Impact of protein-carbohydrate intake level on homeostasis and control of protein and energy intake | Impact du niveau d'apport protéino-glucidique sur l’homéostasie et le contrôle de l’ingestion des protéines et de l’énergie

Inglés. The level of protein intake is very tightly controlled by signals acting on feeding behaviour that aim to achieve and regulate a "target" level of intake, commonly 10-20% of energy intake, to equilibrate the nitrogen balance. However, dietary self-selection studies show that rats, but also other species, with the possibility to separate the control of protein intake from the control of carbohydrate and fat intake consume on average 30% protein. Protein homeostasis does not seem to be the only criterion that regulates the level of protein intake. Some studies suggest that ingesting a high level of protein at the expense of carbohydrates would have positive metabolic effects that would reduce the dependence of the metabolism on insulin, limit weight and fat gain, and reduce the development of metabolic syndromes. The objective of this thesis was to better understand the control mechanisms of protein intake, their interaction with energy control and the consequences of these processes on food intake and body composition regulations. The work performed showed that although a protein level of 15% was sufficient to ensure protein metabolism, it was not sufficient to optimize energy metabolism compared to the level selected by the rats. The selected protein level averaged 30%, and was defended by adjusting to the quantity and quality of carbohydrates provided, particularly by decreasing in proportion to the decrease in the glycemic index of the diets. Our results also suggest that FGF21 plays a role in directing dietary choices toward protein, as rats in dietary self-selection maintain very low plasma FGF21 levels. Finally, FGF21 levels were only regulated by the level of protein intake, and were insensitive to carbohydrate intake.

Francés. Le niveau d’apport protéique est contrôlé de façon très précise par des signaux agissant sur le comportement alimentaire qui visent à atteindre et réguler un niveau d’apport « cible », communément de 10-20% de l’apport énergétique, pour équilibrer le bilan azoté. Cependant, les études d’auto-sélection alimentaire montrent que les rats, mais aussi d’autres espèces, ayant la possibilité de séparer le contrôle de l’ingestion des protéines du contrôle de l’ingestion des glucides et des lipides consomment en moyenne 30% de protéines. L’homéostasie protéique ne semble donc pas être le seul critère qui régule le niveau d’apport protéique. Certaines études suggèrent en effet que l’ingestion d’un niveau élevé de protéines au dépend des glucides aurait des effets métaboliques positifs permettant de réduire la dépendance du métabolisme vis-à-vis de l’insuline, de limiter la prise de poids et de gras, et de réduire le développement de syndromes métaboliques. L’objectif de cette thèse était de mieux comprendre les mécanismes de contrôle de l’ingestion de protéine et leur interaction avec le contrôle énergétique. Les travaux réalisés ont montré que même si une teneur en protéine de 15% était suffisante pour assurer le métabolisme protéique, elle ne l’était pas pour optimiser le métabolisme énergique par rapport au niveau sélectionné par les rats. Le niveau protéique choisi était en moyenne de 30%, et était défendu en s’ajustant à la quantité et à la qualité des glucides proposés, notamment en diminuant proportionnellement à la baisse de l’index glycémique des régimes. Nos résultats suggèrent aussi que FGF21 joue un rôle dans l'orientation des choix alimentaires vers les protéines, puisque les rats en auto-sélection alimentaire maintiennent des taux plasmatiques de FGF21 très bas. Enfin, les taux de FGF21 n’étaient régulés que part le niveau d’apport protéique, et étaient insensibles à l’apport glucidique.