Voie RANKL / RANK / OPG: Un mécanisme Impliqué dans le remodelage osseux induit par l’exercice
Résumé
Les os en tant qu’organe vivant sont constitués d’environ 70% de composants minéraux et 30% de composants organiques. Environ 200 millions de personnes souffrent d’ostéopénie et d’ostéoporose dans le monde. Il existe de multiples façons de protéger l’os contre les facteurs de risque endogènes et exogènes. L’activité physique planifiée est un autre moyen utile de protéger la santé des os. Il a été étudié que l’exercice organisé régulerait efficacement le métabolisme osseux. Jusqu’à présent, un certain nombre de systèmes ont découvert comment l’exercice pouvait aider à la santé des os. Des études antérieures ont rapporté différents mécanismes de l’effet de l’exercice sur la santé osseuse par modulation du remodelage osseux. Cependant, la régulation de la voie RANKL / RANK / OPG dans l’exercice et la performance physique comme l’un des systèmes de remodelage les plus importants n’est pas considérée comme complète dans les preuves antérieures. Par conséquent, le but de cette revue est de clarifier l’influence de l’exercice sur la modélisation et le remodelage osseux, en se concentrant sur son rôle dans la régulation de la voie RANKL / RANK / OPG.
1. Introduction
Les os en tant qu’organe vivant sont constitués d’environ 70% de matières minérales et 30% de matières organiques. Les cristaux de calcium et de phosphore, l’hydroxyapatite et certains ions tels que le sodium, le fluorure et le magnésium sont des constituants de la partie minérale. La partie organique contient principalement des fibres de collagène et, en moindre quantité, des glycoprotéines et des protéoglycanes. Le squelette a plusieurs rôles dans le corps, tels que la protection des organes internes, le cadre du corps et le stockage sûr de certains minéraux vitaux comme le calcium. Contrairement à ce qu’il semble, les os sont un tissu vif qui est en rotation tout le temps. Environ 200 millions de personnes souffrent d’ostéopénie et d’ostéoporose dans le monde; environ 1 femme sur 3 et 1 homme sur 5 de plus de 50 ans présentent certaines formes d’anomalies osseuses. Du fait du vieillissement de la population, il a été estimé que la prévalence des maladies osseuses augmenterait dans un avenir proche. Aux États-Unis d’Amérique, on estime que les troubles osseux augmenteraient de 2,4 fois chez les femmes et de 3,1 fois chez les hommes jusqu’en 2050.
Les os ont différents types de cellules, y compris les ostéoclastes, les ostéoblastes, les ostéocytes et les cellules de revêtement osseux. Les ostéoblastes sont issus de cellules souches hématopoïétiques (CSH, lignée macrophagique de cellules souches hématopoïétiques), et les ostéoclastes sont issus de cellules souches mésenchymateuses (CSM) via certaines étapes telles que les ostéoprogéniteurs et les préostéoblastes. Fondamentalement, la modélisation et le remodelage osseux incluent la fonction des ostéoclastes dans l’élimination de la surface osseuse et la fonction des ostéoblastes sur la précipitation d’une nouvelle matrice en eux. Ce processus est responsable de la protection de la fonction squelettique et de la restauration des fractures. Tout type de défaut de coordination du renouvellement osseux entraînerait des maladies osseuses telles que la maladie de Paget, la dysplasie fibreuse, l’arthrose, l’ostéoporose et les fractures de fragilité.
Les ostéoclastes sont les principales cellules responsables de la résorption osseuse. Ils sont positionnés à la surface des os et forment des tranchées par leur fonction. Les ostéoclastes activés libèrent des enzymes protéolytiques qui détruisent les tissus conjonctifs des os. Ils sécrètent également des acides qui résolvent la partie minérale des os. Au cours des différentes étapes de la différenciation des ostéoblastes, le niveau de certains biomarqueurs, appelés marqueurs ostéogéniques, change de manière significative. Parmi ces marqueurs, l’ostéocalcine (OCL), le Runx2, la phosphatase alcaline et l’osterix (Osx) peuvent être nommés. D’autre part, pour moduler la différenciation monocyte-ostéoclaste, les ostéoblastes libèreraient de l’ostéoprotégérine (OPG) et un activateur des récepteurs du ligand NF-kB (RANKL), ainsi qu’un facteur stimulant les colonies de macrophages (M-SCF). RANKL/RANK, Wnt/b-caténine et Jagged1/Notch1 sont 3 voies importantes modulées par les ostéoblastes qui affectent la densité de la masse osseuse via la régulation des fonctions des ostéoblastes et des ostéoclastes. Dans la voie RANKL/RANK / OPG, RANKL se lie à RANK en tant que récepteur et conduit finalement à la maturation des précurseurs d’ostéoclastes. L’ostéoprotégérine est connue comme un récepteur leurre pour RANKL qui empêche la liaison au RANG RANKL et les réactions suivantes.
