L’érythropoïétine (EPO) est une hormone qui aide l’organisme à maintenir un taux d’oxygène optimal en stimulant la production de globules rouges. L’EPO est impliquée dans plusieurs maladies, mais elle est surtout connue comme le produit dopant interdit dont se servait le cycliste Lance Armstrong.
Les globules rouges (érythrocytes) sont indispensables au métabolisme dans la mesure où ils fournissent l’oxygène aux cellules et permettent l’élimination du dioxyde de carbone. L’érythropoïétine aide l’organisme à maintenir cet équilibre en activant la production de globules rouges lorsque le taux d’oxygène diminue.
Sommaire
- Qu’est-ce que l’érythropoïétine ?
- L’Érythropoïétine dans la médecine et la physiologie
- L’EPO et les hautes altitudes
- Comment les gènes influencent le taux d’EPO ?
- L’érythropoïétine dans le sport
- Déficit en érythropoïétine
- Le traitement de l’anémie liée à l’EPO
- L’excès d’érythropoïétine
- Foire aux questions
- Ce qu’il faut retenir
Qu’est-ce que l’érythropoïétine ?
L’érythropoïétine est une hormone glycoprotéique produite principalement par les reins, et dans une moindre mesure par le foie. La principale fonction de l’érythropoïétine est de maintenir un taux d’oxygène approprié en stimulant la production d’hémoglobine et le développement des globules rouges. L’hémoglobine est une molécule contenant du fer qui transporte l’oxygène dans les globules rouges.
Les globules rouges transportent l’oxygène partout dans les tissus de l’organisme, pour la production d’énergie et le fonctionnement des organes. Un taux d’oxygène insuffisant est associé à plusieurs problèmes de santé, notamment l’anémie et l’hypoxie, dans laquelle les cellules de l’organisme ne reçoivent pas suffisamment d’oxygène.
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Les reins possèdent des cellules spécifiques qui peuvent détecter si les taux d’oxygène dans le sang sont faibles. Lorsque cette situation se présente, ces deux organes en forme de haricot produisent davantage d’érythropoïétine, déclenchant ainsi la maturation dans la moelle osseuse des cellules souches hématopoïétiques en globules rouges. Les facteurs courants provoquant une diminution du taux d’oxygène dans le sang et augmentant la production d’érythropoïétine sont les suivants :
- Une altitude élevée ;
- L’hypoxie ;
- Les affections pulmonaires ;
- Les maladies cardiaques.
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Structure et fonction
L’érythropoïétine est une hormone glycoprotéique dont la structure est composée de 165 acides aminés et de chaînes de sucres. Cette hormone est responsable de la stimulation de la production de globules rouges, appelés érythrocytes, dans la moelle osseuse. Les érythrocytes ont pour principale fonction de transporter l’oxygène des poumons vers les tissus et d’éliminer le dioxyde de carbone, un déchet métabolique, des tissus vers les poumons pour être expiré.
La structure moléculaire de l’érythropoïétine lui permet d’interagir avec les précurseurs des érythrocytes dans la moelle osseuse, favorisant ainsi leur différenciation et leur maturation en globules rouges fonctionnels. En se liant à son récepteur spécifique, l’érythropoïétine déclenche une cascade de réactions intracellulaires qui régulent la survie, la prolifération et la différenciation des cellules précurseurs des érythrocytes.
Production et régulation
L’érythropoïétine est principalement produite par les cellules interstitielles des reins, mais une petite quantité est également produite par le foie. La production de cette hormone est étroitement régulée par le niveau d’oxygène dans le sang. Lorsque les niveaux d’oxygène diminuent, comme dans des conditions d’hypoxie (manque d’oxygène), les cellules rénales détectent ce changement et augmentent la production d’érythropoïétine.
En plus de l’hypoxie, d’autres facteurs peuvent également influencer la production d’érythropoïétine, tels que les hormones androgènes, l’hormone rénine et la vitamine D. La régulation de l’érythropoïétine est également influencée par la rétroaction négative. Lorsque le nombre de globules rouges dans le sang augmente et que les niveaux d’oxygène sont rétablis, la production d’érythropoïétine diminue, ce qui permet de maintenir un équilibre optimal entre la production et la destruction des globules rouges.
L’Érythropoïétine dans la médecine et la physiologie
L’érythropoïétine est utilisée dans divers domaines médicaux pour traiter certaines affections liées à une diminution du nombre de globules rouges.
Le traitement de l’anémie
L’anémie est une condition caractérisée par une réduction du nombre de globules rouges dans le sang, entraînant un manque d’oxygène pour les tissus. Les causes de l’anémie sont diverses, mais l’une des principales est l’insuffisance de production d’érythropoïétine. Dans ce cas, l’administration d’érythropoïétine recombinante, comme l’Epogen, le Procrit ou l’Eprex, peut aider à stimuler la production de globules rouges et à corriger l’anémie.
