Myokine

Les myokines sont des cytokines, des substances solubles de signalisation cellulaire synthétisées par les myocytes, les cellules constitutives des muscles. Elles sont produites lors de l'activité physique.

Les myokines peuvent être découvertes via des études de comparaison du sécrétome de biopsies de muscles avant et après effort^[1].

On en compterait plusieurs centaines appartenant aux types des petites protéines (~5–20 kDa) ou des protéoglycanes^[2],[3],[4].

Les myokines font partie d'un réseau complexe de communication inter-organe et exercent des effets à la fois auto et/ou paracrines et endocrines.
Certaines seraient également produites par les adipocytes et seraient mieux nommées sous le terme d'adipo-myokines (voir adipokine)^[5].

Exemples

Irisine

L'irisine est une molécule hormonale produite par l'organisme et induite par l'exercice et le métabolisme.
Elle joue un rôle d'intermédiaire entre le tissu adipeux et le tissu musculaire, et constitue une voie de recherche dans les maladies comme l'obésité, le diabète et certains cancers. Son gène est le FNDC5 situé sur le chromosome 1 humain.

Myostatine

La myostatine est un facteur de croissance qui limite la croissance des tissus musculaires. Elle fait partie de la famille des TGF bêta-1. Son gène est le MSTN situé sur le chromosome 2 humain.

Cathepsine B

Une étude de 2016 montre une corrélation chez la souris, le singe et l'humain entre le niveau sanguin d'une enzyme, la myokine cathepsine B (CTSB) avec la forme physique et la mémoire. Chez la souris, il a été démontré que l'augmentation de la production de cathepsine B améliore les niveaux de neurotrophine dans les cellules souches adultes hippocampiques pour conduire à l'amélioration des performances de la mémoire. Cette protéine est produite par les muscles lors de l'activité physique. Si le gène de la CTSB est désactivé chez la souris, l'activité physique ne produit plus aucune amélioration pour la mémoire. Cette étude suggère donc que la CTSB pourrait stimuler la formation de nouveaux neurones de l'hippocampe dans le cerveau humain^[6].

LIF

Leukemia inhibitory factor (LIF) est une myokine induite par la contraction musculaire stimulant la prolifération des myocytes chez l'humain^[7].

IL-6

L'interleukine 6 (IL-6) est aussi considérée comme étant une myokine, avec un taux plus élevé lors de l'exercice musculaire^[8].

Une autre fonction des myokines, en particulier de l'IL-6, est leur capacité anti-inflammatoire ^[9]. En effet, l'IL-6 peut augmenter les niveaux de facteurs anti-inflammatoires tels que l'IL-10, l'IL-1 et la CRP dans les neutrophiles et le foie, tout en réduisant certaines cytokines inflammatoires telles que le TNF-alpha ^{[10],[11],[12]}

Il est important de noter que bien que l'IL-6 soit reconnue comme une cytokine pro-inflammatoire, sa concentration peut augmenter de manière spectaculaire, jusqu'à un facteur de 10 000, lors d'une infection sévère. En revanche, lors d'une inflammation chronique de faible intensité, comme celle associée à l'obésité, à une mauvaise alimentation ou à la sédentarité, l'augmentation de l'IL-6 est d'un ordre de grandeur moins élevée, soit un facteur de 10^[13].

Il est donc essentiel de faire la distinction entre l'augmentation aiguë de l'IL-6 pendant l'exercice, qui apporte d'importants avantages pour la santé, et l'augmentation chronique, qui peut indiquer un état pathologique et inflammatoire.

Références

1. (en) Milène Catoire, Marco Mensink, Eric Kalkhoven, Patrick Schrauwen and Sander Kersten. Identification of human exercise-induced myokines using secretome analysis. Physiol Genomics, 2014 Apr 1;46(7):256-67, PMID 24520153, DOI 10.1152/physiolgenomics.00174.2013
2. (en) J. H. Lee, H. S. Jun: Role of Myokines in Regulating Skeletal Muscle Mass and Function. Frontiers in Physiology. 10, 2019, S. 42, DOI 10.3389/fphys.2019.00042, PMID 30761018.
3. (en) Bente Klarlund Pedersen, Thorbjörn C. A. Åkerström, Anders R. Nielsen and Christian P. Fischer: Role of myokines in exercise and metabolism. J Appl Physiol 103:1093-1098, 2007. DOI 10.1152/japplphysiol.00080.2007.
4. (en) C. Brandt, B. K. Pedersen: The role of exercise-induced myokines in muscle homeostasis and the defense against chronic diseases. Journal of biomedicine & biotechnology. 2010, S. 520258, ISSN 1110-7251. DOI 10.1155/2010/520258. PMID 20224659. PMC 2836182.
5. (en) Sven W. Görgens, Kristin Eckardt, Jørgen Jensen, Christian A. Drevon and Jürgen Eckel. Chapter Thirteen - Exercise and Regulation of Adipokine and Myokine Production. Progress in Molecular Biology and Translational Science, Volume 135, 2015, Pages 313-336, DOI 10.1016/bs.pmbts.2015.07.002.
6. « Running-Induced Systemic Cathepsin B Secretion Is Associated with Memory Function », Hyo Youl Moon et col., Cell Metabolism, Volume 24, no. 2, pp. 332–340, 9 août 2016.
7. (en) Christa Broholm, Matthew J. Laye, Claus Brandt, Radhika Vadalasetty, Henriette Pilegaard, Bente Klarlund Pedersen, Camilla Scheele: LIF is a contraction-induced myokine stimulating human myocyte proliferation. In: Journal of Applied Physiology. 2011;111:251-259. DOI 10.1152/japplphysiol.01399.2010
8. (en) E. Wolsk, H. Mygind, T. S. Grøndahl, B. K. Pedersen, G. van Hall: IL-6 selectively stimulates fat metabolism in human skeletal muscle. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 2010;299:S. E832–E840, DOI 10.1152/ajpendo.00328.2010. PMID 20823453
9. Pedersen BK, Fischer CP. Beneficial health effects of exercise–the role of IL-6 as a myokine. Trends Pharmacol Sci 2007;28:152–6
10. Steensberg A, Fischer CP, Keller C, Moller K, Pedersen BK. IL-6 enhances plasma IL-1ra, IL-10, and cortisol in humans. Am J Physiol Endocrinol Metab 2003;285:E433–7
11. Heinrich PC, Castell JV, Andus T. Interleukin-6 and the acute phase response. Biochem J 1990;265:621–36.
12. Starkie R, Ostrowski SR, Jauffred S, Febbraio M, Pedersen BK. Exercise and IL-6 infusion inhibit endotoxin-induced TNF-alpha production in humans. FASEB J 2003;17:884–6.
13. « Rôle des myokines : régulation musculaire et prévention des cancers », sur Polyvalents, 1^er janvier 2023 (consulté le 11 novembre 2023).

• (en) Sabine Rutti, Rodolphe Dusaulcy, Jakob S. Hansen, Cédric Howald, Emmanouil T. Dermitzakis, Bente K. Pedersen, Michel Pinget, Peter Plomgaard & Karim Bouzakri : Angiogenin and Osteoprotegerin are type II muscle specific myokines protecting pancreatic beta-cells against proinflammatory cytokines. Scientific Reports (2018) 8:10072, DOI 10.1038/s41598-018-28117-2

Liens externes

• Myokine sur le site sciencedirect.com (consulté le 1er janvier 2021)