Des modifications macroscopiques du Quadriceps après seulement 3 jours de DI

de la force concernant la phase de relaxation (la constante kREL) a été significativement augmenté de 34% (de 7,2 s^-1 ± 2,8 s^-1 à 9,6 s^-1 ± 4,4 s^-1, P = 0,040 ; N=10 ; Figure 39B).

Figure 39 – Analyse des constantes relatives à la phase de relaxation

(A) : Montée en force : Pente de la phase linéaire (U.A.) (B) : Moyenne ± SD du taux de force lors de la relaxation (C) : Moyenne ± SD du temps correspondant à la fin de la phase linéaire et au début de la phase exponentielle.

8.4. Des modifications macroscopiques du Quadriceps après seulement 3 jours de DI

L’aire de section du quadriceps a été déterminée pour chaque sujet en utilisant une IRM avant DI et près de la fin de l'expérience (lors DI3). Nos résultats ont rapporté des changements significatifs d’aire de section. En effet celle-ci a montré une diminution significative de 2,4% (de 88,7 cm² ± 14,0 cm² à 86,5 cm² ± 13,5 cm², P = 0,001, N=9 ; Figure 40).

Figure 40 – Mesure de l’aire de section du quadriceps par imagerie à résonance magnétique avant et après 3 jours d’immersion sèche

A : Aire de section du quadriceps (cm²) mesurée par Imagerie à Résonance Magnétique avant et après 3 jours d'immersion sèche. B : Illustrations issues de l'imagerie à résonnance magnétique de la quantification du volume du quadriceps (cm²) avant (haut) et après (bas) 3 jours d’immersion sèche. (N=9) ; ***, P<0.001, significativement différent de la moyenne Pre.

B C A C B A

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8.5. Effets de 3 jours d’immersion sèche sur l’adiposité musculaire 8.5.1. Approche macroscopique

Le contenu en infiltrations graisseuses intramusculaires a dans un premier temps été quantifié de manière non invasive par IRM, en utilisant la méthode Dixon à 3 points (T1 Dixon Axial W / F). Nos résultats ont montré que le contenu intramusculaire en lipides représentait 6,0% ± 2,7 % de la CSA du compartiment quadriceps avant DI, et ce pourcentage était inchangé après 3 jours de DI, 6,0% ± 5,4 % (Figure 41).

Figure 41 - Contenu adipeux intramusculaire (%) mesuré dans la cuisse par IRM

Contenu adipeux intramusculaire (%) au niveau de la cuisse, mesuré par Imagerie à Résonance Magnétique avant et après 3 jours d'immersion sèche. (N=9).

8.5.2. Effets de 3 jours d'immersion sèche sur les mécanismes de l'adipogenèse ectopique musculaire

Cette partie concerne plus spécifiquement l’identification et la caractérisation des précurseurs fibro-adipogéniques. Ces résultats font l’objet d’une récente publication scientifique (Pagano et al., 2017).

Il a été question de vérifier si le développement des IMAT pouvait être modifié sur une période courte d'inactivité sévère. En effet, comme développé en introduction, le développement des IMAT est concomitant de l'inactivité physique (Crosbie, Green, & Refshauge). Nous avons quantifié ici un ensemble de marqueurs moléculaires représentatifs à la fois de l'adipogenèse ectopique musculaire et d'adipocytes matures. L'expression des protéines de surface des adipocytes ont été quantifiés: la périlipine et le transporteur FABP4 (Fatty Acid Binding Protein 4), deux marqueurs principaux d'adipocytes matures

86 couramment utilisés dans la littérature. Nous avons observé une augmentation marquée de l''expression de la périlipine et de FABP4 après 3 jours d'immersion sèche (+ 80% (p = 0,03) et + 40% (p = 0,048), respectivement, Figure 42a).

De plus, nous avons analysé la CSA des adipocytes et avons trouvé une augmentation Post-DI (Figure 42b). Malheureusement, le nombre de sujets sur lesquels la mesure IMAT CSA a pu être effectuée était trop faible pour une analyse statistique solide (n = 4 pour Pre-DI et n = 5 pour Post-DI), et ces différences n'ont pas atteint le seuil de significativité (P = 0,20, Figure 42c).

Figure 42 - Augmentation des IMAT

(A) Expression des niveaux de protéines Périlipine et FABP4 à partir de biopsies musculaires de Vastus Lateralis prises avant (Pré-DI) et après (Post-DI) 3 jours de DI. (B) Sections musculaires histologiques longitudinales de paraffine intégrées de muscles pré-DI et post-DI présentées avec une coloration à l'hématoxyline-éosine-safran. Les mesures de la surface de section des adipocytes (CSA) sont indiquées en µm². * P <0,05 et ** p <0,01.

