Effets de l’exercice de haute intensité sur l’expression des protéines impliquées dans la régulation

c) Effets de l’exercice aigu sur les contenus en MCTs et CD147.

Nous avons choisi de réaliser un enchainement de biopsies qui nous permettait de déterminer les réponses à court (0 et 6 h post-test) et moyen terme (24 h), après une unique session type d’entraînement en cyclisme, des cinétiques de l’expression des MCT1 et 4 basée sur différentes études selon notre hypothèse (Thomas et al., 2012). Un des nouveaux résultats mis en avant dans notre travail est que le contenu en MCT1 était significativement supérieur à 6 h et à 24 h post-test, comparé aux valeurs de repos, dans la condition BIC uniquement. A l’inverse, MCT4 n’était pas significativement altéré par l’exercice dans les deux conditions. Ces résultats diffèrent de résultats rapportés précédemment. En effet, il a été montré que les contenus en MCT1 et 4 augmentaient dans les premiers instants suivant un exercice d’endurance chez le rat (Coles et al., 2004), et jusqu’à 4 jours après un unique exercice épuisant chez l’Homme (Green et al., 2002). Toutefois, un test de course à intensité supra- maximale conduit jusqu’à l’épuisement total provoquait une augmentation à court terme uniquement dans le contenu en MCT1 2 h après un exercice chez l’Homme, mais pas pour le contenu en MCT4 (Bickham et al., 2006). Concernant le contenu en MCT4, nous avons rapporté une grande variabilité inter-individuelle comme déjà observé chez l’Homme (Pilegaard et al., 1999a; Juel et al., 2004; Burgomaster et al., 2007; Mohr et al., 2007; Bishop

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et al., 2008). Il n’y avait aucune augmentation du contenu en MCT4 à la fin de la période de

récupération de 24 h post-test, ce qui pourrait indiquer, au moins chez l’Homme, que les exercices aigus (Bickham et al., 2006) et chroniques (Bickham et al., 2006; Bishop et al., 2008; Gunnarsson et al., 2013) en sprint n’affectent pas significativement la sur-expression de MCT4. Ceci pourrait aussi être lié aux différences de cinétique de régulation entre les Hommes (notre étude) et les animaux (Coles et al., 2004). De plus, l’absence de changements d’expression en MCT1 et 4 à la suite de contractions de haute intensité en condition PLA lors des 24 h suivant la fin de l’exercice pourrait être due aux différences dans la planification des biopsies choisie dans les différentes études, mais aussi au type d’exercice. Si nous considérons la cinétique d’expression protéique entre le début de l’exercice et le prélèvement de muscle, nos résultats sont en adéquation avec le modèle précédemment mis en exergue (Thomas et al., 2012). En effet, 40 min après le début de la répétition de sprints (i.e., immédiatemment post-test), nous n’avons pas observé de changement des contenus en MCT1 et MCT4. Du fait de notre planification des biopsies, nous n’avons pas été en mesure de vérifier une potentielle augmentation de l’expression de MCT1 2 h après l’arrêt de l’exercice chez l’Homme, comme précédemment observé par (Bickham et al., 2006). Toutefois, nous avons rapporté une sur-expression aigue pour MCT1 aux même instants (6 h et 24 h) post- exercice que (Coles et al., 2004), mais seulement en condition BIC. Ces données suggèrent que l’exercice de haute intensité, incluant de larges changements de pH, pourrait retarder ou empêcher l’augmentation de la densité de MCT1, et que les exercices d’endurance, causant de moindres variations de pH, pourraient suffir à augmenter les contenus en MCT1.

Ces hypothèses sont en accord avec de précédentes études portant sur les effets de l’entraînement, qui ont rapporté que différents types d’activité contractile (force / endurance) pourraient augmenter les contenus en MCT1 (Bonen et al., 1998; Pilegaard et al., 1999a; Dubouchaud et al., 2000; Juel et al., 2004; Burgomaster et al., 2007; Mohr et al., 2007). Ces études rapportent qu’un entraînement en sprint induisant de hauts niveaux de pérturbations métaboliques sanguines et musculaires, et qui ne montre pas de changement de MCT1 (Bickham et al., 2006; Bishop et al., 2008; Gunnarsson et al., 2013). Par ailleurs, (Bonen et

al., 1998; Pilegaard et al., 1999a; Dubouchaud et al., 2000; Juel et al., 2004; Burgomaster et al., 2007; Mohr et al., 2007) ont observé une augmentation du contenu en MCT1 après deux

types d’entraînement en sprint et ont suggéré que le niveau d’accumulation du lactate et des protons dans le muscle n’était pas le facteur principal pouvant stimuler la synthèse protéique. Toutefois, les valeurs de pH musculaire avoisinaient les 7.0 pour les deux types

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d’entraînement ((Bonen et al., 1998; Pilegaard et al., 1999a; Dubouchaud et al., 2000; Juel et

al., 2004; Burgomaster et al., 2007; Mohr et al., 2007), alors que nos valeurs de pH

musculaires mesurées immédiatemment post-exercice étaient inférieures à 6.6. Cela nous laisse suggèrer que de hauts niveaux d’accumulation en protons pourraient finalement altérer l’expression de protéines par la stimulation de voies de signalisation, en particulier pour MCT1.

