Comment le vieillissement musculaire affecte-t-il la fonction métabolique ? La dernière publication de Josef M. Penninger, académicien de l'Académie autrichienne des sciences

Source : compte officiel du « BTIT Club »

En vieillissant, nos muscles perdent progressivement la vitalité qu’ils avaient dans notre jeunesse, un phénomène connu sous le nom de vieillissement musculaire. Cela affecte non seulement notre capacité à faire de l’exercice, mais est également étroitement lié à diverses maladies chroniques (comme le diabète de type 2). Le muscle joue un rôle central dans la régulation du métabolisme de tout le corps, en particulier dans le métabolisme du glucose.

Bien que les scientifiques explorent toujours activement la question complexe de la façon dont le vieillissement musculaire affecte la fonction métabolique , les derniers résultats de recherche ont commencé à révéler une molécule clé dans le processus : la glycérylphosphocholinediestérase 1 (Gpcpd1) . Cette enzyme, fortement exprimée dans le tissu musculaire, est responsable de la dégradation de la glycérophosphorylcholine (GPC) et joue un rôle essentiel dans le maintien d'un métabolisme équilibré du glucose.

Récemment, Nature Aging a publié une étude approfondie sur le vieillissement musculaire et son impact sur la tolérance au glucose. La voie métabolique Gpcpd1-GPC est dysfonctionnelle avec le vieillissement et sa déficience perturbe gravement le métabolisme du glucose, offrant une nouvelle perspective pour nous permettre de comprendre les mécanismes biologiques à l'origine du vieillissement musculaire.

Revue de recherche connexe

Le vieillissement musculaire est étroitement associé à de multiples perturbations moléculaires et métaboliques qui peuvent affecter la fonction musculaire et le métabolisme systémique. Par exemple, les recherches de Demontis et al. (2013) a montré qu'avec le vieillissement, la capacité des muscles à utiliser le glucose diminue considérablement, ce qui peut entraîner des troubles du métabolisme systémique du glucose (Demontis, F., et al., 2013). De plus, Chia et al. (2018) ont constaté que ce déclin de la capacité métabolique était associé au vieillissement, soulignant davantage l'impact du vieillissement musculaire sur le métabolisme du glucose (Chia, CW, et al., 2018).

Au niveau moléculaire, l’étude de Houtkooper et al. (2011) ont montré que le GPC, en tant que substrat de l'enzyme Gpcpd1, était significativement augmenté dans les muscles des souris âgées, ce qui peut être lié à des changements métaboliques au cours du vieillissement musculaire (Houtkooper, RH, et al., 2011). De plus, l’étude de Pilling et al. (2016) ont révélé une association entre les polymorphismes d'un seul nucléotide (SNP) proches du gène humain GPCPD1 et la longévité, ce qui a fourni de nouveaux indices pour comprendre le rôle de Gpcpd1 dans la santé et la durée de vie humaines (Pilling, LC, et al., 2016). Ces résultats de recherche fournissent une base théorique solide à cet article, incitant les chercheurs à explorer davantage le rôle de Gpcpd1 dans le vieillissement musculaire, en particulier son impact sur la régulation du métabolisme du glucose.

Modifications de l'enzyme Gpcpd1 au cours du vieillissement

L’équipe de recherche a d’abord observé des changements dans l’expression de l’ARNm de Gpcpd1 et les niveaux de métabolites de GPC avec l’âge dans un modèle de souris. Ils ont constaté que les niveaux d'ARNm de Gpcpd1 étaient significativement diminués dans le muscle squelettique des souris âgées (24 mois) par rapport aux jeunes souris (6 mois), entraînant l'accumulation de GPC dans les muscles. Cela suggère qu’il joue un rôle clé dans le vieillissement musculaire et le déclin métabolique.

Les niveaux d'ARNm de Gpcpd1 diminuent et l'accumulation de GPC est significative dans le muscle squelettique des souris âgées. Pour étudier les effets physiologiques derrière la déficience en Gpcpd1, les chercheurs ont créé plusieurs modèles de souris déficientes en Gpcpd1 spécifiques aux tissus, notamment les muscles, le foie ou le tissu adipeux. Les effets métaboliques du déficit en Gpcpd1 sur les souris ont été évalués plus en détail par un test de tolérance au glucose, une analyse de la signalisation de l'insuline, une analyse du transcriptome et une analyse du lipidome.

L'étude a révélé que chez les souris dépourvues de Gpcpd1 spécifique au muscle (c'est-à-dire les souris dépourvues de Gpcpd1), leur tolérance au glucose était encore plus détériorée lorsqu'elles étaient nourries avec un régime riche en sucre ou en graisses. Cela suggère que Gpcpd1 joue un rôle important dans le maintien d'un métabolisme normal du glucose dans les muscles et que sa déficience exacerbe les problèmes métaboliques induits par l'alimentation.

