Nutrition et muscle Olivier BOUILLANNE Congrs annuel de

Nutrition et muscle Olivier BOUILLANNE Congrès annuel de la SGGIF 23 mai 2019

CAUSES DE LA SARCOPENIE Hormones anaboliques Activité physique Inflammation Masse musculaire Force musculaire Vitamine D SARCOPENIE Incapacité Chutes Dépendance Synthèse protéique Apports protéiques

METABOLISME PROTEIQUE Anabolisme Acides aminés Hormones Exercice Croissance musculaire Masse musculaire Inactivité Malnutrition Maladie Catabolisme Perte musculaire

CAUSES DE LA SARCOPENIE MODIFICATIONS DU METABOLISME PROTEIQUE Synthèse protéique Dégradation protéique Perte régulière de protéines avec l’âge Deux situations différentes : Le jeûne et l’état post-prandial

AUGMENTATION DU SEUIL DE STIMULATION ANABOLIQUE anabolisme = (synthèse – dégradation) le seuil anabolique s’élèverait avec le vieillissement entraînant une moindre réponse (Dardevet, Sci World J 2012; 2012: 269531)

MODIFICATION DU METABOLISME PROTEIQUE AVEC L’AGE Chez le sujet âgé: • Augmentation du seuil de stimulation anabolique aux stimuli (protéine/acides aminés) / sujet jeune: = 25 à 30 de protéines apportés lors du repas, comportant 2, 5 à 2, 8 g de leucine (Bauer, J Am Med Dir Assoc 2013; 14: 542 -59) • Moindre disponibilité des acides aminés en périphérie par une extraction splanchnique plus importante. • Un apport suffisant en acides aminés essentiels (10 -15 g) est nécessaire pour une synthèse protéique optimale, apport plus important que chez le sujet jeune. (Paddon-Jones, Curr Opin Clin Nutr Métab Care 2014: 17: 5 -11) (Paddon Jones, Am J Physiol Endocrinol Metab 2004; 286: E 321 -8) (Katsanos, Am J Clin Nutr 2005; 82: 1065 -73)

PREVENTION DE LA SARCOPENIE L’apport protéique alimentaire est le facteur le plus puissant pour stimuler l’anabolisme protéique Les stratégies nutritionnelles, visent à améliorer la biodisponibilité post-prandiale des acides aminés, combinées à l’exercice physique

APPORTS NUTRITIONNELS CONSEILLES (ANC) • Définies pour chaque nutriment. • Apport permettant de couvrir les besoins physiologiques de la plus grande partie de la population en bonne santé. • Pour un groupe de la population de sexe et d'âge définis. • Objectif de santé publique.

APPORTS NUTRITIONNELS CONSEILLES EN PROTEINES CHEZ LE SUJET AGE - Apports nutritionnels conseillés (ANC) en protéines chez l’adulte: 0, 8 g/kg poids/j - L’ANC en protéines de bonne qualité chez le sujet âgé est plus élevé: >1 g/kg poids/j (Volker, Clin Nutr 2018) 1 à 1, 2 g/kg poids/j (Bauer, J Am Med Dir Assoc 2013; 14: 542 -59) Aucune diminution des apports protéiques tant que la clairance de la créatinine >30 m. L/min/1, 73 m² - Population âgée très hétérogène, pas d’ANC pour les sous-groupes de population âgée, personnes âgés fragiles: 1, 3 à 1, 5 g/kg poids/j (Bauer, J Am Med Dir Assoc 2013; 14: 542 -59) - Population âgée souffrant de dénutrition protéino énergétique : 1, 2 à 1, 5 g/kg poids/j (HAS 2007) - Différentes études ont bien montré que l’augmentation du contenu protéique du repas augmentait le bilan azoté ou diminuait la perte de masse musculaire chez les sujets âgés.

