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Nutrition

diabète, sport et cellules souches musculaires




 A)Localisation par immuno-fluorescence des cellules satellites (flèches) au niveau des fibres musculaires obtenues par biopsie chez des sujets non diabétiques (control) ou diabétiques de type 1 (TD1).
B) quantification de la densité en cellules satellites entre des sujets non diabétiques et diabétiques (TD1).

D'après la référence 1




Le diabète de type 1 représente à peine 10% de la population diabétique. Les diabétiques de type 1 doivent s’injecter régulièrement de l’insuline que leur pancréas ne produit plus suite à une réaction auto-immune détruisant les cellules productrices d’insuline.

L’insuline permet alors le transport du glucose (un glucide simple) dans les cellules musculaires et adipeuses et d’abaisser ainsi la concentration de glucose dans le sang, qu’on appelle glycémie.

Les diabétiques de type 1 sont sujet à des complications à long terme qui peuvent altérer la qualité de vie.

Ces complications sont nombreuses mais leur survenue peut dépendre d’un diabète mal équilibré et de facteurs génétiques de prédispositions. Tous les diabétiques n’ont pas tous les mêmes complications.

Ces complications à long terme peuvent atteindre les fonctions rénales, la conduction nerveuse (neuropathie), les fonctions cérébrales (démence, Alzheimer), les fonctions cardiovasculaires, les yeux (micro-angiopathie) et les muscles.

Le diabétique de type 1 perd en force musculaire avec l’âge et la durée de son diabète. La force et le tonus musculaire diminuent.


Chez les diabétiques il y a une perte plus rapide de la masse musculaire ainsi qu’un changement dans la qualité des fibres musculaires.
Il existe trois type de fibres musculaires:

  • les types 1 de contraction rapide et au métabolisme glycolytique (ce sont les fibres du sprint),
  • les types IIb, à contraction plus lente mais plus endurante et nécessitant de l’oxygène pour utiliser l’énergie (les fibres du marathonien)
  • les types IIa de qualité intermédiaire (les fibres du 400m).


En générale l’activité physique régulières de type endurance tend à favoriser le développement des fibres à contraction lente de type 1 alors que l’inactivité est en faveur des fibres de type 1. Les personnes sédentaires, les obèses et les diabétiques non actifs ont plus de fibres de type 1.

D’après certaines études, il semblerait que les diabétiques insulino-dépendants aient moins de fibres à contraction lente et oxydatives et auraient de moins bonne capacité d’endurance que les personnes non diabétiques.

Une moins bonne vascularisation, une neuropathie altérant l’excitabilité du muscle et des modifications de la membrane cellulaire altérant la transmission de signaux nerveux et hormonaux peuvent aussi agir sur les capacités contractiles du muscle.


D’un point de vue métabolique, une plus faible concentration en mitochondrie (des petites structures cellulaires produisant de l’énergie, ATP,avec l’oxygène) et une accumulation de lipides sont des caractéristiques également observées fréquemment dans les muscles d’une personne  diabétique. Ces changements métaboliques, structuraux et fonctionnels  peuvent contribuer à une plus grande fatigabilité et une diminution de la force musculaire.


Lors de contractions répétées, le muscle subit des agressions mécaniques et métaboliques. Pendant la phase de récupération, les fibres musculaires se réparent en faisant appel à des cellules « progénitrices », les cellules satellites qu’on peu qualifier de cellules souches musculaires.


L’exercice musculaire active les cellules souches existantes et stimule à la fois leur prolifération et leur différenciation en cellules musculaires fonctionnelles. Les exercices dits  asymétriques (résistance à une force en extension) sont connus pour augmenter la force et la densité musculaire. Ces exercices asymétriques sont utilisés en laboratoire pour stimuler la prolifération des cellules satellites.


Lors de la phase de récupération les muscles ont besoins d’énergie (glucose) et d’acides aminés nécessaires à la synthèse protéique. C’est la raison pour laquelle il est conseillé de consommer un aliment riche en protéine (les protéines du lait sont les meilleures) et un aliment sucré dans la première demi-heure suivant l’arrêt de l’exercice pour optimiser la récupération. Le gâteau de riz au lait et le gâteau de semoule sont de précieux alliers dans la récupération du sportif.



Une étude récente a montré que chez des souris diabétiques ainsi que chez des patients diabétiques insulino-dépendant, le nombre de cellules satellites était plus faible que chez des sujets non diabétiques de même âge.



