Aims. - To assess the role of the reactive oxygen species (ROS) in cell signalling and in the regulation of gene expression.

Methods. - Exercise causes oxidative stress only when exhaustive. Strenuous exercise causes oxidation of glutathione, release of cytosolic enzymes, and other signs of cell damage. We have tested this hypothesis by studying the effect of inhibition of ROS production by allopurinol (an inhibitor of xanthine oxidase, a free radical generating enzyme) on cell signalling pathways in marathon runners and in rats submitted to exhaustive exercise by running on a treadmill.

Results. - Exercise caused an activation of NF- B in lymphocytes from marathon runners which was completely prevented by allopurinol. In the rat model exercise caused an activation of MAP kinases in gastrocnemius muscle. This in turn activated the NF- B pathway and consequently the expression of important enzymes associated with defence against ROS (superoxide dismutase) and adaptation to exercise (eNOS and iNOS). All these changes were abolished when ROS production was prevented by allopurinol.

Conclusion. - Thus we report evidence that ROS act as signals in exercise because decreasing their formation prevents activation of important signalling pathways which cause useful adaptations in cells. Because these signals result in an up-regulation of powerful antioxidant enzymes, exercise itself can be considered as an antioxidant.

Objectifs. - Déterminer le rôle des espèces oxygénées réactives (ROS) dans la signalisation cellulaire et dans la régulation de l'expression des gènes.

Matériel et méthodes. - L'exercice est à l'origine d'un stress oxydatif seulement lorsqu'il est maximal. Il provoque l'oxydation du glutathion, la libération d'enzymes cytosoliques, accompagnée par d'autres signes de dommages cellulaires. Nous avons testé cette hypothèse en étudiant l'effet de l'inhibition de la production de ROS par l'allopurinol (un inhibiteur de la xanthine oxydase, enzyme générateur de radicaux libres) sur les voies de la signalisation cellulaire chez des marathoniens et chez des rats soumis à un exercice épuisant sur tapis roulant.

Résultats. - L'exercice provoque une activation de la voie NF- B dans les lymphocytes des marathoniens, qui est totalement bloquée par l'allopurinol. Chez le Rat, l'exercice entraîne une activation des MAP-kinases du gastrocnémien, ce qui active la voie NF- B et, par conséquent, l'expression d'enzymes clés de la défense contre les ROS (superoxyde dismutase) et de l'adaptation à l'exercice (eNOS et iNOS). Ces effets sont supprimés si la production de ROS est bloquée par l'allopurinol.

Conclusion. - Ce travail met donc en évidence le rôle de signalisation des ROS, dans la mesure où l'arrêt de leur production empêche l'activation de voies de signalisation utiles à l'adaptation cellulaire. Le résultat final étant une « up-régulation » d'enzyme antioxydants, l'exercice lui-même peut être considéré comme un antioxydant.