BESOINS QUANTITATIFS EN PROTEINES CHEZ LE SUJET AGE • Suivi d’une cohorte de 2 066 sujets en bonne santé de 70 -79 ans pendant 3 ans. • Etude la masse maigre par absorptiométrie biphotonique. • Sujets ayant des apports protéiques dans le 5ème quintile supérieur (1, 1 g/kg poids/j) ont une perte de masse maigre de - 40% / ceux dans le quintile inférieur (0, 7 g/kg poids/j) : (Houston, Am J Clin Nutr 2008; 87: 150 -5)

DIMINUTION DES APPORTS PROTEIQUES CHEZ LES SUJETS AGES • 20 % des sujets âgés en France consomment moins que les apports nutritionnels conseillés en protéines. (Cynober, Nutr Clin Metab 2000; 14: 1 -14 S) • Cette diminution des apports est multifactorielle : • Polymédication, hospitalisation, états hypercataboliques, douleurs • Perte d’autonomie • Troubles de la mastication, troubles de la déglutition • Anorexie (satiété rapide, pas d’hyperphagie compensatrice, perte de la perception du goût) • Régimes restrictifs

COMMENT OPTIMISER L’ANABOLISME PROTEIQUE PAR DES MOYENS NUTRITIONNELS • Augmenter les apports protéiques ? • Favoriser la consommation de certains acides aminés ? • Augmenter la disponibilité postprandiale des acides aminés ? • Augmenter la sensibilité aux signaux anaboliques ?

APPORTS QUANTITATIFS EN PROTEINES CHEZ LE SUJET AGE Augmenter les ingesta - Diversifier la nourriture, apporter une ration plus énergétique sous un faible volume (enrichir avec du lait ou des protéines de lait, utiliser des compléments oraux de l’industrie sous différentes formes), - Lutter contre l’anorexie [partager le repas, privilégier le goût et le plaisir, les régimes doivent être nuancés (sans sel strict, sans fibres, sans sucres, sans graisses)]. Facteurs spécifiques des sujets âgés à prendre en compte mode de cuisson) 30 % pour le sucre, 70 % pour le salé - Problèmes dentaires et prothèse plus ou moins bien supportée et trouble de la déglutition; il faut modifier la texture. Efficacité de la supplémentation protéique en pratique est limitée pour plusieurs raisons - Les sujets âgés sont souvent anorexiques. - Les sujets âgés consommant des compléments nutritionnels diminuent la prise alimentaire spontanée.

COMMENT OPTIMISER L’ANABOLISME PROTEIQUE PAR DES MOYENS NUTRITIONNELS • Augmenter les apports protéiques ? • Favoriser la consommation de certains acides aminés ? • Augmenter la disponibilité postprandiale des acides aminés ? • Augmenter la sensibilité aux signaux anaboliques ?

AAs STIMULANT LA SYNTHÈSE PROTÉIQUE Leucine Méta analyse, une supplémentation a un effet bénéfique sur la masse maigre chez des sujets âgés sarcopéniques. (Komar, J Nutr Health Aging 2015; 19: 437 -46) Pas d’effets à long terme sur la masse musculaire chez le sujet âgé. (Verhoeven, Am J Clin Nutr 2009; 89: 1468 -75) La leucine subit une extraction splanchnique augmentée chez le sujet âgé. (Moreau, J Am Med Dir Assoc 2013; 14: 696 -704) Citrulline Echappe à l’extraction splanchnique - Chez le rat âgé dénutri : Augmentation de la masse, de la fonction musculaire, du contenu et de la synthèse protéique musculaire et de l’expression des protéines myofibrillaires du muscle squelettique. (Faure , Amino Acids 2012; 42: 1425 -33), (Osowska, Am J Physiol Endocrinol Metab 2006; 291: E 582 -6), (Faure, Proteomics 2013; 13: 2191 -201) - Chez le rat âgé sain : Diminution de la masse grasse et augmentation de la masse musculaire. (Moinard, Clin Nutr Suppl 2009; 4: 12)

APPORTS QUALITATIFS EN AA CHEZ LE SUJET AGE Citrulline • Longtemps sous-estimée : – pas dans la composition des protéines de l’organisme, – considérée uniquement en tant qu’intermédiaire du cycle de l’urée. • Joue un rôle majeur dans l’homéostasie azotée = élément clé de la disponibilité des AA en périphérie

LA PISTE DE LA CITRULLINE AA Stimulation de la synthèse protéique Contrairement à la leucine, la citrulline n’est pas captée par l’aire splanchnique CITRULLINE

