Protéines végétales ou protéines animales pour la croissance musculaire

Des chercheurs de Maastricht ont comparé l'effet sur la croissance musculaire des protéines végétales et des protéines animales. Dans quelle mesure l'idée selon laquelle les protéines animales offrent plus de résultats est-elle correcte ?

Avis Body&Fit Vegan Perfection

Il y a trois semaines, un pot de protéine m'attendait au bureau. Toujours appréciable, évidemment. "Le chocolat, c'était bien ton goût, non ?". Non, c'est à peu près le dernier goût que j'achèterais moi-même, mais à cheval donné on ne regarde pas les dents.

Me voilà donc avec des 'protéines vegan'. Pour autant que je m'en souvienne, c'était une première personnelle. En tant que mangeur de viande, je n'en avais jamais eu l'occasion. Les discussions ne manquent pas, mais on suppose généralement que les protéines animales mènent à plus de masse musculaire que les protéines végétales. Mes favorites personnelles ont donc toujours été la whey et la caséine, afin de profiter des effets des protéines rapides et lentes.

Protéines laitières et souffrance animale

Je ne me suis jamais vraiment senti moralement gêné par cette préférence pour les protéines issues du lait. Même si elles relèvent des protéines 'animales', je ressens plutôt que je devrais manger moins de viande pour des raisons de souffrance animale et d'environnement. Mais ce n'est pas vraiment juste, plutôt un petit mensonge que je me raconte pour ne pas me sentir nul à propos de mon shake post-entraînement et de mon Brinta du matin.

J'ignore alors la souffrance animale liée à l'industrie laitière. Des veaux séparés directement de leur mère. Des vaches qui passent toute leur vie sur du béton. Une vie bien plus courte, en plus, que dans la nature, car lorsque la production de lait baisse, elles partent à l'abattoir. Cela vaut d'ailleurs aussi pour les veaux qui ont la malchance de naître mâles. Pour eux, c'est engraissement puis abattoir pour la viande de veau.

On pourrait souligner que la whey, ou lactosérum, est un sous-produit de la production de fromage. 'Si elle apparaît de toute façon pendant la fabrication du fromage, ce serait dommage de ne pas l'utiliser'. Pour la caséine, elle est extraite du caillé qui serait autrement transformé en fromage.

Protéines laitières et environnement

Tant que je mange de la viande, je trouve donc toujours un peu étrange, à tort ou à raison, d'éviter les produits laitiers. Le Brinta avec de l'eau est en plus franchement infect.

L'aspect environnemental pèse pour moi un peu plus lourd dans cette réflexion personnelle. Les protéines issues des produits laitiers ont une charge environnementale plus élevée que les protéines végétales. Cela vaut d'ailleurs aussi pour les protéines issues de la viande.

Me sevrer de la viande me paraît assez difficile. S'il s'agit toutefois du goût, il n'y a pas forcément de différence entre protéines animales et végétales sous forme de poudre. La seule raison de choisir l'option moins favorable à l'environnement est donc l'idée qu'elle ajoute plus de masse musculaire à mon corps. Pendant longtemps, cette raison a suffi. Vouloir devenir plus musclé est justement la raison pour laquelle j'utilise de la poudre de protéine.

Mais maintenant que je vieillis, je me demande de plus en plus souvent comment je pourrai justifier plus tard de telles considérations. Face à mes petites-filles, par exemple.

Protéines végétales

Le timing était donc parfait à cet égard. Comme on me l'avait littéralement mis sous le nez, la barrière ne pouvait pas être plus basse. Mais avant de pouvoir écrire l'avis, je devais me plonger davantage dans les protéines végétales en général. Je publierai l'avis séparément.

Commençons donc par examiner dans quelle mesure les protéines végétales sont 'inférieures' aux protéines animales lorsqu'il s'agit de construction musculaire. Pour cela, je m'appuierai volontiers sur le travail de chercheurs de l'UMC Maastricht publié l'an dernier [1]. Ils ont comparé différents types de poudre de protéine provenant de plusieurs fabricants, dont quelques néerlandais. Leur objectif était de pouvoir évaluer si, et dans quelle mesure, les protéines végétales stimulent moins la croissance musculaire que les protéines animales.

