Comprendre la croissance musculaire: IGF-1, TNF-α, IL-15 & Co. et leur rôle émergeant sur l’axe auto-immune/endocrinien dans l’hypertrophie du muscle squelettique

L'inflammation est un processus nécessaire à la croissance musculaire

Le mot «inflammation» déclenche des associations d’idées qui empêchent une compréhension appropriée de la complexité de la réponse immunitaire «inflammatoire» qui est d’une importance vitale pour reconstruire le tissu musculaire.

Juste pour m’assurer que je ne vais pas vous diriger sur une autre digression, encore une fois, je vais reprendre de suite où je vous ai laissé dans le dernier opus des réflexions sur la « croissance musculaire » car je vous avais promis d’examiner de plus près la relation complexe entre l’inflammation induite par l’exercice et l’élévation du facteur de croissance analogue à l’insuline (IGF-1) spécifique au muscle avec ses variantes d’épissage dont le facteur de croissance mécanique 1 (MGF-1). Avant que nous regardions comment l’un influence l’autre, nous devrons déjà établir une compréhension cohérente du phénomène de «l’inflammation». Bien qu’il soit sur toutes les lèvres, celui-ci est généralement mal compris et/ou confondu avec «l’oxydation». C’est un peu comme pour l’oxydation des substances «inflammables» que vous avez très souvent rencontré sous la forme de l’image (concrète ou imagée) du feu ou de la rouille.

Qu’est-ce que l’inflammation ? Est-ce un bon ou un mauvais principe ?

Si nous nous basons simplement sur notre compréhension quotidienne de l’inflammation, nous passerons totalement à côté de la véritable signification d’un réseau très complexe de processus biologiques, certains scientifiques qualifiant de manière maladroite le terme (d’) « inflammation », qui n’est pas en rapport avec les processus destructifs liés au « feu » pour de nombreux, mais en aucun cas dans tous les cas, du processus oxydatif lui-même, mais approprié, ou, comme dans le cas des réactions auto-immunes, de réactions physiologiques inappropriées à celui-ci. Que cette réaction trompeuse de vos cellules immunitaires soit « appropriée » et donc saine ou « inappropriée » et donc préjudiciable, dépend de toute une série de facteurs parmi lesquels la distinction entre l’inflammation chronique subclinique et les réponses inflammatoires aiguës est probablement la plus importante.

Stress et saillance des exercices

Illustration 1: Relation théorique entre la courbe hormétique biphasique et la saillance de l’exercice (Nunn 2010 tableau 1)

Alors que les scientifiques pensent qu’un niveau d’inflammation chronique faible ou élevé est à l’origine de presque toutes les maladies modernes, la réaction inflammatoire aiguë aux véritables sources de stress serait le moteur de ces processus d’adaptation hormonaux à propos desquels Alistair V. Nunn et ses collègues de l’Impérial College of London écrivent que leur «déclin […] dans notre vie quotidienne peut conduire à une augmentation du tonus inflammatoire subclinique systémique, à une diminution de la flexibilité métabolique et à la suppression du « facteur mélioratif » engendré par l’exercice» et ainsi préparer à l’obésité, au syndrome métabolique, au diabète, aux maladies vasculaires et même au cancer » (Nunn, 2010). De là, il semble cohérent de la part des chercheurs d’exiger ceci:

  • Que cela vous semble agréable ou pas, une vie longue et saine doit nécessairement inclure l’exposition régulière à une certaine quantité de stress environnemental de manière occasionnelle et cela inclut le jeûne, des changements de température, les polyphénols et l’exercice. Même s’il est entendu que l’intelligence humaine nous permet désormais de supprimer la plupart des facteurs de stress, le bon sens pourrait nous suggérer de réintroduire certains d’entre eux.

Et tandis que je pourrais incontestablement entrer plus en détails sur le concept de l’hormèse en soulignant son importance fondamentale pour notre santé, il s’agit surtout ne pas perdre de vue l’intention réelle de cet article sur la compréhension de la croissance musculaire, qui est d’élucider la relation complexe entre la réponse inflammatoire locale à l’exercice, l’expression intramusculaire de l’IGF-1 et de ses variantes d’épissage en rapport à l’augmentation de la masse et de la force du muscle squelettique induites par l’exercice.

La réponse de l’IGF-1 à l’inflammation aiguë

Contrairement à ce que vous avez pu tirer d’une lecture superficielle de la littérature sur les « dangers » du facteur de croissance analogue à l’insuline « promoteur de la croissance » et donc potentiellement cancérogène, ni le polypeptide mature de 70 acides aminés de l’IGF-1 ni aucune de ses variantes d’épissage ne sont en eux mêmes, et hors d’eux-mêmes, cancérigènes. C’est l’effet de stimulation de la croissance (voir l’encadré gris clair) qu’ils exercent sur les tissus cibles via des interactions avec leurs récepteurs de l’IGF-1 respectifs qui favoriseront la croissance et la prolifération de toutes sortes de cellules, dont les cellules cancéreuses, et qui est responsable de leur mauvaise réputation.

 

 
IGF 1 et récepteurs cellulaires

Image 2: L’IGF-1 en soi n’est pas un facteur de croissance qui « engraisse » mais cela serait plutôt dû à une résistance cellulaire à l’IGF-1 (récepteurs).

Saviez-vous qu’une étude réalisée en 2008 par un groupe de scientifiques de l’Université de Leipzig en Allemagne a montré que l’effet «promoteur de croissance» de l’IGF-1 sur les adipocytes serait négligeable. L’effet de ce dernier sur l’expression systémique de l’IGF-1 via un feedback négatif, serait en revanche assez profond (Klöting 2008). En fait, ce n’est pas l’IGF-1, mais son absence, ou devrais-je dire, son incapacité à activer le récepteur IGF-R désactivé chez des souris qui serait la cause sous-jacente des deux augmentations statistiquement significatives du poids corporel, du taux de graisse et du poids des organes, ainsi que des niveaux sériques d’IGF-1 élevés de 20%. Situation physiologique similaire aux effets d’engraissement de l’insuline pour son cousin structurel (voir insuline vs facteur de croissance analogue à l’insuline dans l’épisode précédent), ce n’est donc pas l’expression physiologique de l’IGF-1, mais son incapacité à déclencher les cascades de signalisation cellulaire nécessaires et une rétroaction négative qui pourrait être au cœur des perturbations métaboliques qui vont souvent de pair avec des taux élevés d’IGF-1 circulant.

 

 

 

 

 

Dans ce contexte, les résultats passionnants d’une méta-analyse réalisée par Claudio Franceschi et ses collègues sur les gènes impliqués dans l’étiologie de la longévité me viennent à l’esprit (Franceschi 2005):

  • Une étude longitudinale a récemment montré que des femmes âgées ayant des taux sériques bas d’IGF-I et des taux sériques élevés d’IL-6 présentent le plus haut risque d’invalidité et de mortalité, en comparaison avec des femmes ayant de faibles taux d’IL-6 et des taux élevés d’IGF-1 (Cappola et al., 2003). Un tel effet bénéfique du niveau élevé de l’IGF-1 sérique chez les personnes âgées est en contraste apparent avec les données rapportées ci-dessus montrant que les taux plasmatiques réduits d’IGF-I sont associés à la longévité (Bonafè et al., 2003b). Afin de concilier cette discordance apparente, on peut supposer que la diminution de l’IGF-1 plasmatique observée chez les nonagénaires et les centenaires pourrait minimiser le risque de cancer chez ces sujets en réduisant une stimulation mitogène généralisée. Le prix à payer serait la fragilité et la réduction massive de la force musculaire, deux caractéristiques très communes chez ces personnes très âgées.

Avec ce lien entre la surexpression de la cytokine inflammatoire interleukine 6 (IL-6) et la faible, ou insuffisante expression de l’IGF-1 chez les personnes âgées, nous voici retournés à notre question initiale: De quelle manière l’inflammation et l’expression de l’IGF-1 vont-ils de pair ?

 

 
Les citokines sont des messagers cellulaires

Image 3: Contrairement à Hermès, le messager grec des dieux, les cytokines ne présentent pas ce côté pernicieux; leur diffamation est injuste.

