Ostéocalcine : la nouvelle fontaine de Jouvence

4. octobre 2016
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Lorsqu’on parle d’os, ne penser qu’au squelette, cet échafaudage de notre corps, est une erreur. En injectant l’hormone ostéocalcine qui provient du tissu squelettique, les chercheurs ont réussi à « rajeunir » des souris. Une autre étude a montré que l’ostéocalcine assure la conservation de la masse musculaire lors du processus de vieillissement.

Les spécialistes de l’AMA (Agence mondiale antidopage) et d’autres laboratoires de lutte contre le dopage ont certainement déjà un œil sur cette substance, même si elle n’est pas encore apparue sur le marché : l’ostéocalcine. Cette hormone du tissu squelettique pourrait-elle augmenter la force physique ? Selon une publication dans la revue « Cell Metabolism », cette protéine provenant de l’os ramènerait les muscles vieux et fatigués à l’état qui était le leur durant leur jeunesse.

Dépense d’énergie lors du remodelage osseux

Les os sont les seuls organes du corps humain à contenir un type de cellules spécialisé qui est uniquement responsable de la dégradation du tissu. Les ostéoclastes sont responsables, en collaboration avec les acteurs constitutifs correspondants, les ostéoblastes, du remodelage constant nécessaire lors de la croissance au cours des premières étapes de la vie et lors de blessures. Mais une quantité conséquente d’énergie est nécessaire, et celle-ci doit être disponible. Ainsi, sans surprise, des chercheurs ont découvert une protéine qui assure la disponibilité du sucre et des acides gras qui jouent le rôle de carburants pour les cellules actives de l’os. Au cours de sa maturation, plusieurs groupes carboxyles sont ajoutés à l’osteocalcine, créant une forte affinité pour les ions minéraux, en particulier le calcium. Cependant, une petite partie de l’ostéocalcine produite migre sous forme décarboxylée dans le système circulatoire et prend la fonction d’une hormone.

Il y a plusieurs années, les chercheurs, en particulier l’équipe de Gerard Karsenty, de l’Université Columbia, ont montré que l’ostéocalcine abaisse le taux de sucre dans le sang et inhibe le stockage des graisses. Dans leurs expériences sur des souris qui surexpriment l’ostéocalcine et présentent en conséquence de grandes quantités de protéines décarboxylées dans le sang, les scientifiques ont observé la mort de nombreux bébé souris pendant l’allaitement. Ils avaient un taux de sucre dans le sang extrêmement faible et des niveaux élevés d’insuline.

Puissance musculaire et taux d’ostéocalcine : liés à l’âge

Mais lors de leurs expériences récentes, Karsenty et ses collègues ont trouvé un lien auparavant inconnu entre les tissus de l’os et le muscle. « Auparavant, personne n’avait jamais pu montrer » selon Karsenty, « que l’os affecte les muscles de quelque façon que ce soit. » Bien que l’insuline favorise l’absorption du glucose dans les cellules musculaires, l’hormone du pancréas ne peut pas en activer la dégradation et donc la production d’ATP. Lorsqu’on fait du sport, les niveaux d’insuline diminuent. En contraste, l’ostéocalcine augmente fortement au cours de l’exercice physique, en particulier chez les jeunes souris. En revanche, la masse musculaire ainsi que la performance diminuent chez les souris âgées exactement comme chez les humains.

Cela se reflète à nouveau dans les niveaux d’ostéocalcine dans le sang, dont l’augmentation lors de l’effort est très modérée chez les souris âgées. Chez les souris âgées de trois mois, le pic après 40 minutes de course d’endurance dans la roue est environ quatre fois plus élevé que chez leurs congénères âgées de douze mois. Les souris plus jeunes parcourent environ 1,2 kilomètres alors que les plus âgées couvrent environ la moitié de cette distance. Les souris avec un défaut dans le récepteur de l’ostéocalcine parcourent une distance inférieure d’environ un quart à celle des individus ayant un génome sauvage. Avec l’âge, les taux de cette hormone de l’os diminuent de façon continue chez les macaques et les humains. Chez les femmes, ce processus débute à l’âge de 30 ans, et jusqu’à 15 à 20 ans plus tard chez les hommes.

Le plus étonnant pour ces chercheurs sur les souris de New York a été la possibilité de « rajeunir » de vieux animaux avec l’ostéocalcine. Une seule injection d’ostéocalcine décarboxylée a permis aux rongeurs âgés d’un an de couvrir à nouveau une distance de 1200 m sans se fatiguer.

Collaboration avec Il-6

Pour élucider les processus moléculaires à l’origine de l’effet de l’ostéocalcine sur l’énergie musculaire, les chercheurs ont mesuré les taux de glucose, de glycogène et d’acylcarnitines en tant que marqueur du catabolisme des acides gras. Mais l’ostéocalcine peut apparemment faire encore mieux. Elle régule sa propre synthèse par l’intermédiaire de l’IL-6. Cette myokine stimule l’os pour produire plus d’ostéocalcine (voir le graphique). En outre, l’IL-6 permet le réapprovisionement en glucose des cellules du foie et des adipocytes en acides gras nécessaires lors de la combustion énergétique. Lors d’exercices physiques intenses, les niveaux d’IL-6 augmentent dans le sang.

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Effet de l’ostéocalcine dans la cellule musculaire © Mera et al / Cell Metabolism 2016

Dans une deuxième courte publication parue dans « Molecular Metabolism », l’équipe de Karsenty décrit encore un autre lien entre l’ostéocalcine osseuse et le muscle. Encore une fois lors de tests chez les souris, il a été montré que l’hormone est responsable de la préservation de la masse musculaire avec l’âge. Elle favorise dans les tubules la formation des structures de protéines, sans influencer leur destruction. Ici aussi, une injection d’ostéocalcine conduit à une augmentation significative de la masse musculaire chez les rongeurs âgés de 9 mois.

Information sur le sexe et la mémoire

Grâce à de précédentes études, d’autres capacités de cette hormone « touche à tout » étaient connues. Dans les cellules de Leydig, elle contribue à la synthèse de la testostérone. Les patients atteints d’une mutation spécifique du récepteur de l’ostéocalcine ont, en plus des symptômes d’une déficience en testostérone, souvent également une intolérance au glucose. De plus, l’hormone osseuse peut également traverser la barrière hémato-encéphalique et se lier aux neurones sérotoninergiques et influer ainsi également sur la libération de neurotransmetteurs. En parallèle, il y a même des spéculations sur le fait que la perte de mémoire liée à l’âge serait d’une certaine manière liée à la baisse du taux d’osteocalcine.

Les connaissances actuelles sur l’ostéocalcine ont été principalement générées sur la souris par le groupe de chercheurs de l’Université de Columbia et d’autres équipes. Toutefois, si ce système fonctionne de manière similaire chez l’homme, l’ostéocalcine pourrait avoir une carrière spectaculaire, non seulement comme agent de dopage potentiel, mais aussi comme médicament pour stopper la dégradation musculaire liée à l’âge et donc devenir un remède contre cette fragilité croissante avec le nombre des années et ainsi justement éviter de l’avoir dans l’os.

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