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Submitted on 3 Jun 2020
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Syndrome métabolique et vieillissement : effet sur le muscle squelettique humain
Marine Gueugneau, Cécile Coudy-Gandilhon, Bruno Meunier, Christiane Barboiron, Anne Listrat, Léonard Feasson, Marion Ravelojaona, Jean-Claude
Barthelemy, Brigitte Picard, Daniel Béchet
To cite this version:
Marine Gueugneau, Cécile Coudy-Gandilhon, Bruno Meunier, Christiane Barboiron, Anne Listrat, et
al.. Syndrome métabolique et vieillissement : effet sur le muscle squelettique humain. 4ème Journée
Scientifique du CRNH Auvergne, Nov 2011, Clermont-Ferrand, France. 2011. �hal-01859271�
GUEUGNEAU M., COUDY-GANDILHON C., MEUNIER B., BARBOIRON C., LISTRAT A., FEASSON L.*, RAVELOJAONA M.*, ATTAIX D.,BARTHELEMY J.C.*, PICARD B., BECHET D.
Syndrome métabolique et vieillissement:
effet sur le muscle squelettique
INRA, UMR 1019, UNH & URH, Centre de Recherche en Nutrition Humaine, 63122 Saint Genes Champanelle, France; *Unité de Recherche PPEH, Service de Physiologie Clinique et de l'Exercice, CHU Nord, 42023 Saint Etienne
Introduction
Le syndrome métabolique (MS) est un ensemble de facteurs de risque de maladies cardio-vasculaires. Une obésité abdominale, une dyslipidémie athérogène, une pression artérielle élevée, une résistance à l’insuline ainsi qu’un état proinflammatoire et prothrombotique sont définis comme étant les 6 composantes du syndrome métabolique1. Cinq mesures cliniques permettent de le diagnostiquer : le tour de taille, les taux de triglycérides (Tg) et de cholestérol HDL, la pression artérielle (PA) et la glycémie à jeun. Un individu présentant un MS possède au moins 3 de ces 5 critères anormalement élevés. L’âge est connu comme étant un facteur favorisant l’apparition du syndrome métabolique2. En effet, le vieillissement est associé à une perte de la masse et de la fonction du muscle squelettique3qui est le principal organe régulateur de l’homéostasie du glucose. De plus, plusieurs études ont montré que le vieillissement conduit généralement à un excès de tissu adipeux surchargeant les muscles en lipides, ce qui aboutit fréquemment à une résistance à l’insuline4. Cependant, les effets de cette pathologie sur le muscle squelettique des personnes âgées restent à préciser. L’objectif de ce travail est donc de décrire les changements liés au MS dans la composition, la morphologie et le métabolisme du muscle squelettique chez la personne âgée. Pour cela, des coupes sériées ont été réalisées à partir de biopsies du musclevastus lateralisprovenant d’individus jeunes (YO, 25 ans) et âgés contrôles (EL, 75 ans) ou avec syndrome métabolique (EL-MS, 75 ans).
YO EL EL-MS
YO EL EL-MS a
60
%)
O b
MHC-I
(Myosin Heavy Chain)
MHC-IIA
Fi 1A P ti d fib
40 80 120 160
COX staining(Optical densityunits)
a
b b
a
b
c a
b
c a
ab b
a a a I
I
I
I
I
I IIA
IIA
IIA
IIA
IIA
IIA IIX
IIX
IIX
IIX
IIX
IIX
Y
* O
* MHC-I
MHC-IIA
I
IIA IIX
I IIA
IIX
I
I
I I
I I
IIA
IIA
IIA
IIA IIA IIA
IIX IIX
IIX
IIX
Fig 1B: Aire des fibres
Le vieillissement seul augmente 6000
µm2) 0 20 40
Proportion des fibres (% YO
EL EL-MS a
b ab
a a a a
b ab
aa a a aa
b b
a
Fig 1A: Proportion des fibres
La proportion des fibres de type I augmente significativement chez les personnes âgées (EL) par rapport aux jeunes (YO). En contraste, la proportion des fibres de type II, en particulier les types IIA, diminue significativement chez les EL en comparaison aux YO. Aucune différence n’est observé lorsque l’on compare la proportion des fibres chez les individus atteints de MS (EL-MS) par rapport aux YO ou aux EL.
