Protéines de lactosérum : bienfaits et danger

Définition

Il en existe différents types. Les lactosérums doux sont pauvres en calcium et phosphore, contrairement aux formes acides.

Il est traditionnellement inclus dans l'élaboration de préparations laitières pauvres en matières grasses : recuite, ricotta, brocciu, sérac, brunost, etc.

Les protéines de lactosérum sont très largement utilisées par l’industrie agroalimentaire. Elles sont principalement employées dans l'alimentation animale, dans la fabrication de fromages frais, de laits infantiles, de produits diététiques, de glaces, de sauces et en boulangerie-viennoiserie-pâtisserie comme additif alimentaire.

La composition élevée en acides aminés leur confère un intérêt nutritionnel.

Les plus importantes sont des protéines sériques : la bêta-lactoglobuline (ß-LG), l'alpha-lactalbumine (α-LA), le glycomacropeptide (GMP), les immunoglobulines bovines (IgG), l'albumine sérique bovine (BSA) et la lactoferrine bovine (LF).

Il contient aussi des vitamines (thiamine-B1, riboflavine-B2 et pyridoxine-B6) et des minéraux (calcium, phosphore et sodium).

Sa fabrication comporte plusieurs étapes :

• éliminer l'eau ;
• extraire le lactose ;
• enrichir et extraire les protéines sériques ;
• éliminer une partie des minéraux.

Le lactosérum semble résister à la coagulation dans l'estomac ¹‌ ²‌ ³‌ . Il entraîne une élévation rapide et de courte durée de la teneur en acides aminés du plasma sanguin (ou hyperaminoacidémie) et une stimulation concomitante de la synthèse protéique ⁴‌. Il semble augmenter dans le sang environ 40 à 60 minutes après l'ingestion ⁵‌ ⁶.‌

Les bénéfices d’une supplémentation sont équivalents à un apport accru en protéines d’autres sources : augmentation du gain musculaire lié à l’exercice sportif, limitation de la perte musculaire pendant les régimes hypocaloriques et une limitation modérée du gain de graisse, en cas d’excès calorique.

Il peut aussi renforcer les défenses antioxydantes de l'organisme et améliorer la santé intestinale.

Propriétés et vertus

Système immunitaire

Les deux principales protéines, l'a-lactalbumine et la b-lactoglobuline, semblent renforcer l'immunité innée en améliorant la fonction des neutrophiles ⁷‌.

Un dérivé de l'a-lactalbumine et la b-lactoglobuline ont pu améliorer la fonction des macrophages et une production accrue de facteurs de défenses immunitaires ⁸‌ ⁹‌ ¹⁰‌.

Ces études in-vitro semblent se confirmer in-vivo et chez l’humain. Le glycomacropeptide, contenu dans le lactosérum, influence l'immunité dans les intestins, exerçant des effets anti-inflammatoires dans un modèle de colite chez le rat ¹¹‌.

Ce type de protéines, par rapport à d’autres protéines végétales ou animales, semble provoquer moins de suppression de MCP-1, une cytokine nécessaire à l'infiltration des cellules immunitaires dans les tissus ¹²‌ ¹³‌. L’effet anti-inflammatoire moindre de ce type de protéine permettrait une meilleure activité du système immunitaire, chez les personnes souffrant d’obésité, tout comme chez les personnes ayant un indice de masse corporel moyen ¹⁴‌.

Des essais préliminaires ont montré que l'isolat de lactosérum, à raison de 24 à 45 g par jour, peut agir favorablement sur le système immunitaire défaillant de malades ¹⁵‌.

Santé cardiaque

Il a été étudié pour sa capacité à réduire la pression artérielle, en raison de la présence de plusieurs peptides inhibiteurs de l'ECA (enzyme de conversion de l'angiotensine )¹⁶‌ ¹⁷‌. Ces peptides semblent être efficaces pour abaisser la tension artérielle chez les rats hypertendus ¹⁸‌ ¹⁹‌.

Grâce au processus digestif, elle peut être capable de réduire la pression artérielle.

