Cette recherche menée à l'Université d'Osaka révèle que même une légère augmentation de la température des muscles squelettiques peut très rapidement activer les protéines contractiles et améliorer les performances musculaires, et bien au-delà de celles du muscle cardiaque. Ces nouvelles données présentées dans le Journal of General Physiology, éclairent ainsi, au niveau moléculaire, les effets positifs de l’échauffement sur la performance sportive.
Tout le monde connaît l’importance de l’échauffement musculaire avant une séance de sport. Mais que se passe-t-il réellement lors de cet échauffement ? Les processus en cause sont longtemps restés incompris.
Les chercheurs japonais rappellent que dans les muscles squelettiques et cardiaques, dans un état détendu ici nommé état « off », il existe une faible concentration intracellulaire en ions calcium et un complexe de protéines, tropomyosine-troponine, supprime l'interaction entre la myosine motrice moléculaire et le filament d'actine (F-actine).
Lors d'une augmentation de la concentration intracellulaire en ions calcium, ou par signalisation calcique, la liaison de l'ion calcium à la troponine entraîne un déplacement de la tropomyosine. Le changement de conformation des filaments minces permet à la myosine d'interagir avec l'actine ce qui génère une force active. C'est l'état « on ». Or la chaleur fonctionne également comme une « signalisation thermique », induisant un état « on » même en l’absence d’ions calcium.
Comment l’échauffement affecte la contraction musculaire
L’étude décrypte plus avant les processus qui expliquent pourquoi l’échauffement affecte la contraction musculaire et pourquoi donc l’échauffement est indispensable pour améliorer les performances physiques. On savait que les muscles squelettiques se contractent en réponse aux signaux électriques du système nerveux, qui activent les protéines des cellules musculaires, ce qui permet le mouvement. L'équipe explore comment les contractions musculaires sont affectées par la température, en utilisant une technique de microscopie avancée. Ces observations révèlent que :
- certaines protéines des cellules musculaires agissent comme des capteurs de température et que la température affecte différemment les systèmes contractiles squelettiques et cardiaques ;
- ainsi, il existe des différences notables de sensibilité à la température entre les protéines responsables de la contraction des muscles squelettiques et les protéines responsables de la contraction des muscles cardiaques.
Muscle cardiaque et muscle squelettique, deux fonctionnements bien distincts :
L’un des auteurs principaux, Kotaro Oyama, ajoute en effet : « fondamentalement, le muscle squelettique qui permet la mobilité est plus sensible à la chaleur que le muscle cardiaque ».
Cette différence de sensibilité à la température trouve peut-être son explication dans la différence fonctionnelle entre le muscle squelettique et cardiaque : alors que les muscles squelettiques ne génèrent de la force que lorsque cela est nécessaire, le cœur bat en continu.
« Cette dépendance plus élevée du muscle squelettique à la température peut lui permettre de se contracter relativement rapidement lors de l'échauffement, même à la suite d'un léger échauffement dû à un mouvement léger ou à un exercice. Cela signifie que le muscle peut économiser de l’énergie et se reposer lorsqu’il est au repos. En revanche, la plus faible sensibilité du cœur à la température permet de maintenir un battement continu, quelle que soit la température ».
Ces protéines musculaires, capteurs de température pourraient conduire à une nouvelle stratégie par hyperthermie, par laquelle les performances des muscles squelettiques seraient améliorées par l'échauffement du muscle. D’autres implications plus immédiates sont envisageables :
L’intégration de routines d’échauffement dans la vie quotidienne des personnes âgées, pourrait améliorer leurs performances musculaires et physiques, réduisant ainsi le risque de chute et contribuant à maintenir leur autonomie.
Source: Journal of General Physiology 23 Oct, 2023 DOI: 10.1085/jgp.202313414 Myosin and tropomyosin-troponin complementarily regulate thermal activation of muscles
