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image description Relations entre hormones sexuelles et métabolisme musculaire de la glutamine au cours du vieillissement
Des altérations du métabolisme musculaire sont régulièrement observées au cours du vieillissement et font le lit de la sarcopénie. Chez l'homme, cette perte absolue de masse musculaire est associée à une réduction de l'autonomie autant qu'à une augmentation de la morbidité et de la mortalité.

Les mécanismes qui sous-tendent ces altérations restent mal compris au plan fondamental. On sait que le muscle constitue un vaste réservoir de protéines et d'acides aminés, parmi lesquels la glutamine est l'un des plus abondants. Fonte musculaire et malnutrition protéique peuvent induire une carence en glutamine, substrat énergétique privilégié du système immunitaire. Cette carence peut finalement fragiliser le sujet âgé dans diverses situations hypercataboliques au premier rang desquelles figurent les processus infectieux. A l'état basal, chez l'homme comme chez l'animal de laboratoire, les taux sanguins et musculaires de glutamine semblent conservés grâce sans doute aux capacités qu'a le muscle de préserver envers et contre tout la synthèse de glutamine par l'action de la glutamine-synthétase. C'est probablement faux dans les états hypercataboliques que peut par exemple induire un excès de glucocorticoïdes, comme cela a été montré dans des modèles de cultures cellulaires. Aucune donnée n'est cependant disponible in vivo, ni concernant les glucocorticoïdes endogènes, ni concernant les stéroïdes sexuels, œstradiol et progestérone, alors que ces hormones sont très impliquées dans la modulation de la masse maigre lors d'autres périodes de la vie.

Des chercheurs de l'INRA, associés à une équipe du CHU de Clermont-Ferrand, se sont penchés sur cette problématique. Ils ont étudié l'activité musculaire de la glutamine-synthétase et l'expression de son ARN messager au cours du vieillissement chez des rats femelles. Ils ont évalué le rôle d'une ovariectomie éventuellement associée à une surrénalectomie et ont testé l'opothérapie substitutive.

Dans le muscle tibial antérieur, la surrénalectomie induit une baisse notable, de l'ordre de 50 à 60% de l'activité comme de l'expression de la glutamine-synthétase. Cette baisse intervient de manière similaire chez les animaux adultes et chez les animaux âgés, et la suppression, partielle, des stéroïdes sexuels par l'ovariectomie, éventuellement associé à la surrénalectomie, n'a pas plus d'effet (tableau). Symétriquement, le traitement substitutif associant œstradiol et progestérone n'a aucun effet pour restaurer, chez les animaux opérés, l'expression ou l'activité de la glutamine-synthétase.

Dans le muscle myocardique, la surrénalectomie ne va abaisser l'activité de synthèse de la glutamine que chez les animaux les plus âgés. Cette diminution est de l'ordre de 40%. La baisse d'expression de l'enzyme ne semble pas ici atteindre la significativité, et il est probable que les glucocorticoïdes n'interviennent que peu pour réguler, dans le cœur, la synthèse de glutamine.

Ces données expérimentales montrent que les stéroïdes sexuels interviennent probablement faiblement pour modifier le métabolisme de la glutamine au cours de la sénescence dans ce modèle animal, alors que les glucocorticoïdes ont un rôle, à l'état basal, probablement plus important. L'altération de la sécrétion de glucocorticoïdes parfois observée lors de la sénescence pourrait être un des facteurs modifiant l'expression et l'activité de la glutamine-synthétase avec l'âge et constituer un facteur de fragilité de l'individu âgé.
Effets de la surrénalectomie et/ou de l'ovariectomie sur la masse musculaire, sur les taux circulants d'hormones sexuelles et sur l'activité de la glutamine synthétase au cours du vieillissement dans le muscle tibial antérieur.
 
Témoins opérées
Surrénalectomie
Ovariectomie
Surrénalectomie + Ovariectomie
Masse musculaire (mg)        
- femelles adultes
653 ± 44
664 ± 70
700 ± 40
620 ± 57
- femelles âgées
525 ± 33
590 ± 33
582 ± 31
588 ± 37
Progestérone sanguine (nmol/l)
 
 
 
 
- femelles adultes
148 ± 112
72 ± 47
47 ± 24
1,3 ± 0,3
- femelles âgées
118 ± 13
236 ± 93
71 ± 39
1,1 ± 0,8
Oestradiol sanguin (pmol/l)
 
 
 
 
- femelles adultes
130 ± 45
<20
<20
<20
- femelles âgées
77 ± 45
<20
<20
<20
Activité glutamine synthétase (nmol/h/mg protéines)
 
 
 
 
- femelles adultes
175 ± 75
85 ± 40
130 ± 40
80 ± 25
- femelles âgées
220 ± 70
80 ± 30
215 ± 40
90 ± 40
Publié en Janvier 2002
Auteur : L. Teillet - Hôpital Sainte-Périne,  Paris
Références : Verdier L, Boirie Y, Van Drieesche S, Mignon M, Begue RJ, Meynial-Denis D. Do sex steroids regulate glutamine synthesis with age ? Am J Physiol Endocrinol Metab 2002 ; 282 : E215-E221.