Etude de la protéolyse protéasome-dépendante et de l'apoptose mitochondriale pendant l'atrophie et la récupération musculaire : rôle du curcumin

par Emilie Vazeille

Thèse de doctorat en Biochimie

Sous la direction de Lydie Combaret.

Soutenue en 2009

à Clermont Ferrand 1 .


  • Résumé

    La fonte musculaire observée dans de nombreuses situations physiopathologiques (vieillissement, cancers, SIDA, etc) peut, à long terme, réduire l'efficacité du système immunitaire et des traitements mis en place, augmentant ainsi les taux de morbidité et de mortalité. L'affaiblissement des individus engendré peut conduire à l'alitement, ce qui constitue un facteur aggravant de l'atrophie musculaire. Les processus protéolytiques et apoptotiques jouent un rôle important dans l'établissement de la fonte musculaire. Par contre, leur rôle pendant les phases de récupe��ration n'a pas été clairement défini. L'objectif de ma thèse était de mieux caractériser ces mécanismes pendant la perte et la récupération de protéines musculaires suite à une immobilisation. Des rats adultes ont donc été soumis à une immobilisation unilatérale de la patte arrière par plâtrage pendant 8 jours et placés en récupération jusqu'à 40 jours. La patte contra latérale a servi de témoin dans l'ensemble des expérimentations menées. Nous avons montré que l'apoptose mitochondriale dépendante des caspases est activée conjointement à la protéolyse ubiquitine(ub)-protéasome-dépendante pendant l'atrophie musculaire consécutive à l'immobilisation par plâtrage chez le rat. Ces 2 processus sont ensuite séquentiellement normalisés pendant la récupération musculaire. En effet, la protéolyse ub-protéasome-dépendante se normalise quand l'atrophie musculaire se stabilise alors que l'apoptose mitochondriale est réprimée puis normalisée pendant l'accrétion musculaire. Enfin, l'administration quotidienne de curcumin (doté de propriétés anti-oxydantes et anti-inflammatoires) a permis d'anticiper la récupération musculaire en accélérant la normalisation de ces 2 processus. En conclusion, mon travail de thèse a donc permis de démontrer l'importance de l'apoptose mitochondriale dépendante des caspases dans l'établissement de l'atrophie musculaire dans le modèle d'immobilisation par plâtrage. Il a également montré que la protéolyse ub-protéasome-dépendante et l'apoptose mitochondriale sont régulées selon des cinétiques différentes pendant la récupération musculaire. Enfin, mes travaux sur les effets bénéfiques du curcumin indiquent que des stratégies nutritionnelles adaptées aux différentes phases de récupération musculaire sont envisageables afin de favoriser l'accrétion musculaire.


  • Résumé

    Uncontrolled and sustained muscle wasting observed in various catabolic situations (e. G. Aging, cancers, AIDS) may reduce the response to therapies and the efficiency of immune system, thus increasing morbidity and mortality. The subsequent weakness impairs human movement and ultimately can lead bed-rest, which is a worsening factor of muscle atrophy. Proteolytic and apoptotic pathways play a crucial role in the establishment of muscle atrophy. However, their respective role during recovery periods is not clearly defined. The purpose of my Ph. D. Thesis was to better characterize these mechanisms during muscle loss and the recovery following immobilization. Adult rats were subjected to unilateral hindlimb casting for 8 days and allowed to recover up to 40 days. The controlateral leg served as control in all experiments. We showed that the mitochondria-associated apoptotic pathway was up-regulated concomitantly to the ubiquitin(ub)-proteasome-dependent system during immobilization induced-muscle atrophy. We also demonstrate that these pathways are sequentially normalized during skeletal muscle recovery. Indeed, ub-proteasome-dependent proteolysis is normalized when muscle atrophy stabilized whereas the mitochondria-associated apoptotic pathway is later sequentially down-regulated and normalized when muscle mass increased. Finally, the daily administration of curcumin, which exhibit anti-oxydant and anti-inflammatory properties, speeded up muscle mass recovery by furthering the normalization of these two processes. In conclusion, my Ph. D. Thesis work demonstrated the crucial role of the mitochondria-associated apoptotic pathway during the casting induced-muscle atrophy. It further demonstrated that the ub-proteasome-dependent proteolytic and the mitochondria-associated apoptotic pathways are regulated according to different kinetics during muscle recovery. Finally, the study of the beneficial effects of curcumin indicated that nutritional strategies adapted to different stages of muscle recovery are conceivable to improve muscle mass accretion.

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  • Détails : 1 vol. (214 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 177-209

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