EFFETS DE LA CITRULLINE Introduction (IV) Citrulline: - Chez le sujet jeune sain Augmente la biodisponibilité de la citrulline et de l’arginine (Rougé , Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2007; 293: G 1061 -7) (Moinard, B J Nutr 2008; 99: 855 -62) Administration à court terme sans risque et bien tolérée Dose la plus appropriée pour l’utilisation en clinique de 10 g/jour (Moinard, B J Nutr 2008; 99: 855 -62) Augmente la synthèse protéique musculaire chez des sujets en diète hypoprotéinée (Jourdan, Clin Nutr 2015; 34: 449 -56) Cependant ne modifie pas la synthèse protéique corps entier ou la balance azotée comparé avec des AANEs isoazotés (Jourdan, Clin Nutr 201534: 449 -56) (Thibault , Clin Nutr 2011; 30: 807 -11) - Pas d’études chez le sujet âgé

ETUDE CIPROAGE (PHRC) Sujets âgés dénutris hospitalisés (n = 24) Etude multicentrique randomisée en aveugle Intervention sur 21 jours : Soit 10 g/j de citruline Soit un placebo de 6 acides aminés non essentiels Critère principal de jugement Stimulation du flux de synthèse protéique à l’état post-prandial Critères secondaires de jugement Modifications de la composition corporelle Concentrations post prandiales d’acides aminés

Mesures des ingesta 10 g de citrulline n = 11 Randomisation jour 1 AANEs jour 20 placebo iso-azoté n = 13 Jour 21 Mesure du turn over protéique Bolus de Na-H T 0 30 Mesure de la composition corporelle (Absorptiométrie biphotonique) 1 h 30 13 CO 3 1 h 45 et L-leu (1 -13 C) puis perfusion continue 2 h 2 h 15 2 h 30 CIT ou AANEs Turn-over protéique à l’état de jeûne 3 h 4 h 5 h 5 h 15 5 h 30 5 h 45 Repas liquide toutes les 20 mn de 3 h à 5 h 40 avec L-leucine (5, 5, 5 -D 3) Turn-over protéique à l’état post prandial 6 h

RESULTATS • Age moyen 89 ans, 18 femmes 6 hommes • Effet significatif sur la composition corporelle chez les femmes : + 1, 7 kg de masse maigre (p = 0, 001) + 1, 1 kg de masse maigre squelettique appendiculaire (p = 0, 02) - 1, 3 kg de masse grasse (p = 0, 02) • Augmentation significative de la concentration post prandiale totale des acides aminés (hors ceux donnés per os) (p < 0, 01) • Mais il n’a pas pu être mis en évidence de modification de la synthèse protéique corps entier en situation post prandiale. (Bouillanne, Clin Nutr 2019; 38: 564 -74)

COMMENT OPTIMISER L’ANABOLISME PROTEIQUE PAR DES MOYENS NUTRITIONNELS • Augmenter les apports protéiques ? • Favoriser la consommation de certains acides aminés ? • Augmenter la disponibilité postprandiale des acides aminés ? • Augmenter la sensibilité aux signaux anaboliques ?

INTERETS DES PROTEINES LENTES ET RAPIDES Protéines lentes (Caséine) et protéines rapides (Lactosérum) Optimisation de la vitesse de digestion des protéines Caséine Précipitation Lactosérum

INTERETS DES PROTEINES LENTES ET RAPIDES Chez les sujets âgés les protéines rapides au cours d’un repas entraînent un meilleur bilan protéique les protéines lentes. Les protéines du lactosérum entraînent une hyper aminoacidémie plus importante. (Dangin, J Physiol 2003; 549: 635 -44)

CHRONONUTRITION La répartition des apports protéiques au cours de la journée peut intervenir dans la régulation du métabolisme protéique. L’ingestion de 80% de l’apport protéique journalier en un seul repas améliore le bilan nutritionnel de femme âgée comparé à une alimentation ou la charge protéique est répartie sur les quatre repas. Il semble exister une adaptation chronique car l’effet est conservé pendant 14 jours. Le même régime n’a pas d’effet chez le sujet jeune. L’efficacité de ce régime serait due à une augmentation de l’hyperaminoacidémie post-prandiale chez le sujet âgé.