Bien que ce ne soit certainement pas une bonne idée de résumer un phénomène aussi complexe que la libération de molécules de signalisation et la réponse conséquente du système immunitaire sous le terme d’«inflammation», le nom «cytokine» est en fait tout à fait approprié au contexte exprimé.

En effet, les mots grecs –cyto, pour « cellule » et –kinos, pour « mouvement », désignent les conséquences exactes de la libération des molécules de signalisation respectives: ils induisent un effet sur les cellules qui, dans le cas des « cytokines inflammatoires », sont des cellules immunitaires.

La diffamation contemporaine de toutes les cytokines « inflammatoires » est cependant injustifiée ! Voudriez-vous tenir responsable le type qui prend les appels sur la ligne de secours quant au départ d’un incendie (réaction immunitaire nécessaire) ou du déclenchement d’une autre alarme de nuisance (réaction auto-immune indésirable) ?

 

 

 

 

Un indice très important nous oriente dans la bonne direction. Il provient d’une étude réalisée en 2007 par Pelosi et al. (Pelosi 2007), qui a analysé le processus de régénération du tissu musculaire squelettique subit suite à des blessures. Les scientifiques ont analysé l’expression différentielle des deux principales cytokines inflammatoires TNF-alpha et IL-1-bêta, qui à son tour déclenche la libération de l’IL-6 susmentionnée (interleukine beaucoup mieux connue) dans le muscle squelettique (Luo. 2003) en réponse à l’injection de cartiotoxine (CTX) chez des souris standards et des souris sauvages génétiquement modifiées pour surexprimer spécifiquement le mIGF-1 (NdTmuscle-restricted insulin-like growth factor-1) dans des myofibres différenciées (MLC/mIGF-1).

 

 

IGF 1 inflammation et croissance musculaire

Tableau 1: Expression différentielle (relative au maximum) des TNF-alpha et IL-1b après injection musculaire à des souris de type sauvage et des souris de type MLC/IGF1 au cours des 10 jours de récupération (données adaptées de Pelossi. 2007).

 

Comme le montrent les données du Tableau 1, l’expression plus élevée de mIGF-1 (le «m-» indique une production autocrine: l’IGF-1 est produit directement au niveau du muscle squelettique) chez les souris génétiquement modifiées conduit à une amélioration statistiquement significative de l’expression des cytokines pro-inflammatoires, impliquées dans le recrutement des monocytes et des macrophages.

Une «anomalie» que vous aurez probablement remarquée concerne l’augmentation soudaine du marqueur inflammatoire au jour 5 après la blessure. A vrai dire, je ne saurais pas non plus si vous êtes familier avec le terme «douleur musculaire profonde» mais l’augmentation de «l’inflammation» me rappelle certainement le sentiment que j’ai tendance à avoir à chaque fois que j’ai abusé du squat. Savez-vous de quoi je parle ? Ce sentiment étrange de douleur crampes dans les quadriceps qui tend à apparaître juste au moment où vous pensiez que la douleur diminuait ? Chose intéressante, cette apparition soudaine de l’inflammation qui est d’ailleurs totalement absente chez les souris MLC/mIGF1, va de pair avec le pic d’une autre cytokine moins connue et qui porte le nom (révélateur) de Facteur d’Inhibition de la migration des Macrophages ou MIF. Cela contraste avec la réponse MIF chez les souris MLC/mIGF-1 où:

  • la régulation négative significative des MIF à 5 jours après l’injection de cartiotoxine dans le muscle MLC/mIGF-1 blessé peut faciliter l’émigration de pools cellulaires qui s’infiltrent, conduisant à une résolution rapide de la réponse inflammatoire.

Ces effets facilitateurs, ou plutôt dés-inhibiteurs, que l’IGF-1 semble exercer vis-à-vis du «lock-out» des macrophages bloqués par les MIF permettent une «restauration rapide du muscle transgénique mIGF-1 lésé», alors que Pelosi et al. ont trouvé que cela…

  • pouvait être associé avec le remodelage des tissus connectifs et une récupération rapide de leurs propriétés fonctionnelles

Ceci nous montre que le mIGF1 autocrine via son effet modulateur sur la réponse inflammatoire et sa capacité (connexe) de réduire la formation de fibrose musculaire « va créer un environnement qualitativement différent afin de soutenir une régénération et une réparation musculaire plus efficace » (Pelosi., 2007).

 

Traitement à base de facteurs de croissance de la tendinopathie

Image 4: L’administration locale de plasma riche en plaquettes (et facteur de croissance) est une stratégie de traitement reconnue pour les blessures musculaires et les maladies articulaires dégénératives chroniques comme la tendinopathie.

Saviez-vous qu’une étude de 2006 de l’Université de Melbourne a montré que le transfert du gène IGF-1 au muscle lésé (qui serait comparable à l’expression du gène mIGF-1 autocrine discuté dans le paragraphe précédent), ainsi que de l’administration de l’IGF-1 systémique par pompe mini-osmotique à 1,5 mg/kg/jour permettait de déclencher une « récupération fonctionnelle accélérée » dans les muscles antérieurs de souris artificiellement blessées au tibia antérieur ?

L’injection de plasma riche en plaquettes, avec divers facteurs de croissance, dans le tissu musculaire lésé est déjà pratiquée par de nombreux médecins travaillant avec des athlètes de compétition (Creany, 2007) . Cette méthode pourrait représenter une stratégie thérapeutique prometteuse pour d’autres pathologies non musculaires comme la tendinopathie dégénérative chronique (Vos. 2010).

 

 

Si nous plaçons ces résultats dans un contexte un peu plus large, il devient clair que les cytokines inflammatoires libérées à la suite de lésions musculaires précipitent l’arrivée des macrophages et d’autres cellules immunitaires au niveau du tissu lésé. La production concomitante de mIGF-1 local facilite leur migration dans le muscle où ils augmentent la prolifération des cellules satellites (Merly, 1999) et aide à (re)construire (du nouveau) tissu musculaire (Chazaud, 2003). L’effet « améliorateur » de l’IGF-1 sur l’inflammation n’est donc nullement comparable à l’effet « améliorateur » que les pompiers exercent sur un incendie. L’IGF-1 ne fonctionne pas contre la réponse inflammatoire (rappelez-vous: dans 99% des cas, cette dernière est une réaction physiologique parfaitement saine et bénéfique à une agression externe sur votre organisme !), Ce processus fonctionne de concert avec les forces motrices de « inflammation », les monocytes, en « ouvrant la porte au muscle » pour rajeunir le pool de cellules satellites à partir duquel, à son tour, il se repose sur les cellules immunitaires lors de l’incorporation de ces cellules progénitrices dans le tissu musculaire existant.

L’importance émergente d’un axe endocrinien-immunitaire dans l’hypertrophie du muscle squelettique

Image 5: Les myotubes témoins (A) et traités à l’IL-15 (B); les noyaux sont colorés en jaune; Notez la largeur des myotubes dans le muscle traité par IL-15 (img. Quinn 2002)

Cette interaction complexe entre le système endocrinien (IGF) et le système immunitaire (monocytes), si caractéristique de notre compréhension émergente de la véritable complexité de la physiologie des mammifères, me rappelle la question de Trevor la semaine dernière. Trevor, qui a manifestement fait ses devoirs sur la «connexion IGF-1/cytokine», voulait connaître mes réflexions sur l’interleukine-15, l’une des cytokines «inflammatoires» les moins étudiées, mais qui semble jouer un rôle central dans l’accumulation de protéines motrices à chaîne lourde de myosine (MHC) (si vous ne l’avez pas déjà fait, vous pouvez déjà en savoir plus sur le rôle des protéines motrices dans la partie II de cet article sur la croissance musculaire). Déjà en 1995, un groupe de scientifiques de l’American Lake VA Medical Center publiait un article novateur (encore malheureusement largement négligé) sur le rôle de l’interleukine-15 dans la myogenèse du muscle squelettique (Quinn, 1995). Quinn et al. étaient pour la première fois en mesure de montrer que:

  • L’IL-15 utilisée à des concentrations de 10 ou 100 ng/ml augmente l’accumulation par cinq de la chaine lourde de myosine dans les cultures de myoblastes C2 et 2,5 fois dans les cultures myogéniques bovines primaires. De plus, les myotubes C2 formés en présence d’IL-15 sont apparus plus nombreux que pour les groupes de contrôle.