0
I I - II A II A II A - II X II X
C
Fibre type Fig 2: Mesure de l’activité oxydative
L’activité oxydative du muscle est mesurée par marquage de l’activité enzymatique de la Cytochrome C Oxydase (COX). Les 3 groupes montrent une activité oxydative plus importante dans les fibres de type I. Lors du vieillissement, le métabolisme oxydatif diminue significativement dans tous les types de fibres, et de manière plus importante chez les EL-MS. Seules les fibres glycolytiques de type IIX ne sont pas touchées par cette baisse.
YO EL EL-MS
COX I*
IIA
IIX IIX
IIX
MCH-I
YO EL EL-MS
*
I IIA IIX
I
IIA IIA
IIX
IIX
Le vieillissement seul augmente significativement l’aire des fibres de type I et diminue celle des fibres de type II par rapport aux individus jeunes. Le syndrome métabolique semble induire une augmentation de l’aire des fibres par rapport aux EL puisque aucune différence significative n’est observée entre les EL- MS et les deux autres groupes.
1,4 1,6
bres
0 2000 4000
Aire des fibres (µ
a
b a
b ab
a
b ab
a b ab a b
ab
a ab b
a ab
b
a bb aaa
a b
c
Fig 1C: Forme des fibres Lors du vieillissement, la déformation des fibres musculaires est
2 3 4
LAI (%)
b b
MCH-IIA
BODIPY
*
* #
I
I
I I
I I
I
I IIA
IIA
IIA
IIA IIA
IIA IIX
IIX
IIX IIX
IIX
IIX
1 1,2 1,4
I I - II A II A II A - II X II X
Forme des fib
Fibre type
a a des fibres musculaires est
significativement plus élevée pour les fibres de type IIA et IIX. Le syndrome métabolique chez les personnes âgées altère la forme de tous les types de fibres, et principalement celle des fibres glycolytiques de type IIX.
Forme = périmètre2/ 4πx aire
0 1
YO EL EL-MS
a
30 60
Normalizedlipidstaining(%)
a
b bc
cd d
a
b
bc cd
d a
b b b
b
Fig 3A: Accumulation des lipides intramyocellulaires
Les données quantitatives du marquage à l’Oil Red O montrent que l’index d’accumulation lipidique intramyocellulaire (LAI) est significativement diffèrent entre les YO et les Apparition du MS
Vieillissement Conclusion
0
YO EL EL-MS
Nsignificativement diffèrent entre les YO et les personnes âgées avec ou sans MS. Le groupe EL- MS semble présenter une accumulation lipidique plus importante que les personnes âgées contrôles, cependant cette différence n’est pas significative, probablement due à la variabilité entre individus.
LAI = x100
Fig 3B: Accumulation des lipides intramyocellulaires en fonction du type de fibres
Le marquage au BODIPY permet la quantification de l’accumulation des lipides neutres dans les différents type de fibres. Cette accumulation est élevée dans les fibres de type I, intermédiaire dans les types IIA et faible dans les type IIX. Ceci est observé dans les groupes EL et YO mais pas dans le groupe EL-MS où l’accumulation des lipides dans les fibres glycolytiques est significativement plus importante.
aire des fibres
Tour de taille Tg HDL Glycémie PA
accumulation lipidique intramyocellulaire Déformation
des fibres
Amincissement des parois artérielles métabolisme
oxydatif
Signes cliniques
Effets sur le muscle squelettique
- masse musculaire
Conséquences
Aire totale des gouttelettes lipidiques Aire totale des fibres musculaires
Références
1. Grundy et al., (2007).J Clin Endocrinom Metab.92.2, 399-404 2. Kawada et al., (2011).Aging male.14.3, 203-206 3. Faulkner et al., (2007).Clin Exp Pharmacol P.34, 1091-1096 4. Cree et al., (2004).J Clin Endocrinom Metab.89.8, 3864-3871 - force spécifique
- Résistance à l’insuline - Apparition d’un diabète de type II
- Diminution de la qualité de vie et perte d’autonomie RISQUE ELEVE DE MALADIES CARDIO-VASCULAIRES
Les changements du muscle squelettique induits lors du vieillissement humain sont accentués par le syndrome métabolique, conduisant à un risque élevé de maladies cardio-vasculaires.
