Un entraînement excentrique excessif chez des souris carencées en vitamine D conduit à une perte de capacités physiques, une atrophie musculaire et une inflammation systémique

Abstract

Introduction et but de l’étude

Le syndrome de surentraînement est un trouble émergent résultant d’une charge d’entraînement excessive associée à une récupération inadéquate provoquant une diminution des performances et une augmentation de la fatigue. La carence en vitamine D (vitD) est associée à une diminution de performances chez l’athlète. L’entraînement à dominante excentrique, s’il est excessif, induit des microlésions et douleurs musculaires provoquant une baisse de la force immédiate. Le but de l’étude est de mesurer l’impact d’une carence en vitD sur la fonction musculaire et l’inflammation dans un modèle d’entraînement excessif.

Matériel et méthodes

Des souris C57BL/6 de 66 semaines dont le régime a été déplété ou non en vitD ont suivi un programme d’entraînement de 16 semaines soit à dominante concentrique (course en montée) soit à dominante excentrique (course en descente). Quatre groupes de 5–6 souris ont donc été randomisés (CX, EX, CX-D-, EX-D-). Un suivi longitudinal de la composition corporelle et des performances physiques (vitesse maximale, équilibre, force) a été réalisé. Au sacrifice, la mesure de la protéosynthèse et de la protéolyse du triceps brachii (muscle particulièrement sollicité lors des contractions excentriques) ainsi que l’état inflammatoire a été réalisée. Les données ont été traitées par ANOVA 3 voies (temps × vitD × EX) ou 2 voies (vitD × EX) suivis de post-tests de Tukey.

Résultats et analyses statistiques

Tout le long de la période d’entraînement, la masse maigre a augmenté (+2–3 %, 85 % final) et la masse grasse a diminué (−7 à 8 %, 5 % final) sans différence entre les groupes. La vitesse maximale de course des souris a diminué de manière équivalente entre les groupes au cours du protocole d’entraînement (−20 %). Une perte de force d’agrippement a également été observée au cours du temps. L’entraînement à dominante excentrique ainsi que la déplétion en vitamine D majore cette perte de force (delta S16 - S0 : CX −14,3 ± 6,5 g, EX −17,4 ± 4,6, CX-D- −16,3 ± 1,9, EX-D- −34,5 ± 4,3, effet vitD : p = 0,09 ; effet EX : p = 0,04). L’équilibre des souris mesurée par rotarod a augmenté jusqu’à S8 puis diminué jusqu’à S16, les valeurs restant supérieures à celle de S0 ; l’équilibre des souris est devenu moins fort dans les groupes carencés en vitamine D (delta S16-S0 : CX 64,3 ± 41 s, EX 73,3 ± 31,6, CX- 55,9 ± 28, EX- 19,3 ± 29,9, effet vitD : p = 0,02). L’activité physique spontanée moyenne mesurée par roue d’activité était plus faible dans les groupes entraînés en excentrique (CX 5,8 ± 0,5 km/j, EX 3,0 ± 0,8, CX- 4,7 ± 0,7, EX- 3,7 ± 0,4, effet EX : p = 0,005).

Les capacités exploratoires (durée totale d’activité et nombre de changements de zone) mesurées par open field à la fin du protocole (S16) étaient plus faibles chez les souris carencées en vitamine D (durée totale d’activité CX 431,2 ± 28,5 s, EX 448,0 ± 20,3, CX- 382,2 ± 18,1, EX- 312,6 ± 58,8, effet vitD : p = 0,02). Le rapport des populations lymphocytaires Th1/Th2 a été augmenté d’environ 40 % par l’entraînement excentrique en comparaison des groupes concentriques témoignant d’un effet pro-inflammatoire. Enfin, la masse du triceps brachii était significativement diminuée dans les groupes excentriques (approximativement −12 g et −25 g dans les groupes carencés), la masse la plus faible étant observée dans le groupe EX-D-. La mesure de la protéosynthèse dans ce muscle montre un effet inhibiteur de la carence en vitD (FSR diminué de 50 % dans les groupes carencés, effet vitD p = 0,0004). Le marqueur d’atrophie musculaire Bnip3 a été surexprimé dans le triceps brachii des groupes entraînés en excentriques (×1,75, et ×1,5 dans les groupes carencés, effet EX p = 0,0348).

Conclusion

En conclusion, un entraînement excessif à dominante excentrique combinée à une déplétion en vitamine D provoque une diminution des capacités physiques et une atrophie du triceps brachii.