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Thèse soutenue

Espèces réactives de l'oxygène et contrôle sensorimoteur musculaire

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Auteur / Autrice : Christelle Brerro-Saby
Direction : Yves Jammes, Stéphane Delliaux
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physiologie
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Aix-Marseille 2

Résumé

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Le contrôle sensorimoteur est le fondement des adaptations musculaires à l’environnement. L’hyperproduction des espèces réactives de l’oxygène (ROS) est le lieu commun de la suractivité physique en condition de normoxie et de l’hyperoxie. L’hyperoxie potentialise cette production de ROS. Notre travail de thèse avait pour but de montrer les conséquences du stress oxydatif sur le système sensorimoteur. Nous avons émis l’hypothèse que les ROS pouvaient intervenir dans les phénomènes de modulation de la transduction du signal nerveux par les fuseaux neuromusculaires (FNM) et les afférences du groupet IV (métaborécepteurs). Chez l’Homme sain, nos études ont associé des méthodes d’électrophysiologie non invasives (réponse tonique à la vibration ou TVR, explorant la boucle réflexe fusoriale ; onde M ; réflexe d’Hoffman ou H ; analyse spectrale de l’électromyogramme ou EMG) et des dosages sanguins d’acide lactique, de marqueurs du stress oxydatif (substances réactives à l’acide thiobarbiturique ou TBARS, et acide ascorbique réduit ou RAA) et d’une protéine de stress (Hsp27). Ces mesures ont été effectuées au repos et après un exercice de handgrip conduisant à la fatigue, en conditions de normoxie ou d’hyperoxie normobare. Les résultats de nos trois études humaines ont montré : 1) en condition de normoxie et indépendamment de toute modification de la commande motrice centrale, une réduction de TVR traduisant une dépression des propriétés de transduction des FNM, associée à l’hyperproduction d’acide lactique. Cette réponse dépressive initiale est suivie d’une facilitation de TVR, concomitante de l’hyperproduction des ROS. Les modifications biochimiques induites par l’exercice (acidose et stress oxydatif) influencent donc la mécanosensibilité ; 2) en condition d’hyperoxie et chez le sujet au repos, une facilitation de la conduction nerveuse périphérique (onde M) et centrale (réflexe H) associée à une diminution de TVR. L’hyperoxie produit un stress oxydatif et élève le taux sanguin d’Hsp27 ; 3) en condition d’hyperoxie et chez l’individu maintenant un handgrip statique, le stress oxydatif faisant suite à l’exercice est aboli et la réponse des Hsp27 est doublée. Ainsi la combinaison de deux circonstances extrêmes (hyperoxie et exercice) semble induire une réponse adaptative, protégeant le muscle contre une production excessive des ROS, semble-t-il en rapport avec le rôle des protéines chaperonnes (Hsp). Chez le Rat, nous avons combiné l’enregistrement de l’activité des FNM et des fibres IV ou métaborécepteurs du nerf péronier commun et des dosages intramusculaires (isoprostanes, cytokines IL-6), et étudié les modifications de ces variables à la stimulation électrique fatigante, à l’injection d’un oxydant majeur (péroxyde d’hydrogène, H2O2) et /ou d’un antioxydant (superoxyde dismutase, SOD). Ces études confirment l’intervention des ROS dans la modulation des messages afférents d’origine musculaire. Ainsi, les ROS sont un stimulus efficace aussi bien des FNM que des afférences musculaires de type IV. En conclusion, les résultats obtenus chez l’Homme et chez l’animal mettent en avant le rôle clé des ROS, dans la régulation du contrôle sensorimoteur par les afférences métabosensibles ou mécanosensibles. Ceci suggère la possibilité d'un effet bénéfique des ROS qui pourrait intervenir dans les adaptations de la commande sensorimotrice musculaire à l'exercice.