Il existe plusieurs facteurs de risque pour la santé des os tels que le vieillissement, la carence en œstrogènes, l’inflammation, les maladies métaboliques, les régimes alimentaires inadéquats, la dysfonction rénale, les effets secondaires de certains médicaments comme les glucocorticoïdes et le stress oxydatif. Il existe différentes façons de protéger le squelette de la maladie et de la résorption ou du moins de retarder l’apparition de tels troubles. Par exemple, l’activité physique, une alimentation saine et une intervention médicale peuvent aider à prévenir la perte osseuse ou l’ostéoporose liée à l’âge. Plusieurs médicaments comme les inhibiteurs de la résorption osseuse et les stimulateurs de la formation osseuse font partie d’une gamme de traitements post-ménopausiques. Ceux-ci comprennent les bisphosphonates (par exemple, l’alendronate), le ranélate de strontium, le denosumab (inhibiteur de RANKL) et la PTH. Une limitation dans ce type de traitement est les risques de complications telles que fièvre ou douleurs musculaires. Avoir un régime approprié et riche en nutriments est l’une des principales stratégies pour économiser et augmenter la masse osseuse. La vitamine D, le calcium, le phosphore, le magnésium, le zinc et le cuivre sont quelques exemples de nutriments nécessaires à la santé du squelette.
L’activité physique planifiée est un autre plan utile pour maintenir une santé osseuse optimale. Il a été suggéré que l’exercice planifié régulerait efficacement le métabolisme osseux. Certaines études ont rapporté que l’exercice peut retarder le début de l’ostéoporose en améliorant la masse osseuse maximale à l’adolescence. Le mécanisme exact par lequel l’exercice améliore la santé des os n’est pas encore clair. Cependant, il a été admis que l’augmentation de la masse musculaire et du stress mécanique dans les os entraîne une augmentation des activités des ostéoblastes. Des études antérieures ont rapporté différents mécanismes couvrant l’effet de l’exercice sur la santé osseuse par modulation du remodelage osseux. Cependant, la régulation de la voie RANKL / RANK / OPG comme l’un des systèmes de remodelage les plus importants n’est pas considérée comme exhaustive dans les rapports précédents. Par conséquent, le but de cette revue était de clarifier l’influence de l’exercice sur la modélisation et le remodelage osseux, avec une concentration sur le rôle de la voie RANKL / RANK / OPG.
2. La voie RANK/RANKL / OPG
Le système RANKL /RANK /OPG est connu pour ses rôles dans la maturation des ostéoclastes, la modélisation osseuse et le remodelage osseux. L’activateur du récepteur de NF-kB (RANK), l’activateur du récepteur du ligand NF-kB (RANKL) et l’ostéoprotégérine (OPG) sont les principaux composants de ce système de signalisation. Fait intéressant, la participation à l’hémostase osseuse n’est pas le seul effet de la voie RANKL / RANK / OPG.
RANKL (également connu sous le nom d’OPGL, ODF et TRANCE), en tant que protéine homotrimérique, est produit par les ostéoblastes et certaines autres cellules comme les lymphocytes T activés. Le type de RANKL sécrété est le résultat d’une division protéolytique ou d’un épissage alternatif sur la forme membranaire. Les métalloprotéases matricielles (MMP3 ou 7) et l’ADAM (un domaine de désintégrine et de métalloprotéase) sont responsables du clivage protéolytique de RANKL. RANKL, qui est une sécrétion de préostéoblastes, d’ostéoblastes, d’ostéocytes et de cellules périostées, active le RANG, qui est exprimé par les ostéoclastes et ses précurseurs. RANKL a des missions pour stimuler la différenciation des préostéoclastes, l’adhérence des ostéoclastes au tissu osseux et leur activation subséquente, et leur maintien. Les préostéoclastes se combinent et forment une cellule multinucléaire affectée par le RANKL qui n’est pas claire.
