Evaluation de la fonction mitochondriale des muscles respiratoires du patient BPCO sévère par mise en œuvre de la technique de respiration sur fibres perméabilisées

• Auteur / Autrice : Florence Ribera
• Direction : Eliane Lampert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Muscles -- Métabolisme

Mitochondries

Diaphragme (anatomie)

Emphysème pulmonaire

Bronchopneumopathies obstructives

Résumé

La broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO) est une pathologie qui affecte les muscles respiratoires mais aussi les muscles périphériques. Etant donné le rôle crucial du métabolisme énergétique dans la performance musculaire, nous avons émis l'hypothèse d'une participation des adaptations de cette composante énergétique dans les muscles respiratoires des patients porteurs d'une BPCO. Nous avons donc étudié la fonction mitochondriale et sa régulation, la fonction contractile (isoformes de chaînes lourdes de myosine), le système de transfert d'énergie comme la créatine kinase ainsi que certains enzymes des voies métaboliques aérobie et anaérobie dans le diaphragme costal et les muscles intercostaux externes chez le patient BPCO sévères ainsi que dans le diaphragme costal et les muscles périphériques chez le hamster emphysémateux. L'originalité de cette étude a été l'utilisation de la méthode de fibres perméabilisées à la saponine. Nous avons mis en évidence, dans le diaphragme et les muscles intercostaux externes chez l'homme, une augmentation de la capacité oxydative estimée par la respiration mitochondriale maximale ainsi qu'une amélioration du couplage phosphorylation oxydation. Ces adaptations sont plus importantes dans le diaphragme et sont corrélées aux indices fonctionnels que sont l'obstruction et la distension. Nous n'avons pas retrouvé ces résultats dans le diaphragme de hamster emphysémateux, ni aucune adaptation au niveau de deux muscles périphériques oxydatives et glycolytiques. L'ensemble de ces résultats montre chez les patients emphysémateux sévères une adaptation des muscles inspiratoires, similaire à celles d'un muscle qui serait entraîné en endurance sur une durée prolongée. Ces modifications joueraient un rôle important dans la prévention de la fatigue musculaire chez ces patients. L'absence de résultats obtenus chez le hamster emphysémateux suggère que ce modèle animal n'est pas entièrement superposable à l'emphysème chez l'homme.

Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a pathology that affects respiratory and peripheral muscles. Given the crucial role of energy metabolism in muscle performance, we hypothesized that alterations in the energy metabolism would participate in the respiratory muscles of COPD patients. We thus investigated the mitochondrial function and its regulation, the contractile function (myofibrils) and the compartmentation of energy transfer systems from costal diaphragm and external intercostal muscles in COPD patients and costal diaphragm and two limb muscles in emphysematous hamsters. The originality of these studies was to use the in situ method of skinned fibers. We showed that costal diaphragm and external intercostal muscles in severe COPD patients exhibited adaptations in energy transfer systems and increase of their oxidative capacity. These adaptations were correlated in the diaphragm with indexes of obstruction and hyperinflation. We did not find any modification of diaphragm or peripheral muscles in emphysematous hamsters. Altogether, the results demonstrate in severe COPD patients, adaptations in respiratory muscles similar to the effects of long endurance training muscles. These modifications would play an important role in muscular fatigue prevention. The lack of results in emphysematous hamsters indicates that this model is not entirely superposable to the human emphysematous disease.