Mécanismes d'action de la contraction musculaire sur le transport du glucose dans le muscle squelettique de rat

Chez les mammifères, le muscle squelettique constitue un tissu d'importance majeure dans la régulation du transport et du métabolisme du glucose durant l'exercice physique ou en période postprandiale. La captation musculaire de glucose induite par l'insuline et la contraction musculaire s'effectue grâce à la translocation des transporteurs de glucose GLUT4 à la membrane plasmique et aux tubules transversaux à partir d'un réservoir interne. La première partie des travaux constituant cette thèse a été effectuée dans le but de clarifier si l'insuline et la contraction musculaire activent la translocation de GLUT4 à partir de réservoirs internes distincts. Par fractionnement et immunoadsorption membranaire, nous avons démontré que la contraction musculaire recrutait GLUT4 à partir de deux compartiments distincts : un compartiment associé au récepteur de la transferrine sélectivement mobilisé à la membrane plasmique et insensible à l'insuline, et un second compartiment non associé à cette protéine recruté au niveau des tubules transversaux. Cette étude a permis de déterminer que l'insuline et la contraction musculaire recrutaient GLUT4 à partir de réservoirs distincts et que la contraction musculaire induisait la translocation de GLUT4 à la surface cellulaire à partir d'au moins deux différentes populations de vésicules GLUT4. Les deux dernières parties des travaux faisant l'objet de cette thèse ont permis de déterminer l'implication de certains médiateurs intracellulaires dans la stimulation du transport du glucose induite par la contraction musculaire ou par le AICAR, un agent mimétique de la contraction. Tout d'abord, nos travaux ont révélé que l'infusion de AICAR induit sélectivement la translocation de GLUT4 à la membrane plasmique à partir d'un compartiment enrichi en récepteur de la transferrine. De plus, nous avons démontré que la stimulation du transport du glucose par le AICAR était dépendante de l'activation de la p38 MAPK, une kinase proposée comme agent régulateur de l'activité intrinsèque de GLUT4. D'autre part, une dernière étude nous a permis de déterminer que le AICAR active spécifiquement le transport du glucose au niveau des muscles glycolytiques isolés et que le monoxyde d'azote n'est pas impliqué dans l'effet stimulateur du AICAR sur la captation du glucose au niveau de ce type de muscle. Toutefois, l'infusion de AICAR in vivo stimule le transport de glucose dans tous les types de fibres musculaires ainsi que la production de monoxyde d'azote. De plus, l'injection de AICAR stimule la phosphorylation et l'activation de eNOS, suggérant que l'activation du transport du glucose induite par le AICAR in vivo est dépendante de l'augmentation du flot sanguin via la production de monoxyde d'azote. Globalement, ces études nous ont permis de mieux comprendre les mécanismes intracellulaires par lesquels la contraction musculaire active le transport du glucose in vitro et in vivo dans le muscle squelettique