Depuis toujours le milieu sportif est confronté à des athlètes cherchant par tous les moyens à augmenter leurs performances physiques. La majorité de ces athlètes et des sportifs en général poursuivent ce but à force de travail et d'entraînement intensif ce qui fait l'essence même du sport. Cependant d'autres athlètes essaient de passer par des moyens illicites afin de dépasser leurs limites physiologiques et ont recours au dopage. La pratique du dopage a toujours été présente dans le milieu sportif depuis l'antiquité où les athlètes consommaient toutes sortes de mixtures à base de plantes, jusqu’à nos jours où les méthodes deviennent de plus en plus complexes. Le dopage est applicable durant toutes les phases d'une préparation physique depuis les séances d'entraînement jusqu'à la compétition en passant par les phases de récupération.Les méthodes de dopage ont beaucoup évolué ces dernières années avec l'utilisation de molécules beaucoup plus complexes que les produits utilisés jusque là par les sportifs.
En 1997 une équipe de l'université John Hopkins de Baltimore (Etats-Unis) a découvert une protéine synthétisée chez les mammifères et notamment chez l'homme dont le rôle est de contrôler la réparation et la croissance musculaire en bloquant la prolifération des cellules musculaires . La médecine s'est très vite intéressée à cette molécule en y voyant une cible potentielle dans de futures thérapies utiles au traitement de certaines myo dystrophies. En effet l'inhibition de l'activité de cette molécule pourrait permettre de prolonger la phase de prolifération des cellules musculaires et ainsi augmenter la masse musculaire et la force des patients traités.
MYOSTATINE, LORSQUE SE MUSCLER SANS S'ENTRAÎNER DEVIENDRA POSSIBLE ?
Cependant les médecins n'ont pas été les seuls à s'intéresser de prés à cette protéine car certains sportifs de tous horizons y ont vu une opportunité unique d'augmenter leur masse musculaire rapidement et de manière très intense. De plus, ces espoirs sont entretenus par des observations et des résultats scientifiques prouvés sur des animaux, dont l'activité de la myostatine a été bloquée, comme des bœufs ou des souris de laboratoires. Le blocage de l'activité de la myostatine augmente significativement la masse musculaire de ces animaux.
En 2004 un cas humain de blocage de l'activité de la myostatine sur un enfant a été observé en Allemagne. Les capacités physiques de cet enfant étaient sans commune mesure avec celles des enfants de son âge voire de certains adultes. Cette protéine représente pour certains sportifs la solution miracle pour dépasser leurs limites physiques.
La croissance musculaire chez l'homme.
Chez l'homme, la croissance musculaire ne peut pas être induite sur un muscle totalement indemne. Pour pouvoir initier ce processus, l'apparition de lésions dans un muscle est indispensable. En effet, le signal de départ pour la construction musculaire est l'inflammation provoquée par la rupture des fibres musculaires. Cette rupture cellulaire libère des molécules normalement uniquement présentes à l'intérieur des cellules dans le milieu extra cellulaire. Ceci déclenche une inflammation qui par une cascade de signaux et l'intervention de cellules comme les cellules satellites provoque la multiplication et le développement de nouvelles fibres musculaires. Ces nouvelles fibres sont alors plus grosses et plus résistantes que les anciennes.Ce processus continue jusqu'à ce que le muscle reçoive un signal pour stopper sa croissance. Ce signal est médié par la myostatine qui après différents signaux empêche l'activation des cellules satellites et donc la croissance musculaire. La myostatine exerce donc un contrôle négatif sur la croissance musculaire qui si elle n'est pas stoppée peut prendre des proportions excessives. Lors d'un travail musculaire intense, des micro lésions apparaissent au niveau du muscle sollicité ce qui entraine sa réparation et sa croissance. L'entrainement sportif permet donc d'initier la réparation musculaire menant à l'hypertrophie musculaire.
Anciennement connue sous le nom de « Growth differentiation factor 8 (GDF 8) », la myostatine est un facteur de croissance limitant celle des tissus musculaires. Elle s’inscrit dans la famille des TGF Bêta 1.
Il s’agit d’une protéine qui a une action directe sur la croissance en agissant sur les fibres musculaires. La myostatine se trouve ainsi dans les cellules des muscles.
Si la myostatine est trop faiblement présente, les muscles vont se trouver trop développés. Dans le cas contraire, si la myostatine est en quantité trop élevée dans le corps, la masse musculaire va se trouver insuffisante. C’est le cas par exemple pour les personnes souffrant d’insuffisance cardiaque : le cœur contient trop de myostatine.
Cette protéine est présente dans les cellules musculaires striées du muscle squelettique.
