Comprendre la croissance musculaire: Est-ce que la testostérone seule construit du muscle ?

Nous voici déjà arrivé au sixième article de la série “Comprendre la croissance musculaire” de la SuppVersity d’Adel Moussa. Ici, nous entrons dans le vif du sujet, du moins pour ceux qui pensent que la croissance musculaire se résume plus ou moins au taux de testostérone que leur organisme peut produire ou supporter. Les trois traductions d’articles suivants prouveront surtout que la réalité est (un brin !) plus complexe que ce raccourci (très large) de pensée.

Eric Mallet

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Testostérone et relation avec la croissance musculaire

Image 1: En tant que chercheur “sérieux”, il serait préférable de ne pas utiliser les mots “testostérone” et “muscles” sans “anti-doping”, “hypogonadisme” ou “sarcopénie” dans un de vos articles si vous ne voulez pas mettre votre carrière en jeu.

Dans les épisodes précédents de la série d’articles “Comprendre la Croissance Musculaire”, nous avions parlé de choses très intéressantes telles que les mTOR, la myostatine, les variantes d’épissage de l’IGF et de sujets encore plus exotiques. La testostérone, le “Big T” – le supposé plus important contributeur à l’hypertrophie du muscle squelettique, a jusqu’ici été “négligé” – dépendait-il du principe de garder le meilleur pour la fin quant à l’influence de la testostérone sur le renforcement musculaire comme développé sur le premier article ? Était-ce l’ignorance ? De la stupidité ? Ou est-ce que je voulais commencer la nouvelle année avec un Big Tang… ah désolé “bang” ? La réponse est simple, c’est que j’en éprouvais tout simplement une crainte.

Ce n’est pas parce que le mot “testostérone” est devenu aussi péjoratif dans notre société métrosexuelle et féministe que j’ai été mis sur l’index de sites “trop ​​masculinisants”, mais plutôt parce que je me sens très mal à l’aise quand je dois parler de ce que je ne comprends pas bien… et si nous sommes honnêtes envers nous-même, nous devons bien avouer que d’autres aspects des fondements physiologiques de l’hypertrophie du muscle squelettique sont encore très obscurs. C’est notamment le cas en ce qui concerne le rôle de la “Big T” et de la manière dont elle joue entre ces cascades de signalisation et ces protéines phosphorylées, ainsi que les facteurs de croissance nouvellement découverts.

Testostérone, the Big Bad T ?

Une des raisons qui expliquerait notre manque de connaissance à propos du comment (certains chercheurs vous diront même “si”) la testostérone construit du muscle se résume certainement à une question pratique. A moins que vous puissiez effectuer des recherches sous le prétexte d’essayer de:

  • Traiter les troubles liés à la perte de muscle (associés à l’âge, au cancer, au SIDA…)
  • Inventer de nouvelles méthodes qui pourraient être utiles à la WADA dans sa lutte contre le dopage ou
  • Aider les hommes infertiles ou qui souffrent d’hypogonadisme à vivre mieux

Vous, en tant que chercheur, aurez non seulement du mal à trouver des “sponsors” pour financer vos très chères recherches (pensez à des études à grande échelle avec de nombreux participants humains sains, pensez aux “risques potentiels”, aux compensations, pensez à tout ce travail de laboratoire qui coûte un bras). Et vous risquez même de vous faire étiqueter en tant que «Docteur dopage», une appellation qui ne risque certainement pas de se révéler très enrichissante.

La Testostérone, le Jerry Bruckheimer de l’hypertrophie du muscle squelettique ?

Et même si vous avez assez de fonds pour financer vos recherches, que vous n’ayez pas peur de mettre votre réputation en jeu et que vous ayez obtenu l’approbation de tous les comités d’éthique, vous seriez toujours confronté à un problème, sachant que la testostérone est une hormone systémique, contrairement à la synthèse des protéines musculaires par elle-même, l’activité mTOR dans les échantillons de tissus, et même les variantes d’épissage spécifiques de l’IGF-1. Elle est (du moins c’est ce que les scientifiques croient actuellement) non exprimée au niveau des tissus eux-mêmes (autocrine), mais principalement produite dans vos testicules. Elle va ensuite traverser votre circulation sanguine pour se “lier” (même si cela est une simplification excessive) à son récepteur et… mais je ne vais pas perdre votre temps en entrant dans les détails d’un processus que vous avez certainement lu environ 143x sur d’autres sites. Au lieu de cela, je peux vous fournir une autre métaphore qui vous aidera à comprendre à la fois la complexité de la question et le dilemme actuel dans lequel nous nous trouvons.

La testostérone est-elle le producteur de la croissance des muscles ?

Image 2: Le producteur d’un film, ici Jerry Bruckheimer (im. screenrant.com) est vraiment quelqu’un d’important mais que fait-il exactement et comment ?

