Gènes liés à la croissance musculaire et à la régénération
La croissance et la régénération du tissu musculaire peuvent être obtenues soit en augmentant l’expression de gènes ayant une action stimulante, tels que le facteur de croissance de l’insuline (IGF-1), et en inhibant les gènes qui agissent généralement comme des répresseurs de processus de croissance, par exemple la myostatine.
IGF-1 musculaire (mIGF-1) : l'isoforme musculaire spécifique du facteur de croissance d'insuline similaire (mIGF-1) joue un rôle très important dans la régénération musculaire. Le gène IGF-1 a pour tâche de réparer le muscle lorsque, au cours de l'exercice, il subit un traumatisme microscopique.
Myostatine : La myostatine est une protéine découverte en 1997 lors d'études de différenciation et de prolifération cellulaires. Pour comprendre quelle était sa fonction réelle, il a été couplé des souris dans lesquelles le gène qui code pour la myostatine était inhibé.
La progéniture homozygote (porteuse des deux gènes mutés) avait un développement musculaire supérieur à celui des souris hétérozygotes (porteuses d'un seul gène muté) et des souris normales. La taille du corps était 30% plus élevée, le muscle semblait hypertrophique et le poids était 2 ou 3 fois supérieur à celui des cobayes naturels. Par la suite, l'analyse histologique a montré une augmentation à la fois de la taille des cellules musculaires individuelles (hypertrophie) et de leur nombre (hyperplasie). Dans le même temps, le tissu adipeux a légèrement diminué, tandis que la fertilité et la durée de vie sont restées pratiquement inchangées.
En 2004, lors de l’étude d’un enfant allemand de 5 ans présentant un développement anormal de la force et de la masse musculaire, la présence d’une mutation du gène codant pour la myostatine a été identifiée pour la première fois chez l’homme. L'influence sur l'expression phénotypique était identique à celle observée chez les souris de laboratoire et chez les races de bovins étudiées, à tel point que la force musculaire de l'enfant était similaire, voire supérieure, à celle de l'adulte. Un aspect très intéressant est que la mère de l'enfant, dont il a hérité l'un des deux allèles mutés, était un sprinteur professionnel et que certains de ses ancêtres sont connus pour leur force extraordinaire.
La myostatine est une protéine qui interagit avec le développement musculaire et l'inhibe. il est principalement produit par les cellules des muscles squelettiques et son action est régulée par la présence d'un inhibiteur appelé follistatine. Plus le niveau de follistatine est élevé, plus le niveau de myostatine est bas, plus le développement musculaire sera intense. Il semble que follistatina puisse interagir avec les cellules satellites en stimulant la prolifération de nouvelles cellules musculaires (hyperplasie). Normalement, l'augmentation de la masse musculaire est due à la seule augmentation de la taille des cellules (hypertrophie), tandis qu'une légère hyperplasie ne peut se produire que dans des cas particuliers (blessures musculaires).
Récemment, l'approche d'inhibition de la myostatine dans le traitement des pathologies de la dystrophie musculaire chez les modèles animaux a suscité un intérêt particulier; les deux injections intrapéritonéales d'un inhibiteur de la myostatine et des délétions spécifiques du gène de la myostatine ont été réalisées, entraînant une amélioration de la pathologie de la dystrophie musculaire. Les recherches actuelles se concentrent sur l'étude et le développement de ces potentiels, mais il reste encore beaucoup d'hypothèses et peu de certitudes. Les études sur le rôle de la myostatine dans le corps humain sont peu nombreuses, souvent discordantes et en attente de confirmation. En fait, la croissance musculaire résulte d'un équilibre subtil entre les facteurs anaboliques et cataboliques et une seule hormone, un gène ou une substance particulière ne suffisent pas pour l'influencer de manière significative. Pour confirmer cela, il existe des études dans la littérature qui montrent qu'il n'y a pas de différences importantes dans la quantité de masse musculaire entre les sujets normaux et ceux présentant un déficit en myostatine.
Hormone de croissance (somatotropine - GH): L’ hormone GH ou somatotrope est une protéine (un peptide linéaire composé de 191 acides aminés) produite par les cellules somatotropes de l’hypophyse antérieure. Il a des pertes pulsatiles, avec des pics plus fréquents et plus larges dans les premières heures de sommeil.
L’activité sportive stimule fortement la sécrétion de l’hormone de croissance. Pendant les exercices à long terme, le pic de sécrétion est observé entre 25 et 60 minutes, tandis que dans le cas de stress anaérobies, ce pic est enregistré entre la fin de la 5ème et la 15ème minute de récupération.