Concentration de protéines dans la poudre de protéine

Il faut d'abord distinguer la protéine de la poudre de protéine. Une poudre de protéine ne contient en effet pas 100% de protéines. Selon le procédé de production, ce pourcentage peut être bas ou élevé. Le concentré de whey contient par exemple jusqu'à 80% de whey, en plus du lactose (glucides) et des graisses. L'isolat de whey contient jusqu'à 90% de whey parce qu'il est davantage purifié et contient moins de lactose et de graisses.

Pour l'étude de Maastricht, toutes les protéines ont été proposées sous forme d'isolat. Dans les résultats ci-dessous, on remarque donc notamment que l'isolat de whey atteignait 72 à 84 pour cent dans les différents échantillons. Moins, donc, que ce à quoi on pourrait s'attendre. Les poudres contenant des protéines de pois, de riz brun, de blé et de pomme de terre présentaient une concentration comparable. C'était aussi le cas en moyenne pour le soja, même si les écarts étaient plus grands entre les différents échantillons (61 à 91 pour cent). Les poudres contenant des protéines d'avoine, de chanvre, de lupin et de maïs affichaient des concentrations nettement plus basses. C'était d'ailleurs aussi le cas de la poudre contenant des protéines d'oeuf.

Un ajout intéressant venu de Maastricht est la comparaison avec une poudre de protéine obtenue à partir d'un petit steak homo erectus lyophilisé (barre noire).

Que disent ces chiffres ? D'abord qu'il existe des différences dans les concentrations de poudres contenant des protéines issues de la même source. La concentration de protéines ne dépend pas seulement des propriétés inhérentes de la source (comme les restes de lactose dans la whey), mais aussi du procédé de production. Ce dernier point ne dit donc pas forcément quelque chose de la qualité de la source elle-même, ou des protéines qu'elle contient.

En tenant compte de cela, nous pouvons conclure ici que les poudres contenant des protéines issues de plusieurs sources végétales présentent des concentrations de protéine comparables à celles issues de sources animales.

Prix/qualité

Il n'est d'ailleurs pas forcément problématique qu'une poudre contienne une concentration de protéines légèrement plus basse. Il suffit alors d'en prendre davantage. À cet égard, il s'agit de comparer le prix plus élevé de dosages plus importants au prix éventuellement plus élevé de poudres plus purifiées.

Il faut bien sûr aussi tenir compte de la valeur nutritionnelle du reste. Une concentration plus basse de protéine dans une poudre de whey signifie par exemple une concentration plus élevée de glucides et de graisses. Compenser cette concentration plus basse de protéine par un dosage plus élevé entraîne encore plus de glucides et de graisses. Il faut que cela corresponde à ton alimentation.

Concentration d'acides aminés essentiels

Comme tu le vois, la concentration de protéines dans la poudre ne rend pas beaucoup de sources végétales forcément de moindre qualité. Nous évaluons surtout la qualité de la protéine elle-même (et non sa concentration dans la poudre) à partir des acides aminés qu'elle contient. La croissance musculaire consiste en effet à former des protéines (synthèse protéique) dans les muscles à partir des acides aminés disponibles dans l'alimentation.

Les protéines sont importantes en raison des acides aminés qu'elles contiennent. Certains acides aminés sont plus importants que d'autres pour la croissance musculaire. On distingue ainsi, entre autres, les acides aminés essentiels et non essentiels. Les acides aminés essentiels sont ceux que notre corps ne peut pas fabriquer lui-même et qui doivent donc être obtenus par l'alimentation.

Les chercheurs de Maastricht renvoient dans ce cadre à des études indiquant que, parmi les acides aminés, ce sont surtout les essentiels qui comptent pour stimuler la synthèse protéique après un repas [2,3]. Jusqu'à ce qu'un plateau soit atteint, une étude de 2005 montre un lien entre la quantité d'acides aminés essentiels ingérée et cette croissance musculaire après un repas [4]. Ci-dessous, tu vois la concentration d'acides aminés essentiels dans les poudres testées contenant des protéines issues de différentes sources.

L'image ci-dessus montre déjà plus clairement pourquoi les protéines animales sont souvent préférées lorsqu'il s'agit de préserver et de développer les muscles. La ligne pointillée représente le pourcentage d'acides aminés essentiels que ton apport quotidien en protéines devrait contenir selon l'Organisation mondiale de la Santé. Toutes les protéines animales sont largement au-dessus, mais ce n'est le cas que pour la moitié des protéines végétales testées.

