Évaluation préclinique et clinique des effets de l’inactivité physique extrême sur la régulation du métabolisme du fer et des métaux non-ferreux chez l’homme et la femme

Impact of extreme physical inactivity on the regulation of iron metabolism and non-ferrous metals in males and females

• Auteur / Autrice : Mathieu Horeau
• Direction : Olivier Loréal, Frédéric Derbré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives
• Date : Soutenance le 21/12/2023
• Etablissement(s) : Université de Rennes (2023-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : SVS
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Nutrition, métabolismes et cancer (Rennes ; 2017-....) - Mouvement, Sport, Santé (Rennes)
• Jury : Président / Présidente : Marc-Antoine Custaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Courbon, Guillemette Gauquelin-Koch
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Mura, Audrey Bergouignan
• DOI : 10.70675/4661e8d1z4af6z4a7bzaf5aze1bf1202b1fa

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments traces

Gravité réduite

Troubles du métabolisme du fer

Exercices physiques

Mots clés libres

Élément traces

Microgravité

Pathologies

Zinc

Cuivre

Manganèse

Trace elements

Spaceflight

Disuse

Zinc

Copper

Manganese

Résumé

Les patients alités et les astronautes en microgravité font face à une inactivité physique extrême (IPE), entraînant une anémie et une atrophie musculaire. L'hémoglobine des globules rouges et la myoglobine musculaire, essentielles au transport et au stockage de l'oxygène, détiennent la majorité du fer corporel. Le fer, ainsi que l'ensemble des métaux essentiels, constituent le métallome, qui est indispensable à de nombreuses fonctions biologiques. Son altération pourrait contribuer à la réduction des capacités physiques et fonctionnelles de l'astronaute et aggraver l'état de santé des patients alités. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier la régulation du métabolisme du fer et des métaux non-ferreux chez les hommes et les femmes exposés au contexte de microgravité simulée. En nous appuyant sur des modèles cliniques et pré- cliniques, nos travaux mettent en évidence une altération du métabolisme du fer chez les deux sexes exposés à l’IPE. L'érythrophagocytose semble être la source majeure d'une accumulation du fer splénique chez l'homme, et dans des compartiments encore non identifiés chez les femmes. A contrario, le muscle atrophié semble ne pas contribuer à cette redistribution et séquestrerait son fer. Finalement, les deux sexes soumis à l’IPE présentent une altération du métallome hépatique, tandis que le métallome musculaire est modifié en fonction du sexe et de la typologie du muscle. L'ensemble de ce travail met en avant l'importance d'étudier les modifications du métallome humain en IPE et les mécanismes sous-jacents pour, in fine proposer une prise en charge personnalisée de l'astronaute et du patient alité.

Bedridden patients and astronauts in microgravity face extreme physical inactivity (EPI), leading to anemia and muscle atrophy. Hemoglobin in red blood cells and muscular myoglobin, essential for the transport and storage of oxygen, hold the majority of the body's iron. Iron, as well as the entire set of essential metals, make up the metallome, which is indispensable for many biological functions. Its alteration could contribute to the reduction of the astronaut's physical and functional capacities and worsen the health condition of bedridden patients. The objective of this thesis work is to study the regulation of iron metabolism and non-iron metals in men and women exposed to a simulated microgravity context. Relying on clinical and preclinical models, our work highlights an alteration in iron metabolism in both sexes exposed to EPI. Erythrophagocytosis appears to be the major source of splenic iron accumulation in men, and in yet unidentified compartments in women. Conversely, the atrophied muscle does not seem to contribute to this redistribution and would sequester its iron. Ultimately, both sexes subjected to EPI show an alteration of the hepatic metallome, while the muscle metallome is affected according to sex and muscle typology. This work emphasizes the importance of studying the changes in the human metallome under EPI and the underlying mechanisms to ultimately propose personalized management of the astronaut and the bedridden patient.