L’insuffisance rénale chronique
L’insuffisance rénale chronique est une maladie qui affecte progressivement la fonction rénale, conduisant à une diminution de la capacité des reins à filtrer les déchets et les excès de liquides du sang. L’un des symptômes de l’insuffisance rénale chronique est l’anémie, qui est causée par une diminution de la production d’érythropoïétine par les reins endommagés.
Pour traiter l’anémie associée à l’insuffisance rénale chronique, les médecins peuvent prescrire des médicaments à base d’érythropoïétine recombinante, qui sont des copies synthétiques de l’hormone naturelle. Ces médicaments stimulent la production de globules rouges et peuvent aider à améliorer la qualité de vie des patients souffrant d’insuffrance rénale chronique en augmentant leur capacité à transporter l’oxygène et en réduisant la fatigue.
Les traitements contre le cancer
Les patients atteints de cancer peuvent également être affectés par l’anémie, en raison des effets secondaires des traitements (chimiothérapie, radiothérapie) ou de la maladie elle-même. Dans certains cas, l’érythropoïétine recombinante peut être utilisée pour améliorer la qualité de vie et réduire la nécessité de transfusions sanguines chez ces patients.
L’EPO et les hautes altitudes
En haute altitude, la pression atmosphérique est plus faible, ce qui signifie qu’il y a moins d’oxygène présent dans l’air. Le corps compense cette situation en augmentant la production d’EPO afin de maintenir un taux d’oxygène stable dans le sang. Cette réaction aide à combattre les symptômes du mal de l’altitude, causés par un manque d’oxygène.
☝️ L’adaptation à la haute altitude varie beaucoup d’un individu à l’autre : certaines personnes produisent rapidement plus d’EPO, tandis que d’autres réagissent beaucoup plus lentement(1).
La réponse de l’organisme à la haute altitude est en partie déterminée par la génétique. Les populations qui résident traditionnellement en haute altitude depuis des milliers d’années, comme les Sherpas de l’Himalaya, produisent plus d’érythropoïétine et ont, en moyenne, plus d’érythrocytes que les personnes vivant au niveau de la mer.
Comment les gènes influencent le taux d’EPO ?
Les taux d’érythropoïétine sont conditionnés par le patrimoine génétique d’une personne. Le gène EPO-R code pour la protéine érythropoïétine. Lorsque le taux d’oxygène est faible, ce gène est régulé et la production d’érythropoïétine augmente.
Une étude(2) publiée en 2015 a montré qu’une mutation (rs7776054) située entre les gènes HBS1L et MYB avait une incidence sur les taux d’EPO. Le gène MYB régule la formation des cellules sanguines, et la région MYB-HSB1L contient de nombreuses variantes qui influencent les paramètres sanguins.
L’érythropoïétine dans le sport
Au cours des dernières décennies, les athlètes professionnels ont découvert les avantages importants de l’érythropoïétine dans le sport(3). L’EPO peut augmenter de manière significative la quantité d’oxygène capté, permettant ainsi d’améliorer considérablement l’endurance et les performances sportives.
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L’EPO fait partie des produits dopants pour le sang, dont l’usage est interdit par la commission médicale du Comité international olympique (CIO)(4) et l’Agence mondiale antidopage (AMA). Cette substance est devenue célèbre grâce à son utilisation par Lance Armstrong, un cycliste américain connu pour avoir remporté sept Tours de France consécutifs.
Le dopage sanguin se traduit par un volume anormalement élevé d’érythrocytes, provoquant un épaississement du sang et augmentant le risque d’effets secondaires graves associés, tels que :
- Réactions allergiques ;
- Symptômes grippaux ;
- Hypertension artérielle ;
- Crises d’épilepsie ;
- Caillots sanguins ;
- Crise cardiaque ;
- Embolie pulmonaire ;
- Accident vasculaire cérébral.
Déficit en érythropoïétine
Un taux insuffisant d’EPO est observé dans de nombreuses maladies, notamment celles qui endommagent les reins. Il provoque une anémie normochrome normocytaire(5), dans laquelle les cellules sanguines sont insuffisantes pour répondre aux besoins en oxygène de l’organisme. Les symptômes de l’anémie sont les suivants :
- Fatigue ;
- Vertiges ;
- Essoufflement ;
- Affaiblissement ;
- Maux de tête ;
- Peau pâle ;
- Palpitations cardiaques.
Dans le cas d’une maladie rénale chronique, un faible taux d’érythropoïétine peut provoquer une anémie(6). Elle est également liée à des maladies chroniques comme le sida(7), les maladies inflammatoires(8) et certains cancers(9).
Le traitement de l’anémie liée à l’EPO
Les cas légers d’anémie peuvent ne nécessiter aucun traitement, surtout en l’absence de symptômes. Cependant, les cas plus graves peuvent nécessiter des suppléments de fer ou de stimulants de l’érythropoïétine, également connue sous le nom d’érythropoïétine recombinante(10).
