Derrière le vainqueur du marathon de Paris, le Kényan Elisha Rotich qui en a profité pour battre le record de l’épreuve en 2 heures 4 minutes et 21 secondes, 35 000 participants ont pris part à la course. Au lendemain des 42,195 kilomètres parcourus à travers la capitale, nul doute que les jambes doivent être lourdes. Les muscles, eux, ont débuté leur phase de régénération dès la course terminée. C’est ce que révèle une étude, publiée le 15 octobre dans la revue Science, qui a identifié un mécanisme de réparation jusqu'alors inconnu qui se déclenche immédiatement après la fin de l’exercice.
Un processus de 24 heures
À peine l’entraînement physique terminé, les muscles passent en mode récupération. Les noyaux qui composent les fibres musculaires se précipitent vers les zones déchirées pour émettre de nouvelles protéines pour combler les palies. “Les noyaux se sont déplacés vers le site de la blessure dans les 5 heures suivant la fin de l’exercice”, ont constaté les chercheurs de la Northwestern University Feinberg School of Medicine à Chicago, après avoir observé les muscles de participants après un exercice de course sur tapis. Ils ont constaté que seulement 24 heures après la fin de l’activité, le processus de réparation est “presque terminé”.
Le processus anatomique
Dans le détail anatomique, les muscles squelettiques, ceux qui permettent des mouvements volontaires comme la marche, sont constitués de nombreuses fibres musculaires. Un seul muscle peut avoir des centaines, voire des milliers, de fibres musculaires. Chacun d’entre eux contient des protéines contractiles, appelées sarcomères, qui se contractent et s'allongent pendant l'exercice.
L’exercice physique entraîne une contraction excentrique, c’est-à-dire que les muscles s'allongent de force en se contractant. Lors d’un entraînement intense, cela peut entraîner un étirement excessif de ces sarcomères. Lorsque cela se produit, diverses cellules s’activent afin de réparer les tissus musculaires. Des études antérieures ont montré qu’en pareil cas, diverses protéines vont s’activer et former un “capuchon” sur la région endommagée de la membrane et vont être aidées par les mitochondries voisines – les centrales électriques des cellules – qui absorbent l’excès de calcium introduit dans la cellule par la déchirure.
Les protéines en mode cicatrice
Les auteurs de l’étude ont découvert que dans ce processus de régénération, les noyaux des cellules musculaires jouent également un rôle important puisqu’ils aident à la réparation. Ils ont constaté cela par l’observation de souris adultes qui ont couru sur un tapis roulant incliné vers le bas. Après l’effort des animaux, les chercheurs ont échantillonné leurs fibres musculaires. Pour comparer les résultats, ils ont demandé à 15 volontaires humains en bonne santé de courir sur un tapis roulant avant de biopsier les fibres musculaires du vaste latéral, une partie du quadriceps.
Les chercheurs se sont rendus compte, tant dans les fibres musculaires de la souris que dans les fibres musculaires humaines, que les protéines s'accumulent autour des déchirures des fibres et forment des “cicatrices” dans les 5 heures suivant l'exercice. Dans les fibres musculaires échantillonnées 24 heures après l'exercice, ils ont remarqué la formation d’amas de noyaux au niveau de la déchirure, alors que ces derniers semblaient plus éloignés dans les échantillons prélevés 5 heures après la fin de l’exercice.
L’action des noyaux se déroule en plusieurs étapes. La première phase consiste pour eux à s’assembler autour des blessures pendant les 5 premières heures afin de générer des “points chauds” de construction de protéines à proximité. Au bout de ce laps de temps, ils migrent afin de laisser place à la construction de nouvelles protéines. Celles-ci vont ensuite pouvoir sceller la déchirure et reconstruire les cellules musculaires blessées.
De nouveaux traitements pour les blessures musculaires
La découverte de ce nouveau processus permet d’imaginer de nouveaux traitements afin de cibler les voies moléculaires qui permettent aux noyaux de migrer et d'amorcer ce processus de réparation. “Cela pourrait aider à accélérer la récupération des patients après des blessures musculaire”, concluent les chercheurs.