Les muscles squelettiques sont un type de tissu musculaire composé de cellules musculaires squelettiques. La plupart des muscles squelettiques sont attachés aux os et constituent le tissu le plus abondant du corps, représentant 40 % du poids corporel.

Dans le domaine du sport, les gens ont toujours été curieux de savoir comment améliorer les performances athlétiques. La santé des muscles squelettiques est étroitement liée à la capacité d'exercice et se compose de différents types de fibres musculaires, telles que les fibres à contraction lente (type I) et les fibres à contraction rapide (type II). Ces types de fibres peuvent changer en réponse à divers stimuli physiques, tels que l'entraînement d'endurance, qui augmente la proportion de fibres à contraction lente.

Dans la recherche sur l'amélioration des performances athlétiques, deux « auxiliaires » clés ont fait l'objet d'une attention particulière : la biogenèse mitochondriale et les voies de signalisation qui y sont liées. L'AMPK (protéine kinase activée par l'AMP), la CREB (protéine de liaison de l'élément de réponse à l'AMPc) et la PGC-1α (coactivateur PPARγ-1α) jouent un rôle important, agissant comme de « petits interrupteurs » dans le processus d'amélioration des performances athlétiques en régulant divers changements dans les muscles.

Des études antérieures ont montré que le CBD avait un certain impact sur la fonction des muscles squelettiques. Lors d'expérimentations animales, il a été démontré que le CBD améliorait le profil lipidique des muscles chez les souris et les rats soumis à un régime riche en graisses, qu'il favorisait la régénération des muscles squelettiques et qu'il augmentait la force musculaire. Cependant, la question de savoir si le CBD peut améliorer les performances d'endurance et les mécanismes sous-jacents restent des mystères non résolus.

Entre-temps, les scientifiques ont découvert une relation étroite entre les performances sportives et le microbiome intestinal. Certaines bactéries intestinales peuvent contribuer à améliorer l'endurance et à réduire l'inflammation, et l'exercice, à son tour, peut modifier la composition du microbiote intestinal. Par exemple, l'administration de Bacteroides uniformis à des coureurs de fond peut favoriser la production de glucose dans le foie, ce qui améliore l'endurance. Chez les marathoniens, la présence de Veillonella atypica dans l'intestin peut convertir le lactate produit pendant l'exercice en propionate, prolongeant ainsi la durée de l'exercice d'endurance. En outre, on a constaté que le CBD modifiait le microbiome intestinal, améliorant ainsi la fonction cognitive, le syndrome métabolique et l'encéphalomyélite auto-immune.

Compte tenu de ces facteurs, on peut s'interroger : Le CBD peut-il améliorer les performances sportives en modulant le microbiome intestinal ?

Pour répondre à cette question, des chercheurs du département de biochimie et de biologie moléculaire de l'école de médecine de l'université nationale de Chonbuk, en Corée du Sud, ont mené des recherches approfondies. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Experimental & Molecular Medicine sous le titre « Cannabidiol reshapes the gut microbiome to promote endurance exercise in mice » (Le cannabidiol remodèle le microbiome intestinal pour promouvoir l'exercice d'endurance chez les souris).


L'étude a révélé que le CBD peut améliorer les performances d'endurance des souris et moduler le microbiome intestinal, Bifidobacterium animalis KBP-1 jouant un rôle clé. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives et approches pour l'amélioration des performances d'endurance.

Pour mener à bien cette recherche, les scientifiques ont eu recours à différentes techniques. Dans les expériences animales, ils ont élevé avec soin des souris mâles C57BL/6J et ont observé les effets du CBD, des antibiotiques ou de micro-organismes spécifiques administrés par voie orale sur les performances de course des souris sur tapis roulant. Ils ont également utilisé des évaluations de l'exercice sur tapis roulant, où les souris ont subi un entraînement adaptatif sur le tapis roulant suivi de tests d'endurance, en enregistrant le temps de course et la distance.

Pour la détection et l'analyse, ils ont utilisé la calorimétrie indirecte pour mesurer le rapport d'échange respiratoire des souris, ce qui leur a permis de mieux comprendre leur métabolisme énergétique. Des méthodes d'analyse biochimique ont été employées pour mesurer la glycémie, le β-hydroxybutyrate sanguin et les niveaux de lactate sanguin. Des colorations histologiques et d'immunofluorescence ont été utilisées pour observer les types de fibres musculaires et les mitochondries. Le séquençage de l'amplicon de l'ADNr 16S a été utilisé pour analyser les changements dans la composition du microbiome intestinal, et l'isolement d'une seule bactérie ainsi que le séquençage du génome entier ont permis d'identifier les micro-organismes clés et leurs fonctions.

