Modulation du métabolisme énergétique du muscle par les nutriments et la nutrition : rôle potentiel d'un dialogue muscle squelettique-tissu adipeux et implication du métabolisme des lipides

• Auteur / Autrice : Emilie Chanséaume
• Direction : Béatrice Morio
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé. Nutrition
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Homéostasie

Tissu adipeux

Mitochondries

Manifestations métaboliques des maladies

Résumé

L'obésité est fréquemment associée à une insulinorésistance, étape qui précède de 10 à 20 ans l'apparition du diabète de type 2. Ces perturbations métaboliques s'accompagnent généralement d'un dysfonctionnement mitochondrial dans le muscle squelettique. De ces observations a émergé l'hypothèse d'un rôle causal des mitochondries dans l'étiologie de ces pathologies. L'objectif de ce travail était 1- de tester l'impact de la nutrition sur le métabolisme énergétique du muscle et plus particulièrement sur l'activité mitochondriale et 2- d'étudier le rôle potentiel d'un dialogue entre le muscle et le tissu adipeux dans l'induction du dysfonctionnement mitochondrial. Une étude transversale a été mise en place afin d'analyser l'effet des nutriments (qualité et quantité) sur le métabolisme énergétique du muscle du rat Wistar. Après validation du modèle, une approche chronologique a permis d'analyser la séquence d’installation des perturbations métaboliques. Ce travail démontre que la nutrition, et par-dessus tout, l'excès d'énergie, perturbe l'activité mitochondriale (activité OXPHOS et production de radicaux libres), malgré une stimulation de la synthèse des protéines mitochondriales. Ces adaptations diffèrent selon la typologie du muscle et affectent plus spécifiquement les fibres oxydatives. La diminution des capacités oxydatives mitochondriales dans le muscle n'est pas le facteur causal conduisant au développement de l'insulinorésistance. Cependant, les résultats soulignent le fait qu'une stimulation de l'activité mitochondriale peut participer à l'amélioration de l'homéostasie lipidique et glucidique. Finalement, l'ensemble de ce travail confirme que toute stratégie visant à réduire la disponibilité en acides gras est une approche pertinente de prévention des maladies métaboliques.

Obesity is frequently associated with insulin resistance, a feature that precedes by 10 to 20 years the clinical development of type 2 diabetes. These metabolic disturbances are generally combined with mitochondrial dysfunction in skeletal muscle. From these findings has emerged the hypothesis that mitochondria may play a causal role in the aetiology of such pathologies. The aim of this work was 1- to investigate the impact of nutrition on muscle energy metabolism and more particularly on mitochondrial activity and 2- to study the potential role of a cross talk between skeletal muscle and adipose tissue in the induction of mitochondrial dysfunction. A cross study was designed in order to examine the effect of nutrients (quality and quantity) on muscle energy metabolism in Wistar rats. Once our model was validated, a chronological study was used to determine the sequence of events leading to metabolic disorders. This work demonstrates that nutrition, and above all, excess energy intake, influences mitochondrial activity (OXPHOS activity and reactive species production), despite increased synthesis of mitochondrial proteins. These adaptations are muscle-type specific and alter more specifically the oxidative fibers. The decrease in mitochondrial oxidative capacities is not causally related to insulin resistance. However, the results evidence that the enhancement of mitochondrial activity may be involved in the improvement of lipid and glucose homeostasis. On the whole, this work confirms that any strategy to reduce fatty acids availability is a relevant approach to prevent the development of metabolic disorders.