C / EBPβ joue un rôle important au début de la différenciation adipocytaire. Fait intéressant, nous n'avons détecté aucune différence significative dans l'ARNm (-14%, p = 0,23) ou les niveaux de protéines (+ 6%, p = 0,414) de C / EBPβ après 3 jours d'immersion sèche (Figure

87 43a). À la lumière de nos résultats antérieurs concernant les marqueurs adipocytaires matures, qui indiquaient que le processus d’adipogenèse était déjà très engagé, nous avons émis l'hypothèse que les marqueurs adipogéniques en aval de C / EBPβ seraient exprimés différemment. Nous avons donc analysé les niveaux d'ARNm et de protéines de PPARγ et C / EBPα. De manière surprenante, aucune différence significative n'a été détectée pour l'induction de l'ARNm de PPAR (-5%, p = 0,21), alors qu'une augmentation de l'expression de la protéine PPARγ (+ 64%, p = 0,038; Figure 43b) a été observée. En outre, l'expression de la protéine C / EBPα a augmenté après l'immersion sèche (+ 108%, p = 0,022), et nous avons observé une augmentation similaire de l'induction de l'ARNm de C / EBPα (+ 127%, p = 0,0006; Figure 43c). Conformément aux résultats pour les marqueurs adipocytaires matures, l'expression élevée de C / EBPα et PPARγ après 3 jours de DI semble également indiquer une augmentation des processus adipogéniques tardifs, favorable au développement des IMAT.

Figure 43 – Changements d’expression des marqueurs clés adipogéniques

A) Expression des niveaux d'ARNm et de protéines de C / EBPβ dans les biopsies musculaires vastus lateralis prélevés avant (Pré-DI) et après (Post-DI) 3 jours de DI. B) Expressions des niveaux d'ARNm et de protéines PPARγ dans les biopsies de muscles pré-DI et post-DI. C) Changements dans les niveaux d'ARNm et de protéines C / EBPα dans les biopsies de muscles pré-DI et post-DI.

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8.5.3. L’immersion sèche promeut la prolifération des FAPs

Chez les souris, les FAPs sont bien connus comme les principales cellules souches impliquées dans le développement d'IMAT (Uezumi et al., 2011). Nous avons émis l'hypothèse que ces cellules souches mésenchymateuses, identifiées dans de nombreuses études avec le marqueur de surface cellulaire PDGFRα, seraient impliquées dans le développement d'IMAT observé dans notre étude. Nous avons donc quantifié les niveaux d'ARNm et de protéine PDGFRα après 3 jours de DI. Nous avons constaté une diminution mineure mais significative de la quantité d'ARNm (-15%, p = 0,019; Figure 44a), alors que les niveaux de protéine étaient augmentés (+ 47%, p = 0,007; Figure 44a). L'up régulation de PDGFRα a ensuite été confirmée par analyse immunohistochimique (+ 26%, p = 0,022; Figure 44b). Par conséquent, parallèlement à une augmentation des marqueurs adipocytaires matures et C/EBPα, l'augmentation de l'expression de PDGFRα souligne probablement la prolifération des FAPs en réponse à 3 jours de DI. Dans un environnement défavorable, ces FAPs sont connus pour conduire au développement d'IMAT.

Figure 44 - Quantification du marqueur de surface PDGFRα des progéniteurs fibro-adipeux (FAPs)

A) Changements des niveaux d’expressions d’ARNm et de protéine PDGFRα dans les biopsies musculaires du Vastus Lateralis prélevés avant (Pré-DI) et après (Post-DI) 3 jours de DI. B) Immunomarquage PDGFRα sur coupes paraffine de Vastus Lateralis. C) Quantification des signaux positifs au PDGFRα. * P <0,05 et ** P <0,01

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8.5.4. L’immersion sèche n’altère pas les marqueurs de la fibrose

Les FAPs sont connus pour pouvoir se différencier soit en adipocytes, soit en fibrocytes. Par conséquent, nous avons également quantifié certains marqueurs clés pour évaluer des altérations du dépôt de la matrice extracellulaire. Nous avons constaté une nette diminution des niveaux d'ARNm d'αSMA (-60%; p = 0,0002) et du CTGF (facteur de croissance du tissu conjonctif, -50%, p = 0,001) après 3 jours de DI. En outre, nous n'avons trouvé aucune différence dans les niveaux d'ARNm de la fibronectine (-10%, p = 0,197) et du collagène de type 1α (Col1a1; + 104%, p = 0,148). Ces résultats peuvent indiquer que l’immersion sèche pendant 3 jours ne favorise pas le développement de la fibrose (Figure 45).

Figure 45 - Changements dans les niveaux d’expressions des marqueurs clés de la fibrose après 3 jours de DI

Changements d’expressions des niveaux d’ARNm de αSMA, CTGF, fibronectine et ARNm de Col1a1 dans les biopsies musculaires de Vastus Lateralis prises avant (Pré-DI) et après (Post-DI) 3 jours de DI. ***, P <0,001.

8.6. Altérations des propriétés viscoélasticité du Rectus femoris : raideur, tonus et