Mécanismes biologiques de la variation de la douleur après une activité physique dans l'arthrose

L'arthrose du genou se caractérise par une douleur inflammatoire chronique qui n'est pas nécessairement associée à l'ampleur des lésions articulaires1. bas.3 L'une des raisons en est que même si l'AP peut réduire la douleur chez les adultes atteints d'arthrose des membres inférieurs,4,5 elle le fait différemment, diminuant la sensibilité à la douleur pour environ la moitié des adultes atteints d'arthrose, mais augmentant en fait la sensibilité à la douleur pour l'autre moitié.6 De plus, une méta-analyse récente a révélé que s'engager dans un seul type d'AP (par ex. l'exercice aérobique ou l'entraînement en résistance) réduit la douleur au genou liée à l'arthrose, mais il y avait une grande hétérogénéité dans les résultats qui ne pouvait pas être expliquée par l'âge, le sexe, l'IMC, l'alignement du genou, la gravité de la maladie ou la douleur de base.5 L'un des objectifs du développement d'interventions d'AP individualisées pour les adultes atteints d'arthrose est d'élucider les mécanismes par lesquels l'AP réduit la douleur arthrosique et pour qui l'AP diminue le plus efficacement la douleur.

L'activité physique aérobie, telle que la marche, augmente la capacité cellulaire de génération d'énergie (production d'ATP) via la phosphorylation oxydative jusqu'à 2 fois en stimulant la biogenèse mitochondriale.7,8 Ce phénomène se produit non seulement dans le muscle squelettique,7 mais aussi dans les cellules cérébrales,9,10 les cellules hépatiques,9,11,12 le tissu adipeux,13 les cellules rénales,12 et les leucocytes14, ce qui indique que l'AP augmente probablement la demande métabolique de manière systémique. De plus, on pense que l'AP crée des changements adaptatifs dans l'activité et/ou l'abondance des protéines impliquées dans les processus liés à la fonction mitochondriale.8 Fonction mitochondriale, y compris la génération d'énergie par phosphorylation oxydative ; inflammation; et l'expression des protéines liées aux mitochondries sont des caractéristiques clés de l'arthrose15,16 et de la douleur inflammatoire chronique.17,18 Les modèles animaux de douleur inflammatoire démontrent un changement métabolique cellulaire de la phosphorylation oxydative à la glycolyse dans les états inflammatoires chroniques via l'axe pyruvate déshydrogénase kinase 2/4 (PKD2/4)-pyruvate déshydrogénase (PDH)-acide lactique.19 Il en résulte une augmentation de la production d'acide lactique dans la zone touchée. Le microenvironnement acide qui en résulte amplifie la réponse nociceptive via le recrutement de cytokines pro-inflammatoires pro-algésiques supplémentaires qui "activent les nocicepteurs et la glie spinale pour provoquer des sensibilisations périphériques et centrales, respectivement".19 Ainsi, l'amélioration de la capacité à générer de l'ATP par phosphorylation oxydative et la réduction associée de la glycolyse peuvent réduire la sensibilité à la douleur. Cependant, alors qu'un grand nombre de données animales et corrélationnelles soutiennent un lien étroit entre le potentiel oxydatif et les résultats de la douleur, les preuves expérimentales de cause à effet restent rares, en particulier chez l'homme.8

Les chercheurs émettent l'hypothèse que les différences individuelles dans la fonction bioénergétique cellulaire systémique, l'inflammation et l'expression des protéines influencent l'effet de l'AP pour réduire la sensibilité à la douleur chez les adultes atteints d'arthrose du genou. Le but de cette étude pilote quasi-expérimentale est de tester la bioénergétique mitochondriale (phosphorylation oxydative, contenu mitochondrial) dans les plaquettes, l'inflammation (cytokines) et l'expression des protéines comme mécanismes de variation de la sensibilité à la douleur immédiatement après 30 minutes de marche (i.e. "aigu") et après six semaines de marche trois fois par semaine pendant 30 minutes (c'est-à-dire "à long terme") chez les adultes souffrant d'arthrose du genou. Les chercheurs aborderont les objectifs et hypothèses spécifiques suivants dans un échantillon de 40 adultes présentant des signes radiologiques d'arthrose de la hanche ou du genou et 20 témoins sains appariés selon l'âge/le sexe :

Objectif 1 : Examiner les effets d'un programme de marche de six semaines (trois jours/semaine) sur les seuils de douleur chez les adultes souffrant d'arthrose du genou par rapport aux témoins sains H1.1 : La sensibilité à la douleur (test sensoriel quantitatif) augmentera chez environ 50 % des adultes atteints d'arthrose et diminution chez environ 50 % des adultes atteints d'arthrose après une AP aiguë et à long terme.

H1.2 : La sensibilité à la douleur diminuera chez les témoins sains après une AP aiguë et à long terme.

Objectif 2 : tester le rôle de la bioénergétique mitochondriale (phosphorylation oxydative, contenu mitochondrial) en tant que mécanisme de variation de la sensibilité à la douleur après AP chez les personnes âgées atteintes d'arthrose du genou.

H2.1 : La sensibilité à la douleur est négativement associée à la fonction mitochondriale (phosphorylation oxydative, contenu mitochondrial) dans les plaquettes au départ, après une AP aiguë et une AP à long terme H2.2 : Les témoins sains auront une plus grande capacité de phosphorylation oxydative dans les plaquettes que les participants OA .

Objectif 3 : tester le rôle de l'inflammation en tant que mécanisme de variation de la sensibilité à la douleur après une activité physique chez les personnes âgées atteintes d'arthrose du genou.

H3.1 : La sensibilité à la douleur est positivement associée à une augmentation des cytokines pro-inflammatoires circulantes (protéine c-réactive, interleukine (IL)-1, IL-1β, IL-6, IL-10, facteur de nécrose tumorale (TNF)-α, PGES) au départ, après une AP aiguë et à long terme.

Objectif 4 : Générer des hypothèses concernant le rôle de la protéomique dans la variation de la sensibilité à la douleur après une activité physique (immédiateté après et après six semaines de programme de marche) Les changements dans l'expression des protéines dépendront de la demi-vie de la protéine exprimée qui peut aller de minutes à jours.8 Ainsi, il est important d'examiner les changements adaptatifs dans l'expression des protéines à la fois à court (minutes/jour après l'AP) et à long terme (jours/semaines entre les périodes d'activité physique).