RANKL peut également être produit par d’autres organes tels que le thymus, les ganglions lymphatiques, les glandes pulmonaires et mammaires, ainsi que la rate et la moelle osseuse. RANKL pourrait être libéré des cellules épithéliales dans les lobules des glandes mammaires pendant la grossesse. Sur la base d’une étude animale, RANKL aide à l’hyperplasie de ces cellules épithéliales, nécessaire à la lactation et à la production de lait.
RANK est également un récepteur transmembranaire homotrimérique de la famille du TNF. Son expression primaire est limitée aux OPC, aux cellules dendritiques et aux ostéoclastes matures. RANK n’a pas d’activité d’activation de la protéine kinase innée comme les autres récepteurs de la famille du TNF. Tous les TRAF 2, 5 et 6 se lient au RANG, mais seul le TRAF 6 est requis pour la santé des os. Outre les cellules osseuses, le RANG serait exprimé par certaines cellules de carcinome, telles que le cancer du sein ou le cancer de la prostate, et également exprimé dans la glande mammaire. L’un des rôles du RANG qui a retenu l’attention est son rôle dans la prolifération des cellules cancéreuses; cela rend le RANG intéressant dans le traitement futur des cancers.
En plus des ostéoblastes, de nombreuses cellules pourraient exprimer des ostéoprotégérines, telles que le cœur, le foie, la rate et les reins. Une étude récente a suggéré que les cellules B sont responsables de 64% de l’expression des OPG de la moelle osseuse. En tant que superfamille du TNF, l’OPG joue un rôle anti-ostéoclastogenèse en se liant à RANKL. OPG participe en tant que récepteur de leurre pour le RANKL et inhibe la liaison au RANKL-RANK à travers celui-ci. En fait, plusieurs agents qui induisent RANKL influencent la régulation OPG. Des études récentes ont montré que l’augmentation des taux plasmatiques d’OPG chez les femmes ménopausées entraîne un renforcement de la masse osseuse. De plus, dans une expérience menée sur des souris, l’OPG s’est avéré être un protecteur des gros vaisseaux contre la calcification. De plus, l’OPG a été suggéré comme inhibiteur de la calcification de la plaque athéroscléreuse.
3. Voie RANKL/RANK / OPG et métabolisme osseux
Avant la découverte de la voie de signalisation RANKL / RANK / OPG dans les années 1990, il a été suggéré que certains agents exprimés par les ostéoblastes sont responsables de l’activation des ostéoclastes. Mais il était inattendu que ces agents soient membres de la superfamille du TNF et qu’ils puissent avoir plus de fonctions que le renouvellement osseux dans le corps. De toute évidence, c’est la tâche des ostéoblastes de recruter des ostéoclastes pour les sites de résorption osseuse. De plus, les ostéoblastes pourraient réguler la résorption osseuse en sécrétant OPG et RANKL. En fait, RANKL incorporé à partir d’ostéoclastes se lie à son récepteur (RANG) à la surface des OCP et augmente la différenciation des ostéoclastes et les ostéoclastes matures. OPG pourrait se lier à RANKL et inhibe la différenciation des ostéoclastes, ce qui signifie une régulation à la hausse du rapport OPG / RANKL empêchant l’ostéoclastogenèse. Semblable à d’autres récepteurs de la famille du TNF, RANK n’a aucune activité de protéine kinase innée pour réguler la voie de signalisation. Le TRAF 6 est le seul TRAF essentiel, parmi tous les TRAF, qui se lient au RANG pour réguler les activités des OCP et des ostéoclastes. Pour étayer cette affirmation, plusieurs études ont rapporté qu’une carence en TRAF 6 entraîne le développement de l’ostéoporose.
