Comment l'exercice à long terme remodèle le paysage endocrinien interorganique

Des scientifiques du Consortium des transducteurs moléculaires de l'activité physique (MoTrPAC) ont présenté la première étude multisystémique de ce type, démontrant comment un exercice d'endurance régulier modifie les réseaux de signalisation endocrinienne entre les tissus à l'échelle moléculaire. Ces travaux, dirigés par Cheehoon Ahn et ses collègues, sont publiés dans la revue Molecular Metabolism.

Pourquoi est-ce important?

L'activité physique est reconnue depuis longtemps comme un puissant facteur de prévention des maladies cardiovasculaires et métaboliques. Cependant, la plupart des études se sont concentrées uniquement sur les changements au niveau des muscles squelettiques ou du cœur. Les auteurs sont allés plus loin en se demandant: quels tissus « envoient » des signaux (les exerkines) et comment coordonnent-ils les bienfaits de l'exercice à l'échelle de l'organisme?

Conception expérimentale

• Modèle et protocole: Des rats mâles ont suivi un entraînement d'endurance sur tapis roulant pendant huit semaines, cinq fois par jour, avec un rythme et une durée contrôlés. Le groupe témoin a conservé un mode de vie sédentaire.
• Analyse multisystémique: avant et après l'intervention, une analyse transcriptomique (snRNA-seq) et protéomique (LC-MS/MS) détaillée de 16 tissus clés a été réalisée: muscles squelettiques et cardiaques, foie, reins, pancréas, différents dépôts de tissu adipeux (sous-cutané, viscéral), ainsi que poumons, rate et cerveau.
• Déduction des connexions interorganiques: les algorithmes QENIE et GD-CAT ont permis de calculer la force et la direction des « lettres » endocrines entre les tissus en fonction du niveau de protéines sécrétées et de leurs récepteurs.

Découvertes clés

1. Le tissu adipeux sous-cutané est le principal « facteur »

   • Après l'entraînement, c'est la graisse sous-cutanée qui présentait le plus grand nombre et le plus grand niveau de facteurs sécrétés dirigés vers d'autres organes. Parmi ceux-ci figuraient les apoténines, les facteurs de croissance et les protéines de liaison au collagène.

2. La matrice extracellulaire comme médiateur universel

   • Les gènes et les protéines associés à la synthèse et au remodelage de la matrice extracellulaire (collagènes I/III, lamines, fibronectine) se sont révélés être des « messagers » globaux des effets de l'entraînement dans tous les tissus. Cela souligne l'importance de la microstructure du tissu conjonctif dans l'adaptation aux charges.

3. Molécules de signalisation Wnt

   • Il a été démontré que plusieurs membres de la famille Wnt (Wnt5a, Wnt7b) agissent comme des ponts moléculaires entre les muscles, le foie et le tissu adipeux, régulant éventuellement la croissance capillaire et le métabolisme du glucose.

4. Organismes de réglementation de la réponse

   • En plus de la graisse et des muscles, le foie et le cœur envoient activement des « lettres » aux muscles et au cerveau, formant des boucles de rétroaction fermées qui améliorent le métabolisme énergétique et la résistance au stress.

Perspectives pratiques

• Recherche de nouveaux biomarqueurs. Les protéines messagères sécrétées peuvent être étudiées comme indicateurs de l'efficacité de l'entraînement ou comme signes précoces de fatigue.
• Thérapie par « exercices sans mise en charge »: les exerkines identifiées (par exemple, des ligands Wnt spécifiques) peuvent constituer la base de « pilules d'exercice » pour les patients sédentaires.
• Personnalisation des programmes d'entraînement. L'atlas des connexions interorganiques permettra d'adapter l'intensité et la durée de l'effort aux réactions tissulaires individuelles.

Conclusion

Cette étude souligne que la course à pied et les autres exercices d'endurance ne se contentent pas de stimuler les muscles, mais activent également de manière puissante la quasi-totalité des organes. La cartographie des exerkines créée par MoTrPAC ouvrira la voie à de nouvelles stratégies diagnostiques et thérapeutiques pour maximiser les bienfaits de l'exercice.