BCAA dans la protéine végétale vs. la protéine animale

Mais même parmi ces acides aminés essentiels, on peut identifier des acides aminés spécifiques qui jouent un rôle important dans la croissance musculaire. Comme les BCAA : leucine, isoleucine et valine.

Nous voyons ci-dessus que, parmi les protéines végétales, seule la protéine de pomme de terre contient tous les BCAA dans la quantité recommandée. Là encore, les protéines animales satisfont toutes aux quantités recommandées pour les trois BCAA.

On remarque aussi toutefois que les protéines de maïs contiennent justement la plus forte concentration de leucine de toutes les protéines, y compris animales. Or la leucine est souvent citée comme l'acide aminé le plus important. Dans la barre noire, on voit en effet que dans la masse musculaire humaine, la leucine est présente à la concentration la plus élevée des trois BCAA.

En regardant les autres acides aminés essentiels (affichés à droite), on observe une image comparable. Les protéines animales contiennent toutes chaque acide aminé essentiel séparé en quantité suffisante, avec une seule exception (la whey, qui obtient un score bas en phénylalanine).

Combiner les protéines

Bien qu'il existe des protéines végétales qui contiennent assez d'acides aminés essentiels, une seule contient tous les acides aminés essentiels séparés. Dans les autres cas, on voit qu'il peut exister de grands déficits en acides aminés essentiels spécifiques.

Sur cette unique exception, la protéine de pomme de terre, j'écrirai bientôt un article séparé. Les chercheurs de Maastricht soulignent qu'aucune étude n'a encore été menée pour montrer que, par exemple, 25 grammes de protéine de pomme de terre entraînent la même croissance musculaire que les résultats observés avec 25 grammes de whey. Mon article abordera la question de savoir pourquoi ces études n'existent pas encore et pourquoi on ne trouve pas la protéine de pomme de terre dans chaque rayon de protéines végétales.

Combiner les protéines végétales

Cela ne signifie pas que les autres protéines végétales ne conviennent pas à la croissance musculaire. Tu peux en effet mélanger différentes sources pour obtenir tout de même assez de chacun des acides aminés essentiels. C'est d'ailleurs ce que conseillent les chercheurs. Mais tu n'obtiens pas pour autant un profil d'acides aminés aussi favorable que celui des protéines animales.

Avec les protéines de pois, tu obtiens par exemple tous les acides aminés essentiels, à l'exception de la méthionine, de la valine et de l'isoleucine. Supposons que tu les combines avec des protéines de riz brun, qui contiennent justement beaucoup de méthionine, tu pourrais ainsi compenser ce déficit. Le problème, cependant, est que toutes les sources végétales, à nouveau à l'exception de la pomme de terre, contiennent trop peu de valine. Des déficits en leucine apparaissent aussi dans de nombreux cas.

De telles combinaisons permettent de devoir augmenter relativement moins le dosage des protéines végétales par rapport aux protéines animales. Le déficit en méthionine dans la protéine de pois est si important que tu devrais consommer quatre fois plus de protéines qu'avec de la whey, par exemple. En combinant avec la protéine de riz brun, ce déficit est déjà presque comblé, alors que les déficits en valine et en isoleucine étaient déjà faibles. On parle alors d'un dosage plus élevé de peut-être 10 à 20 pour cent au lieu de 400 pour cent.

Ci-dessous, tu vois combien de protéine réelle il te faut par source pour atteindre la même quantité de leucine (2,7 grammes) et d'acides aminés essentiels (10,9 grammes) que dans 25 grammes de whey. Sous 'amount of raw protein', tu vois combien de poudre il te faut pour obtenir effectivement la quantité de protéines indiquée sous 'amount of protein'.

Un dosage plus élevé de protéines végétales ne suffit pas toujours

Même si tu fais en théorie la bonne combinaison, tu ne sais pas avec certitude si tu obtiens la même stimulation de la croissance musculaire qu'avec des protéines animales. Les chercheurs renvoient ici à des études montrant que la synthèse protéique après ingestion de protéines de soja et de blé est plus basse qu'après ingestion de protéines laitières [5-8]. Doubler le dosage de protéines de soja de 20 à 40 grammes n'a fait aucune différence dans l'une de ces études [7].

