Des chercheurs de l’Université de Bâle ont étudié les adaptations musculaires chez la souris et ont découvert que l’entraînement en endurance provoque un remodelage musculaire important, comme en témoigne la façon dont les muscles expriment les gènes différemment en fonction de leur état d’entraînement. Les changements épigénétiques, qui modifient les schémas d’activation des gènes, jouent un rôle crucial dans ces adaptations, rendant les muscles entraînés plus efficaces et plus résistants aux entraînements prolongés.
Plus nous exerçons notre endurance, plus nous devenons en forme, tout comme nos muscles. Ils s’adaptent à la charge et sont capables de mieux fonctionner pendant une période plus longue. Les scientifiques apportent désormais un nouvel éclairage sur ces adaptations musculaires.
L’entraînement d’endurance offre de nombreux avantages. S’engager dans des exercices réguliers améliore non seulement notre forme physique et notre bien-être général, mais induit également des changements significatifs dans la structure musculaire. Il en résulte les avantages bien connus de l’entraînement : les muscles se fatiguent moins facilement, génèrent plus d’énergie et optimisent l’utilisation de l’oxygène. Des chercheurs de l’Université de Bâle ont récemment approfondi la compréhension de ces transformations musculaires, en utilisant des expériences sur des souris comme base de leurs découvertes.
«L’adaptation des muscles à l’activité physique est un phénomène bien connu», explique le professeur Christoph Handschin, chercheur de longue date en biologie musculaire au Biozentrum de l’Université de Bâle. « Nous voulions comprendre ce qui se passe exactement dans le muscle pendant l’entraînement physique. » Lui et son équipe ont publié de nouvelles informations dans Métabolisme naturel.
L’état d’entraînement se reflète dans les gènes
Dans la présente étude, l’équipe de Handschin a comparé les muscles de souris non entraînées à ceux de souris entraînées et a étudié comment l’expression des gènes change en réponse aux exercices. « Étant donné que l’entraînement d’endurance induit un remodelage musculaire important, nous avons supposé que les adaptations se refléteraient dans l’expression des gènes », explique la première auteure, Regula Furrer. « Cependant, contrairement à nos attentes, l’expression de relativement peu de gènes, environ 250 gènes, a été modifiée chez les muscles entraînés au repos par rapport aux muscles non entraînés au repos. Étonnamment, environ 1 800 à 2 500 gènes ont été régulés après une période d’exercice intense. Le nombre et les gènes qui réagissent dépendent en grande partie de l’état d’entraînement.
Les muscles réagissent différemment au stress physique
Dans les muscles non entraînés, par exemple, l’entraînement d’endurance active des gènes inflammatoires, déclenchés par de minuscules blessures provoquant ce que nous appelons des douleurs musculaires. « Nous n’avons pas pu observer cela chez des souris dressées ; au lieu de cela, les gènes qui protègent le muscle sont plus actifs. Ainsi, les muscles entraînés réagissent de manière complètement différente au stress exercé par l’exercice », explique Furrer. « Ils sont plus efficaces et plus résistants – en bref, ils supportent mieux la charge physique. »
Le modèle épigénétique façonne la forme physique des muscles
La question est : Comment est-il possible que les muscles réagissent si différemment aux exercices d’endurance en fonction de leur état d’entraînement ? Les scientifiques ont trouvé une réponse dans l’épigénétique. Les gènes sont activés ou désactivés par des modifications dites épigénétiques, des marqueurs chimiques dans le génome. « Il était étonnant que le modèle épigénétique entre les muscles non entraînés et entraînés soit totalement différent et qu’un grand nombre de ces modifications se produisent dans des gènes clés qui contrôlent l’expression de nombreux autres gènes », souligne Furrer. Par conséquent, l’exercice active un programme complètement différent pour les muscles entraînés et non entraînés.
Ces informations épigénétiques déterminent la manière dont le muscle réagit à l’entraînement. « L’entraînement d’endurance chronique modifie le schéma épigénétique du muscle, à la fois à court et à long terme. Il semble que les muscles entraînés soient préparés à des entraînements prolongés grâce à leur schéma épigénétique. Ils réagissent beaucoup plus rapidement et travaillent plus efficacement », résume Handschin. « À chaque séance d’entraînement, l’endurance musculaire augmente. »
De la souris à l’humain
Les chercheurs ont révélé comment les muscles s’adaptent au fil du temps à un entraînement d’endurance régulier chez la souris. La prochaine étape consistera à découvrir si ces résultats peuvent également être transférés à l’homme. Dans les sports de compétition, des biomarqueurs reflétant les progrès de l’entraînement pourraient être utilisés pour améliorer l’efficacité de l’entraînement.
Plus important encore : « Comprendre comment fonctionne un muscle sain nous permet de comprendre ce qui ne va pas dans les maladies », explique Handschin. Ceci est crucial pour ouvrir des voies innovantes pour le traitement de la fonte musculaire liée à l’âge ou à une maladie.
