Introduction et But de l’étude. – La détermination in vivo de l’ensemble des taux de renouvellement protéique (FSR) tissulaires est d’un intérêt majeur en nutrition, mais se heurte à des difficultés méthodologiques et nécessite de nouvelles approches. Nous souhaitons développer une nouvelle méthode d’estimation des FSR multi-organes, à partir du suivi de l’évolution des enrichissements iso-topiques en azote (δ¹⁵N) dans les acides aminés (AA) et les protéines (P) tissulaires lors de l’ingestion pendant plusieurs jours d’un régime identique au régime préalable mais de δ¹⁵N augmenté. La vitesse d’évolution du δ¹⁵N dans un tissu étant liée à son FSR, l’analyse par modélisation de l’information contenue dans les trajectoires δ¹⁵N tissulaires doit permettre d’estimer simultanément les FSR de chaque tissu suivi. Cette étude a consisté à développer et évaluer cette approche chez le rat.

Matériel et Méthodes. – Nous avons mesuré les trajectoires δ¹⁵N dans les fractions AA et P de différents tissus (foie, rein et muscle gastrocnémien) chez des rats males Wistar (n = 8) sacrifiés avant ou à 3, 8 ou 17 j après que leur régime ait été faiblement enrichi (δ¹⁵N augmenté de ˜20‰). En parallèle, nous avons développé un modèle bi-compartimental simple représentatif du métabolisme protéique tissulaire, constitué des compartiments AA et P en interaction via les synthèses et dégradations protéiques. Des simulations numériques de ce modèle ont permis d’analyser l’impact des FSR sur les trajectoires δ¹⁵N. De plus, la résolution analytique des équations du modèle a fourni une formule qui permet de calculer le FSR de chaque tissu par régression non-linéaire des trajectoires δ¹⁵N observées dans ses fractions P et AA.

Résultats. – Les trajectoires δ¹⁵N observées montrent que les différentes fractions P atteignent leur nouvel état d’équilibre isotopique à des vitesses différentes (plus vite pour les P hépatiques que musculaires) qui reflètent bien le FSR du tissu, comme confirmé par les simulations numériques du modèle. De plus, la formule obtenue pour analyser les trajectoires δ¹⁵N tissulaires a permis d’estimer des FSR de 22 %/j, 18 %/j et 4 %/j pour le foie, le rein et le muscle, respectivement. Ces estimations sont bien corrélées aux autres valeurs de la littérature obtenues chez le rat par les techniques classiques de traceur, mais avec une différence systématique liée aux spécificités des méthodes. Notre méthode a aussi été validée sur des données virtuelles, ce qui a permis de montrer sa fiabilité dans des conditions expérimentales favorables, mais également sa sensibilité au nombre et au bruit des données, ce problème pouvant être résolu en adaptant le plan expérimental.

Conclusion. – Ces premiers résultats montrent l’intérêt du suivi des trajectoires δ¹⁵N tissulaires après modification de l’enrichissement du régime pour la détermination des FSR. Par rapport aux méthodes conventionnelles, cette approche fournit des estimations de FSR qui reflètent le métabolisme azoté de manière plus complète (multi-organes) et intégrée (moyenne sur l’ensemble des AA précurseurs et l’ensemble des phases postprandiale et postabsorptive).