Effet hypertrophique de l'exercice d'endurance et mécanismes potentiels

L'exercice d'endurance, ou « aérobie », est généralement considéré comme un exercice cardiovasculaire et n'est généralement pas associé à une hypertrophie musculaire. Il est défini comme un effort de faible intensité exercé sur un muscle pendant une période prolongée, comme l'effet du jogging sur les muscles du mollet, mais il englobe également l'utilisation de charges légères en musculation . Cependant, une étude récente, portant sur les pathologies musculaires chez le rat diabétique, a mis en évidence l'effet hypertrophique de l'exercice d'endurance (ici, la course sur tapis roulant sur le muscle gastrocnémien), même chez le rat non diabétique. Cette étude décrit également deux protéines musculaires spécifiques, la kinésine 5B (KIF5B) et la protéine associée à la croissance 43 (GAP-43), leur dysfonctionnement dans le diabète et la façon dont l'exercice d'endurance favorise l'hypertrophie musculaire via ces voies de signalisation protéiques spécifiques.

Dans cette étude, 52 rats mâles ont été répartis en 4 groupes : témoins (sains, non diabétiques), témoins entraînés à l’endurance, diabétiques et diabétiques entraînés à l’endurance. L’abondance des protéines K1F5B, GAP-43 et PAX7 (cellules satellites musculaires responsables de la régénération musculaire après des lésions musculaires induites par ^l’ exercice² ) ainsi que la surface de section transversale (SCT) du muscle gastrocnémien ont été calculées.

Le groupe de diabétiques non entraînés présentait une surface de section transversale (SCT) du gastrocnémien significativement inférieure à celle du groupe témoin non entraîné, ainsi qu'un nombre de noyaux musculaires (myonoyaux) presque deux fois moindre et une abondance de cellules satellites (PAX7) presque trois fois inférieure à celle du groupe témoin non entraîné. Ceci témoigne de pathologies musculaires squelettiques majeures chez les diabétiques. En revanche, le groupe de diabétiques entraînés présentait des paramètres de santé musculaire significativement meilleurs , avec une SCT, un nombre de myonoyaux et une abondance de PAX7 presque identiques à ceux des témoins non entraînés, suggérant un effet hypertrophique significatif de l'entraînement d'endurance et son potentiel thérapeutique pour contrer les pathologies musculaires induites par le diabète. Les témoins sains entraînés présentaient des paramètres musculaires significativement supérieurs à ceux de tous les autres groupes, avec une SCT, un nombre de myonoyaux et une abondance de PAX7 nettement plus élevés.

La protéine KIF5B était significativement et positivement corrélée au nombre de myonoyaux et à la surface de section transversale musculaire (SCT). Son expression était modérément diminuée chez les patients diabétiques, et l'entraînement d'endurance l'augmentait significativement. KIF5B serait responsable du positionnement des myonoyaux dans le muscle (contrairement à la plupart des autres types cellulaires, les muscles possèdent plusieurs noyaux, et de nouveaux myonoyaux peuvent être créés, même chez l'adulte, par des méthodes telles que l'exercice ^de résistance³ ). De plus, la protéine GAP-43 était également significativement et positivement corrélée au nombre de myonoyaux et à la SCT. Son expression était également modérément diminuée chez les patients diabétiques , et l'entraînement d'endurance l'augmentait significativement. GAP-43 serait impliquée dans la régulation du métabolisme du calcium. Par conséquent, la surexpression de ces deux protéines localement dans le muscle gastrocnémien, induite par l'entraînement d'endurance, semble produire un effet hypertrophique, potentiellement via ces voies de signalisation protéiques. Cette recherche apporte également un éclairage nouveau sur les causes potentielles des dysfonctionnements musculaires squelettiques, tels que l'atrophie observée chez les patients diabétiques.

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Références:  

1. Rahmati, M., Taherabadi, SJ 2021. Les effets de l'entraînement physique sur l'expression de la kinésine et de GAP-43 dans les fibres musculaires squelettiques de rats diabétiques induits par STZ. Sci Rep 11, 9535. https://doi.org/10.1038/s41598-021-89106-6 

2. Sambasivan R, Yao R, et al 2011. Les cellules satellites exprimant Pax7 sont indispensables à la régénération des muscles squelettiques adultes. Développement. 2011 septembre ; 138 (17) : 3647-56. est ce que je: https://doi.org/10.1242/dev.067587 . Erratum dans : Développement. octobre 2011 ; 138 (19 : 4333). PMID : 21828093. 

3. Bruusgaard JC, Johansen IB, et al 2010. Les myonoyaux acquis par l'exercice de surcharge précèdent l'hypertrophie et ne sont pas perdus au désentraînement. Actes de la National Academy of Sciences août 2010, 107 (34) 15111-15116; EST CE QUE JE: https://doi.org/10.1073/pnas.0913935107  

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