Fait intéressant, les chercheurs ont pu appréhender l’existence de l’interaction précédemment discutée entre le système endocrinien et le système immunitaire. Ils ont alors testé si cet effet dépendait de la présence de l’IGF-1:

 

Chaine lourde de myosine et Interleukine 15 impliquée dans l'hypertrophie musculaire

Tableau 2: Expression de chaînes lourdes de myosine (unités arbitraires) dans des cultures de muscle bovin après incubation avec IL-15 (dose en ng / ml), IGF-1 (dose en ng/ml) ou les deux (données adaptées de Quinn 1995).

 

 

D’après les données du tableau 2, il devient tout à fait évident que l’IL-15 présente plus qu’un effet facilitateur sur l’accumulation induite par l’IGF-1 de protéines motrices. Une étude de suivi réalisée en 2002 sur les myocytes de souris (Quinn 2002) et une étude de 2003 utilisant des cultures myogéniques de muscle squelettique humain (Quinn 2003) ont confirmé la validité de ces résultats initiaux.

Tableau 3: Expression de la chaîne lourde de la myosine, synthèse et dégradation protéique dans le muscle de rongeurs en réponse au traitement par l’IL-15 à différents niveaux de base d’IGF-1 (données adaptées de Quinn 2002)

 

Fait intéressant, l’effet synergique de l’IL-15 et de l’IGF-1 semble se limiter à l’accumulation de protéines motrices (voir tableau 3) et n’a que des effets marginaux sur la synthèse et la dégradation des protéines.

mTOR & Co, IGF-1, inflammation… et ensuite ?

Image 6: Le rôle des niveaux de testostérone naturellement atteignables pour l’accumulation du tissu musculaire maigre est-il surestimé ou non?

Avec la synthèse et la dégradation des protéines, nous sommes enfin revenus sur l’une des pierres angulaires de l’hypertrophie du muscle squelettique (voir Qu’est-ce que l’hypertrophie ?) article à partir duquel vous auriez dû apprendre quels sont les prérequis suffisants à une croissance musculaire durable. Sans l’IGF-1 médiée (NdT: local et par épissage) et, comme vous l’avez appris dans cette épisode concernant la (re) construction monocytaire (augmentation du nombre des myonuclei avec accumulation des protéines motrices) ni la structure sous-jacente du muscle, ni la réparation des dommages, ni la formation du nouveau tissu musculaire fonctionnel ne seraient possibles.

La question à laquelle nous devons encore répondre avant que nous puissions finalement intégrer l’ensemble de ces différentes voies dans un modèle qui nous permettrait de développer un régime d’entraînement, de nutrition et de supplémentation optimisés pour l’hypertrophie, concerne le rôle de la légendaire « Big T »: La testostérone ! sur laquelle nous devons encore faire la lumière. Alors restez avec moi et revenez (sur Espace Corps Esprit Forme !) pour la suite afin d’en savoir un peu plus sur le rôle réel de la principale hormone masculine dans le processus complexe de la croissance des muscles squelettiques.

Article SuppVersity original: Intermittent Thoughts on Building Muscle: IGF-1, TNF-α, IL-15 & Co and the Emerging Role of an Auto-/Endocrine-Immune Axis (…)

—————–

Note: En entrant un peu plus dans le sujet, vous deviez certainement vous douter que la question des processus inflammatoires devait intervenir plus ou moins rapidement, et en toute logique, avec ou en parallèle à l’IGF-1. Vous deviez aussi vous douter qu’une déchirure (aussi microscopique qu’elle soit) entraînerait systématiquement une réaction du système immunitaire, raison pour laquelle nous avons pu croiser la route de certaines interleukines, ceci expliquant cela. Passage obligé après les questions de l’épissage de l’IGF-1 et autres cytokines ou myokines directement ou indirectement impliquées, nous reviendrons dans un domaine qui vous est peut-être un peu plus familier, celui de la testostérone, mais attendez-vous cependant à quelques surprises !

Eric Mallet

 

En savoir plus »
Aucun commentaire

Comprendre la croissance musculaire: IGF-1 et ses variantes épissées MGF, IGF-IEa & Co – Des régulateurs majeurs ou de simples rouages du mécanisme de l’hypertrophie musculaire ?

Nous entrons ici dans le vif du sujet après avoir lu l’introduction de la SuppVersity en trois parties. Cette fois-ci, Adel Moussa nous apporte un peu plus d’informations, notamment sur l’IGF-1 et les épissages de ce facteur de croissance comme le MGF et les autres. Sont-ils véritablement les déclencheurs de l’hypertrophie ou ne seraient-ils finalement « que » des éléments essentiels à la croissance parmi d’autres ? Pour ceux qui n’auraient pas suivi cette première série d’articles, référez-vous à la Partie I, la Partie II et la Partie III de l’article Comprendre la croissance musculaire.

Eric Mallet

——————————

MGF variante de l'épissage de l'IGF-1

Image 1: Sur l’IGF-1 et ses variantes issues de l’épissage comme le MGF, il existe sans doute 100 fois plus de « Bro-science » que de données scientifiques solides – ça ne va pas vraiment nous aider car nous ne savons jamais dire si toute cette science de comptoir se repose vraiment sur des données vérifiables ou non.

Compte tenu du fait que nous n’avons pas couvert beaucoup de terrain au cours du dernier article (mais nous avons sans doute construit une base assez solide toutefois ;-), je vais essayer de faire de mon mieux pour orienter un cours intermédiaire entre la présentation d’une quantité impressionnante de faits et de vous expliquer la complexité et les bases physiologiques de l’hypertrophie du muscle squelettique qui, en partie ne sont même pas complètement élucidés ou, comme vos partenaires de salle le dirait, de devenir massif et volumineux ! A ce propos, vous aurez sans aucun doute lu sur l’une des myriades de bavardages des forums et autres bulletins du bodybuilding que – l’injection de X quantités d’IGF-1 droit dans le muscle vous donnera des bras énormes ou quel que soit le pseudonyme de l’affiche, « que vous allez gagner 8 à 9 centimètres en 2 semaines »… Ok, la photo de profil semble impressionnante, mais est-ce vraiment crédible ? L’IGF-1 a-t-elle vraiment de tels effets sur la croissance musculaire ? Et de quel type de croissance parlons-nous ici ? S’agit-il d’une « montée en flèche » des facteurs de myostatine négatifs du muscle, ce qui vous laisserait avec des domaines myogéniques surdimensionnés et des muscles dysfonctionnels ? {Ndt: Autrement dit, comment avoir des bras de 60 cm de diamètre pour faire des curls à 40 kg ?!}

IGF-1: Insuline, hormone de croissance ou quoi d’autre ?

Pour être en mesure de répondre à ces questions et les interrogations connexes qui s’y rapportent, nous devrons d’abord comprendre ce qu’est exactement ce «facteur de croissance semblable à l’insuline 1». D’un point de vue (bio-)chimique, il ne s’agit que d’une liaison de 70 acides aminés enchevêtrés dans une structure peptidique spécifique et caractéristique de la somatomédine C, comme est également appelé l’IGF-1. La «croissance» de l’IGF-1, ainsi que le «somato» de son ancienne appellation, suggèrent déjà que nous avons ici à faire à un polypeptide «apparenté à l’hormone de croissance». Et en fait, la synthèse de l’IFG-1, dans le cas de la fraction systémiquement disponible, s’effectue principalement dans le foie et est déclenchée par des taux systémiques d’hormone de croissance  (somatotropine).

{Ndt: Systémique, il faut entendre cet adjectif dans le sens où la somatropine « systémique » dépend d’un nombre complexe d’opération d’actions et de contre-réactions qui permettent de libérer cette hormone dans notre système. Dans ce cas, l’IGF-1 « systémiquement disponible » est celle qui provient de ce système de métabolisation complexe de l’Hgh en IGF-1 proactive et donc susceptible d’épissages dans l’organisme mais qui s’avère différente de l’IGF-1 active au niveau musculaire comme nous le verrons plus bas}.

