Effets de la caféine sur l'anabolisme musculaire?

[Nutrimuscle-Conseils]

Effets de 8 semaines de supplémentation en caféine sur les marqueurs du métabolisme des protéines chez les hommes entraînés par la résistance
Lunn, William R. Médecine et science dans les sports et l'exercice: juin 2019 - Volume 51 - Numéro 6 - p 714

L'usage de boissons et de suppléments contenant de la caféine est courant chez les athlètes de niveau collégial et les sportifs de loisir, 85% des 18-24 ans consomment de la caféine. L'utilisation de la caféine peut influer sur l'adaptation à l'entraînement en résistance en modifiant les voies du métabolisme des protéines.

Objectif : Le but de cette étude était de déterminer si la consommation de caféine modifiait les marqueurs du métabolisme des protéines, de la gain de force ou de la composition corporelle en réponse à un protocole d’entraînement en résistance de 8 semaines. Méthodes: Des hommes formés à la résistance (n = 20; 22,1 ± 2,4 ans; 178,1 ± 7,5 cm; 82,8 ± 15,7 kg) ont été répartis au hasard dans un groupe de caféine (CAF; n = 10) ou un groupe de supplémentation en placebo (PLA; n = 10) . Les participants ont été invités à consommer trois capsules de caféine (200 mg par capsule; 7,7 ± 1,3 mg · kg -1 ) ou un placebo par jour. Les deux groupes ont suivi 4 jours plans de repas sans viande avant le début de l' étude, la 4ème semaine du protocole, et les 8 esemaine du protocole. Un pli cutané et un test maximum de 10 répétitions (10RM) ont été réalisés pour tester la composition corporelle et la force, respectivement, à chaque instant. La collecte d'urine (24 heures) a été effectuée pour déterminer la 3-méthylhistidine urinaire (3MH), la créatinine urinaire (Cr) et 3MH: créatinine (3MH: Cr). Une MANOVA à mesures répétées 2x3 avec un test post-hoc de Bonferroni a été utilisée pour tester la significativité ( p <0,05).

Résultats : Après 8 semaines de supplémentation et d'entraînement en résistance, le taux de 3MH: Cr urinaire était significativement plus bas dans le FAC que dans le PLA (0,137 ± 0,49 vs 0,178 ± 0,48 μmol · mmol -1 ; p = 0,016). Il n'y avait pas de différences significatives entre les groupes en termes de force ou de composition corporelle.

CONCLUSION : Les résultats de cette étude démontrent que la consommation de caféine n’affecte pas négativement les adaptations courantes à l’entraînement en résistance et peut améliorer l’environnement métabolique pour favoriser la synthèse des protéines musculaires. Les jeunes hommes entraînant la résistance qui consomment habituellement des doses ergogéniques de caféine peuvent provoquer une suppression protéolytique qui peut être bénéfique pour un programme d’entraînement hypertrophique.

[Nutrimuscle-Conseils]

Parkin is a critical player in the effects of caffeine over mitochondrial quality control pathways during skeletal muscle regeneration in mice
M. V. Esteca Acta Physiologica 05 February 2024

Aim
This study aimed to investigate the effects of caffeine on pathways associated with mitochondrial quality control and mitochondrial capacity during skeletal muscle regeneration, focusing on the role of Parkin, a key protein involved in mitophagy.

Methods
We used in vitro C2C12 myoblast during differentiation with and without caffeine in the medium, and we evaluated several markers of mitochondrial quality control pathways and myotube growth. In vivo experiments, we used C57BL/6J (WT) and Parkintm1Shn lineage (Parkin−/−) mice and injured tibial anterior muscle. The mice regenerated TA muscle for 3, 10, and 21 days with or without caffeine ingestion. TA muscle was used to analyze the protein content of several markers of mitochondrial quality pathways, muscle satellite cell differentiation, and protein synthesis. Furthermore, it analyzed mtDNA, mitochondrial respiration, and myofiber growth.