Le déterminant concluant dans la résorption osseuse est probablement le rapport RANKL / OPG. La plupart du temps, la régulation ascendante de RANKL et la régulation descendante d’OPG entraînent une perte osseuse. Plusieurs facteurs endogènes affectent le contrôle du système RANKL / RANK / OPG, notamment certaines cytokines (TNF-a, IL-1, IL-6, IL-4, IL-11 et IL-17), des hormones (vitamine D, œstrogènes et glucocorticoïdes) et des facteurs de transcription mésenchymateux. OPG est régulé non seulement par les cytokines, les hormones et les facteurs de croissance, mais également par la Wnt / b-caténine. Pour la conversion des précurseurs d’ostéoclastes en ostéoclastes matures, le c-Fos est nécessaire, qui est un facteur de transcription activé pour RANKL. sRANKL est la forme soluble de RANKL qui apparaît dans le plasma. L’élimination du RANG et du RANG dans les études animales montre un effet majeur sur l’inhibition de la perte de masse osseuse et de l’ostéoporose. D’après les observations cliniques, l’augmentation des concentrations d’OPG dans le plasma entraîne une augmentation de la densité de la masse osseuse chez les femmes ménopausées.
Dans de nombreux troubles squelettiques et non cétaux, des altérations des protéines RANKL et OPG et de leur ARNm sont observables. L’amélioration de la production de ROS (espèces réactives de l’oxygène) grâce à la fonction des enzymes NADPH oxydase contrôle l’ostéoclastogenèse via la régulation de l’expression de RANKL. De plus, les cytokines pro-inflammatoires qui augmentent dans les conditions inflammatoires conduisent à la surexpression de RANKL par les lymphocytes T qui sont en corrélation avec une densité de masse osseuse inférieure (DMO). Dans certaines conditions pathologiques comme l’ostéoporose post-ménopausique ou l’arthrite rhumatoïde qui ont influencé le niveau d’hormones et de cytokines, la résorption osseuse augmenterait de manière significative. Ces types de maladies augmenteraient le remodelage osseux principalement par l’amélioration de l’expression du RANKL et du M-CSF.
La maladie de Paget juvénile est diagnostiquée par ostéopénie, fractures, remodelage rapide des os tissés et développement de déformations osseuses. Dans deux cas de maladie de Paget, une déplétion de l’OPG a été rapportée. L’hyperphosphatasie idiopathique est également un médicament ostéopathique autosomique et les altérations du niveau d’OPG jouent un rôle vital dans cette maladie. À cet égard, l’inactivation de l’OPG a été observée dans certains essais cliniques. La voie de signalisation de RANG est impliquée dans une tumeur osseuse à cellules géantes (GCTB) qui est un cancer rare et douloureux. Cette cascade entraîne une résorption osseuse excessive et des métastases chez ces patients. Dans la polyarthrite rhumatoïde, l’apparition de l’inflammation entraîne une surexpression du RANKL et, par la suite, un affaiblissement osseux.
3.1. Exercice et santé osseuse
L’exercice ou l’activité physique planifiée est censé contribuer au maintien d’une santé optimale et d’un poids corporel sain. L’exercice pourrait indiquer un « effet rajeunissant » et éventuellement prévenir les troubles squelettiques liés à l’âge et la résorption osseuse. L’exercice présente plusieurs avantages pour protéger la santé du corps, en particulier la modélisation et le remodelage osseux. La capacité des os à s’ajuster avec la force mécanique et le stress a été observée à la fin du 19ème siècle.
La charge mécanique est l’un des agents les plus importants pour l’amélioration de la densité de masse osseuse. La théorie du mécanostat, mentionnée pour la première fois par Frost, exprime que les os ont leur propre système biologique inné pour induire la formation osseuse, en réponse aux forces mécaniques. Ce système comprend des cellules osseuses, des ostéocytes majeurs qui sont impressionnés par une contrainte mécanique, la transmettant aux ostéoclastes et aux ostéoblastes et aboutissant à une régulation de l’homéostasie du squelette. Il a été admis que les forces mécaniques aident à promouvoir la masse et la force osseuses. Fait intéressant, le squelette pourrait faire la distinction entre la force interne et la contrainte. Les ostéoblastes, les ostéoclastes et d’autres cellules osseuses sont influencés par divers facteurs endogènes et exogènes tels que les cytokines. Les cytokines pro-inflammatoires et anti-inflammatoires jouent un rôle majeur dans la modélisation et le remodelage du squelette. Des études ont montré que des troubles articulaires tels que l’arthrite pourraient rendre l’asymétrie des cytokines pro et anti-inflammatoires, entraînant une perte osseuse. L’exercice peut augmenter les cytokines anti-inflammatoires et entraîner une amélioration des cytokines inflammatoires. En outre, la charge mécanique en tant qu’exercice régule la synthèse du collagène pendant la formation osseuse. La tension musculaire est transférée aux os et provoque la prolifération des ostéoblastes. En revanche, le lac d’exercice, d’apesanteur ou d’alitement réduirait l’activité des ostéoblastes et augmenterait la fonction des ostéoclastes.
