Nouvelle étude musculaire mesure le moment de la journée

Des chercheurs soutenus par le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS) ont découvert une horloge biologique dans nos cellules musculaires. Il pourrait être impliqué dans la régulation du métabolisme et le développement du diabète.

Si les muscles de la partie supérieure du bras sont par exemple Surchargé par l'entraînement en force, cela peut causer une douleur intense. (Image: artstudio_pro / fotolia.com)

Les horloges biologiques sont partout dans notre corps. Ils libèrent l'hormone mélatonine pendant leur sommeil, favorisent la sécrétion d'enzymes digestives après le déjeuner et nous empêchent de dormir toute la journée. Une horloge maîtresse dans le cerveau synchronise toutes les autres horloges des différents organes. Des chercheurs soutenus par le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS) ont découvert qu'une telle "horloge circadienne" comptait dans nos cellules musculaires. Si cette horloge devient incontrôlable, cela pourrait influencer de manière décisive le développement du diabète de type 2. Les travaux scientifiques de l'équipe de recherche ont récemment été publiés dans la revue PNAS (*).

Enlèvement des tissus musculaires répartis tout au long de la journée

Des chercheurs de l'Université de Genève, de l'Université de Bath, de l'Université Claude Bernard de Lyon, de l'EPFL, de l'Université de Surrey et de l'Institut des sciences de la santé Nestlé ont découvert que la composition de différents types de graisses (lipides) dans nos cellules musculaires au cours Selon le moment de la journée, un lipide est parfois plus dominant qu'un autre. Cela pourrait-il être lié à l'influence de l'horloge biologique? L'équipe internationale a testé cette hypothèse en menant une étude volontaire sur des volontaires. À cette fin, l'horloge maîtresse des participants était synchronisée: ils devaient se conformer à une routine quotidienne en ce qui concerne les repas et l'exposition à la lumière avant de commencer l'étude. Toutes les quatre heures, un petit échantillon de tissu musculaire était prélevé sur la cuisse pour analyser la composition lipidique..

L'équipe de recherche a identifié une corrélation claire entre la composition en lipides et l'heure de la journée, explique Howard Riezman, qui a dirigé l'étude avec sa collègue Charna Dibner à Genève. "Étant donné que la composition en lipides dans le groupe de sujets fluctuait considérablement, nous avions besoin de preuves supplémentaires pour étayer cette thèse", poursuit Riezman..

Dans un deuxième temps, les chercheurs ont donc opté pour une expérience in vitro. Ils ont créé des cellules musculaires humaines et les ont synchronisées artificiellement, sans horloge maîtresse, à l'aide d'une molécule de signalisation normalement sécrétée par l'organisme. Une variation périodique de la composition en lipides cellulaires a été observée, semblable aux expériences sur l'homme. Cependant, lorsque les chercheurs ont perturbé le mécanisme de l'horloge en inhibant les gènes pertinents, les fluctuations lipidiques périodiques ont en grande partie disparu..

Le diabète et les troubles du sommeil sont liés

"Nous avons clairement démontré que cette variation de la composition lipidique de nos muscles dépend de notre rythme circadien", explique l'auteur principal, Ursula Loizides-Mangold. "Mais la question clé demeure: quelle est la signification de ce mécanisme?" Riezman pense que l'horloge biologique dans le muscle, par son action sur les lipides, pourrait réguler la sensibilité à l'insuline des cellules musculaires. Les lipides faisant partie de la membrane cellulaire, ils affectent la capacité des molécules à entrer et à sortir des cellules musculaires. Changer la composition de la membrane pourrait affecter la réponse musculaire à l'hormone et sa capacité à absorber la glycémie.

Une faible sensibilité à l'insuline dans le muscle conduit à ce que l'on appelle la résistance à l'insuline, une cause connue du diabète de type 2. "Des études ont montré un lien entre les horloges circadiennes, la résistance à l'insuline et le développement du diabète", explique Charna Dibner, chercheur principal. "Si nous pouvons montrer un lien entre le mécanisme circadien et le diabète de type 2 basé sur le métabolisme des lipides, cela pourrait avoir des implications thérapeutiques significatives. Grâce à nos nouvelles capacités de synchronisation cellulaire in vitro dans le muscle humain, nous pouvons valider cette hypothèse dans notre prochaine étude. "

(*) U. Loizides-Mangold et al.: Lipidomics révèle des oscillations lipidiques diurnes dans le muscle squelettique humain persistant dans des myotubes cellulaires cultivés in vitro. PNAS (2017). DOI: 10.1073 / pnas.1705821114