Branched chain amino acids, an "essential" link between diet, clock and sleep? - Équipe WAKING, Physiologie Intégrée du Système d'Éveil du Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon Access content directly
Translation Year : 2022

Branched chain amino acids, an "essential" link between diet, clock and sleep?

Les acides aminés branchés, un lien « essentiel » entre alimentation, horloge et sommeil ?

Abstract

The branched-chain amino acids: leucine, isoleucine and valine occupy a special place among the essential amino acids because of their importance not only in the structure of proteins but also in general and cerebral metabolism. Among the first amino acids absorbed after food intake, they play a major role in the regulation of protein synthesis and insulin secretion. They are involved in the modulation of brain uptake of monoamine precursors with which they may compete for occupancy of a common transporter. In the brain, branched-chain amino acids are involved not only in protein synthesis but also in the metabolic cycles of GABA and Glutamate, and in energy metabolism. In particular, they can affect GABAergic neurons and the excitation/inhibition balance. Branched-chain amino acids are known for the 24-hour rhythmicity of their plasma concentrations, which is remarkably conserved in rodent models. This rhythmicity is partly circadian, independent of sleep and food. Moreover, their concentration increases when sleep is disturbed and in obesity and diabetes. The mechanisms regulating these rhythms and their physiological impact remain poorly understood. In this context, the Drosophila model has not yet been widely used, but it is highly relevant and the first results indicate that it can generate new concepts. The elucidation of the metabolism and fluxes of branched-chain amino acids is beginning to shed light on the mysterious connections between clock, sleep, and metabolism, opening the possibility of new therapies.
Les acides aminés branchés : leucine, isoleucine et valine occupent une place particulière parmi les acides aminés essentiels de par leur importance non seulement dans la structure des protéines mais aussi dans le métabolisme général et cérébral. Ils sont parmi les premiers acides aminés absorbés après la prise alimentaire et jouent un rôle majeur dans la régulation de la synthèse protéique et de la sécrétion d’insuline. Ils participent à la modulation de l’import cérébral des précurseurs de monoamines avec lesquels ils peuvent entrer en compétition pour l’occupation d’un transporteur commun. Dans le cerveau, les acides aminés branchés interviennent également dans les cycles métaboliques du GABA et du Glutamate, et dans le métabolisme énergétique. Ils peuvent notamment affecter les neurones GABAergiques et la balance excitation/inhibition. Les acides aminés branchés sont connus pour la rythmicité sur 24h de leurs concentrations plasmatiques qui est remarquablement conservée chez les modèles rongeurs. Cette rythmicité est en partie circadienne, indépendante du sommeil et de l’alimentation. Par ailleurs leur concentration augmente lorsque le sommeil est perturbé ainsi que dans l’obésité et le diabète. Les mécanismes régulant ces rythmes et leur impact physiologique restent mal compris. Dans ce contexte, le modèle drosophile a encore été peu utilisé, mais il a toute sa pertinence et les premiers résultats indiquent qu’il peut générer de nouveaux concepts. L’élucidation du métabolisme et des flux des acides aminés branchés commence à éclairer les connections mystérieuses qui existent entre horloge, sommeil, et métabolisme, ouvrant la possibilité de nouvelles thérapies.
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Dates and versions

hal-03841034 , version 1 (06-11-2022)

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Laurent Seugnet. Branched chain amino acids, an "essential" link between diet, clock and sleep?. 2022. ⟨hal-03841034⟩
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