Modification de la libération d'IGF-1 systémique en fonction d'un régime alimentaire classique ou riche en protéines

Tableau 1: Modifications des niveaux systémiques d’IGF-1 après 5 semaines d’une alimentation « normale » (55: 15: 30 glucides/ protéines/graisses) ou d’un régime riche en protéines (20: 30: 50) Chez 8 hommes atteints de diabète de type II non traité (données adaptées de Nuttal, 2006)

 

L’insuline, extrait du nom IGF, est cependant assez trompeuse… ou devrais-je dire que les gens se trompent en ne lisant pas correctement le nom: ce n’est pas le « facteur de croissance de l’insuline« , mais le « facteur de croissance analogue à l’insuline » «analogue» se réfère à la structure de la molécule et n’implique pas qu’elle est libérée en réponse à des pointes d’insuline, comme vous l’avez peut-être lu sur un forum ou « bulletin d’information du bodybuilding » susmentionnés. Si vous observez les niveaux d’hormone de croissance et d’IGF-1 de huit sujets masculins publiés dans une étude de 2006 sur le métabolisme avec ce que les scientifiques appellent un «régime riche en protéines, faible en glucides» et suivi sur 5 semaines (Nuttall, 2006) Vous constaterez qu’une augmentation des protéines et des graisses de 15% à 30% et de 30% à 50%, respectivement, a entraîné une augmentation de 34% des taux sériques d’IGF-1 au cours de la période de traitement, une constatation corroborée par les résultats récemment publiés De Matthew B. Cooke et de ses collègues du ministère de la Santé, des Loisirs et de la Performance Humaine de l’Université de Baylor.

IGF 1 en fonction d'un régime hyperprotéiné pendant 5 semaines

Tableau 2: Niveau d’IGF-1 sérique en réponse à une supplémentation de lactosérum vs maltodextrine et entraînement de résistance du bas du corps associés

 

Au cours de leur étude randomisée en double aveugle, Cooke et al. ont demandé à un groupe de 10 hommes et sportifs amateurs (qui pratiquaient 2 à 3 séances d’entraînement de non-résistance par semaine) d’effectuer un programme d’exercices du bas du corps (presse à cuisses et extensions de jambes, 4 sets, 8-10 répétitions à 80% de leur 1RM) avec soit 10 grammes de maltodextrose ou 10 grammes de lactosérum 30 minutes avant l’exercice (Cooke, 2011). Les résultats de l’étude (la réponse de l’IGF-1 était égale indépendamment de la supplémentation en lactosérum ou en glucides) impliquent que, même à court terme, chez des sujets sains et en conjonction avec l’exercice, l’ingestion de glucides n’est pas supérieure à la fourniture de protéines à action rapide en tant que moyen d’augmenter ou de maintenir les taux systémiques d’IGF-1.

—————————

D’un autre côté, l’induction de l’Akt induite par l’insuline, qui déclenche ensuite la phosphorylation de la cible mammifère de la rapamycine (mTOR) et qui contribue ainsi à élever la synthèse protéique, n’a aucune relation directe avec l’IGF-1, ce qui – je ne peux plus le souligner – présente une structure ressemblant à l’insuline, rien de plus, rien de moins. De plus, la réponse à l’insuline dans l’étude précitée de Cooke et al. était identique dans l’étude lactosérum vs maltodextrine.

————————–

Expression systémique contre expression locale de l’IGF-1, une distinction cruciale

Si vous avez suivi les mises à jour quotidiennes de la recherche sur la SuppVersity au cours des derniers mois, vous vous demandez peut-être maintenant pourquoi je me préoccupe de ces hormones de croissance (après tout, après avoir lu le premier paragraphe, vous réaliserez que l’IGF-1 représente quelque chose comme l’incarnation active de la somatotropine), lorsque le laboratoire de Stuart Phillips a démontré de façon concluante que même l’élévation induite par l’exercice de la testostérone n’est pas corrélé avec des augmentations subséquentes de la synthèse des protéines musculaires. Certes, c’est une bonne question, mais néanmoins pas très difficile à répondre:

  1. Les chapitres précédents de Comprendre la Croissance Musculaire (Partie 1, Partie 2) auraient dû vous indiquer très clairement que la synthèse des protéines seule ne suffit pas à prendre du muscle. Sans une restructuration / réorganisation intramusculaire et le recrutement de nouveaux myonuclei à partir des cellules satellites, vous dépassez tôt ou tard les tailles de domaine myonucléaires maximum (en supposant que, par quelque moyen que ce soit, vous bloquiez la régulation positive de la myostatine qui empêchera cela d’arriver) et que vous finissiez par ressembler à une espèce de sur-musclé complètement dysfonctionnel.
  2. Dans une étude très récemment publiée, dont j’ai réellement retenu les résultats, parce que je pensais y arriver plus tôt dans cette série, le même Stuart Phillips dont les études sont «responsables» (en réalité, il s’agit surtout de la manière elles sont interprétées par la presse et gonflés par les fabricants de suppléments qui sont réellement «responsables») de l’emphase excessive actuellement mise sur les augmentations aiguës de la réponse de la synthèse des protéines à l’exercice et / ou aux suppléments et qui signale qu’il y a effectivement un effet statistique, présente une corrélation significative entre la libération d’hormone de croissance induite par l’exercice et les augmentations de la section transversale musculaire de type I (p <0,06) et de type II (p <0,04) chez 56 jeunes hommes sains et en bonne santé, pendant 12 semaines avec 5 jours par semaine d’entraînement de résistance (West & Phillips, 2011).
  3. Alors que nous avons parlé jusqu’ici de l’IGF-1 systémique, il est devenu évident au cours de la dernière décennie que la production hépatique d’IGF-1, qui est le principal déterminant de la circulation des taux d’IGF-1, a peu ou pas d’impact sur l’IGF-1 induite par des augmentations de la masse musculaire squelettique et le remodelage du tissu musculaire qui a été précédemment étudié dans des boîtes de Petri. En fait, des recherches récentes suggèrent que, tout comme le foie produit de l’IGF-1 pour «le corps entier», les muscles produisent leur propre IGF-1, ou je devrais dire, leur propre IGFs-1, chaque fois qu’ils sont stimulés jusqu’à la croissance et/ou la réparation des fibres (Velloso, 2010), et que le déclin de la masse musculaire avec l’âge est au moins en partie attribuable à un défaut / réduction de l’expression des variantes locales de l’épissage de l’IGF-1.

 

Si nous prenons en compte les points 2 et 3, ensemble le résultat ne donne pas 5 mais il s’agirait plutôt de dire que c’est l’expression locale induite par l’hormone de croissance, elle-même induite par l’exercice, et des variantes de l’épissage de l’IGF 1, qui conduit le processus de réparation et de restructuration permettant une croissance musculaire continue et saine.

————————

Saviez-vous que le «processus de construction» intramusculaire (= autocrine, c’est-à-dire directement dans le tissu où il est supposé fonctionner) du polypeptide composé de 70 acides aminés et nommé IGF-1 donne naissance à trois variantes différentes d’épissage du Facteur de Croissance Analogue à l’Insuline (note: la structure du gène de l’IGF-1 permettrait théoriquement 6 variantes). Et bien que nous commençons tout juste à comprendre les rôles physiologiques de l’IGF-IEa, IGF-IEb et IGF-IEc, également connu sous le nom de MGF (Facteur de Croissance Mécanique), leur expression distinctement mesurée en réponse à une surcharge physique semble constituer l’une des principales forces motrices de l’hypertrophie myocellulaire.

————————

Afin de bien comprendre le rôle joué par le facteur de croissance insulinomimétique 1 dans la physiologie de la croissance musculaire, il est donc important de réaliser que la perception commune de l’IGF 1 comme hormone systémique est au mieux incomplète, sinon qu’elle est totalement erronée.

Les MGF ? Oui, vous en avez sans doute déjà entendu parler !

Migration de myocytes pour l'IGF-1 et le MGF.

Image 2: Essais de migration de myocytes colorés (en haut) et d’infiltration (en bas) pour l’IGF-1 et le MGF. Plus de taches = effet plus important (extrait de Mills 2007).