Protéines de l’alimentation CHEZ L’ADULTE Acides aminés dans le sang Stimulation de la synthèse des protéines du muscle 26 CHEZ LE SENIOR Résistance à la renutrition Biodisponibilité des acides aminés Défaut de stimulation de la synthèse des protéines du muscle (Volpi, J Clin Endocrinol Metab 2000; 85: 4481 -90)

Protéines de l’alimentation CHEZ L’ADULTE Acides aminés dans le sang Stimulation de la synthèse des protéines du muscle 27 Régime protéique pulsé CHEZ LE SENIOR Biodisponibilité Acides aminés Stimulation de la synthèse des protéines du muscle

(Bouillanne, Clin Nutr 2013; 32: 186 -92)

PROTOCOLE DE L’ETUDE Évaluation diététique des ingesta Groupe chrononutrition protéique n = 30 Patients âgés hospitalisés dénutris randomisation n = 66 Régime contrôlé pendant 42 jours Groupe témoin n = 36 Masse maigre jour 1 Eau extracellulaire Eau intracellulaire Protéines Masse osseuse Masse grasse jour 42 Mesure de la composition corporelle Critère principal de jugement : = masse cellulaire active = masse métabolique active de l’organisme

RESULTATS INGESTA Régime contrôlé : - Préparé par la cuisine de l’hôpital - Utilisation des produits habituels Même ingesta quotidien: % de la ration protéique quotidienne Evaluation diététique des ingesta - Suppléments protéiques (Protifar®) - Energie 35 kcal/kg poids/j - Protéines 15, 3% de l’énergie (1, 33 g/kg/j) (Bouillanne, Clin Nutr 2013; 32: 186 -92)

(Bouillanne, Nutrition 2014; 30: 544 -50)

Exemple de menu du régime protéique pulsé pour une femme pesant 51 kg, apports : 1785 Calories et 78 g de protides/j Apports en protides en jaune Petit déjeuner Déjeuner = 58 g Soit 75% des apports Goûter Trois Biscottes = 3 g Surimi mayonnaise (50 g) = 8 g Un sachet de Biscuits = 2 g Une part de Beurre (15 g) = 0 g Rôti de veau (100 g) avec sauce (100 g) enrichie en protéines = 25 g Un verre de jus de fruit = 0 g Une part de Confiture (30 g)= 0 g Pommes noisettes (100 g) = 3 g Un bol de Café au lait = 5 g Fromage blanc 20% (100 g) = 8 g Diner Trois sucres = 0 g Fraises (100 g) avec crème anglaise (100 g) enrichie en protéines = 11 g Potage = 2 g Une tranche de Pain de mie = 3 g Haricots verts au beurre (150 g) = 3 g Un Yaourt = 5 g Une part de Compote (100 g) = 0 g

PROJET D’UNE NOUVELLE OFFRE ALIMENTAIRE POUR LES SENIORS

CUISINE, SANTE ET PLAISIR, REPERES À L’USAGE DES PROFESSIONNELS http: //www. u-pec. fr/universite/actualites/publication-d -un-livre-blanc-cuisine-sante-et-plaisir--740175. kjsp Les troubles de l’alimentation liés au vieillissement : rôle de la nutrition La sarcopénie favorise la dénutrition et inversement. Il existe des techniques nutritionnelles pour limiter ces phénomènes. La plus efficace est de faire prendre «un repas riche en protéines à midi» , apportant le maximum de l’apport journalier en protéines. Le sang circulant transporte alors suffisamment de protéines pour fournir le muscle et entraîner l’anabolisme. Les protéines du lait sont particulièrement efficaces (flans, crèmes renversées, îles flottantes…). Comité de pilotage mis en place par la Ministre de la Santé - Mise à jour février 2018

Régime pulsé servi 1/7 j pour tous les patients de l’hôpital avec texture normale Est-ce qu’en situation réelle, le régime protéique pulsé augmente les ingesta protéiques le midi / régime standard ? Ø Étude prospective, ouverte, monocentrique en cross-over : – patients âgés de plus de 75 ans – hospitalisés en unité de gériatrie aiguë – régime alimentaire avec texture normale Ø 26 patients inclus. Ø Une mesure des ingesta sur 2 jours consécutifs (un jour régime pulsé, un jour régime standard ou vice versa) Ø Évaluation de l’appétit et de la palatabilité des aliments au repas de midi (Petre V, Luce L, Bouillanne O. Étude prospective en cross-over, en vie réelle, des ingesta d’un repas protéique pulsé chez des patients âgés hospitalisés. 37èmes Journées Annuelles de la Société Française de Gériatrie et de Gérontologie, Novembre 27 -29, 2017, Paris)