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Le traitement à l’érythropoïétine s’est révélé être un traitement efficace de l’anémie chez les patients atteints d’insuffisance rénale chronique, ainsi que dans les cas de cancer, de VIH ou après une transplantation.
L’excès d’érythropoïétine
Un taux élevé d’érythropoïétine peut être occasionné par un taux d’oxygène chroniquement bas ou par une tumeur sécrétant de l’érythropoïétine, telle qu’un carcinome rénal(11). L’augmentation de l’EPO demande à la moelle osseuse de produire davantage de globules rouges.
Dans de rares cas, le fait d’avoir trop de globules rouges peut déclencher une pathologie rare appelée polyglobulie secondaire, associée à une série de problèmes de santé graves :
- Augmentation de la viscosité du sang ;
- Apport en sang et oxygénation moins efficaces ;
- Pression sanguine élevée dans les poumons ;
- Caillots sanguins potentiellement mortels ;
- Accident vasculaire cérébral.
Foire aux questions
Qu’est-ce que l’érythropoïétine ?
L’érythropoïétine est une hormone produite principalement par les reins, qui stimule la production de globules rouges dans la moelle osseuse.
Comment fonctionne l’érythropoïétine ?
L’érythropoïétine agit en se liant à des récepteurs spécifiques sur les cellules de la moelle osseuse, ce qui stimule la production de globules rouges.
Pourquoi l’érythropoïétine est-elle utilisée comme dopant dans le sport ?
L’érythropoïétine augmente le nombre de globules rouges, ce qui améliore l’apport en oxygène aux muscles et peut donc améliorer les performances physiques, en particulier l’endurance.
Quels sont les risques liés à l’utilisation de l’érythropoïétine comme dopant ?
L’augmentation du nombre de globules rouges peut rendre le sang plus visqueux, augmentant ainsi les risques de caillots sanguins, d’accidents vasculaires cérébraux, d’infarctus du myocarde et de problèmes cardiaques.
Quels sont les symptômes d’un surdosage en érythropoïétine ?
Un surdosage en érythropoïétine peut provoquer une augmentation excessive du nombre de globules rouges, ce qui peut entraîner des maux de tête, des vertiges, de l’essoufflement, une augmentation de la pression artérielle et un risque accru de caillots sanguins et de problèmes cardiaques.
Existe-t-il des alternatives légales et sécuritaires à l’érythropoïétine pour améliorer les performances sportives ?
Des alternatives légales et sécuritaires pour améliorer les performances sportives incluent l’entraînement spécifique, une alimentation équilibrée, des compléments alimentaires adaptés et une bonne récupération entre les séances d’entraînement.
Quel organe secrète l’érythropoïétine ?
L’érythropoïétine est principalement sécrétée par les cellules interstitielles des reins. Une petite quantité est également produite par le foie. La production de cette hormone est étroitement régulée en fonction des niveaux d’oxygène dans le sang.
Quelle vitamine stimule l’érythropoïèse ?
La vitamine B12, également connue sous le nom de cobalamine, est essentielle pour stimuler l’érythropoïèse, le processus de production de globules rouges dans la moelle osseuse.
Quels sont les aliments qui font augmenter les globules rouges ?
Les aliments riches en fer, en vitamine B12 et en acide folique peuvent aider à augmenter la production de globules rouges. Le fer est un composant essentiel de l’hémoglobine, la protéine qui transporte l’oxygène dans les globules rouges. Les sources alimentaires de fer comprennent les viandes rouges, les abats, les légumineuses, les légumes à feuilles vert foncé et les fruits secs. La vitamine B12 est présente dans les produits d’origine animale, tels que les viandes, les poissons, les œufs et les produits laitiers. L’acide folique, une vitamine B essentielle à la production de globules rouges, se trouve dans les légumes à feuilles vertes, les agrumes, les légumineuses et les céréales enrichies.
Quels médicaments stimulent l’EPO ?
Les médicaments qui stimulent l’EPO comprennent les agents érythropoïétiques stimulants (ESA), tels que l’époétine alfa et le darbépoétine alfa. Ces médicaments sont des copies synthétiques de l’érythropoïétine naturelle et sont utilisés pour traiter l’anémie associée à l’insuffisance rénale chronique, le cancer et d’autres conditions médicales.
Ce qu’il faut retenir
L’érythropoïétine joue un rôle central dans la régulation de la production de globules rouges et l’équilibre de l’oxygène dans l’organisme. Bien qu’elle puisse être utilisée à des fins médicales pour traiter des conditions telles que l’insuffisance rénale chronique, il est crucial de se rappeler que son utilisation non réglementée, en particulier dans le cadre du dopage sportif, peut entraîner des risques graves pour la santé.
Références
