Le fer et le microbiote intestinal : deux nouvelles cibles pour améliorer les capacités fonctionnelles et musculaires en condition d'hypoactivité

Iron and gut microbiota : new targets to prevent functional and muscle decline due to hypoactivity

• Auteur / Autrice : Kevin Nay
• Direction : Christelle Koechlin-Ramonatxo, Frédéric Derbré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du sport (staps)
• Date : Soutenance le 18/10/2019
• Etablissement(s) : Rennes 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Mouvement Sport Santé / M2S
• Jury : Président / Présidente : Pascal Guggenbuhl
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Audrey Bergouignan, Olivier Loréal
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Boisseau, Damien Freyssenet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fer

Effets physiologiques

Flore intestinale

Dysbiose

Muscles striés

Muscles -- Fatigue

Mots clés libres

Protéosynthèse

Dysbiose

Fatigue Musculaire

Propriétés Contractiles

Proteosynthesis

Dysbiosis

Muscle Fatigue

Contractile Property

Résumé

L'hypoactivité est caractérisée par une absence de contraintes sur le système musculo-squelettique. Il est aujourd'hui reconnu que les astronautes en impesanteur ainsi que les personnes hospitalisées et/ou alitées subissent ce phénomène. Ceci ayant pour conséquence de diminuer leurs capacités fonctionnelles en altérant notamment la fonction musculaire et le transport d'oxygène. Afin d’améliorer la santé des astronautes en mission tout comme la prise en charge des patients alités, il apparait nécessaire de mieux comprendre l’étiologie des altérations physiologiques induites par l'hypoactivité. Présentant des interactions potentielles avec le muscle squelettique, le métabolisme du fer et le microbiote intestinal constituent des cibles innovantes pouvant jouer un rôle dans ces altérations. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier les relations existantes entre microbiote intestinal, fer et muscle squelettique en condition d'hypoactivité et d'en décrire les mécanismes sous-jacents. En s'appuyant sur des modèles animaux et humains, nos travaux mettent en évidence une redistribution du fer dans l’organisme du sujet hypoactif, provoquée en grande partie par une augmentation de la synthèse d’hepcidine. Travail princeps démontrant un impact de la modulation du microbiote intestinal sur l’endurance du muscle squelettique, nos résultats pointent le métabolisme du glucose comme un acteur potentiel, alors que des indices de dysbiose en condition d’hypoactivité sont suggérés. L’ensemble de ce travail ouvre sur de nouvelles contre-mesures et stratégies thérapeutiques innovantes dans la prise en charge de la santé des astronautes et des patients alités.

Hypoactivity is characterized by a lack of mechanical constraints on the musculoskeletal system, and affects a wide range of individuals, from bedridden and hospitalized patients, to astronauts subjected to hypoactivity. Specifically, hypoactivity reduces functional abilities by altering, among others, muscle function and oxygen transport. To improve astronauts’ health during and after missions, or bedridden patients’ care, understanding its underlying mechanisms is necessary. Since they seem to interact with skeletal muscle, iron metabolism and gut microbiota could play a key role in functional disorders related to hypoactivity. The aim of this PhD thesis was to study the crosstalk between gut microbiota, iron and skeletal muscle during hypoactivity and to identify the underlying mechanisms. Based on animal and human models, our work highlights that iron misdistribution occurs during hypoactivity, especially due to hepcidin upregulation. By demonstrating for the first time the effect of gut microbiota on skeletal muscle endurance, our results support that glucose homeostasis plays a key role in this mechanism. Furthermore, some indicators of gut dysbiosis are suggested in hypoactivty. Our work opens promising and innovative countermeasures for therapeutic strategies destined to improve astronauts‘ health and patients’ care.