Voie de signalisation AMPK
Dans le muscle squelettique, l'AMPK coordonne la réponse aux variations des besoins énergétiques, mais elle ne constitue pas un simple commutateur entre l'endurance et la prise de masse musculaire. Des études menées chez l'homme montrent qu'il ne faut pas assimiler les marqueurs de l'AMPK aux réactions métaboliques aiguës et aux adaptations à long terme liées à l'entraînement.
Auch bekannt als: AMPK, AMP-aktivierte Proteinkinase, Energiesensor
De quoi s'agit-il ?
L'AMPK, la protéine kinase activée par l'AMP, est un capteur d'énergie cellulaire. Dans les muscles squelettiques, il aide à maintenir les réserves d’énergie stables lorsque le renouvellement énergétique change en coordonnant les processus anabolisants et cataboliques. Cela signifie qu'il fait partie d'un réseau de contrôle et non d'un interrupteur universel qui démonte complètement la structure et la met complètement en marche.
Pour la classification, trois niveaux doivent rester distincts : l’état d’activation moléculaire de l’AMPK, une réponse physiologique telle que l’absorption du glucose et un résultat à long terme comme la force ou la masse musculaire. Un changement à un niveau ne prouve pas automatiquement un changement au niveau suivant. Une étude approfondie de l'AICAR sur les humains montre à quel point ces niveaux peuvent diverger.
Comment ça marche
Niveau d'énergie et activation
L'aperçu musculaire classe la liaison de l'AMP et de l'ADP à la sous-unité gamma ainsi que de LKB1 et CaMKKβ comme kinases en amont de la régulation. Un point de mesure central est la phosphorylation au niveau Thr172. L'AMPK est ainsi régulée via plusieurs entrées moléculaires.
Coordination du métabolisme
Pendant l’exercice et la récupération, l’AMPK est liée à l’absorption du substrat, à son oxydation, à son stockage et à la fonction mitochondriale. Cela fournit un modèle plausible sur la manière dont les cellules musculaires distribuent le carburant selon les besoins. Toutefois, cet aperçu ne constitue pas une synthèse quantitative et n’attribue pas une ampleur d’effet uniforme à ces processus.
Le raccourci courant « AMPK activé, mTORC1 et synthèse protéique désactivée » va au-delà de ces résultats. Ni l'aperçu mécanistique ni l'analyse humaine évaluée ne tracent une chaîne causale complète de l'AMPK à mTORC1 jusqu'à l'hypertrophie musculaire à long terme. Un éventuel conflit moléculaire n’est donc pas encore une interférence d’entraînement prouvée.
Ce que révèlent les études
AICAR : absorption du glucose sans activation mesurée de l'AMPK
Dans une étude aiguë menée auprès de 29 hommes en bonne santé âgés de 26 ± 8 ans avec un IMC de 25 ± 4 kg/m², AICAR a augmenté l'absorption musculaire du 2-désoxyglucose de 2,1 ± 0,8 fois après trois heures. Une charge de vélo l'a augmentée à 4,7 ± 1,7 fois. Avec AICAR, l'utilisation du glucose dans l'ensemble du corps a augmenté de 7 pour cent, passant de 9,3 ± 0,6 à 10 ± 0,6 mg/kg/min.
Dans le même temps, l’activité mesurée de l’AMPK-α1 et de l’AMPK-α2 ainsi que la phosphorylation de l’AMPK sont restées inchangées après 20 minutes et après trois heures d’AICAR. L’exercice à vélo, en revanche, augmente la phosphorylation de l’AMPK.
L’expérience montre donc une réaction métabolique aiguë, mais aucune preuve que l’activation mesurée de l’AMPK ait provoqué cette réaction. La consommation de 2-désoxyglucose est un paramètre métabolique et non une mesure de la force, des performances d'endurance ou de la croissance musculaire. La voie de signalisation qui a contribué à l’effet de l’AICAR n’a pas été entièrement comprise.
