a) La réduction de l’activité physique : un rôle majeur mais…
Actuellement, l’activité physique est considérée comme un élément central dans l’expression musculaire périphérique de la BPCO (Watz et al. 2014). En effet, la réduction de l’activité physique, décrite chez les patients BPCO (Gouzi et al. 2011) a été le premier facteur impliqué dans la dysfonction musculaire périphérique des patients BPCO. Serres et al. (1998) ont notamment rapporté une corrélation positive et significative entre le Tlim (endurance du quadriceps) et le score au questionnaire de quantification de l’activité physique développé par Voorrips et al. (1991). Plus récemment, certains auteurs ont montré l’existence de corrélations entre les niveaux d’activité physique, la force et la masse musculaire (Shrikrishna et al. 2012).
De plus, les atteintes musculaires périphériques décrites dans la partie précédente sont similaires à celles décrites dans des situations de déconditionnement musculaire (e.g. modèles d’immobilisation « Bed rest ») (Hortobagyi et al. 2000). Cependant, tout en prenant en considération l’hétérogénéité des atteintes musculaires périphériques, l’amplitude des anomalies musculaires décrites dans la littérature chez les patients BPCO est plus importante que celles retrouvées chez des sujets sédentaires comme illustré sur la Figure 12 ci-dessous (Couillard et Préfaut, 2005).
Figure 12. Représentation schématique de la taille (surface du cercle) et de la proportion moyenne de fibres musculaires de type I et II chez des sujets sains actifs, sédentaires et des patients BPCO (d’après Couillard et Préfaut, 2005).
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Même si la réduction de l’activité physique constitue un élément clé dans l’atteinte musculaire périphérique des patients BPCO, il ne semble pas être le seul. En effet, d’autres facteurs étiologiques ont été identifiés (Gea et al. 2013). Ces facteurs étiologiques participent à l’hétérogénéité de l’atteinte musculaire périphérique décrite dans la littérature (Maltais et al. 2014 ; Couillard et Préfaut 2005).
b) D’autres facteurs impliqués : vers l’étude du stress oxydant ?
Il a été montré que la consommation de tabac (un des principaux facteurs étiologiques de la BPCO) seule pouvait induire des modifications, des altérations musculaires (Degens et al. 2015 ; Gosker et al. 2009) pouvant ainsi prédisposer le patient BPCO au développement d’une dysfonction musculaire périphérique (Barreiro et al. 2011 ; Van den Borst et al. 2011). Cependant, il ne semble pas constituer un facteur majeur car dans plusieurs études, des différences musculaires persistent entre les patients BPCO et les sujets sains même lorsque la consommation de tabac des deux populations est contrôlée.
De part sa composition, le tabac contribue aussi à l’augmentation des marqueurs de l’inflammation systémique, comme la C-réactive protéine, le fibrinogène ou encore plusieurs cytokines pro-inflammatoires (Gan et al. 2004) décrites chez les patients BPCO. Plusieurs études, notamment chez l’animal, ont montré que l’inflammation systémique pouvait induire une perte de masse musculaire via une augmentation de l’activité du système ubiquitine-protéasome ou encore des facteurs de transcription NF-κB et FOXO (Reid et al. 2009). Cependant, cette implication de l’inflammation n’a jamais été clairement démontrée. En effet, la présence d’une augmentation des marqueurs de l’inflammation au niveau du quadriceps de patients BPCO est controversée, même chez les patients présentant une perte de masse musculaire (Barreiro et al. 2008 ; Debigaré et al. 2008).
Par ailleurs, cette inflammation systémique est augmentée en cas d’exacerbations chez les patients BPCO (Spruit et al. 2003 ; Perera et al. 2007). Ces phénomènes d’exacerbations ont clairement démontré un impact sur l’atteinte musculaire périphérique avec notamment une diminution importante (± 20%) de la FMIV combinée à une récupération très lente de ces fonctions musculaires (Spruit et al. 2003). Même si certaines hypothèses ont été avancées, les mécanismes sous-jacents de ces épisodes d’exacerbations restent encore mal connus.