L’exercice est classé en 6 classes: exercices de portance statiques tels que la position debout sur une jambe, exercices de portance à fort impact comme la course ou la danse, exercices de portance à faible impact tels que le Tai Chi, exercices de portance à fort impact, exercices de portance à faible impact comme la natation et exercices combinés. Des études ont indiqué qu’une activité physique régulière de longue durée et d’intensité modérée diminuerait la résorption osseuse et augmenterait la masse osseuse chez les sujets sains et pathologiques. La santé des os s’améliorerait grâce à des exercices de prise de poids et aiderait la densité osseuse dans la croissance, favorisant la santé des os pendant le vieillissement. Dans un essai clinique de 12 mois, les femmes inactives ménopausées ayant fait de l’exercice à fortes doses avaient une densité de masse osseuse plus élevée que les femmes ayant fait de l’exercice à dose modérée. Cet effet est resté pendant près d’un an après la fin de l’étude. Un exercice intensif de musculation peut propager les niveaux de P1NP, de BAP, d’OPG, de phosphate et de PTH.
L’exercice entraîne un cycle de réactions dans la lignée hypothalamus-hypophyse-surrénale ou hypothalamus-hypophyse-gonade. Ces réactions stimulent certaines expressions hormonales qui aident à la différenciation des MSC en ostéoblastes, notamment l’hormone de croissance, la PTH, la PGE2 et les hormones thyroïdiennes. La sclérostine, un rôle majeur dans la formation osseuse, est une protéine exprimée par les ostéocytes. En fait, la sclérostine soutient la masse osseuse en interdisant la voie Wnt / B-caténine. Le Wnt est une voie de signalisation qui prolifère l’ostéoprogéniteur et minimise l’apoptose des ostéoblastes matures. L’exercice et la charge mécanique qui en découle entraînent une réduction de la synthèse de la sclérostine osseuse. Par la suite, la formation osseuse ostéoblastique augmente et la perte osseuse ostéoclastique diminue. Il existe des preuves solides que l’exercice a démontré une diminution des niveaux d’ARNm des marqueurs de la résorption osseuse tels que les récepteurs TRAP, cathepsin-K et calcitonine. De plus, la participation à l’exercice pourrait augmenter certains marqueurs ostéogéniques comme OCL, Runx2, Osx, BAP, BMP2 et le collagène de type 1 chez les ostéoblastes. Il a été démontré que le BAP et l’OCL, qui sont des marqueurs de formation osseuse, sont régulés à la hausse et que le PIÈGE (phosphatase acide résistante au tartrate), qui est un marqueur de résorption osseuse, est régulé à la baisse dans un plan d’exercice de 8 semaines chez les femmes.
Il a été démontré que l’exercice favorise la santé osseuse grâce à la régulation de la voie RANKL / RANK / OPG.
3.2. Effets favorables de l’exercice sur la santé osseuse par Règlement RANKL / RANK / OPG
La figure 1 présente les détails du rôle positif de l’exercice dans le remodelage osseux. Les ostéoblastes et les ostéoclastes sont responsables de la formation osseuse et de la résorption osseuse, respectivement. Ainsi, les effets de l’exercice sur ces 2 types de cellules aideraient à comprendre l’association entre l’exercice, la modélisation osseuse et le remodelage osseux. L’exercice est responsable de la suppression de l’ostéoclastogenèse et du remodelage osseux, qui est médié par la voie OPG / RANKL libérée par les ostéoblastes, les ostéocytes et les CSM.
