Modulations rédox de la contraction musculaire
Bossé, Ynuk
Modulations rédox de la contraction musculaire - 2003.
9
RÉSUMÉ Les niveaux d’antioxydants, d’espèces oxygénées réactives (ROS) et d’espèces azotées réac~tives (RNS) sont les principaux déterminants du milieu rédox. Les ROS et les RNS produi~tes lors de l’activité physique occasionnent des perturbations rédox pouvant moduler la force de contraction des muscles squelettiques et induire la fatigue musculaire. On a ainsi proposé que le muscle non-fatigué répond de manière biphasique à des doses croissantes de ROS, suggérant qu’il existe un milieu rédox optimal permettant une force de contraction maxi~male. Cette revue de la littérature traite des derniers développements concernant les sites de production des ROS lors de l’activité physique et de l’impact des perturbations rédox sur l’activité de certaines protéines régulant la force de contraction du muscle squelettique. Le récepteur de la ryanodine (RYR1) du réticulum sarcoplasmique et certaines autres protéines assurant le couplage excitation-contraction, comme la calcium-ATPase et l’actomyosine-ATPase, semblent être des cibles moléculaires potentielles des ROS et des RNS. De plus, l’activité de certaines enzymes bioénergétiques comme la kinase de la créatine, la déshydro~génase du glycéraldéhyde-3- phosphate, la déshydrogénase du succinate et l’oxydase du cytochrome c semble inhibée par des perturbations rédox, ce qui pourrait compromettre la force musculaire en limitant l’accessibilité du muscle à l’ATP lors de la contraction. ABSTRACT Concentrations of antioxidants, reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) are the main determinants of the redox potential. ROS and RNS produced during physical activity cause redox perturbations capable of modulating skeletal muscle contrac~tions and susceptible of inducing muscle fatigue. It has been proposed that non-fatigued muscle presents a biphasic response to increasing doses of ROS suggesting that there is an optimal redox potential essential for the generation of a maximal contraction by skeletal muscles. This literature review deals with the latest developments concerning the site of ROS and RNS production during physical activity and their impact on protein activities regulating the strength of contraction in skeletal muscles. The sarcoplasmic reticulum ryan~odine receptor (RYR1) and other proteins involved in excitation-contraction coupling such as calcium-ATPase and actomyosin-ATPase, are potential targets of ROS and RNS. More~over, modifications of the redox potential induced by inhibition of bioenergetic enzymes such as creatine kinase, glyceraldehyde-3 phosphate dehydrogenase, succinate dehydrogenase and cytochrome c oxidase might compromise the development of muscle contraction by limiting the availability of ATP.
Modulations rédox de la contraction musculaire - 2003.
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RÉSUMÉ Les niveaux d’antioxydants, d’espèces oxygénées réactives (ROS) et d’espèces azotées réac~tives (RNS) sont les principaux déterminants du milieu rédox. Les ROS et les RNS produi~tes lors de l’activité physique occasionnent des perturbations rédox pouvant moduler la force de contraction des muscles squelettiques et induire la fatigue musculaire. On a ainsi proposé que le muscle non-fatigué répond de manière biphasique à des doses croissantes de ROS, suggérant qu’il existe un milieu rédox optimal permettant une force de contraction maxi~male. Cette revue de la littérature traite des derniers développements concernant les sites de production des ROS lors de l’activité physique et de l’impact des perturbations rédox sur l’activité de certaines protéines régulant la force de contraction du muscle squelettique. Le récepteur de la ryanodine (RYR1) du réticulum sarcoplasmique et certaines autres protéines assurant le couplage excitation-contraction, comme la calcium-ATPase et l’actomyosine-ATPase, semblent être des cibles moléculaires potentielles des ROS et des RNS. De plus, l’activité de certaines enzymes bioénergétiques comme la kinase de la créatine, la déshydro~génase du glycéraldéhyde-3- phosphate, la déshydrogénase du succinate et l’oxydase du cytochrome c semble inhibée par des perturbations rédox, ce qui pourrait compromettre la force musculaire en limitant l’accessibilité du muscle à l’ATP lors de la contraction. ABSTRACT Concentrations of antioxidants, reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) are the main determinants of the redox potential. ROS and RNS produced during physical activity cause redox perturbations capable of modulating skeletal muscle contrac~tions and susceptible of inducing muscle fatigue. It has been proposed that non-fatigued muscle presents a biphasic response to increasing doses of ROS suggesting that there is an optimal redox potential essential for the generation of a maximal contraction by skeletal muscles. This literature review deals with the latest developments concerning the site of ROS and RNS production during physical activity and their impact on protein activities regulating the strength of contraction in skeletal muscles. The sarcoplasmic reticulum ryan~odine receptor (RYR1) and other proteins involved in excitation-contraction coupling such as calcium-ATPase and actomyosin-ATPase, are potential targets of ROS and RNS. More~over, modifications of the redox potential induced by inhibition of bioenergetic enzymes such as creatine kinase, glyceraldehyde-3 phosphate dehydrogenase, succinate dehydrogenase and cytochrome c oxidase might compromise the development of muscle contraction by limiting the availability of ATP.
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