Les chiffres ci-dessus révèlent collectivement que les souris déficientes en Gpcpd1 spécifique au muscle ont une tolérance au glucose altérée dans des conditions de régime riche en glucose et en graisses. Plus important encore, deux études indépendantes sur des adultes (âgés de 44 à 70 ans) ont révélé une tendance significative : avec l’âge, le niveau d’expression de l’ARNm de Gpcpd1 dans le muscle a diminué de manière significative, suggérant un affaiblissement de l’activité enzymatique de Gpcpd1. Dans le même temps, on a observé une augmentation correspondante des niveaux de GPC et de ses dérivés phosphodiesters dans les muscles des personnes âgées sédentaires. De plus, l’accumulation de GPC et de ses dérivés phosphodiesters dans le muscle squelettique était plus prononcée chez les patients atteints de diabète de type 2 que chez les sujets non diabétiques.

Modifications liées à l'âge des niveaux d'ARNm de GPCPD1 musculaire dans deux cohortes adultes indépendantes

Comparaison des taux de GPC musculaire et de GPC-phosphodiester chez des volontaires sains et des patients atteints de diabète de type 2 GPCpd1 comme cible potentielle pour la lutte contre le vieillissement

Des études ont montré que la voie métabolique Gpcpd1-GPC joue un rôle important dans la régulation de l’homéostasie du glucose et que la fonction de cette voie peut être altérée au cours du vieillissement. Cela suggère que Gpcpd1 pourrait être une cible thérapeutique anti-âge potentielle.

L' auteur correspondant de l'article, l'académicien Josef M. Penninger, est membre de l'Académie autrichienne des sciences, membre de l'Académie européenne des sciences et l'un des plus grands scientifiques médicaux du monde. Il a obtenu de nombreux résultats de recherche révolutionnaires et développé de nouveaux médicaments qui peuvent bénéficier à des millions de patients. L'académicien Josef M. Penninger a souligné : « Notre étude a révélé le rôle clé de la voie de dégradation de la glycérophosphorylcholine (GPC) dans le tissu musculaire dans le processus de vieillissement et a mis en évidence l'impact potentiel des interventions de santé, telles que l'exercice physique ou le jeûne intermittent, sur cette voie. » Il a ajouté : « Notre objectif à long terme est de développer des stratégies thérapeutiques ciblant ces voies identifiées pour améliorer le métabolisme du glucose chez les personnes âgées et prévenir et traiter les maladies métaboliques liées au vieillissement, telles que le diabète de type 2. » Cette recherche révolutionnaire du professeur Penninger et de son équipe a sans aucun doute apporté un nouvel espoir dans le domaine de la recherche sur le vieillissement et a fourni un solide soutien scientifique aux futures stratégies d'intervention en santé.

Références

[1] Cikes D, Leutner M, Cronin SJF, Novatchkova M, Pfleger L, Klepochová R, Lair B, Lac M, Bergoglio C, Viguerie N, Dürnberger G, Roitinger E, Grivej M, Rullman E, Gustafsson T, Hagelkruys A, Tavernier G, Bourlier V, Knauf C, Krebs M, Kautzky-Willer A, Moro C, Krssak M, Orthofer M, Penninger JM. La voie métabolique Gpcpd1-GPC est dysfonctionnelle avec le vieillissement et sa déficience perturbe gravement le métabolisme du glucose. Vieillissement naturel. 2024 janv;4(1):80-94. est ce que je: 10.1038/s43587-023-00551-6. Epub 18 janvier 2024. PMID : 38238601.

[2] Demontis F, Piccirillo R, Goldberg AL, Perrimon N. Mécanismes du vieillissement du muscle squelettique : aperçus des modèles de drosophile et de mammifères. Dis Model Mech. Mai 2013;6(5):1339-52. doi: 10.1242/dmm.010244. Epub 22 avril 2013. PMID : 23375909.

[3] Chia CW, Egan JM, Ferrucci L. Modifications liées à l'âge du métabolisme du glucose, de l'hyperglycémie et du risque cardiovasculaire. Rés. Circ. 3 août 2018 ;123(3):886-904. est ce que je: 10.1161/CIRCRESAHA.118.312439. Epub 2018 21 juin. PMID : 30309759.

[4] Houtkooper RH, et al. L'empreinte métabolique du vieillissement chez la souris. Sci Rep. 2011;1:134. doi: 10.1038/srep00134. Epub 2011 21 avril. PMID : 22190332.

[5] Pilling LC, et al. La longévité humaine est influencée par de nombreuses variantes génétiques : preuves provenant de 75 000 participants de la UK Biobank. Vieillissement (Albany NY). Juin 2016;8(6):547-60. doi: 10.18632/vieillissement.100962. Epub 28 avril 2016. PMID : 27176760.

Écrit par : Xiaoyu

Critique : Shuxia

Mise en page : Chu Han