Il existe plusieurs études sur les animaux qui étudient l’effet des exercices chroniques sur la voie. Dans une étude menée sur des rats atteints d’IRC, l’expression de RANKL et d’ostéocalcine a augmenté après un exercice d’endurance sur tapis roulant. Une autre étude a démontré les effets de l’exercice sur les ostéoporotiques induits par les glucocorticoïdes qui ont été étudiés chez le rat. Les résultats de cette étude ont confirmé que la perte osseuse induite par le RANKL et le RANKL serait inhibée par les vibrations et l’entraînement sur tapis roulant. Il a été suggéré que l’exercice de stimulation par tapis roulant et par vibration entraîne une diminution de l’expression de RANKL et une augmentation de l’expression d’OPG chez les rats ostéoporotiques induits par les glucocorticoïdes. OPG et RANKL ont été significativement augmentés en réponse à une activité physique de 5 minutes. Dans cette étude, qui a été réalisée sur des cellules de rats ostéoporotiques induites par la prednisolone, l’entraînement sur tapis roulant et sur plateforme vibratoire a été utilisé comme exemple d’entraînement physique. Les résultats du groupe traité avec un entraînement sur tapis roulant et une stimulation vibratoire ont indiqué une diminution ultérieure du RANKL et une augmentation des niveaux d’OPG. Certaines études animales limitées ont rapporté des effets bénéfiques de l’exercice aigu sur la voie. Une diminution des taux de RANKL et une augmentation des taux d’OPG ont été observées dans une expérience utilisant des ostéoblastes murins d’entraînement aigu MC3T3-E1. Dans une étude d’exercice chronique menée chez le rat, une amélioration du rapport OPG / RANKL a été démontrée en raison d’une diminution de l’expression de RANKL. D’autre part, une étude in vitro a montré que la contrainte mécanique pourrait entraîner une abondance des taux d’OPG et une diminution des taux de M-CSF sans altérations des taux de RANKL chez les ostéoblastes humains. Rubin et coll. a suggéré que la charge mécanique pourrait entraîner une réduction du RANKL, entraînant une forte protection contre la perte osseuse et la prolifération des ostéoclastes.
Plusieurs études antérieures ont rapporté l’influence des exercices aigus sur la voie RANKL/ RANK/ OPG. Scott et coll. a rapporté que l’exercice d’endurance aigu provoque une augmentation des niveaux de BAP et d’OPG chez les hommes en bonne santé. Un exercice aigu à haute intensité améliorerait instantanément l’OPG et le RANKL. En outre, cette étude a montré que l’exercice de 5 minutes augmente l’IL-1a, l’IL-1B, l’IL-6 et le TNF-a et que l’exercice de 1 heure les a ramenés aux niveaux de base. Les résultats d’une autre étude ont suggéré que la course d’endurance réduisait le sRANKL et augmentait les concentrations d’OPG. L’intensité de ces résultats dépend de la distance et de la durée du trajet. Après une période de performance avec une intensité de 80% VO2max et de 40% VO2max, les niveaux d’OPG dans le sérum ont augmenté juste dans des conditions d’exercice de haute intensité chez les femmes âgées. Basé sur un essai clinique réalisé par Mezil et al., l’exercice de haute intensité à faible impact augmenterait les niveaux d’OPG, de RANKL et d’ALP chez les étudiants universitaires masculins. Les auteurs ont noté qu’en l’absence d’exercice adéquat, les effets de la voie RANKL/RANK/OPG seraient minimes. Un exercice d’entraînement aigu avec une intensité VO2max de 60% ou 80% n’a pas pu modifier les niveaux sériques de RANKL et d’OPG, ni l’expression de l’ARNm de RANKL / RANK / OPG chez les étudiantes.
En plus de l’exercice aigu, les exercices chroniques exercent des effets similaires sur la voie RANKL / RANK / OPG. Dans une enquête, l’exercice chronique à long terme et intensif provoque une régulation à la hausse de l’expression de l’OPG chez les femmes ménopausées par rapport à celle des cas sédentaires. Un article a rapporté qu’après un plan de marche à fort impact de 10 semaines, il diminuait considérablement les niveaux de RANKL sans changements significatifs dans les niveaux d’OPG chez les hommes d’âge moyen. Certains résultats suggèrent que les niveaux de RANKL et d’OPG et leurs expressions ne changent pas nécessairement en fonction de l’exercice. Par exemple, un exercice de résistance de 32 semaines accompagné d’un exercice de musculation n’a eu aucun effet sur les niveaux de RANKL et d’OPG et leur rapport. De même, chez les femmes âgées, après 8 mois d’exercice de résistance ou d’exercice aérobie, aucun changement significatif n’a été observé dans les niveaux de RANKL et d’OPG. Après 12 semaines d’exercice combiné, Kim et al. n’a trouvé aucun changement significatif dans les concentrations sériques d’OPG et de RANKL, ni dans l’expression de l’ARNm de signalisation de RANKL/ RANK/ OPG.