Parmi les trois variantes d’épissage primaires qui sont exprimés dans le muscle squelettique, l’IGF-IEc ou le MGF (Mechano-Growth Factor/Facteur de Croissance Mécanique) a probablement reçu la plus grande attention. Il aura sans doute retenu tant d’attention que même les athlètes susmentionnés auront probablement compris que c’est une isoforme locale de l’IGF 1 qui s’exprime en réponse aux dommages musculaires induits par l’exercice. De là, il pourrait potentiellement représenter la balle magique d’une croissance au-delà de ce que nous avons cru jusqu’ici possible et, devinez quoi… en substance cela semble correct.

Au cours de l’une des études plus récentes sur l’effet cellulaire du MGF, Yang et al. ont pu montrer que le MGF stoppait le processus de différenciation cellulaire organisé par l’IGF-1 (en pratique cela signifie qu’il empêche les cellules satellites de se différencier en se spécialisant pour devenir des cellules musculaires) et qu’il augmente leur prolifération. Ou dit plus simplement: Bien que l’exposition in vitro à l’IGF suffise à construire le muscle, tant qu’il y a suffisamment de cellules  satellites disponibles, le MGF est nécessaire pour reconstituer la réserve de cellules satellites dont vous avez appris dans les articles précédents qu’il est nécessaire a) la réparation des tissus musculaires endommagés et b) à augmenter le nombre de noyaux myonucléaires afin de croître au-delà de la limite de croissance physiologique qui se pose en raison de la limite supérieure du type musculaire spécifique à la taille du domaine myonucléaire. NdT: {Ce qu’il faut comprendre, c’est que le MGF est nécessaire à une régularisation fine du processus d’hypertrophie et qu’il agira en équilibre avec la croissance musculaire « organisée » par l’IGF 1, en fonction des cellules satellites disponibles. De là, il ne faut pas confondre le rôle de régulateur du MGF sur les cellules satellites et la myostatine qui elle, donnera les limites de l’hypertrophie fonctionnelle.}

Prolifération cellulaire en réponse au MGF après blocage des récepteurs de l'IGF-1

Tableau 3: Prolifération cellulaire en réponse au traitement par MGF après blocage des récepteurs de l’IGF-1.

 

Comme les données du tableau 3 le montrent, les effets du polypeptide complet IGF-1 et de son variant d’épissage MGF semblent être induits, du moins en partie, par l’intermédiaire de récepteurs distincts. Et alors que de récentes recherches suggèrent que le MGF  exerce des effets similaires sur les tendons (Olesen. 2006), le cerveau (Dluzniewska. 2005) et les tissus nerveux (Aperghis. 2004), notre principale préoccupation ici, concerne son rôle central sur la réparation musculaire, ce qui implique l’activation des cellules satellites, leur prolifération (Yang. 2002) et leur migration (Mills. 2007).

Une série d’études réalisées par Hammad et al qui était prévue à l’origine pour étudier les effets de l’âge sur l’expression des différentes épisses de l’IGF, va montrer que « les effets de (re)construction du muscle » des MGF ne se sont pas limités aux tubes à essai. Dans leur étude de 2002 (Hameed. 2002), les chercheurs ont pu mettre en évidence des augmentations profondes de l’expression des MGF dans les muscles quadriceps de 8 jeunes hommes en bonne santé (âgés de 29,5 ± 1,5 ans, avec une masse corporelle de 81,1 ± 2,4 kg, hauteur de 179,3 ± 1,8 cm) 2 h 30 après un seul exercice d’extension de  jambes entraînant des dommages musculaires (10 séries de 6 répétitions à 80% du 1RM avec 2 min de repos entre les séries):

expression des MGF après un exercice de leg extansion

Tableau 4: Expression des MGF (ng mARN / 10^8 mcg d’ARN) et de l’IGF-IEA ng ARNm / 10^5 mcg d’ARN) dans le muscle quadriceps de jeunes sujets avant et 2.5h après avec 10 séries de 6 répétitions à 80% du 1RM sur une jambe avec machine à extension et 2 minutes de repos entre les séries (données adaptées de Hameed. 2002)

 

Si vous regardez de plus près les données affichées par le tableau, vous remarquerez probablement qu’un sujet présente une réponse MGF extrême. Les scientifiques l’expliquent par une teneur particulièrement élevée en fibres de type IIa du quadriceps de cet individu. Si vous vous souvenez des études sur les souris et l’analyse de la composition musculaire des bodybuilders des articles précédents, vous serez conscient que le passage des fibres musculaires de type IIb aux fibres musculaires de type IIa est l’une des principales caractéristiques d’une « prise de masse énorme ». La réponse extrême des MGF (> 10x plus élevée que l’expression moyenne des MGF chez les autres sujets) suggère ainsi que la capacité accrue de croissance des fibres musculaires de type IIa est due en partie à leur capacité à libérer des MGF en réponse à un exercice intense et donc à se multiplier/reconstituer leur réserve de cellules satellites pour se préparer à la croissance musculaire future.

 

Expression des MGF

Tableau 5: MGF (ng mARN / 10^8 mcg ARN) et IGF-IEa en ng mARN / 10^5 mcg ARN) exprimé dans le muscle quadriceps de jeunes sujets après un exercice en excentrique HIIT sur cycle avec ergomètre (données adaptées de Hameed 2008)

 

De manière intéressante, une étude réalisée en 2008 (avec cette fois neuf jeunes hommes âgés de 20 à 27 ans (Hameed. 2008)) a suivi un protocole d’exercices totalement différent qui consistait en: 60 minutes de cycle avec une force opposée à la rotation des pédales jusqu’à 60 r.p.m. Les sujets ont effectué le programme suivant sur six intervalles de travail: 0-6 minutes à 50%, 6-12 minutes à 75%, 12-20 minutes à 100%, 20-25 minutes à 130%, 25-40 minutes à 100% et 40 -60 minutes à 75% de la charge produisant la même augmentation relative du VO2max.

De manière surprenante, les résultats se sont avérés similaires (cf. tableau 5) et dans les deux cas, il s’est avéré que c’est bien la variante de l’épissage en MGF, et non pas la variété IGF-1Ea, qui contrôle la réponse à court terme (de quelques heures à quelques jours) aux exercices intenses.

Le HIIT et l’entraînement de résistance, un duo dynamique pour l’expression des MGF

En supposant que vous suiviez chaque article de la SuppVersity {Ndt: en français pour ceux que j’ai traduit ou en anglais dans le texte original}, cela devrait vous rappeler un article précédent (voir « HIT Your Satellite Cells to increase your Gains!« ) {NdT: à traduire prochainement} où j’avais expliqué que l’un des nombreux avantages de l’entraînement à haute intensité (sans forcément faire du HIIT) par rapport à l’entraînement classique du «cardio» est qu’il peut augmenter la prolifération des cellules satellites. Maintenant, avec cet article, vous comprenez enfin, pourquoi c’est le cas.

Déchirures et réparations musculaires

A priori, ce n’est pas le genre de déchirures que vous devriez rechercher en salle de musculation !

Or, bien que la synthèse des protéines et l’augmentation de la taille du domaine myonucléaire soient partiellement médiatisées par la nutrition, l’expression intramusculaire des variantes de l’épissage IGF-IE ne devrait (au moins sur la base des recherches actuelles) dépendre uniquement que de l’exercice et de la déchirure qui va de pair avec l’exercice lourd. En cela, il n’y aurait qu’une importance relative au fait que vous recherchiez la «congestion» ou que vous «fassiez du vélo comme un damné», tant que l’exercice est «intense». Pour mettre cela en perspective, dans l’étude de 2008 par Hameed et al. Les sujets ont subi ~ 3600 contractions musculaires excentriques en seulement 1 heure, leurs niveaux de créatine kinase (marqueur des dommages musculaires) ont augmenté de + 183% alors que tous les sujets ont signalé une douleur musculaire profonde.

Cette quantité contrôlée de lésions musculaires s’associe bien avec le sujet du prochain article qui sera centré sur les relations complexes de la réponse inflammatoire à l’exercice, l’expression des cytokines inflammatoires bien connues et moins connues, le TNF-alpha, l’IL-6 et IL-15 ainsi que sur les effets musculaires de l’IGF-1 et de ses épisses intramusculaires.

