Mutation HFE et performance physique

HFE mutation and physical performance

• Auteur / Autrice : Haidar Djemai
• Direction : Philippe Noirez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du sport
• Date : Soutenance le 19/10/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du sport, de la motricité et du mouvement humain (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche biomédicale et d'épidémiologie du sport (2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Toussaint
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdellah Merzouk, Christophe Hourdé
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christelle Koechlin-Ramonatxo, Jean-Marc Moulis

Mots clés

Mots clés contrôlés

Calorimétrie indirecte

Surcharge en fer

Protéine de l'hémochromatose

Vieillissement

Performance (sports)

Entraînement (sports)

Hémochromatoses

Mots clés libres

Gène HFE

Hémochromatose

Surcharge en fer

Calorimétrie indirecte

Entraînement physique individualisé

Vieillissement

HFE gene

Hemochromatosis

Iron overload

Indirect calorimetry

Individualized physical training

Aging

Résumé

L’amélioration de la performance physique suscite l’intérêt du monde sportif comme du monde médical. La performance est multifactorielle. Elle est soumise à un facteur incontournable : le transport, la disponibilité et l’utilisation de l’oxygène. Mais elle relève aussi de l’interaction de facteurs environnementaux et génétiques. Certaines mutations confèrent un avantage sélectif en participant au développement de caractéristiques physiques pouvant conduire à une sélection des meilleurs potentiels. Si la mutation du gène HFE (High-Fe) dans sa forme homozygote induit une hémochromatose héréditaire (HH) caractérisée par une surcharge en fer et l’apparition de certaines pathologies avec l’âge comme la cardiomyopathie, 80 % des athlètes présentent une mutation dans ce gène. Le fer est impliqué dans de nombreuses réactions métaboliques et physiologiques telles l’érythropoïèse, le transport et l’utilisation de l’oxygène. Nous avons étudié les effets de la mutation du gène HFE chez des souris sédentaires, entraînées et au cours du vieillissement. Dans une première étude, nous nous sommes intéressés à l’évaluation des différents paramètres physiques et physiologiques des souris sédentaires mutées hétérozygotes (HT) ou homozygotes (KO) pour le gène HFE. Nous avons montré que les souris HT ont une meilleure performance physique que le groupe contrôle et le groupe KO. Dans une deuxième étude, nous avons évalué les propriétés contractiles des muscles et exploré le métabolisme et les caractéristiques musculaires de notre modèle. Nous avons pu montrer que la mutation HFE n’a aucune influence sur les propriétés contractiles ni sur le potentiel oxydatif des muscles. Cependant, l’analyse immunohistochimique des muscles montre une corrélation entre la consommation d’oxygène et le type de chaîne lourde de la myosine chez les souris KO. Dans une troisième étude, nous avons mis en évidence que la performance reste significative plus élevé chez les souris HT après un entraînement physique individualisé et adapté de 3 mois sur un tapis roulant. Enfin, afin de comprendre l’influence de la mutation sur la performance cardiaque, dans une quatrième étude nous avons effectué un suivi longitudinal par échocardiographie. Nous avons observé une diminution de la performance cardiaque avec l’âge et d’une façon plus importante chez les souris KO ; cette diminution a été contrecarrée par l’entraînement. En conclusion, une charge en fer optimale comme dans le cas des hétérozygotes pour le gène HFE pourrait être bénéfique pour la performance physique.

Improving physical performance is attracting interest from both the sporting and medical world. Performance is multi-factorial. It is subject to an unavoidable factor: the transport, availability and use of oxygen. But it also comes from the interaction of environmental and genetic factors. Some mutations confer a selective advantage by participating in the development of physical characteristics that can lead to a selection of the best potentials. If the mutation of the HFE gene (High-Fe) in its homozygous form induces an hereditary hemochromatosis (HH) characterized by an iron overload and the appearance of certain pathologies with age such as cardiomyopathy, 80% of the athletes present a mutation in this gene. Iron is involved in many metabolic and physiological reactions such as erythropoiesis, transport and the use of oxygen. We studied the effects of the mutation of HFE gene in sedentary, entrained mice and during aging. In a first study, we were interested in evaluating the different physical and physiological parameters of sedentary mice heterozygous (HT) or homozygous (KO) mutated for HFE gene. We have shown that HT mice have better physical performance than control group and KO group. In a second study, we assessed the contractile properties of muscles and explored the metabolism and muscle characteristics of our model. We were able to show that HFE mutation has no influence on the contractile properties of the muscles or the oxidative potential of the muscles. However, immunohistochemical analysis of muscles shows a correlation between oxygen consumption and the type of myosin heavy chain in KO mice. In a third study, we demonstrated that the performance remains higher in HT mice after an individualized and adapted physical training of 3 months on a treadmill. Finally, in order to understand the influence of the mutation on cardiac performance, in a fourth study we performed a longitudinal follow-up by echocardiography. We observed a decrease in cardiac performance with age and more importantly in KO mice; this decrease was thwarted by the training. In conclusion, an optimal iron charge as in the case of heterozygous for HFE gene could be beneficial for physical performance.