Dr Séphane WALRAND

La sarcopénie correspond au déclin de la masse et des fonctions musculaires squelettiques avec l’âge. La perte musculaire s’accompagne d’une réduction de la force et, par conséquent, participe à la perte de mobilité et d’autonomie et au risque élevé de chute chez le sujet âgé. Le muscle est un réservoir d’acides aminés mobilisables en situation de besoin. De fait, la sarcopénie contribue à réduire les capacités de l’organisme âgé à répondre à un stress environnemental (infection bactérienne, inflammation,…). La perte musculaire liée à l’âge participe également à la réduction de l’activité physique et donc au développement de l’obésité, de l’insulino-résistance et de l’ostéoporose.

La sarcopénie résulte d’une perte protéique nette et donc d’un déséquilibre entre la synthèse et la dégradation protéique musculaire. En particulier, il semblerait qu’une résistance à certains facteurs anaboliques apparaisse, en particulier une résistance à la stimulation de la synthèse protéique musculaire par la prise du repas. Physiologiquement, lors des périodes postabsorptives, le bilan entre synthèse et dégradation protéique est négatif et engendre une perte de protéines compensée par un gain protéique en réponse à l’apport alimentaire (périodes d’anabolisme caractérisées par un bilan entre synthèse et dégradation protéique positif). Cette alternance entre phases de catabolisme et phases d’anabolisme permet le maintien de l’homéostasie protéique. Or, chez le sujet âgé, la réduction de la masse protéique musculaire avec l’âge résulte d’un déséquilibre entre synthèse et dégradation protéique qui pourrait s’instaurer en particulier en phase postprandiale. Le gain protéique à la suite du repas ne compenserait plus les pertes de la période de jeûne et ce déséquilibre permanent aboutirait finalement à une perte progressive quantitative et qualitative de protéines

Activités de Recherche

L’objectif est d’étudier les effets de l’alimentation sur le métabolisme protéino-énergétique et les capacités fonctionnelles (contractiles et métaboliques) du muscle squelettique au cours du vieillissement. En complément de l’apport protéique alimentaire, régulateur central de ce métabolisme, je m’intéresse à l’environnement matriciel, c'est-à-dire aux effets potentiellement permissifs ou freinateurs des nutriments accompagnant les protéines alimentaires. En effet, jusqu’à très récemment, les scientifiques considéraient que l’anabolisme protéique de la phase postprandiale était régulé essentiellement par les acides aminés. De nouvelles études cliniques et pré-cliniques ont néanmoins montré qu’en dehors de l’apport protéique, d’autres nutriments participent spécifiquement, ou de concert avec les acides aminés, à la régulation positive (vitamine D, oléate, acides gras polyinsaturés oméga-3) ou négative (palmitate) de l’anabolisme protéique musculaire. Il est à noter que le vieillissement semble s’accompagner d’une dérégulation des capacités d’adaptation musculaire à ces nutriments signaux, expliquant pour partie le développement de la sarcopénie du sujet âgé. Mes travaux actuels et futurs s’intéressent donc à la qualité des protéines alimentaires couplée à l’action des nutriments régulateurs de l’anabolisme protéique. Ils se focalisent sur des matrices alimentaires favorables à l’anabolisme protéique musculaire. Dans ce contexte, même si l’intérêt des produits animaux est reconnu, une place nouvelle doit être définie pour les produits d’origine végétale considérant leurs caractéristiques nutritionnelles et leur durabilité. Par conséquent, l’intérêt de certains produits végétaux riches en protéines protéines (légumineuses, céréales) et de différents procédés de transformation (inclusion dans des pâtes alimentaires, dans des produits laitiers…) sur le maintien de la masse et des fonctions musculaires au cours du vieillissement est actuellement évalué.

Publications

Walrand S, Gryson C, Salles J, Giraudet C, Migné C, Bonhomme C, Le Ruyet P, Boirie Y. Fast-digestive protein supplement for ten days overcomes muscle anabolic resistance in healthy elderly men. Clin Nutr. 2015 May 8. In press.
Gryson C, Ratel S, Rance M, Penando S, Bonhomme C, Le Ruyet P, Duclos M, Boirie Y, Walrand S. Four-month course of soluble milk proteins interacts with exercise to improve muscle strength and delay fatigue in elderly subjects. J Am Med Dir Assoc. 2014 Dec;15(12):958.e1-9.
Tardif N, Salles J, Guillet C, Tordjman J, Reggio S, Landrier JF, Giraudet C, Patrac V, Bertrand-Michel J, Migne C, Collin ML, Chardigny JM, Boirie Y, Walrand S. Muscle ectopic fat deposition contributes to anabolic resistance in obese sarcopenic old rats through eIF2α activation. Aging Cell. 2014 Dec;13(6):1001-11.
Walrand S, Short KR, Heemstra LA, Novak CM, Levine JA, Coenen-Schimke JM, Nair KS. Altered regulation of energy homeostasis in older rats in response to thyroid hormone administration. FASEB J. 2014 Mar;28(3):1499-510.
Salles J, Chanet A, Giraudet C, Patrac V, Pierre P, Jourdan M, Luiking YC, Verlaan S, Migné C, Boirie Y, Walrand S. 1,25(OH)2-vitamin D3 enhances the stimulating effect of leucine and insulin on protein synthesis rate through Akt/PKB and mTOR mediated pathways in murine C2C12 skeletal myotubes. Mol Nutr Food Res. 2013 Dec;57(12):2137-46.
Salles J, Tardif N, Landrier JF, Mothe-Satney I, Guillet C, Boue-Vaysse C, Combaret L, Giraudet C, Patrac V, Bertrand-Michel J, Denis P, Chardigny JM, Boirie Y, Walrand S. TNFα gene knockout differentially affects lipid deposition in liver and skeletal muscle of high-fat-diet mice. J Nutr Biochem. 2012 Dec;23(12):1685-93.

Parcours et Elements de CV

Diplômes:
-Thèse d'Université, Spécialité Recherche Clinique, Innovation Technologique et Santé Publique, Mention Nutrition, Paris 5 (2000)
-Stages post-doctoraux :
    Laboratoire d'Endocrinologie Moléculaire, Bratislava, République Slovaque (2002)
    Unité de Recherche en Endocrinologie, Mayo Clinic, Rochester, MN, États-Unis (2004-2005)
-Habilitation à la manipulation (2002) et à la chirurgie (2008) sur animaux vivants
-Habilitation à diriger des recherches (2004)

Activité d'expertise :
-Membre du Conseil Scientifique de la Société française de Nutrition Clinique et Métabolismes (SFNEP, depuis 2011)
-Expert à l'Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES, depuis 2012)
Relecture de 125 articles pour des journaux scientifiques internationaux depuis 2000

Publications :
-Auteur et co-auteur de 70 articles originaux, 15 revues générales, 10 chapitres de livres, 2 brevets, 125 communications dans des congrès nationaux et internationaux
-30 conférences invitées

Expérience d'enseignement et d'encadrement d'étudiants :
-Cours magistraux en nutrition humaine et métabolismes (Master, 20h/an depuis 2000)
-Encadrement de 16 étudiants (Master2 et doctorants)

Coordination de contrats :
Coordonnateur ou co-coordonnateur de programmes de recherche soutenus par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR), l'INSERM, l'Union Européenne ou des .......