——————————–

Donc… Histoire de me donner un peu plus de travail, la traduction de l’article mentionné plus haut sur le HIIT sera aussi effectuée afin de vous donner plus d’informations sur le rôle des cellules satellites mais d’ici là, pensez à développer votre culture physique…

Eric Mallet

Source de l’article: Intermittent thoughts on building muscle: IGF-1 and its splice variants MGF, IGF-IEa & Co (…)

En savoir plus »
Aucun commentaire

Comprendre la croissance musculaire, qu’est-ce que l’hypertrophie ? Partie III: Conclusion préliminaire

Arnold Schwarzeneger

Image 1: Arnold est évidemment stupéfait de savoir qu’aucun des facteurs mentionnés dans cet article ne soit nécessaire pour construire le physique impressionnant de sa statue et qui se trouve maintenant devant le Musée Schwarzenegger.

Je ne sais pas si certains d’entre vous l’ont remarqué mais le 3 Janvier 2012, ScienceDaily a publié un bref article intitulé « How work tells muscle to grow« . Cet article se réfère à une étude récente de Guerci et al. qui ont prouvé que le soi-disant « facteur de réponse sérique » qui est, en fait, un autre « commutateur de gène », est responsable, ou plutôt nécessaire à l’hypertrophie induite par l’exercice par la médiation des cellules satellites (Guerci. 2012). Si vous avez suivi chaque épisode de la série « Comprendre la croissance musculaire » ou « Hypertrophie 101 » (Partie 1, Partie 2), dans lequel j’ai expliqué la différence entre l’augmentation des tailles du domaine myonucléaire comme étant une conséquence de la synthèse accrue des protéines, d’une part, et la formation de nouveaux domaines myonucléaires par recrutement des cellules satellites, d’autre part.

Vous vous rappelez de la myostatine ?

Vous rappelez-vous que la myostatine, la légendaire protéine TGF bêta qui agit comme un inhibiteur de la croissance musculaire, agit un peu comme un chien de garde qui supprime de nouvelles augmentations de la taille du domaine myonucléaire, lorsque celui-ci commence à dépasser un maximum qui dépend vraisemblablement du type de fibres – dont le type I à oxydation élevée (fibres à contraction lente) présentant un potentiel de croissance moins important que leurs cousins glycolytiques (à contraction rapide). De l’analyse des fibres musculaires de différents athlètes, nous savons déjà que le muscle squelettique des bodybuilders n’est pas, (la quintessence de l’hypertrophie maximale du muscle squelettique) – comme certains le soutiennent – caractérisé par une abondance de fibres ultra-rapides et hautement glycolytiques de type IIb (cf. tableau 1).

Type de fibres musculaires en fonction des sports de force ou d'endurance pratiqués

Tableau 1: Composition des fibres des bodybuilders, athlètes de force amateurs, athlètes de l’aviron (endurance) et sédentaires (contrôle), déterminée par leur quantité isoforme de myosine à chaîne lourde (MHC) du muscle triceps brachii (Jurimäe 1997).

Comme vous pouvez le voir sur le tableau 1, presque à l’opposé dans ce cas, probablement en raison du volume élevé d’entraînement, de l’exercice d’endurance supplémentaire (dans les années 1990, lorsque l’étude a été faite, aucun bodybuilder ne faisait de HIT) et de l’utilisation de suppléments d’amélioration de la performance, le type de fibres dominantes dans le muscle squelettique des bodybuilders présenté dans l’étude de Jürimäe en 1997 est celui de la contraction rapide intermédiaire, mais toujours des fibres de type IIa à haute oxydation.

Synthèse des protéines + recrutement des cellules satellites = croissance !?

Arnold Schwarzeneger et croissance musculaire

Image 2: Les fondamentaux de l’hypertrophie des muscles squelettiques s’appliquent à tous !

Vous ne l’avez sans doute pas réalisé, mais avec la brève référence à l’étude publiée récemment sur les effets de libération du facteur de réponse sérique (Srf) induit par l’exercice, le rappel ultérieur sur la différence entre l’augmentation de tailles du domaine myonucléaire et l’augmentation de leur nombre ainsi que l’allusion à l’entraînement (et aux substances) induisant des changements dans la composition des fibres, nous avons couvert les mécanismes fondamentaux par lesquels le freluquet/avorton sur le côté gauche de l’image 2 s’est transformé en un, sinon le, symbole de la culture physique et de la musculation.

Pourtant, bien que nous ayons une compréhension globale de ce qui se passe quand nous nous entraînons, mangeons, dormons, entraînons, mangeons… les processus physiologiques sous-jacents sont plus complexes que le jeu apparemment simple de la synthèse protéique de ce que le recrutement des cellules satellites suggère. Dans les résumés sur les « Hypertrophie 101 », j’ai fait de mon mieux pour essayer de décrire chacun des processus physiologiques complexes (dont la plupart ne sont même pas complètement élucidés pour l’instant) qui déclenchent prétendument ou effectivement, soutiennent, facilitent ou entraînent l’hypertrophie du muscle squelettique selon différents articles {Traduction en cours} :

  1. L’IGF-1 et ses variantes épissées MGF, IGF-IEa & Co – Sont-ils les facteurs de croissance régulateurs majeurs de la croissance musculaire ou simplement un groupe d’acteurs de seconde zone de l’hypertrophie du muscle squelettique ?
  2. IGF-1, TNF-alpha, IL-15 & Co et le rôle émergeant d’un axe Auto-/Endocrine dans l’hypertrophie du muscle squelettique – Quel rôle peuvent jouer les facteurs inflammatoires, sont-ils bénéfiques ou causent t-ils un détriment ?
  3. Focus sur la « Big T » – La testostérone seule suffit-elle pour construire du muscle ?
  4. Quantifier la « Big T » – Une élévation de la testostérone dans les normes physiologiques peut-elle faire la différence ?
  5. Comprendre la « Big T » – Comment la testostérone travaille ? Quels sont ses effets sur les cellules satellites et comment vous rend t-elle plus mince ?
  6. Les œstrogènes, ami ou ennemi de l’hypertrophie du muscle squelettique ? – Quel est le rôle des œstrogènes et pourquoi vous pourriez réduire votre potentiel de croissance lorsque vous abusez de tamoxifen ou d’inhibiteurs de l’aromatase ?
  7. La dihydrostérone (DHT), et tout ce qui concerne l’hormone mâle – Pourrait-elle vous rendre plus massif, plus fort ou juste chauve, gras et en mauvaise santé ?

Dans le cas où vous avez oublié la façon dont la réponse locale et non pas systémique de l’hormone de croissance est responsable du processus de restructuration complexe, au cours de laquelle l’augmentation des noyaux des cellules musculaires (qui ne doit pas être confondue avec une augmentation des cellules musculaires, à savoir l’hyperplasie) et des protéines motrices qui maintiennent la force du muscle et son état fonctionnel, sur la façon dont l’IGF agit pour ouvrir la porte aux macrophages (cellules immunitaires), qui iront ensuite « installer » les cellules satellites du muscle enflammé ainsi que sur la fonction de la testostérone et de ses métabolites œstrogènes et dihydrotestostérone dans ce jeu complexe de processus et paramètres intra-, para-endocriniens…

Une image vaut un millier de mots – dénouons les nœuds de la croissance musculaire avec un schéma

Pour ceux d’entre vous qui se rappellent de tout ou pour ceux qui viennent de rentrer de leur visite virtuelle à travers les archives de la SuppVersity, je vous propose de jeter un œil sur une illustration graphique qui s’inscrit comme une tentative pour résumer « l’ensemble » des principaux acteurs de la croissance musculaire et leurs interactions.