Athérosclérose

La consommation d'un repas avec des protéines de lactosérum, en comparaison à d’autres sources, semble protéger d’une augmentation rapide des lipides sanguins chez des personnes obèses et diabétiques ²⁰‌ ²¹‌. Son ajout entraîne une augmentation du bon cholestérol et de la capacité antioxydante totale, tandis que l'exercice en soi est capable de réduire le LDL cholestérol ²²‌.

Glycémie

L’hydrolysat de protéines de lactosérum permet d'augmenter le glycogène après l'ingestion ²³‌, de manière plus efficace qu’un mélange d'acides aminés ²⁴‌.

La L-cystéine, un acide aminé présent dans les immunoglobulines du petit-lait, est considérée en soi comme un traitement d'appoint potentiel pour le diabète de type II ²⁵‌.Une teneur alimentaire accrue améliorerait les réserves de glutathion dans les cellules ²⁶‌ ²⁷‌, ce qui peut atténuer le risque d’un diabète causé par le stress oxydatif, un agent prédisposant potentiel pouvant perturber la signalisation de l'insuline ²⁸‌ ²⁹‌ ³⁰‌.

Dans les études humaines, il semble augmenter la sécrétion d'insuline et réduire l'exposition postprandiale (après le repas) au glucose ³¹‌.

Maladies inflammatoires de l’intestin

La protéine de lactosérum présente de nombreux bienfaits pour la muqueuse intestinale, en particulier lorsque la fonction intestinale est altérée ³²‌.

Une étude chez le rat a révélé qu'il pourrait favoriser la croissance des cellules intestinales ³³‌.

Le glycomacropeptide, contenu dans le petit-lait, influence l'immunité dans les intestins, exerçant des effets anti-inflammatoires dans un modèle de colite chez le rat ³⁴‌.

Stéatose

Une étude pilote a été menée sur la supplémentation en protéines de lactosérum et ses interactions avec la stéatose hépatique non alcoolique. 20 g de protéines, pendant une période de 12 semaines, ont permis de réduire les enzymes hépatiques et les dépôts de graisse dans le foie, tout en améliorant le statut en glutathion (un antioxydant endogène) ³⁵‌.

Ces bénéfices ont été attribués à la cystéine présente dans le petit-lait.

Dans une autre étude, des doses élevées (60 g par jour), chez les femmes obèses ayant une teneur élevée en graisses hépatiques, ont permis de réduire l'accumulation de graisses dans le foie³⁶‌.

Hépatite C

Dans une étude menée chez des personnes atteintes d'hépatite C, le concentré de protéines de lactosérum a pu réduire les marqueurs inflammatoires et améliorer les enzymes hépatiques sur une période de deux mois ³⁷‌.

Epilepsie, trouble de l’humeur et sommeil

L'ajout d'alpha-lactalbumine (un composant de la protéine de lactosérum ayant une teneur élevée en tryptophane) peut améliorer le contrôle des crises chez les personnes atteintes d'épilepsie résistante aux médicaments ³⁸‌.

Cependant, dans une autre étude, il n'a pas montré d’effets significatifs sur les myoclonies, alors que des effets antidépresseurs et une amélioration de la qualité du sommeil ont été observés.

Cancer

Activité anticancéreuse

La cystéine améliore la production de glutathion, ce qui confère à la protéine de lactosérum des bienfaits sur les cellules cancéreuses ³⁹‌.

30 g, pendant 6 mois, en tant que système d'administration de cystéine chez 5 personnes atteintes de cancers métastatiques a réduit la taille de la tumeur chez 2 personnes (28 %), et a permis de stabiliser la taille de la tumeur chez deux autres personnes ⁴⁰‌.

Des études in vitro suggèrent que certains peptides, dont la lactoferrine, peuvent induire l’apoptose (mort autoprogrammée) des cellules tumorales et exercer des mécanismes de protection contre le cancer dans les cellules de mélanome ⁴¹‌ ⁴²‌ les cellules cancéreuses du sein, ⁴³‌ les cellules cancéreuses de l'estomac ⁴⁴‌, du poumon ⁴⁵‌, de lymphome ⁴⁶‌ et de polypes du cancer colorectal.