Les personnes se trouvant en manque de cette protéine présentent un aspect musculaire totalement hypertrophié à l’image des sportifs pratiquant la musculation de manière intensive.
Dans le cas d’excès de myostatine dans le corps, la personne, ou l’animal, va souffrir d’un réel retard de développement musculaire.
Le sport pratiqué de manière régulière peut faire baisser le taux de cette protéine dans le corps de manière concrète, tant dans le muscle squelettique que dans le cœur.
Plusieurs études ont été menées sur le fonctionnement du mécanisme naturel de régulation de la croissance musculaire par la protéine myostatine, en souhaitant trouver le moyen de bloquer son action, afin de parvenir à l’augmentation de la masse musculaire que ce soit chez l’humain ou chez l’animal.
L’hypertrophie musculaire provoquée par le trouble de la myostatine est due à la mutation du gène GDF8 qui se trouve dans le chromosome 2.
L’augmentation de la taille musculaire ne s’accompagne pas obligatoirement d’une augmentation de la force musculaire qui devrait l’accompagner naturellement. Le tissu graisseux qui est en rapport avec le muscle est très généralement de faible épaisseur.
Les porteurs homozygotes ou hétérozygotes ont les mêmes signes cliniques, qui ne dépendent uniquement que de la quantité de myostatine. Simplement, les homozygotes ont des muscles du double de la normale en termes de volume.
FOLLISTATINE
Les follistatines sont des protéines. Leurs actions interviennent dans la régulation fine des facteurs de croissance de la famille du TGF bêta, en agissant principalement sur les activines et les inhibes.
Leurs rôles sont d’inactiver les facteurs de croissance membres de la famille du TG bêta. Comment cela fonctionne-t-il ? Les follistatines se lient aux facteurs de croissance, affectant la quantité de ces protéines qui vont réussir à se fixer sur leurs récepteurs.
Leur propriété principale est d’agir de manière très proche de leurs lieux de production. La follastine se lie aux sous-unités béta a et b de ces protéines, d’une manière logique il faut donc deux follastines pour inactiver une activine et une pour une inhibine.
PEPTIDES ACVR2B (ACE-031) 1mg
Il s’agit (l’ACE-31) d’une protéine thérapeutique expérimentale. Son rôle est le renforcement des muscles et l’augmentation de la force. Son intervention est l’inhibition des molécules qui se lient à travers un récepteur de surface cellulaire qui l’on nomme activine type IIB Receptor (ActRIIB).
C’est en joignant une partie d’un anticorps humain avec une partie du récepteur ActRIIB humain que l’on parvient à former la protéine ACE-031.
La circulation libre de cette protéine ActRIIB élimine d’autres protéines du genre GDF-8 et aussi d’autres molécules de la même famille qui limitent la croissance et la force du muscle.
La famille de protéines TGF-8 bêta sert de déclencheur à la production de muscles. Elle intervient sur le déclenchement ou l’arrêt de la croissance musculaire.
En cas d’absence de ces molécules, (qui agissent en signalant grâce au récepteur ActRIIB), l‘augmentation de la masse musculaire se fait de manière impressionnante. Ce phénomène a été observé chez de nombreuses espèces, et plus particulièrement sur plusieurs espèces animales.
L’ACE-031 traite les muscles squelettiques et favorise la croissance musculaire en inhibant l’information de l’ActRIIB qui doit se lier aux protéines pour limiter la croissance des muscles.
Quand l’ACE-031 est lié avec ces protéines, l’interaction avec les récepteurs de l’ActRIIB se bloque et, de ce fait, la régulation sur la croissance musculaire ne s’effectue pas. Le muscle continue donc de se développer d’une manière importante.
Comme l’ACE-031 empêche les protéines GDF-8 (entre autres) d’agir sur la régulation de la masse musculaire par la transmission de l’information au récepteur ActRIIB, ses effets sur la masse musculaire maigre sont largement supérieurs à ceux des inhibiteurs de GDF-8 seuls (myostatine).
Études médicales sur inhibiteur de Myostatine
C’est à l’Université de Baltimore qu’a été découverte en 1997 une protéine synthétisée chez les mammifères (y compris chez l’Humain).
Son rôle est de bloquer la prolifération des cellules musculaires ce qui permet la réparation ou le contrôle de cette croissance musculaire.
Le corps médical a très rapidement vu un intérêt dans ce produit pour aider les personnes en traitement pour lutter contre la faiblesse musculaire ou la déficience de force. En effet, l’inhibition de l’activité de la molécule permettait d’envisager la prolifération des cellules musculaires.
Plusieurs méthodes d’inhibition de l’activité de la myostatine ont été développées. Le but de ces méthodes est d’empêcher la liaison entre la myostatine et son récepteur (ACVR2b), ce qui conduit au blocage de l’activité de la myostatine et donc à une augmentation de la masse musculaire.