Examinons maintenant les résultats spécifiques de la recherche.


Le CBD améliore l'endurance à l'effort et favorise le passage des types de fibres musculaires du glycolytique à l'oxydatif

Les chercheurs ont d'abord voulu voir si le CBD pouvait améliorer les performances physiques des souris. Ils ont placé des souris C57BL/6 âgées de 20 semaines sur un tapis roulant pendant une semaine d'acclimatation, en courant 30 minutes par jour à une vitesse de 10 mètres par minute. Ensuite, les souris ont été divisées en deux groupes : un groupe a été nourri avec de l'huile de maïs (VEH) et l'autre groupe a reçu par voie orale 30 mg/kg de CBD par jour pendant 4 semaines. Pendant cette période, les souris ont été soumises à des tests de course sur tapis roulant tous les jours. Les résultats ont montré que les souris ayant reçu du CBD avaient une endurance significativement améliorée, qu'elles couraient sur de plus longues distances et qu'elles restaient actives plus longtemps, sans que leur poids corporel ou leur consommation de nourriture n'aient changé. Lors de la dissection, les muscles des membres postérieurs de ces souris sont apparus plus rouges, ce qui indique un déplacement des fibres musculaires vers des types oxydatifs. Une analyse plus approfondie a révélé qu'après un traitement au CBD, il y avait une augmentation des fibres oxydatives de type I et de type II (MyHC-I et MyHC-IIa) dans le muscle gastrocnémien (GAS), tandis que les fibres glycolytiques de type II (MyHC-IIb) diminuaient. L'expression de l'ARNm des gènes concernés a également montré des changements correspondants. L'analyse par calorimétrie indirecte a en outre indiqué que les souris traitées au CBD avaient un rapport d'échange respiratoire (RER) plus faible, suggérant qu'elles dépendaient davantage de l'oxydation des acides gras pour obtenir de l'énergie. En outre, les muscles GAS des souris traitées au CBD présentaient une contraction musculaire plus forte et étaient moins sujets à la fatigue.


Le CBD augmente le contenu mitochondrial et la capacité oxydative et active la voie PKA-CREB-PGC-1α

L'amélioration de la capacité oxydative des fibres musculaires est étroitement liée à la biogenèse et à la fonction des mitochondries. En utilisant la microscopie électronique, les chercheurs ont observé que les mitochondries entre les myofibrilles fusionnées dans le muscle des souris traitées au CBD étaient plus abondantes que dans le groupe témoin, ce qui indique une capacité accrue de phosphorylation oxydative.

En outre, après le traitement au CBD, la teneur en ADN mitochondrial dans les muscles des souris a augmenté de manière significative, et les niveaux de protéines des complexes I-III et V de la chaîne respiratoire mitochondriale (ATP synthase) ont également été élevés. L'expression des gènes connexes a également augmenté, ce qui suggère que le CBD a amélioré la capacité oxydative du muscle en favorisant la biogenèse mitochondriale et les changements dynamiques. En outre, les chercheurs ont constaté que le CBD activait l'AMPK et la PKA, ce qui a entraîné une augmentation de la phosphorylation du CREB et des niveaux élevés de PGC-1α, confirmant ainsi l'impact positif du CBD sur la biogenèse mitochondriale et la fonction musculaire.


Le CBD modifie la composition du microbiome intestinal et le traitement antibiotique inhibe son effet d'amélioration des performances physiques

Compte tenu de la relation entre le microbiome intestinal et les performances physiques, les chercheurs ont analysé les séquences d'ARNr 16S des échantillons fécaux des souris afin d'observer les effets du CBD sur le microbiome intestinal.

Les résultats ont montré qu'après un traitement au CBD, la composition du microbiome a subi des changements significatifs. Au niveau du phylum, l'abondance relative des Bacillota et des Actinomycetota a augmenté. Au niveau de la famille, la proportion d'Erysipelotrichaceae et de Bifidobacteriaceae a augmenté de manière significative, tandis que les proportions d'Oscillospiraceae et de Prevotellaceae ont diminué. Au niveau du genre, les proportions d'Allobaculum, de Faecalibaculum et de Bifidobacterium ont notablement augmenté. Bien que l'indice de diversité α n'ait pas montré de changements significatifs, l'analyse des coordonnées principales a révélé une différence claire dans la composition du microbiome entre le groupe traité au CBD et le groupe témoin.

Afin d'explorer la relation de cause à effet entre ces changements et l'amélioration des performances physiques, les chercheurs ont traité les souris à la fois avec des antibiotiques (ABX) et du CBD. Après sélection, ils ont choisi la doxycycline parce qu'elle pouvait inhiber les bactéries augmentées par le CBD, qu'elle avait un impact minimal sur le microbiome global et qu'elle n'entraînait pas de changement de poids chez les souris.