Metformine : concentration musculaire sans effet AMPK significatif
Dans une étude croisée randomisée menée auprès de dix hommes minces et en bonne santé, un traitement aigu et de quatre jours par metformine a été examiné. Les concentrations maximales étaient de 31 micromolaires dans le plasma et de 11 micromolaires dans le muscle squelettique. Malgré cette exposition mesurée, aucun effet significatif du traitement n’a été observé sur l’activité de l’AMPK dans le muscle, ni au repos ni pendant l’exercice.
Les concentrations plasmatiques et musculaires mesurées fournissent une preuve d'exposition mais ne constituent pas un seuil efficace. Il manque une comparaison directe avec la dose cellulaire du même activateur. Il n’existe pas non plus d’étude qui enregistre conjointement la dose, les concentrations plasmatiques et musculaires, l’activité AMPK et l’adaptation à l’entraînement à long terme. Les concentrations seules ne fournissent donc ni la preuve du mécanisme ni de la performance.
Lors d'un exercice intense, le lactate, l'adrénaline, la fréquence cardiaque et l'effort perçu subjectivement étaient plus élevés sous metformine. Le résumé ne fournit aucune ampleur numérique de l’effet de ces changements. Le bref examen montre une réaction de stress aiguë modifiée, mais ni une perte de performance à long terme ni des dommages permanents.
Stress aigu et douze semaines d'entraînement
Une analyse secondaire de deux essais randomisés sur des humains a inclus 29 personnes présentant une tolérance au glucose altérée et 15 hommes maigres en bonne santé. Le stress aigu et, dans l'une des études, douze semaines supplémentaires de formation ont été examinés. La metformine n’a pas affecté de manière significative l’activation de l’AMPK liée à l’exercice ou à l’entraînement, la respiration mitochondriale et le stress oxydatif dans les muscles.
Ce résultat nul couvre deux populations et des périodes différentes, mais reste une analyse secondaire d’études hétérogènes. La force, la section transversale musculaire et la performance d’endurance n’étaient pas des critères d’évaluation directement ciblés. Les génotypes, les valeurs de base et les modèles de répondeurs individuels n'ont pas été testés ou rapportés de manière robuste. L’absence d’effet moyen statistiquement significatif signifie donc « non montré » et n’exclut pas les différences individuelles.
Posologie
- AMPK : L’AMPK est une voie de signalisation endogène et n’a pas de dosage sportif. Aucune quantité cible pour l’activation ne peut être dérivée de sa fonction mécaniste.
- AICAR et metformine : La dose et la voie d'administration ne sont pas indiquées dans les résumés évalués. Par conséquent, aucun dosage sportif ni aucun transfert sûr entre les deux interventions ne peuvent être déduits de ces études.
- Activateurs AMPK à liaison directe : Parmi les sources évaluées, il n’y avait aucune étude humaine contrôlée utile sur plusieurs semaines avec la force, la section transversale musculaire ou les performances d’endurance chez des adultes entraînés. Un dosage à cet effet reste ouvert.
- Berbérine, rhume et hypoxie : Les sources évaluées associent ces approches à la signalisation AMPK dans le muscle squelettique humain et à un critère de performance de manière incontrôlée. Cela ne donne pas lieu à une recommandation posologique.
Effets secondaires
L’AMPK elle-même est une voie de signalisation endogène et non une substance administrée. Par conséquent, aucun profil d’effets secondaires indépendant de la voie de signalisation ne peut être dérivé de l’aperçu mécanistique. Les risques doivent être évalués en fonction de l’intervention et de l’exposition spécifiques.
Metformine sous stress
Sous metformine, le lactate, l'adrénaline, la fréquence cardiaque et l'effort perçu subjectivement ont augmenté pendant un exercice aigu. Le mécanisme sous-jacent n’a pas été déterminé dans les données évaluées. L'observation provient d'un traitement court d'une durée d'un ou quatre jours ; La dose et la voie d'administration ne sont pas indiquées dans le résumé.