Imaginez que “Hypertrophie du Muscle Squelettique” soit le titre de la plus récente superproduction de Tinseltown. Il serait assez facile pour vous de nommer les principaux protagonistes, comme Monsieur L-Leucine, Mme A. Mpk, M. mTOR et tous les autres. Vous pourriez assigner leurs noms aux caractères respectifs et avoir au moins une compréhension préliminaire de ce qu’est leur fonction dans l’intrigue du film. Et si vous regardez de plus près l’affiche du film, vous aurez reconnu un autre nom familier “une production Big T”… “Cool ! Big T, c’est le gars qui a produit tous ces blockbusters, il doit certainement savoir ce qu’il fait…”. Mais dites-moi: Avez-vous la moindre idée de ce que les gars comme Jerry Bruckheimer font réellement ? Non ? Eh bien, moi non plus.

Nous savons que sans le producteur, il n’y aurait même pas de film. Nous savons que son rôle est de la plus haute importance et nous savons… ou nous supposons automatiquement que des gars comme Jerry Bruckheimer (voir image 2) ont un rôle d’une importance fondamentale dans l’ensemble du processus de production – car ils sont appelés “producteurs” non ?

En substance, la situation pour les scientifiques (et les geeks de la science comme nous autres) observant le “Big T” n’est pas très différente de la vôtre devant l’affiche du film:

  1. Nous savons que la perte de masse maigre et, de façon intéressante, la masse osseuse également, est l’une des caractéristiques fondamentales de l’hypogonadisme (en dessous des niveaux «normaux» de testostérone).
  2. Nous savons que le rétablissement des taux de testostérone à un niveau normal par l’intermédiaire de la thérapie hormonale de substitution (THS) suffit souvent à inverser/réparer la perte musculaire.
  3. Nous savons, ou devrais-je plutôt dire, que nous aimons croire que le muscle dur comme du granit de 99% des bodybuilders professionnels de l’IFBB est construit sur des niveaux supra-physiologiques de testostérone.

Est-ce que la testostérone construit du muscle ?

Professeur de laboratoire

Image 3: Certes, le professeur Hubert de Futurama aurait probablement besoin de testostérone exogène. Heureusement, Bhasin et al. ont recruté des jeunes hommes eugonadiens (tx plasmatique de T normal) pour leur étude 😉

Imaginez que vous soyez un scientifique intelligent et pas très musclé, quelqu’un comme le professeur Hubert de Futurama (image 3). Quelle serait la manière la plus évidente de répondre à cette question épineuse ? Eh bien, c’est facile: vous vous asseyez sur votre chaise dans le laboratoire, vous vous injectez de la testostérone et continuez votre travail journalier de nerd. Avant chacune de vos injections hebdomadaires d’énanthate de testostérone, vous profiterez rapidement du scanner DEXA (ou DXA) du service médical voisin, vous mesurerez vos cuisses et vos quadriceps et prélèverez un échantillon de sang au laboratoire.

Si après environ six mois vous n’avez toujours pas remarqué de changements au niveau de votre composition corporelle (DEXA), de la taille des muscles (cuisses et quadriceps), bien que votre analyse sanguine révèle que vos niveaux de testostérone ont constamment demeurés dans des plages supra physiologiques, la réponse à la question sera… NON ! Si, cependant, vous commencez à remarquer de plus en plus de muscle sur votre corps de geek, que votre petit bidon a disparu et que vous devez faire attention à ne pas trop claquer les portes du labo, là, vous le saurez: La testostérone renforce le muscle !

Probablement au vu de “l’obstacle” mentionné ci-dessus, il n’existe qu’une seule étude scientifique bien conçue, et surtout largement documentée, qui a mis en pratique notre expérience imaginée. Évidemment, cette dernière n’était pas l’étude N = 1 mais impliquait un groupe de 61 jeunes hommes (âgés de 18 à 35 ans) absolument en bonne santé eugonodale (= niveaux de testostérone totalement normaux). Au cours d’une période de 20 semaines, les sujets ont reçu une injection hebdomadaire d’antagoniste de la GnRH (afin d’arrêter la production endogène de testostérone) et 25, 50, 125, 300 ou 600 mg d’énanthate de testostérone (Bhasin, 2001). Ils n’ont pas fait d’exercice (on leur a spécifiquement conseillé de s’abstenir de «musculation ou d’exercice d’endurance modéré à intense pendant l’étude»). Ils n’ont pas augmenté leur apport en protéines, on ne leur a pas co-administré d’autres substances ergogènes mais ils ont tout de même augmenté leur croissance musculaire et pour être précis, c’était le cas pour 3/5 des sujets (voir tableau 1):

 