Elle s'est avérée efficace sur cette dernière lignée cellulaire chez l'Homme, avec de la lactoferrine bovine isolée à raison de 3 g par jour ⁴⁷‌, établissant son rôle en tant qu'agent antitumoral du côlon ⁴⁸‌.

3 g de lactoferrine bovine correspondent à 187,5-600 g de protéines de lactosérum,.

Cachexie

Il a été associé à des améliorations de la cachexie liée au cancer dans une étude de cas ⁴⁹‌, mais l’association avec d’autres produits rend les résultats peu fiables.

Sport et musculation

Chez les jeunes hommes non entraînés, le lactosérum est significativement plus efficace que les glucides pour induire la synthèse des protéines musculaires et accumuler la masse maigre, sur une période de 14 semaines, et ce dans une plus grande mesure que les protéines de soja ^{50 51}‌‌.

Cependant, de nombreuses études indiquent que l'ajout de protéines ne confère pas d'avantages supplémentaires, en localisant l'apport en protéines autour des entraînements, à la fois chez les jeunes ⁵²‌, chez les sujets plus âgés ⁵³‌ ⁵⁴‌​​, chez des athlètes entraînés ⁵⁵‌ et chez des personnes en surpoids et obèses ⁵⁶‌.

L'ajout de protéines à un régime alimentaire n'augmente pas automatiquement la synthèse des protéines musculaires.

Cependant, les personnes âgées sont plus sensibles aux sources de protéines rapides, telles que la protéine de lactosérum et aux pics aigus d'acides aminés, par rapport aux personnes plus jeunes ⁵⁷‌.

Par ailleurs, elle peut améliorer les taux de récupération après l'exercice. Dans les études qui induisent des dommages musculaires avec la musculation, les participants qui ingèrent des protéines ont tendance à récupérer plus rapidement, lors des séances d'entraînement suivantes ^{58 59}‌‌. A cet effet, la forme d'hydrolysat semble être efficace⁶⁰‌.

Ainsi, les protéines semblent améliorer le taux de récupération d'énergie, après un exercice exhaustif, mais aucune preuve n'existe pour dire que cela s'applique uniquement aux protéines de lactosérum.

Obésité

Chez le rat, une supplémentation, pendant l'exercice, ne supprime pas de manière significative l'oxydation des graisses, malgré la libération d'insuline à partir d'acides aminés sélectionnés ⁶¹‌.

Les protéines ne semblent pas augmenter intrinsèquement le taux métabolique, mais peuvent avoir des interactions synergiques avec la pratique d'un exercice.

Sensation de satiété

En raison de la capacité à induire une sensation de satiété de la protéine de lactosérum, elle pourrait réduire indirectement la graisse corporelle au fil du temps, grâce à une consommation alimentaire globale réduite. C’est ce que révèle une étude sur le rat ⁶²‌.

Les données sur l’être humain restent mitigées ⁶³‌. Une étude a montré qu’elle réduisait la faim 4 heures après sa consommation chez des hommes maigres ⁶⁴‌.
Certaines études rapportent une consommation alimentaire moindre, mais aucun changement dans les paramètres subjectifs de l'appétit n'a été constaté ⁶⁵‌.

Les résultats d’études concernant la perte de poids ne sont pas concluantes ^{66 67}‌ ⁶⁸‌.‌

Différentes formes

En complément alimentaire, il est essentiellement disponible en poudre.

Le processus d'hydrolyse peut réduire son potentiel allergique, en éliminant les épitopes allergènes. L'hydrolyse, même partielle, peut améliorer la solubilité et améliorer la digestibilité in vitro ⁶⁹‌.

Il existe différentes méthodes :

Hydrolysat : l'hydrolysat est une protéine prétraitée par voie enzymatique et acide, pour réduire la taille des particules et la rendre plus rapidement absorbable. Pour cette raison, les effets des immunoglobulines, de l'albumine, du sérum bovin, de la lactalglobuline et des lactalbumines, peuvent ne pas s'appliquer au lactosérum hydrolysé ⁷⁰‌. Un excès d'acides aminés libres peut produire un goût amer.