Dans une autre étude, l'effet sur la synthèse protéique a été comparé entre les protéines de blé et la whey [8]. Pour atteindre la même quantité de leucine que dans 35 grammes de whey, il fallait 60 grammes de protéine de blé. Cela a bien entraîné une stimulation significative de la croissance musculaire.

Combiner les protéines végétales avec des protéines animales

Pour éviter de devoir manger deux à quatre fois plus de protéines végétales que de protéines animales, tu pourrais aussi les combiner avec des protéines animales. Cela semble en tout cas plus pratique aux chercheurs de Maastricht. Une combinaison 50-50 de protéines végétales/animales fournirait dans la plupart des cas les bonnes quantités d'acides aminés essentiels, avec un dosage seulement 5 à 40 pour cent plus élevé.

En théorie, cela devrait suffire à stimuler la synthèse protéique. Dans les études, cela n'a toutefois été montré jusqu'à présent qu'avec la combinaison de 75% de protéines animales (50% whey, 25% caséine) et 25% de protéines végétales [9-12].

Pour les vegans, une telle combinaison n'est pas une option. Mais pour des personnes comme moi, qui veulent travailler leurs muscles de façon un peu plus responsable, cela peut en être une.

Vitesse d'absorption des acides aminés

La quantité et le type d'acides aminés ne sont toutefois pas les seuls facteurs importants pour la croissance musculaire. La mesure dans laquelle, et la vitesse à laquelle, ces acides aminés sont absorbés dans la circulation sanguine jouent aussi un rôle important dans la contribution à la croissance musculaire. Il est intéressant que les chercheurs regardent ici la quantité d'acides aminés dans les différentes protéines, mais celles-ci n'ont d'effet que si elles arrivent aussi à l'endroit voulu dans ton corps. La vitesse à laquelle cela se produit et la durée pendant laquelle la disponibilité des acides aminés reste élevée ont ensuite aussi des conséquences pour ta masse musculaire. 'La croissance musculaire' est le résultat net de la dégradation des protéines dans les muscles et de leur synthèse. Dans un article précédent sur les protéines rapides vs lentes, j'ai traité une étude montrant que la protéine rapide whey favorisait la croissance musculaire surtout en augmentant la synthèse des protéines. La caséine plus lente semblait surtout avoir un effet positif en ralentissant la dégradation de ces protéines.

Protéines rapides vs lentes

'Rapide' et 'lente' étaient dans ce cas déterminées en observant précisément la vitesse à laquelle la leucine de la protéine ingérée était absorbée dans la circulation sanguine. La whey (triangles) entraînait rapidement un pic élevé, tandis que la caséine entraînait un pic moins élevé, mais maintenait l'élévation plus longtemps. Tu peux le voir dans le graphique ci-dessous.

Les protéines rapides comme les lentes ont donc une contribution positive, même si c'est de façons différentes. En pratique, les athlètes préfèrent souvent les protéines rapides après un entraînement et les protéines lentes, par exemple, avant de dormir.

Soja rapide

La caséine et la whey viennent toutes deux du lait et présentent pourtant une grande différence de vitesse d'absorption. Ces différences peuvent aussi être importantes parmi les sources végétales. On pourrait donc aussi déterminer le rôle idéal dans la croissance musculaire à partir de la vitesse d'absorption spécifique d'une protéine végétale.

Le soja est par exemple considéré comme une protéine rapide. Dans une étude, cela n'a d'ailleurs pas permis d'atteindre le même niveau de synthèse protéique qu'avec la whey (après un entraînement et au repos) [15]. Les chercheurs supposaient que cela venait de la quantité plus faible de leucine dans le soja.

Il existe toutefois aussi des études dans lesquelles aucune différence n'a été observée dans l'effet sur la masse maigre entre la whey et le soja. Dans une étude, cela a malheureusement été testé avec des personnes non entraînées qui ont suivi un programme d'entraînement de 6 semaines [16]. Ces 27 personnes (18 femmes et 19 hommes, 18-37 ans) recevaient chaque jour 1,2 gramme de protéine par kilo de poids corporel. Un peu moins du double du minimum recommandé par l'Organisation mondiale de la Santé.