Les marqueurs de stress aigu et l'effort perçu ont été mesurés, et non les événements cliniques. Les limites cliniques, la réversibilité et les conséquences à long terme n'ont pas été déterminées. Ni une contre-mesure éprouvée ni un ajustement concret de la dose ou de la voie d'absorption ne peuvent être dérivés de l'étude.
AICAR
L’étude AICAR documente une augmentation de l’apport en glucose avec une activité AMPK mesurée inchangée, mais ne fournit pas de profil d’effets secondaires fiable à partir des données évaluées. La dose et la voie d'administration manquent et les conséquences à long terme ou les limites cliniques n'ont pas été étudiées. Aucune contre-mesure ne peut en découler.
Classification
La revue relative aux muscles décrit l'AMPK comme un régulateur de l'équilibre énergétique, de l'utilisation du substrat et de la fonction mitochondriale. Les trois études humaines évaluées montrent également qu'une réaction métabolique aiguë peut survenir sans activation supplémentaire mesurable de l'AMPK et que la metformine ne doit pas nécessairement présenter d'effet AMPK statistiquement significatif malgré une concentration musculaire prouvée.
Cela ne constitue qu'une conclusion étroite pour la pratique de l'entraînement : de ces quatre sources, on ne peut déduire ni un conflit inévitable lié à l'AMPK entre l'entraînement de force et d'endurance, ni son contraire. L'examen ne fournit pas de critère de performance chronique et l'analyse humaine de 12 semaines n'a pas testé la séquence d'entraînement combiné ou l'inhibition de l'hypertrophie induite par l'AMPK. Ces sources ne donnent donc pas un aperçu complet du domaine de recherche.
Les interventions pharmacologiques ne remplacent pas non plus une expérience de formation : sous AICAR, l’absorption du glucose a augmenté sans activation mesurable de l’AMPK. La metformine a atteint le muscle mais n'a pas montré d'effet AMPK significatif dans la courte étude croisée. Dans deux autres études randomisées, il n'y avait pas non plus d'effet supplémentaire significatif de la metformine sur l'activation de l'AMPK liée à l'exercice ou à l'entraînement.
Un test crucial devrait randomiser des adultes entraînés sur plusieurs semaines, confirmer l'exposition dans le muscle, mesurer l'évolution temporelle du signal AMPK et en même temps enregistrer des paramètres directs tels que la force, la section transversale musculaire ou la performance d'endurance. Si un changement ciblé dans le signal montre un changement correspondant dans ces paramètres dans des conditions par ailleurs identiques, cela soutiendrait la chaîne causale. Parmi les sources évaluées, il n’existe aucune étude humaine contrôlée de ce type pour la liaison directe des activateurs de l’AMPK.
Cette base de preuves ne montre pas que l’activation ciblée de l’AMPK chez les personnes entraînées améliore l’endurance, inhibe la croissance musculaire ou crée un conflit causal entre l’entraînement de force et d’endurance. On ne sait pas non plus si le statut de formation, les valeurs de base ou les génotypes expliquent les différences reproductibles. La voie de signalisation prédit ce qui pourrait arriver. Les points finaux directs doivent montrer si cela se produit réellement.
Sources
- Kjøbsted R et al. AMPK in skeletal muscle function and metabolism. FASEB J. 2018. PubMed
- Cuthbertson DJ et al. 5-aminoimidazole-4-carboxamide 1-beta-D-ribofuranoside acutely stimulates skeletal muscle 2-deoxyglucose uptake in healthy men. Diabetes. 2007. PubMed
- Kristensen JM et al. Metformin does not compromise energy status in human skeletal muscle at rest or during acute exercise: A randomised, crossover trial. Physiol Rep. 2019. PubMed
- Pilmark NS et al. Skeletal muscle adaptations to exercise are not influenced by metformin treatment in humans: secondary analyses of 2 randomized, clinical trials. Appl Physiol Nutr Metab. 2022. PubMed
Cet article a été rédigé à l'aide de systèmes d'intelligence artificielle. En savoir plus