Isolats : ils sont obtenus par chromatographie sur résines échangeuses d'ions. Complètement débarrassés du lactose, ils ont une teneur en protéines d'environ 90 %. Ils sont plus riches en protéines ⁷¹‌.

Concentrés : ils sont obtenus par une élimination (précipitation, filtration ou dialyse) plus ou moins importante des constituants non protéiques du lactosérum, de manière à obtenir une poudre contenant au minimum 25 % de protéines hydrosolubles. Le concentré est la forme la moins transformée et contient en général 35 à 80 % de protéines en poids. Ils sont utilisés par l’industrie agro-alimentaire.

Ultrafiltration : le lactosérum est filtré, par l'intermédiaire d'un gradient physique (filtre) ⁷²‌ ⁷³‌. L'albumine sérique bovine, l'a-lactalbumine et la lactoglobuline sont exclues ⁷⁴‌.

Microfiltration : la microfiltration est le même procédé que l'ultrafiltration, mais avec un gradient moins restrictif. Selon la taille du gradient, elle n'élimine pas nécessairement les petites bactéries ou virus, et ne peut pas filtrer l'hémoglobine, les vitamines, les minéraux ou les molécules les plus importantes sur le plan nutritionnel ⁷⁵‌.

Posologie et dosage

Les apports totaux conseillés en protéines sont de 1,2 à 1,6 gramme par kilo de poids corporel et par jour selon l’activité physique. Soit 80 grammes de protéines totales pour une femme active de 50 kilos. Ces chiffres comprennent les protéines alimentaires qui doivent être calculées lors d’une supplémentation.

Il n’apparait aucun effet indésirable d'un régime riche en protéines jusqu'à 2,8 g par kilo et par jour, suivi pendant un an chez des athlètes et chez des personnes présentant une fonction rénale normale.

• Les protéines de lactosérum associées aux glucides (1,2 g/kg de glucides associés à 0,4 g/kg de protéines) permettent d'améliorer la synthèse des protéines musculaires ⁷⁶‌ ⁷⁷‌.
• Il est donc conseillé de les consommer une heure avant l’entrainement.
• L'ajout de leucine (0,1 g/kg) pourrait renforcer leurs bienfaits.

Stéatose : 20 à 60 grammes par jour pendant 12 semaines.

Ses effets

Précautions

Sans être spécifique au lactosérum, il est admis qu’un excès de protéines peut provoquer des dommages aux reins chez les humains et présenter un éventuel danger.

Cependant, sans insuffisance rénale, l'apport en protéines ne semble pas nuire à la fonction rénale.

Contre-indications

Maladies rénales

Les personnes, dont le foie ou les reins sont endommagés, doivent faire preuve de prudence lorsqu'elles augmentent rapidement leur apport en protéines sans l'avis d'un médecin. Le lactosérum ne nuit pas au foie ou aux reins, mais il peut exacerber les dommages préexistants.

Grossesse et allaitement

C'est un composant du lait maternel humain ⁷⁸‌ ⁷⁹‌, il est considéré comme bon pour la nutrition infantile ⁸⁰‌. Il est couramment ajouté aux préparations pour nourrissons.

Aucune étude n’a été menée à ce jour sur la consommation de lactosérum durant la grossesse ou l'allaitement.

Chez l’animal, une surconsommation générale de protéines (40% de l'alimentation en calories), pendant la grossesse, pourrait légèrement réduire le poids de naissance ⁸¹‌.

Interactions médicamenteuses

Leucine : l'ajout de leucine (0,1 g/kg) pourrait renforcer ses bienfaits.

Zinc : l'ajout de 30 mg de zinc à une boisson au lactosérum, chez les personnes âgées fragiles (hospitalisées), est capable d'améliorer la sécrétion d'IGF-1 qui stimule la croissance cellulaire ⁸²‌. Cette association rend la supplémentation d’autant plus bénéfique pour les personnes âgées fragiles^{83 84}.‌‌

Questions fréquentes