Comparaison des valeurs protéiques et énergétiques moyennes entre le régime pulsé et régime standard. Petit déjeuner Midi Protéines (g) 11 55 1 27 94 Énergie (kcal) 498 913 130 628 2169 Protéines (g) 11 34 , 8 1 27, 5 74, 4 Énergie (kcal) 498 810 130 677 2115 Régime pulsé Régime standard Goûter Dîner Total Journée

Évaluation des ingesta sur la journée Régime standard Régime pulsé p 1 Énergie (kcal/kg/j) 25, 4 [19, 9 ; 29, 5] 23, 2 [20, 2 ; 28, 2] 0, 97 Protéines (g/j) 66, 5 [51 ; 75, 2] 72, 5 [58, 2 ; 80, 7] 0, 02 Protéines (g/kg/j) 1, 01 [0, 74 ; 1, 18] 1, 09 [0, 85 ; 1, 18] 0, 03 Protéines au repas de midi (g/j) 37, 5 [30, 7 ; 44, 0] 46, 0 [34, 5 ; 51, 0] 0, 02 p correspondant au test de Wilcoxon pour séries appariées entre les deux groupes ; les résultats étaient exprimés par la médiane et l’espace inter quartile [Q 1 -Q 3]. Un recueil des ingesta était réalisé sur la journée, deux jours consécutifs, premier jour avec un régime alimentaire standard et le deuxième jour avec un régime protéique pulsé ou vice versa. 1

Pourcentage de consommation des plats au repas de midi Entrée Viande, Poisson, Œuf Accompagnement Produit laitier Dessert Régime standard (%) Régime pulsé (%) <75 % 11 15 ≥ 75 % 89 85 <75 % 15 19 ≥ 75 % 85 81 <75 % 30 19 ≥ 75 % 70 81 <75 % 23 15 ≥ 75 % 77 85 <75 % 42 46 ≥ 75 % 58 54 p correspondant au test de Chi 2 ou au test exact de Fischer si les effectifs attendus sont inférieurs à 5. Le support utilisé pour le recueil de données était la feuille de recueil des ingesta, indiquant de façon semiquantitative (tout, ¾, ½, ¼, rien) la quantité de chaque plat consommé pour chacun des repas de la journée. 1 p 1 1 1 0, 34 0, 48 0, 78

Évaluation de l’appétit et de la palatabilité des aliments au repas de midi Régime standard Régime pulsé p 1 Appétit (cm) 8, 0 [6, 0 ; 9, 2] 8, 0 [5, 7 ; 9, 0] 0, 72 Palatabilité des aliments (cm) 8, 0 [7, 0 ; 10, 0] 8, 5 [7, 7 ; 10, 0] 0, 77 p correspondant au test de Wilcoxon pour séries appariées entre les deux groupes ; les résultats étaient exprimés par la médiane et l’espace inter quartile [Q 1 -Q 3]. L’évaluation de l’appétit était faite avec une échelle visuelle analogique immédiatement avant le repas du midi. L’évaluation de la palatabilité des aliments était faite à l’aide d’une échelle visuelle analogique juste après le repas du midi. 1

• Les ingesta protéiques le midi sont proches de ceux de l’étude randomisée (46 g vs 47, 8 g) • + 8, 5 g (+ 23%) de protides le midi / régime standard • Pourcentage de consommation des plats au repas de midi identique malgré des apports protéiques augmentés • L’appétit et la palatabilité comparable / régime standard du régime pulsé

COMMENT ATTEINDRE L’OBJECTIF ?

Elaborer des menus et recettes spécifiques - Nouveau plan alimentaire le régime senior (régime protéique pulsée) se substitue au régime normal habituel -Spécificités : - Choix d’aliments riches en protéines et facilement assimilables, - Enrichir les plats en protéines (poudre de protéines, spécialité fromagère, …) - Apport de fruits crus ou jus de fruits le matin ou goûter, crudités et/ou cuidités le soir pour l’équilibre alimentaire. et la conservation d’une diversité. - Décliner si possible les plats dans les différentes textures (hâché, mouliné, mixé)

EN PRATIQUE Apporter 3/4 des protéines alimentaires sur le repas du midi (3/4 x 1, 3 g de protéines/kg de poids x moyenne de 60 Kg) c’est à dire 60 g de protéines en moyenne le midi Soit 1 g de protéines/kg de poids le midi - Limiter au maximum le volume du repas en conservant le plaisir du repas.