Croissance musculaire et hypertrophie

Tableau 2: Illustration graphique de ce que vous devriez avoir appris maintenant, si vous avez lu les épisodes précédents sur la croissance musculaire. Remarque: Alors que je l’ai utilisé les flèches plutôt au hasard (elles ne réfèrent pas nécessairement aux «causes»), les arrêts placés à la fin des autres lignes indiquent une inhibition. Par exemple, la ligne depuis l’exercice à la myostatine indique que l’exercice inhibe la myostatine, qui inhibe l’augmentation de taille des domaines myonucléaires, si elle n’a pas été « mise en veille » par l’exercice…

 

Je parie qu’il existe encore quelques flèches manquantes ici et là mais le message global est clair: S’il y avait un facteur d’unification qui a un impact sur tous les aspects importants de l’hypertrophie (naturelle) du muscle squelettique, cela serait l’exercice. L’exercice agit directement sur les mTOR/p-Akt et la voie MAPK et donc, augmente la synthèse protéique musculaire (en supposant que les substrats respectifs soient présents) et l’accumulation des protéines motrices. Elle augmente la biogenèse mitochondriale par l’intermédiaire des PGC-1a et induit des changements adaptatifs dans la composition du type de fibres du muscle entraîné. Il inhibe la myostatine et permet donc l’expansion du domaine myonucléaire. Ce dernier est possible parce qu’il va favoriser la prolifération et le recrutement de cellules satellites en réponse à l’expression induite par l’exercice des cytokines inflammatoires et des facteurs de croissance locaux.

Si vous pouvez me montrer un autre musicien dans cet orchestre qui présente une fonction similaire ou même plus importante que l’activité physique avec une focalisation sur la surcharge du muscle squelettique, faites-le moi savoir… Sinon, vous feriez mieux de ne pas manquer votre prochaine séance d’entraînement…

Article SuppVersity original: Intermittent Thoughts on Building Muscle: A Preliminary Conclusion (…)

Traduction pour Espace Corps Esprit Forme,

———————————-

Note: Les 3 premiers articles d’introduction sur l’hypertrophie musculaire ont été traduits, nous allons maintenant passer aux choses sérieuses avec les prochains articles sur les cytokines.

Eric Mallet

En savoir plus »
2 Commentaires

Comprendre la croissance musculaire, qu’est-ce que l’hypertrophie ? Partie II: Devenir massif = Dépasser temporairement les limites physiologiques

Cet article est la traduction de la seconde partie de l’article « Comprendre l’hypertrophie » proposé par le blog Suppversity sur la croissance musculaire. Cet article fait lui-même partie d’une introduction en trois parties qui donnera lieu à la traduction de 7 autres articles sur ce sujet, principalement sur la relation entre certaines hormones, les facteurs de croissance et l’hypertrophie.

——————————-

HYpertrophie dysfonctionnelle

L’exemple parfait d’hypertrophie dysfonctionnelle

Bien que je suppose que vous ayez tous lu le dernier article (…) c’est aujourd’hui le coup d’envoi de la seconde partie, avec un bref résumé de ce que nous avons appris au sujet des (même si l’hyperplasie du muscle squelettique humain existait) facteurs dominants du triptyque de la croissance du muscle squelettique: La synthèse des protéines augmente la taille du domaine myonucléaire {NdT: rapport cytoplasme/nombre de noyaux} et les cellules satellites entraînent l’incorporation de nouveaux myonuclei (noyaux).

Prendre de la masse suppose que l’on aille au delà de l’effet des « ballons »

Vous vous souvenez probablement de la métaphore des ballons qui avait été introduite dans un cadre rouge à la fin de l’article. Essayons brièvement d’y revenir et de l’utiliser pour réévaluer les résultats de l’étude de Quaisar (Qaisar. 2011, voir aussi «Qu’est-ce que Hypertrophie ?»). Rizwan Qaisar et ses collègues de l’Université d’Uppsala en Suède ont analysé l’effet différentiel entre le facteur de croissance insulinomimétique 1 (IGF1) avec la sur-expression et la sous-expression de la myostatine – sur la taille et la fonction musculaire (celle-ci est importante, puisque nous savons que l’absence totale du « bloqueur de croissance musculaire«  qu’est la myostatine engendre des muscles énormes mais faibles et dysfonctionnels).

La surexpression de l'IGF1 engendre des muscles massifs, faibles et dysfonctionnels

Tableau 1: Taille du domaine de l’EDL (Extensor Digitorum Longus) et des fibres musculaires du muscle soléaire chez des souris sauvages (contrôle), à myostatine négative et des souris qui surexpriment l’IGF1 (Quaisar 2011)

 

Maintenant, pour comprendre vraiment le sens de ce que peut être le message principal de l’étude, il est impératif de comprendre l’architecture de base des fibres musculaires. Si vous pensez à une fibre musculaire complète comme un faisceau de ballons qui est enveloppé dans un filet étirable, chaque ballon représenterait un domaine myonucléaire. Ils doivent leur nom au fait qu’ils représentent en réalité les «domaines» qui entourent un seul myonucleus (pluriel myonuclei) à l’intérieur d’un myocyte squelettique donné, ce qui  – Contrairement à d’autres cellules de votre corps – leur donne la capacité de posséder plusieurs noyaux. Maintenant, le déterminant le plus évident concernant la taille du domaine myonucléaire est le rapport entre la protéine entrante à la protéine sortante. Et c’est précisément sur cette connexion que les chercheurs fondent leur conviction qu’il s’agit simplement de mesurer la réponse de synthèse des protéines à l’exercice et / où la supplémentation serait suffisante pour prévoir une augmentation à long terme de la taille du muscle (et par la suite le rapport force/performance).

La croissance est limitée et la myostatine n’est pas qu’un facteur d’emmerdement pour celui qui veut devenir plus massif

Image 2: Croquis d'une fibre musculaire squelettique de mammifère - myonucleus (turqouis), les mitochondries (bleu), rectilium sarcoplasmique (buff), tubules (orange), myofibrilles (rose) - Artiste: Lesley Skeates. Originaire d'Anatomie 29 ed Gray. Elsevier. 2008

Image 2: Croquis d’une fibre musculaire squelettique de mammifère – myonucleus (turquoise), mitochondries (bleu), recticulum sarcoplasmique (roux), tubules (orange), myofibrilles (rose) – Artiste: Lesley Skeates. Origine Gray’s Anatomy 29 ed. Elsevier. 2008

Si vous jetez un autre regard sur les données obtenues par l’étude de Qaisar (cf. tableau 1), vous remarquerez que la croissance incontrôlée dans « une dimension », à savoir des augmentations exclusives de la taille du domaine myonucléaire, génère de plus gros muscles, mais en même temps les rend dysfonctionnels. Qaisar et ses collègues pensent que le processus est causé par une diminution du nombre de ponts d’union fortement attachés, qui sont la principale source de la petite force spécifique dans des fibres musculaires présentant de très grands MNDs (domaines myonucléaires). Cette hypothèse est d’ailleurs soutenue par une quantité plus faible de myosine (protéine-moteur contractile) par volume musculaire chez les souris à myostatine négatives.

Pour vraiment comprendre pourquoi c’est le cas, il serait peut-être utile de jeter un œil sur le (super) schéma d’une fibre de muscle squelettique de mammifère placé sur la droite (Image 2). Les myonuclei sont colorés en turquoise-vert, ils sont reliés à la mitochondrie (en bleu) et au réticulum sarcoplasmique (roussâtre), qui est traversé par des tubules transversaux (en orange, pas facile à distinguer). La majeure partie de la fibre musculaire est toujours constituée par des myofibrilles qui sont des chaînes de protéines contenant l’actine, la myosine et la titine…

Disons simplement que les myofibrilles sont celles qui font réellement le travail. Maintenant, avec l’augmentation de la taille du domaine myonucléaire (évidemment le domaine est la «zone» comprenant tous les composants mentionnés ci-dessus avec un seul noyau «responsable») et la diminution conséquente de la teneur en myosine (par volume), ainsi que le nombre réduit (et) en densité des ponts transversaux, à savoir les liens entre les myofibrilles nécessaires pour coordonner leur action, le muscle perd sa fonctionnalité. Tout comme une brigade de travail avec 5 petits ouvriers, qui sont des gars intelligents, qui écoutent précisément à ce que leur contremaître dit et qui travaillent main dans la main peuvent réaliser un travail plus efficace que 5 gros ouvriers, plutôt stupides, qui n’écoutent pas ce que leur contremaître leur dit, ce type de croissance unidimensionnelle – soit une augmentation exclusive des tailles du domaine myonucléaire, fonctionne au détriment de la fonction musculaire.

