Le métabolisme mitochondrial musculaire : influence de l'enzyme carnitine palmitoyltransferase et de l'entraînement à l'endurance chez les personnes agées

par Phanélie Berthon

Thèse de doctorat en Biologie - Sciences de la vie. Biologie de l'exercice musculaire

Sous la direction de Christian Denis.

Soutenue en 1995

à Saint-Etienne .


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  • Résumé

    L'objectif de ce travail a été d'approfondir nos connaissances du métabolisme mitochondrial musculaire, et plus particulièrement le métabolisme lipidique. La première partie a consisté à mettre au point le dosage par fluorimétrie de l'activité carnitine palmitoyltransférase I (CPT I) sur des mitochondries extraites à partir d'échantillons de muscle soléaire de rat de poids faible, ceci dans la perspective d'employer cette technique sur du muscle humain prélevé par biopsie percutanée. Bien que la spécificité de ce dosage vis-à-vis de CPT I n'ait pas été démontrée, il permet une bonne estimation de cette activité enzymatique. Dans la seconde partie de ce travail, les effets d'un entraînement à l'exercice d'endurance (6 semaines) sur le métabolisme mitochondrial musculaire chez la personne âgée (55 à 73 ans) ont ensuite été étudiés. Cet entraînement a permis d'améliorer significativement la consommation maximale d'oxygène des sujets. La vitesse de phosphorylation oxydative (JATP) mesurée en présence de pyruvate+malate (P < 0. 05), de glutamate (P < 0. 001) et de palmitoylcarnitine+malate (P < 0. 01) est aussi augmentée. Une augmentation non significative de l'activité CPT I (35%, P = 0. 08) et de l'activité 3-hydroxyacyl-CoA déshydrogénase (18%,NS) est observée. Bien que l'amélioration du métabolisme mitochondrial lipidique ne soit pas évidente dans cette étude, celle du métabolisme mitochondrial a été mise en évidence par l'augmentation de JATP et semble provenir d'une augmentation du contenu mitochondrial consécutive à une stimulation de la biogénèse mitochondriale. Enfin, la dernière étude concerne les effets sur JATP de l'addition de L-carnitine à des mitochondries extraites du muscle EDL de rat. La présence de L-carnitine s'accompagne d'une diminution de l'affinité de l'adénine nucléotide et/ou de F1-F0ATP synthétase pour l'ADP, ainsi que d'une augmentation de la vitesse maximale de JATP mesurée en présence de pyruvate+ palmitoylcarnitine+malate. Une augmentation non significative de Vmax (P<0. 07) est aussi observée en présence de pyruvate+malate. Ces résultats suggèrent que, dans certaines conditions où l'effet inhibiteur de l'accumulation d'acétyl-CoA est optimisé (coefficient de contrôle de la pyruvate déshydrogénase élevé), l'addition de L-carnitine à des mitochondries isolées stimule JATP.

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