Results
C2C12 differentiation experiments showed that caffeine decreased Parkin content, potentially leading to increased DRP1 and PGC-1α content and altered mitochondrial population, thereby enhancing growth capacity. Using Parkin−/− mice, we found that caffeine intake during the regenerative process induces an increase in AMPKα phosphorylation and PGC-1α and TFAM content, changes that were partly Parkin-dependent. In addition, the absence of Parkin potentiates the ergogenic effect of caffeine by increasing mitochondrial capacity and myotube growth. Those effects are related to increased ATF4 content and activation of protein synthesis pathways, such as increased 4E-BP1 phosphorylation.

Conclusion
These findings demonstrate that caffeine ingestion changes mitochondrial quality control during skeletal muscle regeneration, and Parkin is a central player in those mechanisms.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Parkin joue un rôle essentiel dans les effets de la caféine sur les voies de contrôle de la qualité des mitochondries lors de la régénération des muscles squelettiques chez la souris
M. V. Esteca Acta Physiologica 05 février 2024

But
Cette étude visait à étudier les effets de la caféine sur les voies associées au contrôle de la qualité des mitochondries et à la capacité des mitochondries lors de la régénération des muscles squelettiques, en se concentrant sur le rôle de Parkin, une protéine clé impliquée dans la mitophagie.

Méthodes
Nous avons utilisé le myoblaste C2C12 in vitro lors de la différenciation avec et sans caféine dans le milieu, et nous avons évalué plusieurs marqueurs des voies de contrôle de la qualité des mitochondries et de la croissance des myotubes. Expériences in vivo, nous avons utilisé des souris de la lignée C57BL/6J (WT) et Parkintm1Shn (Parkin−/−) et un muscle tibial antérieur blessé. Les souris ont régénéré le muscle TA pendant 3, 10 et 21 jours avec ou sans ingestion de caféine. Le muscle TA a été utilisé pour analyser la teneur en protéines de plusieurs marqueurs des voies de qualité mitochondriale, de la différenciation des cellules satellites musculaires et de la synthèse des protéines. En outre, il a analysé l’ADNmt, la respiration mitochondriale et la croissance des myofibres.

Résultats
Les expériences de différenciation C2C12 ont montré que la caféine diminuait la teneur en Parkin, conduisant potentiellement à une augmentation de la teneur en DRP1 et PGC-1α et à une modification de la population mitochondriale, améliorant ainsi la capacité de croissance. En utilisant des souris Parkin−/−, nous avons constaté que la consommation de caféine au cours du processus de régénération induit une augmentation de la phosphorylation de l'AMPKα et de la teneur en PGC-1α et TFAM, changements en partie dépendants de Parkin. De plus, l’absence de Parkin potentialise l’effet ergogène de la caféine en augmentant la capacité mitochondriale et la croissance des myotubes. Ces effets sont liés à l’augmentation de la teneur en ATF4 et à l’activation des voies de synthèse des protéines, telles qu’une phosphorylation accrue de 4E-BP1.

Conclusion
Ces résultats démontrent que l'ingestion de caféine modifie le contrôle de la qualité des mitochondries lors de la régénération des muscles squelettiques, et Parkin joue un rôle central dans ces mécanismes.

[Nutrimuscle-Conseils]

Association between caffeine metabolites in urine and muscle strength in young and older adults: A cross-sectional study from NHANES 2011–2012
Breno Batista-da-Silva Clinical Nutrition Volume 43, Issue 6, June 2024, Pages 1584-1592

Background
Elevated levels of reactive oxygen species may contribute to the gradual decline in muscle strength over time. Although caffeine and its metabolites have antioxidant properties that can mitigate oxidative stress, the association of caffeine and its metabolites with muscle strength remains unknown.

Aim
To investigate whether caffeine metabolites in urine are associated with muscle strength in young and older adults.

