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L’entrainement d’endurance à long terme modifie l’épigénétique des muscles

lundi 9 février 2015

Une étude de l’Institut Karolinska de Suède a montré que l’entrainement d’endurance régulier sur le long terme modifiait le modèle épigénétique des muscles du squelette humain. L’équipe de recherche à l’origine de cette étude, publiée dans le journal Epigenetics [1], a également découvert un lien solide entre ces modes épigénétiques modifiés et l’activité des gènes qui contrôlent l’amélioration du métabolisme et de l’inflammation. Ces résultats pourront avoir des implications futures dans le cadre de la prévention et du traitement des maladies cardiovasculaires, du diabète et de l’obésité.

"On sait déjà que le fait d’être inactif est périlleux, et qu’une activité physique régulière améliore la santé, la qualité de la vie et l’espérance de vie," explique le Professeur Carl Johan Sundberg. "Cependant, la façon précise qui explique comment les effets positifs de l’entrainement sont induits dans le corps n’est pas claire. Mais cette étude indique que l’épigénétique représente une partie importante de l’adaptation des muscles du squelette à l’entrainement d’endurance."

L’épigénétique peut simplement être décrite comme étant des changements biochimiques temporaires dans le génome, causés par différentes formes d’impacts environnementaux. L’un de ces types de changement épigénétique est la méthylation, dans laquelle un groupe méthyle est ajouté ou retiré d’une base de la molécule d’ADN sans affecter la séquence ADN originale. Si les gènes sont considérés comme étant le hardware des cellules, alors l’épigénétique peut être considérée comme leur logiciel.

L’étude en question a inclus 23 jeunes hommes et femmes en bonne santé qui ont réalisé des séances de vélo supervisées avec une seule jambe, et où l’autre jambe servait de contrôle. Les volontaires réalisaient des sessions de 45 minutes quatre fois par semaine pendant 3 mois. La performance était mesurée dans les jambes avant l’entrainement et après. Dans les biopsies musculaires, les marqueurs du métabolisme des muscles, l’état de méthylation de 480000 sites dans le génome et l’activité de plus de 2000 gènes ont été mesurés.

Les résultats de l’étude ont montré qu’il y avait des associations fortes entre la méthylation épigénétique et les changements de l’activité de 4000 gènes au total. Les gènes associés aux régions génomiques, dans lesquelles les niveaux de méthylation augmentaient, étaient impliqués dans l’adaptation des muscles squelettiques et du métabolisme des hydrates de carbone, alors qu’une diminution du degré de méthylation apparaissait dans les régions associées à l’inflammation.

En outre, il a été trouvé qu’une majorité des changements épigénétiques survenaient dans les régions régulatrices de notre génome, les exhausteurs. Ces séquences dans notre ADN sont souvent situées bien loin des gènes qu’elles régulent, en comparaison des régions qui les favorisent, qui ont été traditionnellement considérées comme contrôlant la plupart de l’activité des gènes.

"Nous avons découvert que l’entrainement d’endurance réalisé d’une manière coordonnée affecte des milliers de sites de méthylation de l’ADN et de gènes associés à l’amélioration du fonctionnement musculaire et de la santé," dit Carl Johan Sundberg. "Ceci pourrait être d’une grande importance dans la compréhension et le traitement de nombreuses maladies fréquentes comme le diabète et les maladies cardiovasculaires, mais aussi pour savoir comment conserver un bon fonctionnement musculaire durant toute la vie. Mais nous avons aussi vu qu’il y avait des différences épigénétiques entre les muscles squelettiques des hommes et des femmes, ce qui pourrait être important pour développer des thérapies propres à chaque sexe dans le futur."

Références :

[1] Maléne E Lindholm, Francesco Marabita, David Gomez-Cabrero, Helene Rundqvist, Tomas J Ekström, Jesper Tegnér, Carl Johan Sundberg. An integrative analysis reveals coordinated reprogramming of the epigenome and the transcriptome in human skeletal muscle after training. Epigenetics, 2014.


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