En plus des études sur les animaux et les adultes humains, il existe plusieurs pistes qui incluent les enfants et les adolescents. Ces études se sont principalement concentrées sur des exercices aigus. Dans l’une de ces études, les réponses des ostéokines au repos et aux exercices pliométriques chez les enfants ont été évaluées. Les garçons et les filles âgés de 10 ans en moyenne ont été inclus dans cette étude et les quantités de RANKL et d’OPG ont été mesurées avant et après l’exercice (5 min, 1 heure et 24 heures). Dans l’analyse avant l’exercice, il s’est avéré que les garçons avaient des niveaux de RANKL plus élevés, ce qui indiquait la discrimination dans le renouvellement osseux entre les deux sexes au cours du temps de croissance. Les filles ont montré une réduction du RANKL par l’exercice et cela a continué à réduire davantage lorsqu’elles ont continué à faire de l’exercice jusqu’à 24 h. L’OPG est amélioré par l’exercice; cette amélioration est plus élevée chez les garçons en particulier dans les exercices de 5 min et 1 heure contre les filles, ce qui indiquait l’augmentation uniquement au niveau d’exercice de 24 h. L’autre enquête a mesuré les effets de l’exercice pliométrique (à fort impact) sur les os chez les jeunes femelles et les résultats ont exprimé une réduction des niveaux de RANKL après 5 minutes d’exercice. Il est resté inférieur au niveau de base (pré-exercice) jusqu’à la fin de l’exercice de 24 h. Cependant, OPG n’a pas changé à des niveaux significatifs. Les conclusions d’une enquête ont démontré qu’une séance d’exercice pliométrique pouvait augmenter à la fois l’OPG et l’ALP (phosphatase alcaline) chez les garçons et les jeunes hommes. Une autre étude a étudié les impacts de la masse osseuse de l’exercice sur les adolescentes. Les participants ont été divisés en 4 groupes: exercice à fort impact, exercice à impact moyen, exercice sans impact et activité physique de loisir. Les résultats ne représentent aucune variation significative des niveaux d’OPG entre les groupes; nous avons une légère réduction de l’OPG en raison de la croissance uniquement dans un groupe à fort impact. De plus, les niveaux de RANKL ont augmenté avec l’âge, sauf dans les exercices sans impact (nageurs), ce qui a réduit le RANKL. La comparaison entre les jeunes entraîneuses professionnelles qui font de l’exercice 12 à 30 heures par semaine et les filles non athlètes qui font une activité physique non planifiée moins de 3 heures par semaine a montré que le RANKL augmente simultanément avec le vieillissement dans les deux groupes. Aucun changement significatif n’y a été signalé. Le tableau 1 présente les caractéristiques des études portant sur les effets des différents types d’exercices sur la voie RANKL/RANK/OPG.
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Malgré de solides preuves de l’impact des charges mécaniques sur le système de signalisation RANKL / RANK / OPG, nos connaissances sont encore limitées sur la façon dont cette voie peut contribuer à une santé osseuse optimale.
4. Conclusion
Sur la base des différentes études que nous avons examinées, des résultats d’antithèse sont apparus. Dans la plupart des études, l’exercice et les activités physiques favorisent la santé des os en augmentant l’OPG et en diminuant les niveaux de RANKL. Cependant, plusieurs enquêtes n’ont signalé aucun changement dans les niveaux d’OPG et de RANKL après l’exercice. Fait intéressant, la plupart des expériences que nous avons étudiées ont été réalisées avec des exercices de haute intensité. Selon ces études, l’effet réel de l’exercice sur le système RANKL / RANK / OPG nécessite plus d’investigations. Quoi qu’il en soit, l’impact positif des exercices sur la santé des os et le bien-être général est indéniable.
Conflits d’intérêts
Les auteurs déclarent qu’il n’y a pas de conflits d’intérêts concernant la publication du présent manuscrit.