Les résultats ont montré que lorsque la doxycycline était administrée en même temps que le CBD, les performances de course des souris, la densité des fibres musculaires oxydatives et l'expression des gènes mitochondriaux n'augmentaient plus. Le rapport d'échange respiratoire n'a pas diminué et l'activation des voies de signalisation pertinentes a également été supprimée. Cela indique que les changements dans le microbiome intestinal jouent un rôle clé dans l'amélioration des performances d'exercice par le CBD.


Bifidobacterium animalis augmente de manière significative après un traitement au CBD, améliorant les performances d'exercice et augmentant les fibres musculaires oxydatives

Les chercheurs ont isolé Faecalibaculum rodentium et Bifidobacterium animalis du microbiote qui ont augmenté de manière significative après un traitement au CBD.

Ils ont ensuite administré ces deux micro-organismes par voie orale à des souris et ont comparé les résultats avec le groupe traité au CBD. Les résultats ont montré que les souris auxquelles on avait administré Bifidobacterium animalis par voie orale présentaient une endurance nettement améliorée, avec des durées et des distances de course plus longues. En outre, leurs fibres musculaires ont évolué vers des types oxydatifs, avec une densité accrue de fibres SDH-positives, un ratio d'échange respiratoire réduit, des niveaux de lactate sanguin inférieurs et un taux sérique de β-hydroxybutyrate (un corps cétonique) plus élevé. Ces effets étaient similaires à ceux observés dans le groupe traité au CBD. Cependant, les souris ayant reçu Faecalibaculum rodentium n'ont pas montré d'amélioration de leurs performances physiques. Cela indique que Bifidobacterium animalis peut améliorer l'endurance à l'exercice en modifiant les types de fibres musculaires et l'utilisation des substrats métaboliques.


Bifidobacterium animalis KBP-1 modifie le métabolisme énergétique et le microbiome intestinal

Les chercheurs ont constaté que le traitement par Bifidobacterium animalis B réduisait les niveaux de lactate sérique et augmentait les niveaux de corps cétoniques sériques chez les souris, ce qui a contribué à améliorer l'endurance à l'effort. 

Pour mieux comprendre le mécanisme par lequel Bifidobacterium animalis B améliore l'endurance, les chercheurs ont effectué une analyse du génome entier et l'ont identifié comme étant Bifidobacterium animalis KBP-1. Par rapport à d'autres souches similaires, ils ont constaté que KBP-1 exprimait fortement des gènes liés à la biosynthèse des acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA), aux pompes de libération et au métabolisme du lactate. Ces gènes peuvent jouer un rôle important dans l'amélioration de l'endurance musculaire. Par exemple, les BCAA peuvent améliorer la fatigue, réduire les dommages musculaires, améliorer la performance de l'exercice et promouvoir l'oxydation des lipides pendant l'exercice d'endurance après l'épuisement du glycogène musculaire.

Grâce à une série d'expériences, les chercheurs ont conclu que le CBD peut améliorer les performances des exercices d'endurance chez les souris en activant les voies AMPK et PKA-CREB, en favorisant la biogenèse des mitochondries et en orientant les fibres musculaires vers des types oxydatifs. En outre, l'amélioration des performances d'exercice par le CBD dépend largement des changements dans le microbiome intestinal, Bifidobacterium animalis KBP-1 jouant un rôle crucial. Il améliore l'endurance à l'exercice en modifiant le métabolisme énergétique et le microbiome intestinal, potentiellement par l'expression élevée de gènes associés à la synthèse et au métabolisme des BCAA.


Cette étude est très importante. Elle révèle non seulement une nouvelle fonction et un nouveau mécanisme du CBD dans l'amélioration des performances d'endurance, mais identifie également Bifidobacterium animalis KBP-1 comme une « aide » potentielle pour l'amélioration de l'exercice d'endurance. Cette étude offre de nouvelles perspectives aux athlètes et aux amateurs de fitness, suggérant qu'à l'avenir, la supplémentation en CBD ou en KBP-1 pourrait améliorer les performances de l'exercice.

Cependant, l'étude présente certaines limites, comme la taille réduite de l'échantillon et l'absence de mesures des niveaux de BCAA dans le sérum et les tissus musculaires. Ces lacunes indiquent également des pistes pour de futures recherches. On pense qu'au fur et à mesure que la recherche progresse, notre compréhension de l'amélioration des performances à l'exercice s'approfondira et que des méthodes plus efficaces seront trouvées pour aider les gens à améliorer leurs capacités athlétiques.