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image description La réduction de la vitesse de contraction de la myosine liée à la glycation des protéines peut-être corrigée par le glutathion
La glycation des protéines est la conséquence d’une réaction chimique non enzymatique entre un sucre et une protéine. Cette liaison se fait par contact entre le groupement aldéhyde des sucres et la lysine, un acide aminé présent dans les protéines. Les produits de cette glycation, lorsqu’ils sont oxydés, conduisent à des molécules complexes appelées dans le monde anglo-saxon AGEs pour Advanced Glycation End-products. Ces modifications de la structure des protéines dépendent essentiellement de la concentration de sucre, du temps de contact entre les molécules et du pouvoir oxydant du milieu. C’est ainsi que l’accumulation d’AGEs dans les tissus est particulièrement notable dans le diabète lorsque la concentration de glucose circulant est élevée, et au cours du vieillissement où le temps d’exposition des protéines aux sucres peut être particulièrement long.

Ces modifications structurales des protéines ont un effet notable sur leur fonction. Ce fait est particulièrement remarquable pour les protéines qui ont un faible taux de renouvellement comme celles composant le tissu conjonctif. La glycation des protéines est ainsi en partie responsable de la rigidification des gros troncs artériels et de la perte d’élasticité de la peau. La glycation peut aussi toucher des protéines intracellulaires dont la durée de vie est longue, comme la myosine. Ces molécules, responsables de la conversion de l’énergie chimique en énergie mécanique dans la fibre musculaire, ont une durée de vie moyenne de 29 à 30 jours, et on a pu effectivement montrer qu’au cours du vieillissement le taux de glycation de la myosine était augmenté avec l’âge dans le muscle squelettique.

L’impact de la glycation de la myosine sur la fonction des fibres musculaires vient d’être testé par une équipe américano-suédoise. L’approche expérimentale choisie consistait à prélever un muscle de la patte chez des rongeurs, puis à disséquer les faisceaux de fibres musculaires. La myosine de ces fibres était ensuite isolée et sa vitesse de contraction déterminée in vitro. L’effet de la glycation de la myosine sur sa mobilité a été quantifié en comparant sa vitesse de contraction avant et après incubation avec du glucose durant 30 minutes. La vitesse de contraction de la myosine était clairement réduite par une préincubation avec une solution de glucose. Cette réduction était directement liée à la concentration de sucre, allant de 10% pour 1 mM de glucose à 34 % pour 3 mM et 90% pour une concentration de 6 mM. Ces données suggèrent que la glycation de la myosineaurait ainsi un rôle déterminant sur la contraction musculaire.

Les auteurs se sont ensuite demandés si cet effet du glucose sur la motilité de la myosine pouvait être modulé par le glutathion, molécule antioxydante synthétisée par l’organisme. Le glutathion est composé de 3 acides aminés : l’acide glutamique, la cystéine et la glycine. Il est principalement produit par le foie et gagne les tissus périphériques par la circulation générale. Son rôle antioxydant est particulièrement important dans le muscle squelettique, en raison du stress oxydatif généré par l’exercice musculaire intense. Dans la série expérimentale qui nous intéresse, si l’incubation de la myosine en présence de 6 mM de glucose pendant 30 minutes réduisait de 90% la vitesse de raccourcissement de ces protéines, l’addition de 10 mM de glutathion pendant 20 minutes restaurait la mobilité des fibres de myosine à un niveau comparable à celui de départ.

Ces résultats montrent que la glycation de la myosine des muscles squelettiques réduit de façon massive leur motilité. Cet effet, proportionnel à la concentration de glucose, peut être corrigé par la présence de glutathion, puissant antioxydant endogène. On pourrait ainsi penser que les régimes alimentaires qui favorisent l’assimilation des précurseurs du glutathion aient un effet bénéfique sur une éventuelle réduction de la contractilité musculaire liée aux phases précoces de la glycation des fibres de myosine. Ces régimes pourraient alors peut-être ralentir l’altération de la fonction musculaire observée au cours du diabète et du vieillissement.
Vitesse de contraction de la myosine, en µm/s, avant et après incubation avec du glucose durant 30 minutes et du glutathion durant 20 minutes.
  Avant incubation Après incubation
Glucose 1 mM 1,02 +/- 0,07 0,93 +/- 0,05
Glucose 3 mM 1,22 +/- 0,26 0,81 +/- 0,15
Glucose 6 mM 1,12 +/- 0,04 0,10 +/- 0,07
Glucose 6 mM +
glutathion 10 mM
1,12 +/- 0,06 0,98 +/- 0,06
Publié en Octobre 2003
Auteur : L. Teillet - Hôpital Sainte-Périne,  Paris
Références : Ramamurthy B, Jones AD, Larsson L. Glutathione reverses early effects of glycation on myosin function. Am J Physiol. 2003, 285: 419-424.