Bien que l’expression des MCT1 et 4 peut être régulée au niveau génétique, le positionnement correct des MCTs nécessite l’action de sa protéine chaperone CD147 (Kirk et

al., 2000; Philp et al., 2003; Wilson et al., 2005). Ainsi l’intéraction entre MCT1/4 et CD147

permet leur bonne translocation et leur bon positionnement sur la membrane plasmique (Schneiderhan et al., 2009), nécessaires à leur fonctionnement optimal. Cette protéine chaperone, qui dans notre étude a, pour la première fois, été quantifiée dans le muscle squelettique humain à la suite d’un exercice aigu, a été significativement diminuée après 24 h de récupération en condition PLA. Bien que non-significatif, le contenu en MCT1 était aussi diminué chez 7/8 des participants après 24 h de repos dans la condition PLA. Ce résultat va dans le sens d’une co-régulation de MCT1 et CD147 en réponse à l’activité contractile, comme précédemment observé chez des rats diabétiques (Nikooie et al., 2013). Par conséquent, le niveau d’accumulation en ions H+ pourait à la fois stimuler la dégradation de CD147 (et probablement MCT1) et retarder la synthèse de ces protéines en réponse à l’activité contractile à moyen terme post-exercice (24 h).

Pour la première fois, dans notre étude, il a été montré chez l’Homme une augmentation significative du contenu en NHE1 24 h après la fin d’un unique exercice de sprints répétés combiné avec une alcalose induite pré-exercice.

Les contenus en MCT1 et NHE1 étaient significativement corrélés entre eux, dans la condition PLA, à chaques instants de la récupération où des biopsies étaient prélevées, suggérant une régulation synchronisée de l’expression de ces deux protéines au repos et lors de la récupération. De plus, les contenus en MCT1 et NHE1 étaient tous les deux corrélés au contenu en COX IV dans la condition PLA. Ces résultats pris ensemble sont en accord avec le concept des navettes du lactate qui avance l’existence d’un complexe de régulation du lactate et du pH entre la mitochondrie et le sarcolemme. D’avantage d’études sont nécessaires afin de

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déterminer la co-localisation de MCT1 et NHE1 dans le muscle squelettique et leur coopération dans la régulation des ions H+ et du lactate.

Il a précédemment été montré que le contenu en NBCe1 augmentait après un « interval- training » dans le soleus de rat (Thomas et al., 2007). Dans notre étude, l’exercice aigu n’avait aucun effet sur l’expression de NBCe1 lors des premières 24 h de récupération. Comme NBCe1 était, ici, étudiée dans le vastus lateralis, et qu’il a déjà été montré que le contenu en NBC était négativement corrélé avec les fibres musculaires de type I (Kristensen et al., 2004a), il est possible qu’une sur-expression aurait pu être observée dans un muscle constitué principalement de fibres musculaires rapides. De plus, CAII, une protéine pouvant significativement augmenter l’activité de NBC (Pushkin et al., 2004; Becker & Deitmer, 2007; Schueler et al., 2011) et de MCT1 (Becker et al., 2005, 2011; Becker & Deitmer, 2008; Stridh et al., 2012), n’a pas été sur-exprimée ici par notre test de 3x30 sec. Toutefois, nous avons trouvé une corrélation significative au repos entre les contenus en NBCe1 et MCT1. Ce qui va dans le sens des résultats de (Thomas et al., 2007), qui ont montré une corrélation positive modérée entre ces deux mêmes protéines dans un muscle oxydatif après entraînement. Ensemble, ces résultats semblent indiquer que, malgré des interactions entre CAII, MCT1 et NBC (Schueler et al., 2011; Becker et al., 2011; Stridh et al., 2012; Deitmer & Becker, 2013), leur cinétique de régulation pendant les 24 premières heures de récupération suivant 3 sprints maximaux n’est pas exactement la même.

En conclusion, en réponse à 3 tests de Wingate séparés de 20 min de récupération, il y avait soit une chute ou aucun changement dans l’expression de protéines associées à la régulation du pH musculaire. Toutefois, lorsque combiné avec une alcalose induite, l’exercice aigu était associé avec une augmentation significative des contenus en MCT1, CD147 et NHE1.

3. Effets de l’exercice à haute intensité et de l’alcalose induite sur la