Balance protéique et phénotype musculaire

Protein balance and muscular phenotype

• Auteur / Autrice : Gwénaëlle Begue
• Direction : Robin Candau, Guillaume Py
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du Mouvement Humain - Montpellier
• Date : Soutenance le 12/04/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 1
• Ecole(s) doctorale(s) : EA 4202 - INSERM ERI 25 - Muscle et Pathologies (Montpellier)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Dynamique du muscle et métabolisme (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Robin Candau, Guillaume Py, Henri Benoît
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lydie Combaret, Marc Francaux
• DOI : 10.70675/19ee01bbz26ecz4fcdz845dzdd59b970d35b

Mots clés

Mots clés contrôlés

Exercices physiques

Interleukine 6

Hypertrophie

Mots clés libres

Exercice en résistance

Hypertrophie musculaire

Interleukine-6

Protéolyse

Système autophagique-lysosomal

Système ubiquitine-protéasome

Resistance exercise

Muscular hypertrophy

Interleukin-6

Proteolysis

Autophagic-lysosomal system

Ubiquitin-proteasome system

Résumé

Le maintien de la masse musculaire est étroitement lié à la balance entre la synthèse et la dégradation des protéines. L'exercice physique est un puissant régulateur de la balance protéique et plus particulièrement l'exercice en résistance. S'intéresser à la balance protéique après un exercice s'inscrit dans une compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires conduisant aux phénomènes d'hypertrophie et/ou d'atrophie musculaire. Nos travaux mettent en évidence que l'hypertrophie obtenue dans le muscle FDP après 10 semaines d'un entraînement en résistance chez le rat, est en lien avec l'activation chronique de la voie IL-6/STAT3 après chaque exercice aigu, en partie au sein du pool de cellules satellites activées. En phase proliférative, les cellules dont la voie de signalisation STAT1/STAT3 est activée, répriment l'expression des facteurs myogéniques comme MyoD et retournent ainsi à l'état quiescent, concourant à augmenter le pool de réserve. Ces mécanismes participent à la synthèse protéique par l'apport de nouveau matériel génétique au sein des fibres musculaires conduisant à une augmentation de leur surface de section ainsi qu'à leur conversion phénotypique avec l'entraînement. L'exercice en résistance favorisant la protéolyse, nos travaux ont cherché à caractériser les systèmes protéolytiques (autophagique-lysosomal, ubiquitine-protéasome) impliqués dans la balance protéique post-exercice. Les marqueurs moléculaires étudiés (activités enzymatiques du protéasome et de la cathepsine L, expression protéique et génique de LC3B, des E3 ligases…) ne permettent pas d'expliquer clairement les +30% de protéolyse obtenus une heure après des contractions excentriques sur muscle EDL isolé de rat en condition à jeun. Des perspectives d'étude des systèmes des calpaines, des caspases et/ou des métalloprotéases matricielles sont alors à envisager.

The maintain of muscle mass is closely controlled by protein synthesis and degradation balance. Physical activity and mainly resistance exercise is a powerful stimulus to positive muscle protein balance. To understand how protein balance is regulated after exercise, cellular and molecular mechanisms leading to muscular hypertrophy and/or atrophy have to be elucidated. Our works point out that FDP muscular hypertrophy after 10 weeks of resistance training in rat is partly due to the chronically activation of IL-6/STAT3 signaling pathway, occurring in the activated satellite cell pool, after each single exercise bout. Once activated and engaged in the myogenic program, cells in which STAT1/STAT3 signaling pathway is activated, could downregulate MyoD and return to a quiescent state, leading to increase satellite cell reserve's pool. These events participate to enhance protein synthesis by the incorporation of new genetic material into muscle fiber leading to increase their cross sectional area and phenotypic shift after training. As resistance exercise increases proteolysis, our works attempt to characterize the proteolysis systems (lysosomal-autophagic, ubiquitin-proteasome) involved in protein balance after exercise. The molecular markers measured ( chymotrypsin-like and cathepsin L activities, protein and gene expressions of LC3B, E3 ligases…) could not explain the +30% of proteolysis obtained one hour after resistance eccentric contractions on EDL muscle of starved rats. Further studies based on calpains, caspases and metalloproteinase activities and/or expressions should bring us valuable information.