Recherche sur le muscle : Le tissu le plus abondant de l'organisme humain

Le muscle squelettique est le plus abondant des tissus de l'organisme humain. Il est formé de cellules filamenteuses - les plus longues peuvent avoir jusqu'à 30 cm de longueur et 0,15 mm d'épaisseur - qui sont réunies en faisceaux par des filaments de collagène. Ces faisceaux forment eux?mêmes des cordons, des paquets et des feuilles de tissu pliable.

Chaque cellule musculaire (appelée fibre) est constituée d'une membrane externe, de nombreux noyaux éparpillés sur la longueur de la fibre juste sous la membrane, et de milliers de filaments internes - appelés myofibrilles - qui constituent l'essentiel du contenu de la cellule.

Ces myofibrilles ont la même longueur que la cellule mère, qu'elles font se contracter fermement en réponse à des influx nerveux. Dans les muscles de la jambe, un seul neurone moteur peut commander entre plusieurs centaines et un millier ou plus de fibres musculaires. Toutefois, pour la précision motrice extrême qu'exigent la préhension d'un dix sous ou la vision d'un objet distant, le ratio du nombre de neurones au nombre de fibres peut être de presque un pour un.

S'entraîner ou ne pas s'entraîner

Un entraînement vigoureux avec des poids peut permettre de doubler ou de tripler la taille d'un muscle. Les muscles répondent à l'exercice de deux façons. Premièrement, une cascade de signaux biomécaniques et biochimiques commandent aux cellules satellites dispersées sur la chaîne et la trame du tissu musculaire de se diviser en deux. Ensuite les noyaux de ces cellules satellites filles se fusionnent avec des fibres adjacentes, ajoutant du volume et de la masse au muscle. Les fibres musculaires peuvent également accélérer leur taux de synthèse des protéines, si bien que le tissu musculaire augmente en volume sans que l'addition de plus de noyaux soit nécessaire.

L'inactivité a l'effet opposé. Non sollicitées, comme lorsqu'une personne est confinée au lit, les fibres musculaires peuvent s'atrophier de 20 % en deux semaines seulement. Le vieillissement s'accompagne aussi d'autres changements du muscle squelettique. Le plus notable de ces changements est la perte de fibres musculaires, qu'il est convenu d'appeler la sarcopénie. Lorsque la plupart des adultes ont dépassé leur apogée physique, ils perdent en moyenne 10 onces de masse corporelle maigre par année, surtout sous la forme de tissu musculaire. Le processus est insidieux, tout comme l'ostéoporose, et peu de personnes s'en rendent compte avant d'avoir de la difficulté à monter les escaliers ou à s'extirper d'un fauteuil. En plus, certains neurones moteurs meurent lorsque nous vieillissons. Les fibres musculaires innervées ne recevant plus d'influx, elles s'atrophient également et meurent, à moins d'être innervées de nouveau par un autre neurone moteur.

Du côté positif, des études montrent qu'il n'est jamais trop tard pour regagner de la force musculaire. Lever des poids régulièrement (de un à cinq kilos) peut retarder la perte de masse musculaire dans l'ensemble en augmentant sensiblement l'épaisseur de chaque fibre, quoique cet exercice ne semble pas inverser la perte de fibres et de neurones moteurs qui résulte du vieillissement.

De la dystrophie musculaire à la polymyosite

Outre les foulures, les entorses et les traumatismes, nombre de maladies affectent le muscle squelettique, dont les syndromes de douleur chronique, l'arthrite inflammatoire, divers types de paralysie et les maladies qui entraînent l'affaiblissement et l'atrophie musculaires.

Les dystrophies musculaires sont parmi les maladies les plus difficiles à traiter. Ces troubles génétiques sont caractérisés par une atrophie musculaire progressive qui commence par des changements microscopiques dans le tissu musculaire. Conséquence d'une mutation génétique du chromosome X, les dystrophies frappent les enfants ou les adolescents de sexe masculin. La dystrophie musculaire de Duchenne, l'une des formes les plus communes de la maladie, empêche les noyaux des cellules musculaires de produire une protéine essentielle appelée dystrophine. Sous sa forme la plus grave, la dystrophie musculaire de Duchenne affaiblit inexorablement les muscles des bras, des jambes et du torse, et atteint le cœur et les muscles qui contrôlent la respiration. Les sujets atteints meurent souvent au début de l'âge adulte.

La polymyosite (PM) et la dermatomyosite (DM) sont deux formes de maladie inflammatoire qui causent une grande faiblesse musculaire - la principale différence entre les deux est que la DM peut également s'accompagner d'une éruption cutanée. Les deux affections sont considérées comme des troubles auto-immuns, le système immunitaire de l'organisme attaquant le muscle squelettique. On estime qu'ensemble la PM et la DM touchent environ 20 000 personnes en Amérique du Nord, et que le nombre de nouveaux cas chez les adultes se situe à environ 1 400 par année. La PM et la DM sont deux à trois fois plus fréquentes chez les Noirs que chez les Blancs, et deux fois plus fréquentes chez les femmes que chez les hommes. Elles peuvent frapper à n'importe quel âge, mais la plupart du temps entre 40 et 60 ans.

La myasthénie grave est un trouble neuromusculaire à l'origine de faiblesse et de fatigue, le plus souvent au niveau des muscles des yeux, du visage, de la gorge et des membres. Elle survient lorsque des anticorps du système immunitaire s'attaquent aux récepteurs d'acétylcholine des muscles, qui reçoivent normalement des messages des cellules nerveuses. Lorsque cette communication neuromusculaire est dérangée, le muscle ne peut se contracter aussi fort que normalement, et il en résulte une faiblesse musculaire. La myasthénie grave frappe surtout les femmes vers la fin de l'adolescence et dans la vingtaine, alors que chez les hommes, elle apparaît généralement après l'âge de 60 ans. Les données sur la santé de la population permettent de croire que la maladie touche environ 25 000 personnes en Amérique du Nord.

Nouvelles technologies, nouveaux traitements

Les chercheurs canadiens sont internationalement reconnus comme des experts de la génétique, de la biochimie et de la biologie du développement du tissu musculaire. Par exemple, la recherche sur les cellules souches musculaires au Canada offre de grandes promesses pour le traitement par remplacement musculaire et les thérapies géniques pour les dystrophies musculaires.

L'IALA essaie actuellement d'unifier le milieu de la recherche sur les muscles et d'intégrer ses efforts afin de mieux comprendre la science de base du tissu musculaire des points de vue de la biologie de l'architecture cellulaire, de l'activation des cellules souches, de la manière dont les neurones entretiennent les fibres musculaires, de la réaction du tissu musculaire (aux niveaux génétique et moléculaire) à l'exercice ou à l'inactivité, de la manière de retarder ou d'inverser la sarcopénie, et de la façon dont l'âge et la maladie modifient la microvascularisation musculaire.

Avec les nouvelles technologies comme les microréseaux et la protéomique qui permettent de mieux comprendre l'expression des gènes et les fonctions des protéines, tout le spectre de la recherche canadienne sur les muscles - des sciences de base et de l'épidémiologie à la médecine clinique et à la réadaptation musculosquelettique - est en train de changer de façons que nous n'aurions jamais imaginées il y a une décennie à peine.