Absorption limitée des protéines végétales

Rapides ou lentes, tu pars alors du principe que les acides aminés arrivent dans la circulation sanguine et deviennent ainsi disponibles pour les cellules musculaires. Des études ont montré que les acides aminés issus des protéines végétales sont absorbés dans une moindre mesure par le corps, comme les protéines de soja et de blé. Cette absorption réduite s'explique peut-être en partie par les déficits mentionnés en acides aminés spécifiques [13]. Ce problème devrait donc lui aussi pouvoir être limité par le bon mélange de protéines végétales [13]. D'autres solutions consistent à enrichir les protéines végétales avec des acides aminés spécifiques qu'elles possèdent naturellement en moindre quantité. Là encore, des recherches supplémentaires doivent confirmer l'efficacité de telles solutions.

Substances qui limitent l'absorption des protéines végétales

Les protéines végétales, ou leurs sources, peuvent aussi contenir plus souvent des substances qui limitent l'absorption des protéines. Le soja, les haricots rouges et d'autres légumineuses peuvent contenir beaucoup d'inhibiteurs de trypsine. Ce sont des substances qui limitent l'action de la trypsine. La trypsine est une enzyme de l'intestin grêle qui décompose les protéines alimentaires en chaînes plus petites d'acides aminés (hydrolyse). D'autres enzymes assurent ensuite une hydrolyse supplémentaire, permettant aux acides aminés d'être absorbés dans la circulation sanguine. Dans des études chez le rat et le porc, ce type de substances inhibant la trypsine a réduit l'absorption des acides aminés issus des protéines végétales de pas moins de 50% [14].

Scores d'absorption de différentes protéines

Pour évaluer assez facilement la mesure dans laquelle les protéines issues de différentes sources sont absorbées par le corps, on peut utiliser depuis 2011 le Digestible Indispensable Amino Acid Score (DIAAS) [17]. Les protéines animales obtiennent généralement un score plus élevé que les protéines végétales en matière de bonne digestibilité. Il faut bien sûr distinguer la source brute d'une poudre de protéine. La transformation en poudre, et même toute transformation, cuisson comprise, peut influencer l'absorption. Selon le procédé de transformation, les inhibiteurs de trypsine mentionnés peuvent par exemple être fortement réduits.

Conclusion :

Les protéines végétales sont-elles donc moins efficaces pour préserver et développer la masse musculaire que les protéines animales ?

En général : oui.

À moins de bien évaluer quelles protéines végétales tu consommes, il existe, même si tu prends assez de protéines, une forte probabilité que des 'déficits' apparaissent dans des acides aminés importants. Avec les protéines animales, cette probabilité est presque absente ('presque' à cause du petit déficit de la whey en phénylalanine).

Dans l'étude de Maastricht, il est souvent fait référence à des quantités recommandées d'acides aminés spécifiques. Cela repose sur la recommandation de l'Organisation mondiale de la Santé, entre autres. Cette recommandation concerne une croissance et une préservation musculaires normales. Les passionnés de fitness qui veulent être plus musclés que la moyenne peuvent avoir des besoins plus élevés. Dans les deux cas, tu as intérêt à calculer quels dosages adaptés sont nécessaires si tu veux atteindre la même chose qu'avec un dosage identique de protéines animales.

