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[Publication] Les effets bénéfiques de l’activité physique sur le cœur : une histoire de NO

Publié le 19 janvier 2022 Mis à jour le 31 janvier 2022

Cet article a été réalisé dans le cadre de la thèse de Doria Boulghobra (sous la direction de Cyril Reboul) et dans le cadre d’une collaboration avec le laboratoire « Innovative technologies for Detection and Diagnostics » du CEA et la plateforme de microscopie confocale 3A (Avignon Université/ INRAE).

La pratique régulière d’une activité physique est largement reconnue par la communauté médicale pour ses effets bénéfiques sur la santé cardiovasculaire. Ainsi, dans son dernier rapport l’organisation mondiale de la santé (OMS) spécifie que « la pratique d’une activité physique régulière peut prévenir et aider à gérer les maladies cardiaques » et recommande que « les adultes pratiquent au moins 150 minutes d’activité aérobique d’intensité modérée par semaine ». Malgré ce consensus, à ce jour les mécanismes cellulaires permettant d’expliquer que le cœur soumis régulièrement à une activité physique soit mieux protégé que le cœur d’individus sédentaires demeure non élucidé.
 

Relocalisation de la synthèse de monoxyde d’azote au niveau mitochondrial

Dans leur publication du 23 décembre 2021, parue dans Basic Research in Cardiology, des chercheurs d’Avignon Université (LaPEC) en collaboration avec des chercheurs du DMTS/SPI/LI2D (Plateforme ProgénoMix) ont pu démontrer par une approche couplant analyse du S-nitrosoprotéome et expérimentations de physiologie cellulaire, que l’exercice physique est à l’origine d’une translocation de la voie de signalisation médiée par l’enzyme eNOS (isoforme endothéliale de la synthétase du monoxyde d’azote) vers les mitochondries cardiaques. En effet, à partir d’approches biochimiques et de microscopie confocale les auteurs ont pu montrer que cette enzyme était activée en réponse à l’exercice et venait localiser sa production de monoxyde d’azote (NO) au niveau des mitochondries. Le NO est capable de se fixer de manière covalente aux protéines. Ce phénomène est appelé « S-nitrosylation ». Cette modification post-translationnelle peut être à l’origine de modifications de l’activité des protéines mais peut aussi permettre de les protéger d’une oxydation irréversible. L’analyse du S-nitrosoprotéome de cœurs d’animaux entrainés a permis d’identifier certaines protéines mitochondriales jouant des rôles clés dans la production d’espèces réactives oxygénées au cours de l’infarctus, le conditionnement mitochondrial ou enfin la régulation de l’intégrité de la membrane interne mitochondriale en réponse à un stress.

Le NO permet de moduler la sensibilité des mitochondries cardiaques à un stress

Ainsi, l’exercice physique régulier est à l’origine d’une modification de S-nitrosylation des protéines mitochondriales. Les auteurs de cet article ont ensuite pu montrer à partir d’une approche allant d’expérimentations conduites sur mitochondries ou cellules isolées jusqu’à des travaux sur cœur isolé perfusé ou in-vivo chez le rongeur, que la biodisponibilité du NO au niveau mitochondrial et la S-nitrosylation jouent un rôle clé dans la moindre sensibilité des mitochondries à des situations de stress mimant l’infarctus du myocarde. En effet, l’utilisation d’inhibiteur de cette enzyme ou d’agent réducteur permettant la dénitrosylation des protéines, conduit à l’abolition des effets bénéfiques cardioprotecteurs de l’activité physique. Ces résultats s’inscrivent dans le cadre du projet NitrosoCard financé par l’ANR, visant à mieux comprendre le rôle de la S-nitrosylation dans la réponse fonctionnelle du cœur à un stress.

Au global, les résultats obtenus dans ce travail ont permis de mieux comprendre comment l’activité physique est capable de moduler la sensibilité du cœur à un stress majeur tel que l’infarctus. Ces travaux peuvent potentiellement ouvrir sur de nouvelles stratégies de cardioprotection basées sur la modulation pharmacologique de la biodisponibilité du NO spécifiquement au niveau des mitochondries cardiaques.




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Mis à jour le 31 janvier 2022