La consommation de régimes gras et sucrés favorise le développement de l’obésité, du syndrome métabolique et des pathologies associées, en induisant des dérégulations du métabolisme énergétique sans qu’on sache encore bien si elles s’accompagnent de dérégulations du métabolisme protéique. Ces effets métaboliques résultent de l’exposition directe aux régimes gras et sucrés, mais ils pourraient aussi être la conséquence d’une exposition indirecte périnatale, via l’alimentation maternelle pendant la gestation et l’allaitement. Dans cette étude, nous voulions identifier quelles dérégulations du métabolisme protéique sont induites par l’exposition périnatale et/ou post-sevrage à un régime gras et sucré, en utilisant de nouveaux biomarqueurs isotopiques des orientations préférentielles du métabolisme protéique, les enrichissements naturels en isotopes lourds du carbone (δ¹³C) et de l’azote (δ¹⁵N) dans les tissus.

Des rats Sprague-Dawley mâles ont été nourris avec un régime contrôle (régime NF) ou enrichi en graisses et sucres (régime HF) en pair-feeding sur l’ingéré protéique, selon un dispositif croisé en période périnatale (gestation et allaitement) puis post-sevrage (groupes NFxNF [n=9], HFxNF [n=8], NFxHF [n=7] et HFxHF [n=8]). À 4 mois post-sevrage, les rats ont été euthanasiés après des tests de tolérance orale au glucose, et nous avons mesuré par spectrométrie de masse à ratio isotopique les δ¹³C et δ¹⁵N dans les fèces et les protéines de différents tissus (intestin grêle, foie, cœur, muscles gastrocnémien, extensor digitorum longus, tibialis anterior et soleus).

Le régime HF a induit une obésité (poids et masse grasse 25 % supérieurs) et une intolérance au glucose chez les rats qui l’ont consommé en phase post-sevrage mais pas en phase périnatale uniquement. Nous avons également trouvé un effet du régime post-sevrage uniquement sur les δ¹³C des protéines de tous les tissus étudiés (δ¹³C plus faibles avec le régime HF post-sevrage, p<0,0001), qui signe une augmentation de l’utilisation des lipides alimentaires (macronutriment ayant le plus faible δ¹³C) pour la synthèse d’acides aminés utilisés pour le renouvellement des protéines tissulaires. Concernant les δ¹⁵N, nous avons trouvé un effet combiné du régime périnatal et post-sevrage pour les protéines de l’intestin et les fèces (δ¹⁵N plus grands lorsque les régimes périnataux et post-sevrage sont tous les deux HF, avec interaction significative des deux régimes, p<0,05), qui signe une augmentation de l’utilisation catabolique vs anabolique des acides aminés dans l’intestin.

Nous avons montré qu’un régime gras et sucré induit une plus grande participation des lipides alimentaires au renouvellement des acides aminés dans tous les tissus étudiés, ainsi qu’un plus grand catabolisme des acides aminés dans l’intestin qui est d’autant plus marqué que l’imprégnation alimentaire est précoce. Ces nouveaux biomarqueurs isotopiques ont un grand intérêt en nutrition et santé, et devraient permettre de mieux caractériser les dérégulations associées au syndrome métabolique.