Faible niveau de carburant ! Les déficits énergétiques nuisent à la santé des athlètes, révèle un nouvel outil de recherche

Faible niveau de carburant ! Les déficits énergétiques nuisent à la santé des athlètes, révèle un nouvel outil de recherche

Les scientifiques de Salk ont créé un modèle de souris pour étudier le déficit énergétique relatif dans le sport (RED), révélant que le syndrome affecte l'ensemble du corps et affecte les hommes et les femmes différemment.

LA JOLLA — En 2014, le Comité international olympique (CIO) a identifié un syndrome touchant nombre de ses athlètes : le déficit énergétique relatif dans le sport (DER). On estime aujourd'hui que plus de 40 % des athlètes professionnels souffrent de DER, et ce taux pourrait être encore plus élevé chez les sportifs amateurs et les sportifs.

Les athlètes développent des RED lorsqu'ils dépensent régulièrement plus d'énergie par leur activité physique que par leur alimentation. À terme, ce déficit énergétique prolongé peut entraîner divers symptômes, notamment des troubles hormonaux et reproductifs, de l'insomnie et de la fatigue, une fragilité et des blessures osseuses, ainsi qu'un risque accru d'anxiété et de dépression. Malgré sa prévalence élevée, on sait peu de choses sur le fonctionnement des RED aux niveaux cellulaire et moléculaire, en grande partie en raison de l'absence de modèle de laboratoire établi pour ce syndrome.

Des chercheurs du Salk Institute ont créé un modèle murin emblématique des RED et l'utilisent déjà pour mieux comprendre le syndrome. Leurs premières recherches ont révélé que les RED affectent la taille des organes et les profils d'expression génétique dans tout l'organisme. De plus, ce déficit énergétique semble affecter différemment les souris mâles et femelles : chez les mâles, la santé rénale était la plus affectée, tandis que chez les femelles, ce sont la santé reproductive et la masse musculaire qui étaient les plus affectées.

Les résultats, publiés dans Cell Metabolism le 3 septembre 2024, identifier des biomarqueurs potentiels pour diagnostiquer de manière plus concluante les RED et fournir de nouvelles cibles moléculaires pour les futures thérapies qui pourraient arrêter, inverser ou prévenir complètement le syndrome.

« Sans modèle animal du syndrome, il n’y avait aucun moyen de comprendre ses mécanismes au niveau cellulaire ou moléculaire », explique le professeur Panda Satchidananda, auteur principal de l'étude et titulaire de la chaire Rita et Richard Atkinson à Salk. « Grâce à un modèle murin efficace de RED, nous pouvons désormais étudier systématiquement comment le syndrome affecte chaque organe, tissu et os du corps et ce que nous pouvons faire pour aider les athlètes présentant ces symptômes. »

D'autres groupes ont tenté de développer des modèles rongeurs de RED, mais ont largement échoué à reproduire ses nombreux symptômes. Les scientifiques de Salk ont adopté une nouvelle approche et, en modifiant progressivement le rapport exercice/alimentation des animaux, ils ont pu reproduire de nombreuses caractéristiques humaines des RED, notamment une activité physique intense, un faible apport énergétique, une réduction du poids corporel, une perturbation des cycles activité-repos et une baisse de la glycémie. Ils se sont également concentrés sur des souris relativement jeunes afin de modéliser la tranche d'âge typique des athlètes professionnels, soit 20-25 ans chez l'humain.

« Notre modèle murin représente une étape importante dans la recherche en cours sur les RED », déclare Laura van Rosmalen, première auteure de l'étude et chercheuse postdoctorale au laboratoire de Panda. « Et même si ce n'est pas très encourageant pour les athlètes, pour nous, scientifiques, c'est vraiment intéressant – et bouleversant – de voir comment l'ensemble du corps est impacté par ce syndrome. »

Grâce à ce nouveau modèle murin, les scientifiques ont mesuré l'impact des RED sur l'anatomie et l'expression génétique de 19 organes différents. Les souris atteintes de RED ont présenté une réduction significative des organes vitaux, notamment les reins et les organes reproducteurs, ainsi qu'une détérioration de la qualité osseuse. Les expériences ont également révélé plusieurs modifications moléculaires dans le sang qui pourraient servir de biomarqueurs pour dépister les RED chez les patients – une approche diagnostique bien plus efficace que les méthodes actuelles basées sur des questionnaires.

Les scientifiques ont également constaté plusieurs marqueurs de stress élevés chez les souris RED, notamment l'activation d'un réseau hormonal cerveau-corps connu pour contribuer à l'anxiété et à la dépression, avec des effets plus importants observés chez les femelles. Ce que certains athlètes pourraient considérer comme un trac d'avant-compétition, ajoute Panda, pourrait en réalité être des changements psychologiques plus profonds liés au syndrome.

Le nouveau modèle et les premières conclusions sont issus du travail de Panda avec le Alliance pour la performance humaine Wu Tsai—une équipe collaborative de chercheurs qui étudie les performances humaines de pointe et l'athlétisme dans le but de « permettre à tous d'atteindre une santé et un bien-être optimaux » et un l'accent sur les athlètes féminines.

« La recette pour être en bonne santé ne se résume pas à manger moins et faire plus d'exercice », explique Panda. « En réalité, combiner ces deux habitudes raisonnables indépendamment ne semble pas judicieux si l'on est déjà en bonne santé. Mais jusqu'à présent, il semble que la solution pour les RED ne se résume pas à une simple augmentation de l'apport calorique. Nous avons maintenant beaucoup à explorer avec ce modèle pour déterminer précisément quelles devraient être nos recommandations cliniques, et je me réjouis de poursuivre cette exploration désormais possible. »

Au-delà des athlètes, les RED peuvent également affecter d'autres personnes présentant un bilan énergétique négatif, comme celles souffrant de troubles du comportement alimentaire comme l'anorexie mentale. Les futures recherches sur la prévention et le traitement des RED auront un impact positif sur ces populations et sur les athlètes, favorisant ainsi une meilleure santé générale, conformément à la mission de la Wu Tsai Human Performance Alliance.

D'autres auteurs incluent Geraldine Maier, Terry Lin, Vince Rothenberg, Shaunak Deota et Ramesh Ramasamy à Salk ; Jiaoyue Zhu, Elena Zhemchuzhnikova et Roelof Hut à l'Université de Groningen aux Pays-Bas ; et Erica Gacasan, Swithin Razu, Robert Sah et Andrew McCulloch à l'UC San Diego.

Le travail a été soutenu par la Wu Tsai Human Performance Alliance, la Joe and Clara Tsai Foundation, la George E. Hewitt Foundation for Medical Research, une subvention d'innovation du Salk Institute, les National Institutes of Health (SIG #S10 OD026929, NCI CCSG : P30 014195), la Chapman Foundation, le Helmsley Charitable Trust et la National Science Foundation (ACI-1548562).

DOI: 10.1016 / j.cmet.2024.08.001