Chaque médecin recommande des exercices d'aérobie réguliers, car une meilleure capacité aérobie est importante pour atteindre une meilleure santé globale. Mais les scientifiques du Joslin Diabetes Center ont maintenant découvert que certains avantages de l'exercice aérobie peuvent être atténués par des taux de sucre dans le sang plus élevés que la normale, une condition connue sous le nom d'hyperglycémie.
Ces gains diminués sont observés chez les modèles de souris et les humains atteints d'hyperglycémie chronique qui se situe dans la plage du «prédiabète», explique Sarah Lessard, PhD, chercheur adjoint Joslin dans la section de la recherche clinique, comportementale et des résultats et auteur principal sur un papier dans Métabolisme de la nature qui présente le travail. L'étude a également montré que ce trait inadapté est indépendant de l'obésité et des taux d'insuline dans le sang.
Des études cliniques ont démontré que les personnes atteintes de diabète ou de taux de sucre dans le sang chroniquement élevés luttent pour améliorer leur capacité d'exercice aérobie par rapport aux personnes ayant un taux de sucre dans le sang normal. « L'idée derrière cette étude était de voir si nous induisons une glycémie élevée chez les souris, allons-nous altérer leur capacité à améliorer leur capacité aérobie? » dit Lessard, qui est professeur adjoint de médecine à la Harvard Medical School. L'étude visait également à découvrir les mécanismes pouvant conduire à de faibles niveaux de forme physique chez les personnes souffrant d'hyperglycémie.
Son équipe a utilisé deux modèles de souris qui reflètent les deux principales causes d'hyperglycémie chez l'homme. Un groupe de souris a consommé un régime occidental, riche en sucre et en graisses saturées, ce qui a entraîné un gain de poids en plus de l'hyperglycémie. L'autre groupe a été modifié pour produire moins d'insuline, ce qui a provoqué des augmentations de la glycémie similaires à celles du régime occidental, même si les souris ont suivi un régime pauvre en sucre et en graisses et ont maintenu un poids corporel normal. Les deux groupes ont été soumis à un protocole d'entraînement dans lequel ils ont couru dans des roues dans leurs cages pour améliorer leur capacité aérobie.
Dans les deux groupes hyperglycémiques, les animaux ont parcouru environ 500 kilomètres au cours de l'étude, mais, en moyenne, n'ont pas réussi à améliorer leur capacité d'exercice aérobie par rapport aux souris ayant des taux de sucre dans le sang plus faibles, explique Lessard.
En examinant plus en détail le muscle squelettique de ces souris, elle et ses collègues ont vu que le muscle ne s'adaptait pas au défi aérobie comme le ferait normalement le muscle.
Le tissu musculaire peut se remodeler, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles l'exercice devient plus facile lorsque nous le faisons régulièrement, explique Lessard. Au fil du temps, les exercices aérobiques comme la course ou la natation peuvent altérer les fibres musculaires pour devenir plus efficaces dans l'utilisation de l'oxygène pendant l'exercice. « Nous développons également de nouveaux vaisseaux sanguins pour permettre à plus d'oxygène d'être délivré au muscle, ce qui contribue à augmenter notre niveau de forme aérobie », dit-elle.
Les scientifiques proposent que des niveaux élevés de sucre dans le sang puissent empêcher le remodelage musculaire en partie en modifiant les protéines de la «matrice extracellulaire» dans l'espace entre les cellules musculaires, où les vaisseaux sanguins se forment.
Des travaux antérieurs du laboratoire de Lessard avaient démontré qu'une voie biologique connue sous le nom de voie de signalisation «JNK» peut agir comme une sorte de commutateur moléculaire pour dire aux cellules musculaires de s'adapter à un entraînement aérobie ou en force. Les scientifiques ont découvert que ces signaux de la voie JNK se croisaient chez les souris hyperglycémiques, en activant les voies associées à l'entraînement en force, même si les souris faisaient de l'exercice aérobie. «En conséquence, les muscles des animaux hyperglycémiques ont des fibres plus grosses et moins de vaisseaux sanguins, ce qui est plus typique de l'entraînement en force, plutôt que de l'entraînement aérobie», dit Lessard.
Suite à ces découvertes animales lors d'essais cliniques avec de jeunes adultes volontaires, les scientifiques de Joslin ont découvert que ceux qui avaient des taux de sucre dans le sang plus élevés en réponse à l'ingestion de glucose, une condition connue sous le nom de tolérance au glucose altérée, présentaient la capacité d'exercice aérobie la plus faible. « En regardant comment leurs muscles ont réagi à une seule séance d'exercice aérobie typique, nous avons également vu que ceux qui avaient la plus faible tolérance au glucose avaient l'activation la plus élevée de la voie de signalisation JNK, qui bloque les adaptations aérobies », dit-elle.
« La bonne nouvelle est que, bien que nos modèles d'hyperglycémie chez la souris n'aient pas amélioré la forme aérobie avec l'entraînement, ils ont tout de même obtenu d'autres avantages importants pour la santé grâce à l'exercice, notamment une diminution de la masse grasse et une amélioration du métabolisme du glucose », explique Lessard. « Ainsi, l'exercice aérobie régulier est toujours une recommandation clé pour maintenir la santé chez les personnes avec ou sans hyperglycémie. » Il est important de noter que les personnes souffrant d'hyperglycémie peuvent également bénéficier d'autres formes d'exercice, telles que la musculation, qui est recommandée pour rester en bonne santé, dit-elle.
Dans l'ensemble, l'étude suggère plusieurs approches qui pourraient aider les personnes souffrant d'hyperglycémie chronique à surmonter les obstacles au renforcement de la capacité aérobie. L'une consiste à adopter un régime alimentaire conçu pour maintenir une glycémie basse. Une autre consiste à prendre des médicaments antidiabétiques existants conçus pour maintenir la glycémie dans des fourchettes normales.
Nous pensons souvent que le régime alimentaire et l'exercice physique sont des façons distinctes d'améliorer notre santé « , explique Lessard. » Mais notre travail montre qu'il y a plus d'interaction entre ces deux facteurs de style de vie que ce qui était précédemment connu, et suggère que nous pouvons vouloir les considérer ensemble afin de maximiser les avantages pour la santé de l'exercice aérobie. «
Sarah Lessard, PhD, Joslin Chercheur adjoint
La source:
Référence du journal:
MacDonald, T.L., et al. (2020) L'hyperglycémie est associée à une signalisation musculaire altérée et à une adaptation aérobie à l'exercice. Métabolisme de la nature. doi.org/10.1038/s42255-020-0240-7.