Cette même équipe a montré que les cellules satellites issues de patients diabétiques se divisaient moins bien et qu’elles étaient plus difficiles à se différencier en cellules musculaires matures et fonctionnelles. Les explications d’une telle différence sont encore à l’étude mais la protéine Notch1 qui bloque la différentiation des cellules souches en cellules musculaires différentiées est maintenue anormalement active chez les sujets diabétiques. L’équipe Canadienne travaille sur les mécanismes responsables de cette activation de Notch1.

D’autres pistes sont à l’étude :

Le diabétique, est soumis à un stress oxydatif lié au métabolisme du glucose. Sur des cellules satellites en culture, la présence d’ions superoxydes ou de radicaux libres diminue les capacités prolifératrices des cellules souches musculaires. Une alimentation riche en fruits et légumes (sources de polyphénols et flavonoïdes), en minéraux (eau riche en zinc, magnésium,) aide à une meilleure récupération et diminue l’état oxydatif après l’exercice musculaire.

 

La piste inflammatoire est aussi à l’étude.

L’interleukine-6 et le TNF-alpha sont deux molécules pro-inflammatoires qui sont fortement produites lors d’un exercice musculaire. Cette augmentation transitoire est un signal déclenchant les mécanismes de réparation et c’est aussi un signal d’alarme évitant au sportif d’atteindre un seuil dangereux pour l’intégrité des fibres (déchirure par exemple).Une augmentation transitoire d’interleukine-6 (IL-6) stimule la prolifération des cellules satellites tandis qu’un taux élevé et prolongé d’IL-6  altère la division cellulaire.

Les diabétiques ont des taux circulant d’interleukine-6 supérieurs à ceux des personnes non diabétiques ce qui pourrait expliquer la baisse d’activité des cellules satellites et une moins bonne récupération après l’effort. Une alimentation type méditerranéenne ou crétoise riche en poissons gras, fruits oléagineux (noix, noisettes, amandes) sources d’oméga-3 aux fonctions anti-inflammatoires peut aider également à la récupération dans les jours qui suivent l’effort.

 

L’exercice physique jouerait un rôle important dans la prolifération des cellules satellites. Plus que la durée, l’intensité de l’exercice serait plus efficace. Une étude a même montré que des haltérophiles entrainés avaient 70% de cellules satellites en plus que chez des personnes non entrainées. Le nombre de cellules satellite diminue lorsque l’entrainement s’arrête.

En plus d’activer la prolifération des cellules satellites, l’activité musculaire stimule aussi la différentiation de ces cellules, favorisant l’augmentation de la masse musculaire ou de la densité des fibres.

L’exercice physique serait donc également un bon moyen chez les diabétiques de réduire l’impact du diabète sur la densité musculaire et les fonctions contractiles. D’après les auteurs de l’étude canadienne, la densité en cellules satellites et leur capacité à se différentiées en cellules musculaires fonctionnelle seraient maintenue chez les athlètes diabétiques pratiquant un sport de manière intensive.

Cette étude est la première à mettre en évidence un défaut fonctionnel dans la différentiation des cellules satellites chez les diabétiques de type 1. L’échantillon est de petite taille et les patients sédentaires avec une Hba1c moyenne de 8,4%. Néanmoins les résultats sont robustes et sont comparables à ceux observés sur le modèle de souris.

La pratique d’un sport est essentielle et fait partie intégrante du traitement du diabète de type1. Plus que les effets sur la glycémie, la pratique régulière d’un sport permet d’entretenir les muscles garant d’une meilleure autonomie en vieillissant.

Si vous êtes diabétiques, que vous souhaitez pratiquer un sport mais que la peur de ne pas savoir gérer votre glycémie vous effraie, faites appel à un coach qui saura vous accompagner dans votre démarche.

Références:

1)
D'Souza DM, Zhou S, Rebalka IA, MacDonald B, Moradi J, Krause MP, Al-Sajee D, Punthakee Z, Tarnopolsky MA, Hawke TJ.
Diabetes. 2016 Jun 22. pii: db151577.

2)
Fujimaki S, Wakabayashi T, Takemasa T, Asashima M, Kuwabara T.
Biomed Res Int. 2015;2015:592915. doi: 10.1155/2015/592915. Epub 2015 May 17. Review
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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