Une des méthodes est de complexer la myostatine à une autre molécule avant que celle-ci ne se lie à son récepteur. Plusieurs molécules peuvent être utilisées dans ce but. Certaines sont des molécules endogènes naturellement présentes chez l’homme et qui jouent un rôle de modulation de l’activité de la myostatine. Une de ces molécules est la follistatine. Présente dans le sérum humain, cette protéine est un inhibiteur naturel de la myostatine.
Une autre molécule endogène permettant d’inhiber l’activité de la myostatine est le pro peptide de la myostatine.
Ce pro peptide présent dans la structure de la myostatine immature (latent myostatin) est clivé lors de l’activation de la myostatine. Par la suite, il va revenir se lier à la myostatine active et inhibera alors la liaison à son récepteur. Des peptides synthétiques identiques à ces peptides naturels sont utilisés par certains sportifs pour inhiber l’action de la myostatine.
D’autres molécules, qui sont produites naturellement par le corps humain, permettent d’empêcher l’interaction entre la myostatine et son récepteur. Il existe par ailleurs des anticorps anti-myostatine qui vont séquestrer et provoquer l’inhibition de sa liaison. Un autre produit, composé d’un site de liaison à la myostatine identique à celui du récepteur naturel couplé à un fragment d’anticorps humain, forme un récepteur soluble de la myostatine incapable de déclencher le signal conduisant au blocage de la prolifération des cellules musculaires. Une partie de la protéine de la myostatine susceptible de se lier aux récepteurs de la myostatine et de le bloquer sans pour autant déclencher les signaux intracellulaires provoquant l’arrêt de la croissance musculaire a été également produit de manière totalement artificiel en laboratoire de recherches.
UTILISATION EN DOPAGE
Au niveau des sportifs, le dopage génétique, c’est-à-dire les mises en conditions physiologiques optimales, a plusieurs objectifs. L’augmentation de la taille et de la puissance du muscle en est un, il y a aussi l’amélioration de la performance directe, et aussi, de permettre une guérison (en cas de lésion musculaire) plus rapide ou une récupération plus rapide et optimum afin de pouvoir reprendre l’entrainement à plus forte dose rapidement.
Le dopage biologique a donc nécessité de « s’attaquer » à trois points principaux : former plus de muscles squelettiques, augmenter la capacité d’oxygène dans le corps, et enfin, augmenter au maximum l’apport d’énergie.
Cette molécule a donc un réel intérêt au niveau des sportifs de haut niveau car elle est secrétée naturellement par les cellules musculaires squelettiques au cours du développement et à l’âge adulte. Elle est codée par le gène du même nom localisé sur le chromosome 2.
Elle joue un rôle important dans la régulation de la croissance musculaire. En effet, son intervention est réelle pour signaler l’arrêt de production de tissus musculaires ce qui consiste à empêcher une croissance démesurée des muscles.
L’intérêt pour le dopage génétique serait donc d’inhiber la myostatine. En prise intraveineuse, plusieurs méthodes sont étudiées pour bloquer (inhiber) l’action de la myostatine :
- Arrêter la myostatine active par des anticorps.
- Inactiver la myostatine par un propeptide synthétique (non produit par le corps).
- Augmenter l’expression d’inhibiteurs naturels de la myostatine comme la follistatine.
- Rendre inactif les récepteurs de la myostatine fixés sur les cellules squelettiques.
Ces inhibiteurs permettent donc d’inactiver la fonction de régulation de la croissance musculaire des muscles de la myostatine. Si cette fonction est inactivée, les muscles peuvent donc croître démesurément ce qui privilégierait la pratique de sports nécessitant une forte puissance musculaire comme l’haltérophilie ou le body-building ou tous les sports dans lesquels la puissance et la masse musculaire sont très importants.
La majorité des scientifiques est parfaitement d’accord sur le fait que l’inhibition de la myostatine chez les humains sera possible dans un avenir proche. De ce fait, toutes les organisations anti-dopage sont déjà au travail et se préparent à trouver des tests qui permettent de déceler le blocage de la myostatine.
Jerry YEUNG
Préparateur physique "The Gym Tahiti"
Diplômé d'Etat BEES-1 Métiers de la Forme depuis 1998
IFBB Certified Advanced Bodybuilding & Fitness Trainer
Certified Trainer Institut Culture Physique Weider
Bibliographie.
Godfrina McKoy et al. Expression of insulin growth factor-1 splice variants and structural genes in rabbit skeletal muscle induced by stretch and stimulation. Journal of Physiology 516:2:583-592, 1999