Depuis les cellules satellites jusqu’aux « tours de radiodiffusion » et vice-versa

Transmission du domaine myonucléaire

Les noyaux ont un domaine analogue à la zone de diffusion d’un mât d’émetteur radio.

Ainsi, il  nous faut préciser que le domaine myonucléaire n’a rien à voir avec une sorte de zone « clôturée » qui serait protégée par une membrane cellulaire. En physique, nous pourrions probablement parler d’un champ, un champ d’influence, tout comme un champ électromagnétique, à l’exception que la signalisation du noyau ne fonctionne pas par l’intermédiaire d’un rayonnement électromagnétique mais par l’intermédiaire de gènes de signalisation … mTOR & Co si ça vous dit quelque chose… Le recrutement des cellules satellites et l’«installation» de nouveaux myonuclei seraient plus ou moins comparable à l’installation de nouvelles tours de radiodiffusion, ce qui rendrait le système actuel de transmission plus efficace et permettrait une nouvelle expansion. Si vous êtes un vétéran des communications mobiles, qui a connu les «bons» (ou plutôt mauvais) vieux jours de mauvaise réception, vous savez ce que je veux dire…

Dans ce contexte, il peut être intéressant de noter qu’une étude très récente d’Antonios Matsakas et al. a pu montrer que la natation ou la course avait permis de restaurer la fonction des muscles « sur-gonflés » de souris en myostatine-négatives (MSTN) (Matsakas. 2011). Une autre preuve claire que l’exercice induit des changements structurels qui vont bien au-delà de l’accumulation de protéines qui ne sont pas contrôlés de manière adéquate dans le cas des souris MSTN.

 

A partir de là, est-ce que l’on se comprend ? Ok, alors poursuivons…

L’expression de la myostatine qui empêche les domaines myonucléaire de s’étendre plus encore est véritablement un moyen par lequel votre corps maintient la fonction musculaire. Contrairement à notre ami Adelfo, votre corps n’a aucun intérêt à ressembler à Phil Heath… la seule raison pour laquelle il doit se développer est d’être en mesure de survivre et la survie exige de la force fonctionnelle, pas de la masse musculaire. Il y a encore cependant une certaine marge de manœuvre en ce qui concerne l’augmentation de la taille du domaine et c’est précisément cette marge de manœuvre qui explique les gains «exorbitants» que vous avez fait lors de votre première année de musculation. Pour le bâtard paresseux (désolé ;-), que vous étiez auparavant, vos domaines myonucléaires étaient probablement bien au-dessous de leur limite «fonctionnelle» et, à la suite de la synthèse aiguë des protéines en réponse à vos 1001 curls de biceps, la prise de « volume énorme » jusqu’à ce que, comme Darryn S. Willoughby l’a observé dans son étude de 2004 (Willoughby. 2004), l’augmentation de la quantité de myostatine du muscle squelettique a porté l’expansion des domaines myonucléaires de la prise de « volume énorme » à un « arrêt brutal » (du moins selon ce qui était probablement votre perception du phénomène).

Domaine myofibrillaire et croissance musculaire par hypertrophie

Tableau 2: Quantité relative des protéines myofibrillaires et expression de l’ARNm de la myostatine dans les muscles de la cuisse de 11 sujets précédemment non entraînés en réponse à 12 semaines (3 fois par semaine) d’entraînement de résistance avec 3 séries de presse à cuisses et d’extensions de jambes à 6-8 reps, 85-95 % de la 1RM (données calculées sur la base Willoughby. 2004)

Comme le montre la quantité relative de la teneur en protéines myofibrillaires et l’expression de l’ARNm de la myostatine dans le muscle squelettique des 22 sujets mâles non entrainés de l’étude de Willoughby (cf. figure 2), l’accumulation de protéines myofibrillaires est accompagnée d’une augmentation significative de l’expression de la myostatine musculaire. Ou, plus simplement, disons que les corps des sujets, dont l’augmentation de volume des cuisses d’environ 16% au cours de la période d’étude de 12 semaines, ont été évalués dans le sens que, sans changements structurels, ce type de croissance musculaire pourrait éventuellement aboutir à la croissance de fibres musculaires énormes mais dysfonctionnelles – un état qui ne pourrait évidemment pas agir en accord avec le principe de survie et qui ne fait donc pas partie de notre programme génétique.

Les changements structuraux facilitent une nouvelle croissance musculaire

Force musculaire

Le corps répond à différents types d’entraînement par des changements distincts de la structure musculaire.

D’autre part, la surcharge constante à laquelle (je l’espère) vous vous exposez en salle de musculation signale à votre corps que sans augmenter sa force (encore une fois, votre corps ne se soucie pas de la taille du muscle), il ne va pas durer très longtemps dans l’environnement « défavorable » de la salle de musculation. Donc, la seule façon de «survivre» est de reconstruire/restructurer les muscles, un processus dont nous avons constaté dans le dernier épisode de cette série, qu’il va de pair avec une diminution du nombre d’hypertrophie des fibres musculaires de type IIb prétendues « ultra-rapides » (ou plutôt la quantité de myosine à chaînes lourdes au sein de vos muscles). Que le phénotype résultant soit celui d’un bodybuilder, caractérisé par des augmentations dans le nombre et la taille des fibres à contraction lente de type I et à contraction rapide (intermédiaires) de type II, ou celle d’un powerlifter, caractérisé principalement par l’augmentation du nombre et de la taille (intermédiaire) des fibres de type II, dépend du stimulus d’entraînement, seul:

  • Vous voulez devenir fort comme le médaillé Olympique allemand Matthias Steiner ? Alors rendez-vous en salle 10 fois par jour et effectuez une série en 1 rep maximale avec un entraînement auxiliaire minimal comme les powerlifters bulgares sont supposés le faire.
  • Vous voulez devenir massif comme Arnold ? Alors suivez cet exemple et rendez-vous le plus fréquemment possible dans votre salle d’entraînement, même le dimanche (celui d’Arnold n’était pas ouvert 24/7 mais cela ne l’empêchait pas de s’entraîner) et faites répétitions après répétitions pour être sûr que votre corps comprenne que vous voulez optimiser à la fois les fibres de type I ainsi que les fibres de type II.

Cela ne signifie pas que vous ne pouvez pas devenir massif et fort mais cela veut dire qu’un bodybuilder de compétition – par livre de masse maigre – sera toujours plus faible qu’un powerlifter.

« J’ai besoin de VOUS » pour mener cette série d’articles sur la croissance musculaire dans la bonne direction…

La question soixante-quatre mille dollars est donc celle-ci: Quelle est la «meilleure» façon de dire à votre corps ce que vous (même pas votre cerveau, mais plutôt votre esprit) voulez ? Et même au risque que je perde mon « statut de gourou » maintenant, je voudrais être honnête avec vous: je ne connais pas la réponse … du moins pas encore 😉

Et comme une nourriture pour l’esprit, je vous donne un avant-goût de ce qui devrait arriver ensuite dans cette série d’articles sur la croissance musculaire: Il s’agit de la relation complexe des protéines et  de la signalisation endocrinienne par laquelle vos muscles et aucun contrôleur central ou élévations transitoires de testostérone systémique isolée, de niveaux d’hormone de croissance ou d’insuline régulent l’augmentation concomitante de la synthèse des protéines musculaires et du recrutement des cellules satellites et des changements dans la composition de la chaîne lourde de la myosine. Donc, en supposant que cette introduction des Discussions intermittentes sur la croissance musculaire {articles en cours de traduction} n’a pas soulevé d’autres questions en ce qui concerne les bases, le prochain épisode tournera autour du rôle de l’IGF1 et de ses cousins locaux (intra-musculaires) MGF et de l’IGF-IEa, qui semblent jouer un rôle clé dans la coordination du processus de croissance musculaire qui permet de garder vos muscles fonctionnels, même lorsque vous vous approchez d’un physique de bodybuilder prêt pour Olympia.

Article SuppVersity original: Intermittent Thoughts on Building Muscle: The Skeletal Muscle Hypertrophye 101 – Part 2: Getting big means growing beyond temporary physiological limits.

Traduction pour Espace Corps Esprit Forme,

Eric Mallet

 

En savoir plus »
Aucun commentaire