D’autres facteurs tels que des anomalies de l’échange gazeux, notamment l’hypoxémie (Gosker et al. 2002 ; Puente-Maestu et al. 2009 ; Costes et al. 2015), ou encore la prise de corticostéroïdes au long cours (Decramer et al. 1994) peuvent contribuer à l’atteinte
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musculaire périphérique des patients BPCO. L’ensemble de ces paramètres rajoutent de l’hétérogénéité et sont donc à prendre en compte lors de l’étude des mécanismes impliqués dans l’atteinte musculaire périphérique de ces patients.
Enfin, la dénutrition apparaît être un phénomène important dans la BPCO. En effet, une étude récente a montré que près de 50% des patients BPCO stables ont une alimentation déséquilibrée (malnutrition) avec une prévalence plus élevée chez les femmes (Odencrants et al. 2013). Ce déficit d’apport alimentaire, souvent décrit chez les patients BPCO (Van de Bool et al. 2014 ; McKeever et al. 2008), ne permettrait pas de compenser l’ensemble des dépenses énergétiques des patients BPCO (Schols et al. 1991 ; King et al. 2008). Ainsi, il a été mis en avant que des déséquilibres d’apports alimentaires pouvaient induire une perte de poids, notamment de masse maigre, et une réduction de la force musculaire (Vermeeren et al. 2006). L’hypothèse d’un lien avec le déséquilibre de la balance synthèse/dégradation des protéines pour expliquer ces résultats est avancée mais reste non démontrée dans la littérature (Schols et al. 2014).
De façon intéressante, lorsque nous faisons l’analyse de la littérature, le stress oxydant apparaît être un mécanisme potentiel commun à l’ensemble des facteurs étiologiques présentés ci-dessus (Gea et al. 2013) (cf. Figure 13). Ce mécanisme est très étudié depuis une quinzaine d’années dans la BPCO mais face à sa complexité et son hétérogénéité, le champ scientifique reste ouvert à de nombreuses interrogations. Dans la prochaine partie, nous allons donc faire l’état de l’art sur les connaissances scientifiques actuelles relatives au stress oxydant dans la BPCO en le définissant, le caractérisant et en analysant son implication dans l’atteinte musculaire périphérique.
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Atteinte musculaire
périphérique
Figure 13. Représentation schématique des relations entre les facteurs étiologiques, le stress oxydant et l’atteinte musculaire périphérique chez les patients BPCO (adapté de Gea et al. 2013).
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III/ Le Stress Oxydant : un rôle clé dans l’atteinte
musculaire périphérique
Sous la notion de stress oxydant, les termes « délétère » ou « toxique » sont bien souvent associés. Ces notions viennent du fait que les radicaux libres, principalement issus du métabolisme de l’O2 (e.g. espèces oxygénées réactives : EOR), peuvent entraîner l’oxydation
de divers composants tels que les lipides, les protéines ou encore l’acide désoxyribonucléique (ADN). Cependant, il ne faut pas oublier que la production d’EOR est avant tout « physiologique » car elle est indispensable au bon fonctionnement de l’organisme et peut participer à divers processus vitaux tels que : la transduction de signaux cellulaires, la régulation des gènes, le fonctionnement de certaines enzymes ou encore la contractilité musculaire. Ainsi, ayant besoin d'une certaine quantité d’EOR, l'organisme ne cherche pas à éliminer mais à contrôler leur niveau pour en éviter les effets délétères. Pour cela, la production d’EOR est contrôlée par un vaste réseau de molécules antioxydantes qui peuvent être enzymatiques ou non-enzymatiques. Pour maintenir les effets bénéfiques des EOR, la balance pro-oxydant/antioxydant (nommée aussi balance « redox ») doit être à l’équilibre. Ainsi, lorsque les capacités antioxydantes de la cellule ne peuvent plus faire face à la production d’EOR, qui peut être augmentée par divers facteurs physiopathologiques ou environnementaux comme le tabac, la balance « redox » est déséquilibrée : c’est le stress oxydant (Bloomer et al. 2008) (cf. Figure 14).
Figure 14. Représentation schématique illustrant les deux mécanismes d’action potentiels des EOR ainsi que la définition du stress oxydant.
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