Références

1. Gorissen SHM, Crombag JJR, Senden JMG, et al. Protein content and amino acid composition of commercially available plant-based protein isolates. Amino Acids. 2018;50(12):1685–1695. doi:10.1007/s00726-018-2640-5
2. Postexercise net protein synthesis in human muscle from orally administered amino acids. Tipton KD, Ferrando AA, Phillips SM, Doyle D Jr, Wolfe RR. Am J Physiol. 1999 Apr; 276(4):E628-34.
3. Essential amino acids are primarily responsible for the amino acid stimulation of muscle protein anabolism in healthy elderly adults.
   Volpi E, Kobayashi H, Sheffield-Moore M, Mittendorfer B, Wolfe RR. Am J Clin Nutr. 2003 Aug; 78(2):250-8.
4. Anabolic signaling deficits underlie amino acid resistance of wasting, aging muscle. Cuthbertson D, Smith K, Babraj J, Leese G, Waddell T, Atherton P, Wackerhage H, Taylor PM, Rennie MJ FASEB J. 2005 Mar; 19(3):422-4.
5. Ingestion of whey hydrolysate, casein, or soy protein isolate: effects on mixed muscle protein synthesis at rest and following resistance exercise in young men.Tang JE, Moore DR, Kujbida GW, Tarnopolsky MA, Phillips SM. J Appl Physiol (1985). 2009 Sep; 107(3):987-92.
6. Consumption of fluid skim milk promotes greater muscle protein accretion after resistance exercise than does consumption of an isonitrogenous and isoenergetic soy-protein beverage. Wilkinson SB, Tarnopolsky MA, Macdonald MJ, Macdonald JR, Armstrong D, Phillips SM. Am J Clin Nutr. 2007 Apr; 85(4):1031-40.
7. Myofibrillar protein synthesis following ingestion of soy protein isolate at rest and after resistance exercise in elderly men. Yang Y, Churchward-Venne TA, Burd NA, Breen L, Tarnopolsky MA, Phillips SM Nutr Metab (Lond). 2012 Jun 14; 9(1):57.
8. Ingestion of Wheat Protein Increases In Vivo Muscle Protein Synthesis Rates in Healthy Older Men in a Randomized Trial. Gorissen SH, Horstman AM, Franssen R, Crombag JJ, Langer H, Bierau J, Respondek F, van Loon LJ. J Nutr. 2016 Sep; 146(9):1651-9.
9. Reidy PT, Walker DK, Dickinson JM, Gundermann DM, Drummond MJ, Timmerman KL, Fry CS, Borack MS, Cope MB, Mukherjea R, Jennings K, Volpi E, Rasmussen BB. Protein blend ingestion following resistance exercise promotes human muscle protein synthesis. J Nutr. 2013;143(4):410–416. doi: 10.3945/jn.112.168021.
10. Reidy PT, Walker DK, Dickinson JM, Gundermann DM, Drummond MJ, Timmerman KL, Cope MB, Mukherjea R, Jennings K, Volpi E, Rasmussen BB. Soy-dairy protein blend and whey protein ingestion after resistance exercise increases amino acid transport and transporter expression in human skeletal muscle. J Appl Physiol. 2014;116(11):1353–1364. doi: 10.1152/japplphysiol.01093.2013.
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12. Soy-Dairy Protein Blend or Whey Protein Isolate Ingestion Induces Similar Postexercise Muscle Mechanistic Target of Rapamycin Complex 1 Signaling and Protein Synthesis Responses in Older Men. Borack MS, Reidy PT, Husaini SH, Markofski MM, Deer RR, Richison AB, Lambert BS, Cope MB, Mukherjea R, Jennings K, Volpi E, Rasmussen BB J Nutr. 2016 Dec; 146(12):2468-2475.
13. van Vliet S, Burd NA, van Loon LJ. The Skeletal Muscle Anabolic Response to Plant- versus Animal-Based Protein Consumption. J Nutr. 2015 Sep;145(9):1981-91. doi: 10.3945/jn.114.204305. Epub 2015 Jul 29. Review. PubMed PMID: 26224750
14. Gilani GS, Cockell KA, Sepehr E. Effects of antinutritional factors on protein digestibility and amino acid availability in foods. J AOAC Int. 2005 May-Jun;88(3):967-87. Review. PubMed PMID: 16001874.
15. Tang JE, Moore DR, Kujbida GW, Tarnopolsky MA, Phillips SM. Ingestion of whey hydrolysate, casein, or soy protein isolate: effects on mixed muscle protein synthesis at rest and following resistance exercise in young men. J Appl Physiol (1985). 2009 Sep;107(3):987-92. doi: 10.1152/japplphysiol.00076.2009. Epub 2009
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16. Candow DG, Burke NC, Smith-Palmer T, Burke DG. Effect of whey and soy protein supplementation combined with resistance training in young adults. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2006 Jun;16(3):233-44. PubMed PMID: 16948480.
17. Dietary Protein Quality Evaluation in Human Nutrition: Report of an FAO Expert Consultation. Food and Agriculture Organization of the United Nations; Auckland, New Zealand: 2013.
18. www.fao.org/ag/humannutrition/36216-04a2f02ec02eafd4f457dd2c9851b4c45.pdf