La quantité et la densité des mitochondries sont associées à un métabolisme oxydatif accru. Il a été démontré qu’un régime hypocalorique riche en graisses et faible en glucides (HF/LC) peut réguler à la hausse les marqueurs transcriptionnels de la biogénèse mitochondriale ; ceci devait encore être exploré in vivo après un régime riche en protéines et faible en glucides (HP/LC). Les objectifs de l’étude étaient donc d’explorer ces régimes sur les marqueurs transcriptionnels de la biogénèse mitochondriale, la composition corporelle et le taux métabolique au repos (RMR). Quarante-cinq participants masculins en bonne santé se sont vus attribuer au hasard l’un des quatre régimes d’intervention suivants : régime eucalorique à haute teneur en protéines et à faible teneur en glucides (PRO-EM), régime hypocalorique à haute teneur en protéines et à faible teneur en glucides (PRO-ER), régime eucalorique à haute teneur en glucides (CHO-EM) ou régime hypocalorique à haute teneur en glucides (CHO-ER). Le rapport des macronutriments du régime hyperprotéiné et du régime hyperglucidique était respectivement de 40:30:30% et 10:60:30% (PRO:CHO:FAT). L’apport énergétique des régimes hypocaloriques a été calculé pour correspondre au taux métabolique au repos. Les participants ont visité le laboratoire à 3 reprises, chacune séparée par 7 jours. À chaque visite, la composition corporelle, le taux métabolique au repos et une biopsie musculaire du muscle vaste latéral ont été recueillis. Avant les visites 1 et 2, les participants ont consommé leur régime habituel, qui a servi de contrôle. Entre les visites 2 et 3, le régime d’intervention a été consommé en continu pendant 7 jours. Aucun effet groupe × temps n’a été observé, cependant dans le groupe PRO-ER une augmentation significative de l’expression des ARNm AMPK, PGC-1α, SIRT1 et SIRT3 a été observée après l’intervention du régime alimentaire (p < 0,05). Aucun changement n’a été observé dans aucun des marqueurs transcriptionnels dans les 3 autres groupes. Malgré une réduction de ∼30% de l’apport calorique, aucune différence dans la perte de masse maigre (LM) n’a été observée entre les groupes PRO-ER et CHO-EM. Les résultats de cette étude suggèrent qu’un régime hypocalorique de 7 jours, riche en protéines et pauvre en glucides, augmente l’expression de l’AMPK, de SIRT1 et de PGC-1 α au repos, et suggèrent également que l’augmentation des protéines alimentaires peut atténuer la perte de masse maigre dans un état hypocalorique.