Dans le cadre d'un effort de recherche national en cours visant à mieux comprendre comment l'activité physique améliore la santé et prévient les maladies, sept membres du corps professoral du département de médecine de l'Université du Colorado ont contribué à un article récemment publié dans Nature, une revue scientifique internationale.
L'article intitulé « Dynamique temporelle de la réponse multi-omique à l'entraînement aux exercices d'endurance » explique comment huit semaines d'entraînement aux exercices d'endurance ont affecté les jeunes rats adultes mâles et femelles. Les chercheurs ont découvert que tous les tissus corporels testés répondaient à l'entraînement physique – ; même ceux qui ne sont normalement pas associés au mouvement. Cela signifie qu’il y avait plus de 35 000 molécules biologiques qui réagissaient et s’adaptaient à l’exercice d’endurance au fil du temps. Les chercheurs ont également découvert des différences plus répandues dans les réponses moléculaires entre les rats mâles et femelles qu’ils ne l’avaient initialement prévu.
Traditionnellement, la recherche se concentre sur un seul tissu corporel ou privilégie un seul sexe. Cette recherche est unique car elle permet d’obtenir une vision globale, à l’échelle de l’organisme, de l’impact de l’entraînement physique d’endurance sur les rats femelles et mâles.
La recherche a été menée par le Consortium des transducteurs moléculaires de l’activité physique (MoTrPAC). Ce programme, soutenu par le National Institutes of Health Common Fund, vise à identifier l'impact de l'exercice sur les molécules biologiques des animaux et des humains, dans le but de découvrir comment l'exercice améliore et maintient la santé des tissus et des organes du corps.
Nous avons demandé à Wendy Kohrt, PhD, professeure distinguée à la Division de médecine gériatrique et leader dans l'effort de recherche, de discuter de la nécessité de cette recherche, des objectifs à long terme de l'étude et de ses conclusions du récent document de recherche. Kohrt est président des comités exécutifs et directeurs de MoTrPAC, ainsi que chercheur principal de l'un des centres cliniques MoTrPAC.
L’interview suivante a été éditée et condensée.
Sommaire
Q : Comment décririez-vous l’objectif de votre travail d’étude et la nécessité de cette recherche ?
Tout le monde sait que l’exercice est bon pour la santé, mais très peu de médecins prescrivent de l’exercice. Nous ne disposons pas de la base de connaissances nécessaire pour savoir quand nous pouvons prescrire de l'exercice pour prévenir ou traiter des problèmes de santé ou des maladies spécifiques. C'est parce que nous ne connaissons pas les mécanismes par lesquels l'exercice génère ses bienfaits.
Il s’agit du premier grand pas en avant dans le développement d’une base de données probantes sur le fonctionnement de l’exercice dans chacune de nos cellules, tissus et organes. Cela alimentera la prochaine génération de recherches visant à mieux comprendre l’efficacité de l’exercice pour prévenir ou traiter les maladies.
Générer une base de données probantes pour aider les médecins à savoir quand l'exercice est une alternative raisonnable à un médicament pour atteindre ces cibles moléculaires est une façon dont j'envisage d'utiliser cette base de données à terme.
Q : Pouvez-vous donner un aperçu des recherches que MoTrPAC a effectuées et mène actuellement ?
Cet article porte sur les effets de huit semaines d’entraînement physique. Nous avons également étudié les réponses des rats à une seule séance d'exercice, nous continuons donc à approfondir chaque élément des études animales. Nous avons déjà publié plusieurs articles complémentaires, à la suite de l'article sur le paysage.
Nos études humaines se poursuivent, avec l'objectif de les terminer l'année prochaine. Nous accueillerons entre 1 500 et 1 600 adultes et près de 300 adolescents. Nous travaillons sur deux articles paysagers provenant d'environ 200 adultes inscrits avant la pandémie de COVID – ; l'un se concentrera sur les données cliniques et l'autre sur les réponses moléculaires du corps, un peu comme cet article sur les animaux récemment publié. De nombreux articles complémentaires seront également publiés par la suite. Cette « étude pilote » aidera à orienter l’analyse de l’étude plus vaste.
Q : Le document de recherche récemment publié explique que de nombreux tissus chez les rats mâles et femelles présentaient des différences entre les sexes dans leurs réponses à l'entraînement physique. Que pensez-vous que cela signifie pour les recherches futures ?
Nous savons que les femmes ont été sous-étudiées dans la recherche clinique, mais les animaux et les cellules femelles ont également souvent été sous-étudiés dans les sciences fondamentales et précliniques. Je pense que beaucoup de mes collègues ont été surpris par le nombre, l’ampleur et la variabilité des différences sexuelles entre les rats mâles et femelles. Cela va être important pour toute étude de suivi.
Le rat a été un assez bon modèle pour la façon dont les humains réagissent à l'exercice en général, mais je suis prudent car il existe certaines différences entre les rats et les humains en ce qui concerne les différences sexuelles. Par exemple, chez les humains, les hommes ont des niveaux de condition cardiorespiratoire plus élevés que les femmes. Ce n'est pas vrai chez cette espèce de rat.
Aussi excité que j'étais de voir toutes ces différences entre les sexes dans les facteurs de signalisation moléculaire, je suis prudent quant à la mesure dans laquelle nous allons pouvoir supposer qu'elles reflètent ce qui se passe chez les humains. Nous avons besoin de recherches supplémentaires pour comprendre si les différences entre les sexes que nous observons chez les animaux dans leur sang, leurs muscles et leurs tissus adipeux se reflètent également chez les humains.
Q : En examinant les résultats de la recherche, quels ont été vos principaux enseignements ? Quelque chose vous a-t-il surpris ?
Une chose qui m’a surpris, c’est l’effet de l’exercice sur les reins. Je savais que l'exercice est bon pour les personnes atteintes d'une maladie rénale, mais en regardant cette recherche, vous voyez que le nombre de changements dans le tissu rénal était énorme – ; et c’est un endroit où les différences entre les sexes étaient très prononcées.
L’autre résultat marquant était le tissu adipeux brun. La majeure partie de notre graisse est constituée de tissu adipeux blanc, mais le tissu adipeux brun doit son nom à sa couleur et il contient davantage de mitochondries. Pendant longtemps, on a cru que l’homme perdait son tissu adipeux brun peu après la naissance. Cependant, au cours des 15 dernières années, le fait que les humains semblent conserver une certaine quantité de tissu adipeux brun à l'âge adulte a suscité beaucoup plus d'intérêt, bien que celui-ci semble diminuer avec l'âge et puisse également diminuer chez les femmes au moment de la ménopause. Beaucoup soupçonnent que ce déclin du tissu adipeux brun est associé à une propension accrue à prendre du poids. Et donc, regarder cette recherche et constater que les signaux du tissu adipeux brun semblent être principalement spécifiques aux hommes m'intéresse beaucoup.
Dans l’ensemble, il est trop tôt pour faire un acte de foi quant à ce que ces données moléculaires nous disent en termes de physiologie humaine, mais elles vont aider les gens à générer des hypothèses plausibles sur la manière dont tous ces signaux moléculaires pourraient être impliqués dans un problème de santé ou une maladie. qui, selon nous, pourraient bénéficier d'une activité physique régulière.
