210x270 Myoline N° 1 - Institut de Myologie

Sébastien Banzet
Nathalie Koulmann
Institut de Recherche
Biomédicale des Armées
Département des
environnements
opérationnels
Brétigny-sur-Orge, France
sbanzet@crssa.net
nkoulmann@crssa.net
PHYSIOLOGIE
Le muscle endocrine
SÉBASTIEN BANZET, NATHALIE KOULMANN
La rencontre de la physiologie de l’exercice et de l’immunologie a fait naître le concept
inattendu de « muscle endocrine ». Afin d’assurer sa contraction, le muscle squelettique
dégrade du glucose pour synthétiser de l’ATP. Quand le glycogène musculaire diminue, le
glucose est fourni par le foie, principalement sous contrôle des hormones hyperglycémiantes
(glucagon, cortisol). Cependant à l’exercice prolongé, les fibres musculaires actives
produisent de l’interleukine-6, cytokine libérée dans le sang qui se lie à ses récepteurs
hépatiques et favorise la production de glucose, agissant comme une véritable hormone
d’origine musculaire.
Les années 1980-90 ont vu l’essor des sports d’ultraendurance
comme les marathons et triathlons. A la
même période, loin des compétitions, les immunologistes
décrivaient le rôle clé des cytokines dans les
communications intercellulaires au sein du système
immunitaire. La physiologie de l’exercice s’est alors
attachée à décrypter les interactions complexes qui
existent entre l’exercice physique et les fonctions
immunitaires. Les exercices intenses et prolongés,
très contraignants pour l’organisme, étaient suspectés
d’engendrer des lésions musculaires avec
des réactions inflammatoires locales ou systémiques
plus ou moins marquées. En effet, de nombreux
événements immunitaires ont été décrits
au cours ou au décours de l’exercice, en particulier
des variations des concentrations plasmatiques
de diverses cytokines (Pedersen et Hoffman-Goetz,
2000). Pour nombre d’entre elles, ces variations
étaient modestes et observées de manière très
inconstante, mais l’interleukine-6 (IL-6) a rapidement
fait figure d’exception car ses concentrations
plasmatiques augmentaient dès lors que l’exercice
était de durée prolongée et d’intensité élevée. L’élévation
des concentrations d’IL-6 dans le plasma
peut être considérable (jusqu’à X 100) et est proportionnelle
à l’intensité de l’exercice réalisé. S’agit-il,
comme le postulaient les premiers auteurs, du reflet
d’une réaction inflammatoire systémique, dont
l’IL-6 est un pivot bien connu ? Telle était la question
initialement posée et en quelques années, de
nombreuses données expérimentales ont conduit
à réfuter cette hypothèse. L’augmentation de la
concentration plasmatique d’IL-6 à l’exercice n’est
pas d’origine inflammatoire car elle est extrêmement
transitoire (retour aux valeurs de repos
2 heures après l’arrêt de l’exercice), ne s’accompagne
pas de variations de cytokines pro-inflammatoi-
res et survient indépendamment de toute lésion
musculaire objectivable. Quelle peut être alors la
signification biologique de cet événement ?
L'interleukine-6, une "myokine"
Les grandes variations systémiques de l'interleukine-6
(IL-6) sont classiquement dues à une libération
massive par les cellules immunocompétentes,
notamment monocytaires, mais à l’exercice aucune
production d’IL-6 n’a été retrouvée dans ces dernières.
L’origine de l’IL-6 plasmatique a été mise en
évidence par des mesures de différence artérioveineuse
fémorale qui ont montré que la molécule
est libérée dans le sang par les muscles (Steensberg
et al, 2000). L’augmentation des ARNm codant IL-6
dans des biopsies musculaires au décours d’un
exercice est venue conforter cette donnée. Mais au
sein du tissu musculaire, de nombreux types
cellulaires comme les cellules musculaires lisses,
cellules endothéliales, fibroblastes, myocytes ou
monocytes infiltrants sont capables de produire de
l’IL-6 en grande quantité et la question de l’origine
cellulaire de l’IL-6 a longtemps été posée. C’est finalement
la présence de la protéine dans les fibres
musculaires (immuno-histochimie) (Penkowa et al,
2003) et l’augmentation considérable des ARNm
dans des fibres isolées au décours d’un exercice
(Banzet et al, 2005) qui ont déterminé l’origine
cellulaire plutôt inattendue de cette cytokine, ou
« myokine », qui circule dans tout l’organisme.
Les déterminants de la production d’IL-6
Les études menées sur des cellules musculaires
en culture (C2C12, L6 ou myotubes humains) montraient
que de nombreux stimuli et voies de signalisation
cellulaires peuvent induire la production
d’IL-6. Stress oxydant, adrénaline, cytokines pro-
Les cahiers de myologie N°2 AVRIL 2010 11
PHYSIOLOGIE