Avec le même effort physique, la sécrétion de GH est plus grande:
- chez les femmes par rapport aux hommes
- chez les jeunes par rapport aux sujets âgés
- chez les sédentaires versus les formés
La sécrétion de GH au cours de l'exercice physique est influencée par:
- INTENSITÉ '
Une réponse significative de GH à l'exercice physique est déjà observée pour les exercices de faible intensité (50% de la VO2 max) et devient maximale autour du seuil anaérobie (70% de la VO2 max). Une augmentation supplémentaire de l'intensité n'entraîne aucune augmentation significative du pic de sécrétion. La réponse maximale de la GH à l'engagement physique est observée lors d'exercices avec une forte demande en glycolyse anaérobie et une production massive de lactate (par exemple, la musculation). La sécrétion de GH est inversement proportionnelle à la période de récupération et directement proportionnelle à la durée de l'exercice.
- FORMATION
La réaction de GH à l'exercice est inversement liée au degré d'entraînement. À la même intensité d'exercice, un sujet entraîné produit beaucoup moins de GH qu'un sujet déconditionné, car la lactidémie (part du lactate dans la circulation) est plus faible.
Les effets de la GH sont en partie directs, tels que les effets diabétogènes et lipolytiques, et en partie par des facteurs d'insuline similaires: le facteur de croissance de l'insuline (IGF-1, IGF-2).
- TEMPERATURE
La réponse de la sécrétion de GH au changement de température ambiante est directement proportionnelle à la diminution de la température.
L'axe GH-IGF agit physiologiquement sur le métabolisme glycolique, déterminant l'hyperglycémie; sur le métabolisme protictique, l'augmentation de l'absorption cellulaire d'acides aminés et l'accélération de la transcription et de la traduction de l'ARNm, favorisant ainsi l'anabolisme des protéines et le développement des masses musculaires; enfin, il agit également sur le métabolisme des lipides, déterminant la lipolyse avec une augmentation des acides gras libres et des corps cétoniques.
Les effets secondaires associés à l’administration de fortes quantités de GH sont nombreux: myopathie, neuropathies périphériques, rétention hydrique, œdème, syndrome du canal carpien, arthralgie, paresthésie, gynécomastie, hypertension intracrânienne bénigne avec œdème papillaire et céphalique, pancréatite aiguë, intolérance au glucose, augmentation plasmatique du cholestérol et des triglycérides, maladies artério-coronaires, cardiomégalie et cardiomyopathie. Les effets musculo-squelettiques et cardiaques associés à l'administration de GH peuvent être irréversibles, souvent même après un sevrage d'hormones. Il est également important de rappeler que la GH peut induire la formation de néoplasies, en particulier dans le côlon, la peau et le sang.
Stratégies de détection du dopage génétique
L’inclusion du dopage génétique par l’Agence mondiale antidopage (AMA) dans la liste des substances et méthodes interdites a été suivie de la difficulté de mettre au point des méthodes de détection, car le transgène et la protéine exprimée seraient probablement impossible à distinguer de leurs homologues endogènes.
L'échantillon idéal pour détecter le dopage génétique devrait être facilement accessible avec des retraits n'utilisant pas une approche invasive; de plus, l’enquête devrait refléter non seulement la situation au moment de la collecte, mais aussi celle d’une période antérieure. Les fluides corporels (sang, urine et salive) répondent au premier point. La méthodologie développée doit donc s'appliquer à au moins un de ces échantillons. Les méthodes de détection doivent être spécifiques, sensibles, assez rapides, potentiellement rentables et permettre une analyse à grande échelle.
Les implications juridiques liées à l’utilisation de toute méthode permettant le contrôle du dopage sur les athlètes sont telles que, dans la mesure du possible, une méthode directe permettant d’identifier sans équivoque l’agent dopant sera toujours préférée à une méthode indirecte, qui mesure le changement intervenu sur le site. des cellules, dans les tissus ou dans tout l'organisme par dopage. S'agissant du dopage génétique, la détection du transgène, de la protéine transgénique ou du vecteur lui-même constituerait une approche directe, mais la possibilité d'utiliser ce type d'approche est minime, comme dans le cas de la détection d'hormones peptidiques interdites telles que l'érythropoïétine et somatotropine. L’approche indirecte (passeport biologique) offre plutôt une certaine fiabilité du résultat du test, sur la base d’un modèle statistique, donc plus ouverte au contrôle juridique. De plus, aucun accord n'a encore été trouvé entre les personnalités de la communauté sportive concernant un niveau de fiabilité acceptable.
bibliographie:
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- Vanadium et diabète: propriétés insulinomimétiques pancréatiques et périphériques - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
- Effet du vanadium sur l'utilisation régionale du glucose dans le cerveau chez le rat - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 août; 54 (2): 407-9]
- Inhibition de la gluconéogenèse par le vanadium et la metformine dans des tubules du cortex rénal isolés de lapins témoins et de lapins diabétiques - Kiersztan A et al. - [Biochem Pharmacol. 1er avril 2002; 63 (7): 1371-82].