Mise en place du régime sénior 3 fois par semaine en EHPAD : - Cuisine en production directe - Liaison chaude Contraintes : - Création d’un nouveau plan alimentaire - Création d’un fichier de recettes de plats enrichis en protéines - Tests et production des plats - Formation des personnels à cette démarche - Charge de travail supplémentaire (dans la phase préparatoire).

Liste des recettes enrichies en protéines • Moyenne pour 100 g (12 gr de protéines) • • • Béchamel enrichie Crème anglaise enrichie Semoule au lait enrichie Flan Pâtissier enrichi Génoise enrichie Quatre quart enrichi Clafoutis aux fruits enrichi Gâteau au chocolat enrichi Crème caramel enrichie Œufs au lait enrichis Crème Pâtissière enrichie Riz au lait enrichi

Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi Samedi Dimanche Terrine campagnarde Fond d’artichaut en salade Saumon fumé Concombres en salade Taboulé Tomate au basilic Avocat aux crevettes Rôti de porc Emincé de volaille Filet de merlu à la moutarde Boudin blanc aux cèpes Filet d’aiglefin sauce aux câpres Brocolis béchamel (E) Ratatouille Lentilles Fondue de poireaux Riz pilaf Paupiettes de veau Déjeuner Diner Semoule Choucroute alsacienne Fromage Fromage Flan pâtissier (E) Melon à la menthe Riz au lait (E) Pêche Clafoutis aux abricots (E) Cerises Tarte aux pommes Velouté de légumes Velouté de légumes Tarte aux poireaux Omelette aux poivrons Gratin de pomme de terre Lasagnes Salade composée Brick de canard Raviole aux champignons Salade de fruits Crème vanille Salade Poire au sirop Yaourt nature Salade Boulgour Compote Yaourt aux fruits Mousse au chocolat

PROBLEMATIQUE DE LA MISE EN PLACE DE MENUS PULSES EN INSTITUTION • En pratique il faut au moins 1 plat enrichi en protéines le midi pour conserver une diversité et atteindre l’objectif en quantité de protéines • Les freins à la mise en place: – A l’hôpital difficultés techniques d’enrichissement des plats en protéines – En EHPAD pas de fiches techniques, ni de plan alimentaire – Accompagnement de la démarche en terme de formation du personnel et d’information • Bonne acceptabilité des patients/résidents/familles – Convivialité du repas de midi, principal repas de la journée – Pas de pharmaconutriments – Pas des compléments nutritionnels oraux (CNO) – Cadre d’un repas normal avec valorisation de la saveur des aliments naturels

COMMENT OPTIMISER L’ANABOLISME PROTEIQUE PAR DES MOYENS NUTRITIONNELS • Augmenter les apports protéiques ? • Favoriser la consommation de certains acides aminés ? • Augmenter la disponibilité postprandiale des acides aminés ? • Augmenter la sensibilité aux signaux anaboliques ? Exercice physique

EXERCICES PHYSIQUES ET APPORT NUTRITIONNEL – 100 sujets âgés (87 ans) en EHPAD 4 groupes : Exercices seuls (Entraînement 3 fois/sem, 10 semaines, 80% 1 -RM sur les muscles extenseurs de la hanche et du genou) Exercices + supplémentation (360 kcal + protéines + vitamines) Supplémentation Témoin (Fiatarone, N Engl J Med 1994; 64: 1038 -1044)

EXERCICES PHYSIQUES ET APPORT NUTRITIONNEL Le moment de l’apport alimentaire par rapport à l’exercice physique est important. Sujets âgés (apport protéique contrôlé et 12 semaines d’un programme d’exercices en résistance) deux groupes : - Apport protéique immédiatement après l’exercice: de 25 % de la masse musculaire - Apport protéique 2 h après l’exercice: 0 % de la masse musculaire - Pas de groupe contrôle exercice seul (Campbell, J Am Coll Nutr 2007, 26: 696 S-703 S )

Merci de votre attention