTOR complex 1 (mTORC1) activation. However, the intrinsic contribution of other amino acids to Leu-mediated activation of mTORC1 signaling remains unexplored. This study aimed to identify amino acids that can promote mTORC1 activity in combination with Leu and to assess the effectiveness of these combinations in vitro and in vivo. We found that tyrosine (Tyr) enhanced Leu-induced phosphorylation of S6 kinase (S6K), an indicator of mTORC1 activity, although it exerted no such effect individually. This booster effect was observed in C2C12 cells, isolated murine muscle, and the skeletal muscles of mice orally administered the amino acids. To explore the molecular mechanisms underlying this Tyr-mediated booster effect, the expression of the intracellular Leu sensors, Sestrin1 and 2, was suppressed, and the cells were treated with Leu and Tyr. This suppression enabled Tyr alone to induce S6K phosphorylation and enhanced the booster effect, suggesting that Tyr possibly contributes to mTORC1 activation when Sestrin-GAP activity toward Rags 2 (GATOR2) is dissociated through Sestrin knockdown or the binding of Sestrins to Leu. Collectively, these results indicate that Tyr is a key regulator of Leu-mediated protein synthesis.

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Traduction de l'étude

La tyrosine est un booster de la réponse anabolique musculaire induite par la leucine
par Kotaro Tamura Nutrients 2024, 16(1), 84 ;

La leucine (Leu), un acide aminé essentiel, est connue pour stimuler la synthèse des protéines dans le muscle squelettique via l'activation du complexe mTOR 1 (mTORC1). Cependant, la contribution intrinsèque d’autres acides aminés à l’activation de la signalisation mTORC1 médiée par Leu reste inexplorée. Cette étude visait à identifier les acides aminés pouvant favoriser l'activité de mTORC1 en association avec Leu et à évaluer l'efficacité de ces combinaisons in vitro et in vivo. Nous avons constaté que la tyrosine (Tyr) augmentait la phosphorylation de la kinase S6 (S6K) induite par Leu, un indicateur de l'activité de mTORC1, bien qu'elle n'exerce aucun effet de ce type individuellement. Cet effet booster a été observé dans les cellules C2C12, les muscles murins isolés et les muscles squelettiques de souris auxquelles les acides aminés ont été administrés par voie orale. Pour explorer les mécanismes moléculaires sous-jacents à cet effet booster médié par Tyr, l'expression des capteurs intracellulaires de Leu, Sestrin1 et 2, a été supprimée et les cellules ont été traitées avec Leu et Tyr. Cette suppression a permis à Tyr seul d'induire la phosphorylation de S6K et d'améliorer l'effet booster, suggérant que Tyr contribue éventuellement à l'activation de mTORC1 lorsque l'activité de Sestrin-GAP envers Rags 2 (GATOR2) est dissociée par l'inactivation de la Sestrine ou la liaison des Sestrines à Leu. Collectivement, ces résultats indiquent que Tyr est un régulateur clé de la synthèse protéique médiée par Leu.

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Branched-chain amino acid supplementation and voluntary running have distinct effects on the serum metabolome of rats with high or low intrinsic aerobic capacity
Sira Karvinen Front. Nutr. 11 - 2024

Introduction: A growing body of literature associates branched-chain amino acid (BCAA) catabolism to increased fatty acid oxidation and better metabolic health. Hence, BCAA-rich diets may improve body composition and muscle protein synthesis. However, the role of individual characteristics such as a low aerobic fitness, a well-established risk factor for cardio-metabolic diseases, has not been studied.

Methods: This study examined 64 female rats from the high-capacity runner (HCR) and low-capacity runner (LCR) rat model. Rats from each line (HCR or LCR) were divided into four groups; differing from diet (CTRL or BCAA) and from the opportunity to voluntarily run on a running wheel (NONRUNNER or RUNNER). Groups were matched for body mass and maximal running capacity within each line. We measured maximal running capacity and metabolism before and after the intervention of diet and voluntary running activity. After the end of the experiment, serum samples were collected for metabolome analysis.

Results: We are the first to show that BCAA supplementation has a more pronounced impact on LCRs compared to HCRs. Specifically, in LCR rats, BCAA supplementation led to reduced daily voluntary running distance and an enrichment of serine metabolism in the serum metabolome. While voluntary running increased food intake and energy expenditure, its effects on the serum metabolome were minimal in HCRs.

Conclusion: The present research highlights the benefit achieved by combining BCAA supplementation with running activity, especially in the LCR line. Importantly, our results underscore the interconnected role of BCAAs and fatty acid metabolism in promoting overall metabolic health.

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Traduction de l'étude

La supplémentation en acides aminés à chaîne ramifiée et la course volontaire ont des effets distincts sur le métabolisme sérique des rats ayant une capacité aérobie intrinsèque élevée ou faible
Sira Karvinen Front. Nutr. 11 - 2024

Introduction : Un nombre croissant de publications associent le catabolisme des acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA) à une augmentation de l'oxydation des acides gras et à une meilleure santé métabolique. Par conséquent, les régimes riches en BCAA peuvent améliorer la composition corporelle et la synthèse des protéines musculaires. Cependant, le rôle des caractéristiques individuelles telles qu'une faible capacité aérobie, un facteur de risque bien établi pour les maladies cardiométaboliques, n'a pas été étudié.

Méthodes : Cette étude a examiné 64 rats femelles du modèle de rat coureur à haute capacité (HCR) et coureur à faible capacité (LCR). Les rats de chaque lignée (HCR ou LCR) ont été divisés en quatre groupes ; différents par leur régime alimentaire (CTRL ou BCAA) et par la possibilité de courir volontairement sur une roue de course (NONRUNNER ou RUNNER). Les groupes ont été appariés en fonction de la masse corporelle et de la capacité maximale de course au sein de chaque ligne. Nous avons mesuré la capacité maximale de course et le métabolisme avant et après l'intervention du régime alimentaire et de l'activité de course volontaire. Après la fin de l'expérience, des échantillons de sérum ont été prélevés pour une analyse du métabolisme.

Résultats : Nous sommes les premiers à montrer que la supplémentation en BCAA a un impact plus prononcé sur les LCR par rapport aux HCR. Plus précisément, chez les rats LCR, la supplémentation en BCAA a entraîné une réduction de la distance de course volontaire quotidienne et un enrichissement du métabolisme de la sérine dans le métabolome sérique. Alors que la course volontaire augmentait l'apport alimentaire et la dépense énergétique, ses effets sur le métabolome sérique étaient minimes chez les HCR.

Conclusion : La présente recherche met en évidence l'avantage obtenu en combinant la supplémentation en BCAA avec l'activité de course, en particulier dans la ligne LCR. Il est important de noter que nos résultats soulignent le rôle interconnecté des BCAA et du métabolisme des acides gras dans la promotion de la santé métabolique globale.