151. NEUROSCIENCES

Plonger profondément dans de l'exercice a des différents effets du matin et du soir

Résumé : Une étude révèle comment le corps produit différentes molécules de signalisation favorisant la santé d'une manière spécifique à l'organe après l'exercice à différents moments de la journée.

Source: Helmholtz

Il est bien établi que l'exercice améliore la santé, et des recherches récentes ont montré que l'exercice profite au corps de différentes manières, selon l'heure de la journée. Cependant, les scientifiques ne savent toujours pas pourquoi le moment de l'exercice produit ces différents effets. Pour mieux comprendre, une équipe internationale de scientifiques a récemment réalisé l'étude la plus complète à ce jour sur l'exercice effectué à différents moments de la journée.

Leur recherche montre comment le corps produit différentes molécules de signalisation favorisant la santé d'une manière spécifique à l'organe après l'exercice en fonction de l'heure de la journée. Ces signaux ont un large impact sur la santé, influençant le sommeil, la mémoire, la performance physique et l'homéostasie métabolique.

Leurs découvertes ont été récemment publiées dans la revue Cell Metabolism.

"Une meilleure compréhension de la façon dont l'exercice affecte le corps à différents moments de la journée pourrait nous aider à maximiser les avantages de l'exercice pour les personnes à risque de maladies, telles que l'obésité et le diabète de type 2", déclare le professeur Juleen R. Zierath du Karolinska Institutet et le Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research (CBMR) à l'Université de Copenhague.

Utiliser l'exercice pour réparer une horloge biologique défectueuse

Presque toutes les cellules régulent leurs processus biologiques sur 24 heures, autrement appelés rythme circadien. Cela signifie que la sensibilité des différents tissus aux effets de l'exercice change en fonction de l'heure de la journée. Des recherches antérieures ont confirmé que la synchronisation de l'exercice en fonction de notre rythme circadien peut optimiser les effets bénéfiques de l'exercice sur la santé.

L'équipe de scientifiques internationaux voulait une compréhension plus détaillée de cet effet, ils ont donc mené une série d'expériences sur des souris qui faisaient de l'exercice tôt le matin ou tard le soir. Des échantillons de sang et différents tissus, dont le cerveau, le cœur, les muscles, le foie et la graisse, ont été prélevés et analysés par spectrométrie de masse. Cela a permis aux scientifiques de détecter des centaines de métabolites différents et de molécules de signalisation hormonale dans chaque tissu, et de surveiller comment ils ont été modifiés par l'exercice à différents moments de la journée.

Le résultat est un « Atlas du métabolisme de l'exercice » - une carte complète des molécules de signalisation induites par l'exercice présentes dans différents tissus après l'exercice à différents moments de la journée.

"Comme il s'agit de la première étude complète qui résume le métabolisme dépendant du temps et de l'exercice sur plusieurs tissus, il est très utile de générer et d'affiner des modèles systémiques pour le métabolisme et la diaphonie des organes", ajoute Dominik Lutter, responsable de la recherche sur la découverte computationnelle du Helmholtz Diabetes. Centre à Helmholtz Munich.

Les nouvelles connaissances comprennent une compréhension plus approfondie de la façon dont les tissus communiquent entre eux et de la façon dont l'exercice peut aider à "réaligner" les rythmes circadiens défectueux dans des tissus spécifiques - des horloges circadiennes défectueuses ont été associées à des risques accrus d'obésité et de diabète de type 2. Enfin, l'étude a identifié de nouvelles molécules de signalisation induites par l'exercice dans plusieurs tissus, qui nécessitent une enquête plus approfondie pour comprendre comment elles peuvent influencer individuellement ou collectivement la santé.

"Non seulement nous montrons comment différents tissus réagissent à l'exercice à différents moments de la journée, mais nous proposons également comment ces réponses sont connectées pour induire une adaptation orchestrée qui contrôle l'homéostasie énergétique systémique", déclare le professeur agrégé Jonas Thue Treebak du CBMR au Université de Copenhague et co-premier auteur de la publication.

Une ressource pour de futures recherches sur l'exercice

L'étude a plusieurs limites. Les expériences ont été réalisées chez la souris. Bien que les souris partagent de nombreuses caractéristiques génétiques, physiologiques et comportementales communes avec les humains, elles présentent également des différences importantes. Par exemple, les souris sont nocturnes et le type d'exercice était également limité à la course sur tapis roulant, ce qui peut produire des résultats différents par rapport à l'exercice de haute intensité. Enfin, l'impact du sexe, de l'âge et de la maladie n'a pas été pris en compte dans l'analyse.

Atlas du métabolisme de l'exercice

"Malgré les limites, il s'agit d'une étude importante qui aide à orienter d'autres recherches qui peuvent nous aider à mieux comprendre comment l'exercice, s'il est correctement chronométré, peut aider à améliorer la santé", déclare le professeur adjoint Shogo Sato du Département de biologie et du Centre de recherche biologique. Clocks Research à la Texas A&M University et co-premier auteur.

Le co-premier auteur Kenneth Dyar, responsable de la physiologie métabolique du Centre du diabète Helmholtz à Helmholtz Munich, a souligné l'utilité de l'atlas en tant que ressource complète pour les biologistes de l'exercice. « Bien que notre ressource offre de nouvelles perspectives importantes sur les métabolites énergétiques et les molécules de signalisation connues, ce n'est que la pointe de l'iceberg. Nous montrons quelques exemples de la façon dont nos données peuvent être exploitées pour identifier de nouvelles molécules de signalisation spécifiques aux tissus et au temps », dit-il.

L'étude est le résultat d'une collaboration entre l'Université de Copenhague, le Karolinska Institutet, l'Université Texas A&M, l'Université de Californie-Irvine et Helmholtz Munich.

À propos de cet exercice et de l'actualité de la recherche en neurosciences

Auteur : Verena Schulz
Source : Helmholtz
Contact : Verena Schulz – Helmholtz
Image : L'image est créditée à Shogo Sato

Recherche originale : libre accès.
« L' Atlas du métabolisme de l'exercice révèle des signatures dépendantes du temps de l'homéostasie métabolique » par Juleen R. Zierath et al. Métabolisme cellulaire

L'atlas du métabolisme de l'exercice révèle des signatures dépendant du temps de l'homéostasie métabolique

La sensibilité des tissus et la réponse à l'exercice varient en fonction de l'heure de la journée et de l'alignement des horloges circadiennes, mais le temps d'exercice optimal pour obtenir un résultat métabolique souhaité n'est pas entièrement défini.

Pour comprendre comment les tissus réagissent indépendamment et collectivement à un exercice chronométré, nous avons appliqué une approche de biologie systémique. Nous avons cartographié et comparé les réponses globales des métabolites de sept tissus et sérums de souris différents après un exercice aigu effectué à différents moments de la journée.

Des analyses comparatives de la dynamique des métabolites intra- et inter-tissulaires, y compris le profilage temporel et l'échantillonnage sanguin dans les muscles du foie et des membres postérieurs, ont révélé une vision impartiale des réponses métaboliques locales et systémiques à l'exercice unique à l'heure de la journée.

Cet atlas complet du métabolisme de l'exercice fournit des éclaircissements et un contexte physiologique concernant la production et la distribution de métabolites d'exerkine canoniques et nouveaux dépendant du temps, tels que le 2-hydroxybutyrate (2-HB), et révèle un aperçu des avantages pour la santé de l'exercice sur le métabolisme.

Février 2022