Comparaison des effets de deux modalités d'entraînement (excentrique vs. Concentrique) sur le muscle squelettique chez le rat jeune et agé : Etude de la fonction mitochondriale

Comparison of the effects of two methods of training (eccentric vs. Concentric) on the skeletal muscle in young and old rats : Study of mitochondrial function

• Auteur / Autrice : Marie-Eve Isner-Horobeti
• Direction : Ruddy Richard, François Piquard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes, populations, interactions
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rats de laboratoire

Muscles -- Métabolisme

Stress oxydatif

Mitochondries

Respiration cellulaire

Résumé

L’activité physique permet le développement de la performance aérobie en modifiant à la fois la morphologie et le métabolisme musculaires. Parmi les modalités d’entraînement, l’exercice peut se faire en mode concentrique ou excentrique, et ce à différentes intensités. Comparé à l’exercice concentrique classique, l’exercice excentrique permet de développer une puissance musculaire supérieure à moindre coût. Il est clairement établi que la mitochondrie joue un rôle dans les réponses à l’exercice et est une des sources principales de production des radicaux libres, dont les ROS (espèces réactives oxygénées) font partie. A ce jour, peu d’études ont été consacrées aux effets de l’exercice excentrique sur la respiration mitochondriale et la production de ROS. La première partie de ce travail a montré que, in vitro, l’exercice excentrique, n’augmente pas la respiration mitochondriale musculaire, quel que soit le phénotype musculaire, mais augmente la production de ROS. Le dommage musculaire induit par l’exercice excentrique joue un rôle dans l’augmentation des ROS, car un taux trop élevé constitue un facteur délétère pour la biogénèse mitochondriale. La seconde partie de ce travail a montré qu’il n’y a pas de différence pour les capacités oxydatives en réponse à l’entraînement excentrique chez les sujets âgés comparés aux sujets jeunes, suggérant que les phénomènes d’adaptations incluant la fonction mitochondriale n’étaient pas altérés. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons montré l’intérêt et la pertinence de l’utilisation de microbiopsies musculaires, moins invasives pour l’Homme, et qui permettent d’obtenir des valeurs de respiration mitochondriale musculaire superposables à celles obtenues avec la technique de Bergström, classiquement utilisée. Ces travaux ont permis de préciser les adaptations mitochondriales après exercice excentrique ainsi que le rôle du dommage musculaire et du stress oxydant dans ce mode de contraction aussi bien chez le sujet jeune que chez le sujet âgé.

Physical activity allows the development of aerobic performance by modifying both muscular morphology and metabolism. Among the training modalities, the exercise can be performed in either concentric or eccentric mode, and at various intensities. Compared to concentric training, eccentric training allows reaching at equal intensity a superior muscular strength at a lesser metabolic cost. It has been clearly established that mitochondria plays a role in the responses to exercise and is one of the main sources of production of free radicals, to which the ROS (reactive oxygen species) belong. However, only few studies have been devoted to the effects of eccentric training on mitochondrial respiration and ROS production. The first part of this work has shown that, in vitro, eccentric training, performed at the same mechanical power as concentric exercise, does not increase the muscular mitochondrial respiration, whatever the muscular phenotype, but increases ROS production. The muscular damage induced by eccentric training contributes to ROS enhancement, and yet a too high rate has deleterious effects on mitochondrial biogenesis. The second part of this work has shown that there is no difference for oxidative capacities in response to eccentric training in older subjects compared to younger subjects, suggesting that the adaptation mechanisms including the mitochondrial function were not altered. In the last part of this work, we have shown the interest and the relevance of the use of muscular microbiopsies, less invasive in Humans, and which allow obtaining muscular mitochondrial respiration values superimposable on those obtained with the usually used Bergström technique. These works have allowed clarifying the mitochondrial adaptations following eccentric training, as well as the role of muscular damage and oxidative stress in this contraction modality, in either younger or older subjects.