Etude clinique enanthate de testostérone

Tableau 1: Changements dans la composition corporelle mesurés par pesée hydrostatique (UWW) et DEXA après 20 semaines en fonction des quantités reçues de testostérone enanthate. En raison d’une diminution de -5% du rapport masse/eau sans matières grasses dans le groupe 125 mg, la valeur UWW mise en évidence est non fiable (données calculées sur la base de Bhasin, 2001)

Comme vous pouvez le voir sur le tableau 1, seuls les sujets des groupes recevant 125 mg, 300 mg et 600 mg d’énanthate de testostérone par semaine ont pu augmenter leur masse musculaire maigre et diminuer leur taux de graisse corporelle en restant littéralement couché sur le canapé (+ 5% , + 15% et + 37% d’augmentation du rapport masse maigre/graisse). Par contre, les changements dans la composition corporelle des groupes de 25 mg et 50 mg étaient moins favorables, et c’est le moins que l’on puisse dire (+ 37% et + 16% de graisse corporelle, mesurée par DEXA dans les groupes 25 mg et 50 mg) – mais comment cela se passe t-il, je veux bien dire que la testostérone fabrique du muscle, non ?

 

Croissance musculaire et testostérone

Image 2: Modifications des niveaux de testostérone totale (ng/dl) et IGF-1 (ng/ml) (à gauche) et testostérone en rapport à l’IGF-1 (à droite) de jeunes eugonodaux après 20 semaines d’antagoniste de la GnHR + différentes doses d’énanthate de testostérone (données calculées d’après Bhasin, 2001).

 

Si nous observons les changements réels pour les niveaux de testostérone des participants, la réponse est assez évidente. Avec la suppression exogène de leur propre production naturelle de testostérone par l’antagoniste de la gonadotrophine (GnRH), les sujets qui n’avaient pris que 25 mg ou 50 mg d’énanthate de testostérone par semaine souffraient de réductions correspondantes de testostérone totale et libre de -57% et -46%, respectivement. Les malheureux se retrouvaient relégués dans la catégorie des hypogonodaux.

La complexité émerge: La connexion Testostérone IGF-1

Si vous êtes un lecteur intelligent, et je suppose que vous l’êtes, vous soupçonnez déjà que j’ai ajouté les changements relativement mineurs des niveaux sériques de l’IGF-1 à dessein et ceux d’entre vous qui ont suivi les derniers articles de cette série l’auront probablement déjà anticipé. Après tout, nous savons maintenant que la testostérone construit du muscle mais dans les épisodes précédents, nous avons appris qu’une myriade d’autres facteurs, IGF-1 inclus, semblent faire la même chose…

Article SuppVersity original: Intermittent Thoughts on Building Muscle: Zoning in on the “Big T” – Dose Testosterone (Alone) Build Muscle?

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Note: Comme vous l’avez compris, l’expérience scientifique commentée par le narrateur s’appuie sur un contexte bien particulier: absence endogène de testostérone (mise en veille) et absence d’exercices physiques. Dans ce cadre, nous sommes donc loin des conditions de prises d’une dose supra-physiologique d’anabolisants à des fins de dopage. Ici, il s’agit cependant de déterminer les effets de l’hormone en question, isolée de toutes influences extérieure, pas de déterminer si un protocole de dopage particulier mettra tel ou tel élément en évidence. Mais disons que depuis 2001, de l’eau a un peu coulé sous les ponts et que d’autres recherches ont été entreprises depuis. Je vous donne donc en extra – merci Eric – quelques éléments bibliographiques supplémentaires:

Bhasin et al., Proof of the effect of testosterone on skeletal muscle, J Endocrinol. 2001 Jul;170(1):27-38.

Bhasin S., Testosterone supplementation for aging-associated sarcopenia., J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2003 Nov; 58(11):1002-8.

Gruenewald DA, Matsumoto AM., Testosterone supplementation therapy for older men: potential benefits and risks., J Am Geriatr Soc. 2003 Jan; 51(1):101-15

Urban RJ, Dillon EL, Choudhary S, Zhao Y, Horstman AM, Tilton RG, Sheffield-Moore M., Translational studies in older men using testosterone to treat sarcopenia., Trans Am Clin Climatol Assoc. 2014; 125:27-42

Markofski MM, Dickinson JM, Drummond MJ, Fry CS, Fujita S, Gundermann DM, Glynn EL, Jennings K, Paddon-Jones D, Reidy PT, et al. Effect of age on basal muscle protein synthesis and mTORC1 signaling in a large cohort of young and older men and women., Exp Gerontol. 2015 May; 65:1-7

Herbst KL, Bhasin S. Testosterone action on skeletal muscle., Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2004 May; 7(3):271-7.

 

 

 

 

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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 (…)

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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

 

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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 (…)

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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 (NdT: volume de myofibrilles contrôlé par un seul noyau), 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,

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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

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