Biogenèse mitochondriale et état redox : adaptations musculaires à l’entraînement physique d’intensité modérée et élevée chez des modèles poisson et murin

Mitochondrial biogenesis and redox state : muscular adaptations to moderate and highintensity training in fish and murine models

• Auteur / Autrice : Morgane Pengam
• Direction : Christine Moisan, Bernard Simon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie, physiophatologie, biologie systémique médicale
• Date : Soutenance le 30/03/2021
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Optimisation des régulations physiologiques (Brest, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Jean Laroche
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christine Moisan, Bernard Simon, Jean Laroche, Claire Thomas-Junius, Damien Roussel, Frédéric Daussin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Claire Thomas-Junius, Damien Roussel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydoréduction

Mitochondries

Métabolisme

Muscles striés

Exercices physiques

Mots clés libres

Entraînement continu d’intensité modérée

Entraînement par intervalles de haute intensité

Muscle squelettique

Biogénèse mitochondriale

État redox

Moderate-intensity continuous training

High-intensity interval training

Skeletal muscle

Mitochondrial biogenesis

Redox state

Résumé

L’activité physique régulière est reconnue pour ses effets bénéfiques sur la santé, médiés, en partie par la stimulation de la biogénèse mitochondriale et des capacités antioxydantes du muscle squelettique. Cependant, certains mécanismes cellulaires impliqués dans ces adaptations restent encore à élucider. A partir de deux modèles animaux (truite arc-en-ciel et rat Wistar), les effets de deux entrainements physiques d’intensité modérée (MICT, Moderateintensity continuous training) et élevée (HIIT, High-intensity interval training) ont été comparés. Les réponses transcriptionnelles et protéiques impliquées dans les processus aérobies ont été évaluées dans le muscle squelettique. Quel que soit le modèle, deux types de muscles de typologie différente ont été étudiés. L’un compose majoritairement de fibres lentes oxydatives et l’autre de fibres rapides glycolytiques. Nos résultats montrent que le HIIT a eu plus d’impact que le MICT sur la voie de signalisation AMPK–PGC-1α ainsi que sur la biogénèse mitochondriale et les systèmes antioxydants. Ces modifications sont plus importantes dans les fibres oxydatives que dans les fibres glycolytiques. Les réponses interspécifiques fibres-dépendantes (globalement similaires chez les deux modèles) confortent l’utilisation du poisson dans ce champ d’investigation. Enfin, les résultats obtenus chez le rat sain ouvrent des perspectives intéressantes pour la prévention primaire des maladies métaboliques.

Regular physical activity is recognized for its benefic effects on health, mediated, in part, by the mitochondrial biogenesis and the oxidative capacities in skeletal muscle. However, some cellular mechanisms involved in these adaptations are not still elucidated. From two animal models (rainbow trout and Wistar rat), the effects of moderate-intensity continuous training (MICT) and high-intensity interval training (HIIT) were compared. Transcript and protein responses involved in aerobic processes were evaluated in skeletal muscle. Whatever the model, two muscles of different typology were studied. One mainly composed of slow-oxidative fibers and another of fast-glycolytic fibers. Our results showed that HIIT had more impact than MICT on AMPK–PGC-1α signaling pathway, mitochondrial biogenesis and antioxidant systems. These modifications were more important in oxidative fibers than in glycolytic ones. The interspecific fiber-dependent responses (globally similar for the two models) encourage the use of the fish in this investigation scope. Finally, the results obtained in healthy rat offer interesting perspectives for primary prevention in metabolic diseases.