Methods
A cross-sectional study was conducted with 1145 individuals aged over 20 years (n = 801 < 60 years and n = 344 ≥ 60 years) from the National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 2011–2012. Muscle strength was assessed using a handgrip dynamometer, and combined grip strength was determined by summing the highest value from each hand. Caffeine and its metabolites in urine were quantified using ultra-high-performance liquid chromatography–electrospray ionization-tandem mass spectrometry (1-methyluric acid, 3-methyluric acid, 7-methyluric acid, 1,3-dimethyluric acid, 1,7-dimethyluric acid, 3,7-dimethyluric acid, 1,3,7-trimethyluric acid, 1-methylxanthine, 3-methylxanthine, 7-methylxanthine, 1,3-dimethylxanthine, 1,7-dimethylxanthine, 3,7-dimethylxanthine, 1,3,7-trimethylxanthine, 5-acetylamino-6-amino-3-methyluracil). Linear regression analyses were performed to determine the association of caffeine and its metabolites with muscle strength in young and older adults, adjusting for confounders.

Results
Positive associations between muscle strength and levels of 7-methyluric acid (β = 0.029; p = 0.021), 1,3-dimethyluric acid (β = 0.008; p = 0.004), 3,7-dimethyluric acid (β = 0.645; p = 0.012), 3-methylxanthine (β = 0.020; p = 0.002), 7-methylxanthine (β = 0.020; p = 0.006), 1,3-dimethylxanthine (theophylline) (β = 0.030; p = 0.004) and 3,7-dimethylxanthine (theobromine) (β = 0.035; p = 0.029) were observed in older adults. In contrast, no such associations were noted in young adults.

Conclusion
Our study indicates a positive association between certain caffeine metabolites in urine and muscle strength in older adults, but not in younger individuals. These findings indicate that specific caffeine metabolites may contribute to an antioxidant role especially in older adults.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Association entre les métabolites de la caféine dans l'urine et la force musculaire chez les adultes jeunes et âgés : une étude transversale de la NHANES 2011-2012
Breno Batista-da-Silva Clinical Nutrition Volume 43, numéro 6, juin 2024, pages 1584-1592

Arrière-plan
Des niveaux élevés d’espèces réactives de l’oxygène peuvent contribuer au déclin progressif de la force musculaire au fil du temps. Bien que la caféine et ses métabolites aient des propriétés antioxydantes capables d’atténuer le stress oxydatif, l’association de la caféine et de ses métabolites avec la force musculaire reste inconnue.

But
Étudier si les métabolites de la caféine dans l'urine sont associés à la force musculaire chez les adultes jeunes et plus âgés.

Méthodes
Une étude transversale a été menée auprès de 1 145 personnes âgées de plus de 20 ans (n ​​= 801 < 60 ans et n = 344 ≥ 60 ans) à partir de l'Enquête nationale sur la santé et la nutrition (NHANES) 2011-2012. La force musculaire a été évaluée à l’aide d’un dynamomètre à poignée, et la force de préhension combinée a été déterminée en additionnant la valeur la plus élevée de chaque main. La caféine et ses métabolites dans l'urine ont été quantifiés par chromatographie liquide à ultra haute performance – spectrométrie de masse en tandem avec ionisation par électrospray (acide 1-méthylurique, acide 3-méthylurique, acide 7-méthylurique, acide 1,3-diméthylurique, 1,7- acide diméthylurique, acide 3,7-diméthylurique, acide 1,3,7-triméthylurique, 1-méthylxanthine, 3-méthylxanthine, 7-méthylxanthine, 1,3-diméthylxanthine, 1,7-diméthylxanthine, 3,7-diméthylxanthine, 1 ,3,7-triméthylxanthine, 5-acétylamino-6-amino-3-méthyluracile). Des analyses de régression linéaire ont été effectuées pour déterminer l'association de la caféine et de ses métabolites avec la force musculaire chez les adultes jeunes et plus âgés, en tenant compte des facteurs de confusion.

Résultats
Associations positives entre la force musculaire et les niveaux d'acide 7-méthylurique (β = 0,029 ; p = 0,021), d'acide 1,3-diméthylurique (β = 0,008 ; p = 0,004), d'acide 3,7-diméthylurique (β = 0,645 ; p = 0,012), 3-méthylxanthine (β = 0,020 ; p = 0,002), 7-méthylxanthine (β = 0,020 ; p = 0,006), 1,3-diméthylxanthine (théophylline) (β = 0,030 ; p = 0,004) et 3, La 7-diméthylxanthine (théobromine) (β = 0,035 ; p = 0,029) a été observée chez les personnes âgées. En revanche, aucune association de ce type n’a été observée chez les jeunes adultes.

Conclusion
Notre étude indique une association positive entre certains métabolites de la caféine présents dans l’urine et la force musculaire chez les personnes âgées, mais pas chez les individus plus jeunes. Ces résultats indiquent que des métabolites spécifiques de la caféine peuvent contribuer à un rôle antioxydant, en particulier chez les personnes âgées.

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Caffeine intake is nonlinearly associated with muscle mass in young and middle-aged US adults
Lingling Zhou BMC Musculoskeletal Disorders volume 25, Article number: 929 (2024)

Background
Recent studies have indicated that coffee consumption is inversely correlated with sarcopenia in the elderly population. Data regarding the association between caffeine intake and muscle mass in young adults are scarce.

Objective
We aimed to investigate how dietary caffeine correlates with muscle mass and sarcopenia in the young and middle-aged people.

Methods
We performed a cross-sectional study utilizing data from NHANES. Muscle mass was evaluated using DXA and caffeine intake was derived from 24-h dietary recalls. Multivariable regression analysis was adopted to explore association between caffeine and sarcopenia. Restricted cubic spline analysis was conducted to investigate dose-response effect of dietary caffeine on muscle mass. Mediation effect of high-sensitivity C reactive protein was examined by mediation analysis.

Results
A total of 9116 adults aged from 20 to 59 years old were included. Higher ingestion of caffeine was not associated with sarcopenia. Association between dietary caffeine and muscle mass was found to be W-shaped in males and U-shaped in young females, wherein mediation effect of hs-CRP was not discovered.

Conclusions
Caffeine consumption is associated with muscle mass in a nonlinear pattern. ASMI peaks at a daily caffeine intake of 1.23 mg/kg in young adults, while 0.64–1.49 mg/kg is recommended for middle-aged men.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

La consommation de caféine est associée de manière non linéaire à la masse musculaire chez les adultes américains jeunes et d'âge moyen
Lingling Zhou BMC Musculoskeletal Disorders volume 25, Numéro d'article : 929 (2024)

Contexte
Des études récentes ont indiqué que la consommation de café est inversement corrélée à la sarcopénie chez la population âgée. Les données concernant l'association entre la consommation de caféine et la masse musculaire chez les jeunes adultes sont rares.

Objectif
Nous avons cherché à étudier la corrélation entre la caféine alimentaire et la masse musculaire et la sarcopénie chez les personnes jeunes et d'âge moyen.

Méthodes
Nous avons réalisé une étude transversale en utilisant les données de NHANES. La masse musculaire a été évaluée à l'aide de la DXA et la consommation de caféine a été dérivée de rappels alimentaires de 24 heures. Une analyse de régression multivariée a été adoptée pour explorer l'association entre la caféine et la sarcopénie. Une analyse de spline cubique restreinte a été menée pour étudier l'effet dose-réponse de la caféine alimentaire sur la masse musculaire. L'effet médiateur de la protéine C réactive à haute sensibilité a été examiné par analyse de médiation.

Résultats
Au total, 9116 adultes âgés de 20 à 59 ans ont été inclus. Une ingestion plus élevée de caféine n'était pas associée à la sarcopénie. L'association entre la caféine alimentaire et la masse musculaire était en forme de W chez les hommes et en forme de U chez les jeunes femmes, où l'effet médiateur de la hs-CRP n'a pas été découvert.

Conclusions
La consommation de caféine est associée à la masse musculaire selon un modèle non linéaire. L'ASMI culmine à un apport quotidien en caféine de 1,23 mg/kg chez les jeunes adultes, tandis que 0,64 à 1,49 mg/kg sont recommandés pour les hommes d'âge moyen.