Gènes et force musculaire : ce que l’on sait

La force musculaire n’est pas le produit d’un seul « gène de la force ». Des dizaines de variants courants, et quelques variants rares, déplacent la force de préhension de quelques centaines de grammes à un peu plus d’un kilogramme, alors que l’âge, la maladie et l’entraînement pèsent souvent davantage.

Le détail le plus contre-intuitif de la première grande étude d’association pangénomique (GWAS) n’est pas le nombre de locus. Trois gènes déjà connus pour des maladies neuromusculaires rares (PEX14, LRPPRC et KANSL1) se retrouvent aussi parmi les signaux de la force ordinaire, dans un échantillon combiné de 195 180 personnes publié en 2017 dans Nature Communications. Autrement dit, le même matériel génétique qui, à dose forte, fait une maladie, peut, à dose faible, seulement faire un peu moins de force dans la population générale.

Les 16 locus de 2017 n’étaient qu’un premier calque. L’année suivante, une analyse UK Biobank plus large a reproduit 64 signaux. En 2021, la faiblesse après 60 ans a révélé 15 locus en partie distincts. Le consensus européen EWGSOP2 a ensuite placé la force, et non plus seulement la masse, au centre du diagnostic de sarcopénie, avec des seuils de préhension sous 27 kg pour les hommes et sous 16 kg pour les femmes. Les recommandations d’activité de l’OMS (2020) et des CDC (2025) restent le levier concret, deux jours de renforcement par semaine au minimum.

Comment la génétique façonne la force de préhension

La force de préhension, mesurée avec un dynamomètre que l’on serre à fond, sert de proxy clinique de la force globale. Elle est simple, peu coûteuse et assez reproductible pour les études de population. Une préhension plus basse s’associe, dans les suivis observationnels, à la fragilité, aux limitations du quotidien, aux fractures et à une mortalité plus élevée. Cela ne dit pas encore si la force est la cause de ces événements, ou seulement un marqueur précoce d’un corps déjà malade.

Les études familiales et de jumeaux, rappelées par Willems et ses collègues, situent l’héritabilité de la préhension entre 30 % et 65 %. Cette fourchette décrit la part de la variance attribuable aux gènes dans un groupe donné, pas le destin d’une personne. L’héritabilité estimée à partir des variants courants génotypés est nettement plus basse. Dans l’échantillon de découverte UK Biobank de 2017, elle atteignait 23,9 % pour la préhension maximale. Dans l’analyse de 2018, qui portait sur une force relative (ajustée à la taille du corps), elle tombait à 13 %.

Chaque variant courant identifié déplace la force d’une petite quantité. Dans l’étude de 2017, l’effet par allèle allait de 0,14 kg à 0,42 kg. Personne ne « gagne » ou ne « perd » dix kilos de préhension à cause d’un seul variant ponctuel (SNP). Le tableau génétique de la force est polygénique, c’est-à-dire fait d’une multitude de petits effets qui s’additionnent, plus quelques variants rares à effet plus visible.

Un autre fait d’usage, indépendant des GWAS, vient de la Cleveland Clinic. La préhension commence souvent à baisser vers 50 ans. Une main plus faible rend plus difficiles les gestes du quotidien (ouvrir un bocal, boutonner, tenir un couvert) et signale souvent une perte de force ailleurs dans le corps. Ce n’est pas un diagnostic à lui seul. C’est un signal d’alerte, à relire avec l’âge, les maladies associées et la capacité à se lever d’une chaise.

Les premiers locus, du muscle aux maladies rares

L’analyse combinée de 2017 a porté sur 142 035 participants de la UK Biobank, puis sur jusqu’à 53 145 personnes issues de huit cohortes supplémentaires, pour un total de 195 180 individus. Seize locus ont atteint le seuil pangénomique (P < 5 × 10⁻⁸). Douze d’entre eux se reproduisaient dans le second étage, avec un effet de même sens.

Plusieurs de ces régions touchent la biologie du muscle ou de la jonction nerf-muscle. ACTG1 code une actine du costamère, le complexe qui ancre les myofibrilles à la membrane et transmet la force du sarcomère vers l’extérieur. SLC8A1 code un échangeur sodium-calcium utile au retour du calcium après l’excitation. SYT1 code la synaptotagmine-1, une protéine de la membrane synaptique qui règle la libération de neurotransmetteurs. TGFA code le TGF-α, un facteur de croissance à rôle neurotrophique. PEX14, LRPPRC et KANSL1, eux, sont déjà impliqués dans des syndromes monogéniques avec atteinte psychomotrice (spectre de Zellweger, variante canadienne-française du syndrome de Leigh, syndrome de Koolen-de Vries).

Les chercheurs ont aussi testé un score génétique à 16 variants. L’association avec la force mesurée ne variait pas selon l’âge, mais elle était plus marquée chez les hommes (0,20 kg par allèle « fort ») que chez les femmes (0,13 kg). Ce n’est pas une invitation à traiter les sexes autrement sur la seule foi de ce score. C’est un rappel que le même catalogue de variants n’a pas forcément le même poids visible selon le corps dans lequel il s’exprime.

Une autre leçon de 2017 concerne l’athlète de haut niveau. Parmi 14 variants disponibles, aucun n’était associé au statut de sprinteur ou de spécialiste de la puissance. Le variant stop d’ACTN3 (R577X), souvent cité dans le sport, n’avait qu’un effet nominal minuscule sur la préhension (−0,062 kg). Les gènes de la force quotidienne et ceux du podium ne se superposent pas de façon simple.

Des dizaines de variants courants, puis six gènes rares

Le calque à 16 locus a vieilli dès l’année suivante. Tikkanen et ses collègues ont analysé 334 925 participants de la UK Biobank, avec une découverte sur 223 315 personnes et une réplication sur 111 610. Cent un locus ont atteint le seuil en découverte. Soixante-quatre se reproduisaient (P < 0,01 et même direction). La méta-analyse montait à 139 locus indépendants, qui expliquaient 1,7 % de la variance de la préhension. L’écart entre 1,7 % et les 30 % à 65 % des études familiales montre tout ce que les variants courants encore mal cartographiés, les variants rares et l’environnement laissent dans l’ombre.

Les signaux les plus forts de 2018 touchaient FTO (un locus d’obésité et de traits métaboliques) et une région proche d’ATXN2L et d’ATP2A1, gène de la pompe calcique du réticulum sarcoplasmique, déjà lié à la maladie de Brody. Un variant non synonymique de SLC39A8, déjà associé à la schizophrénie et à des traits métaboliques, figurait aussi parmi les trois plus significatifs. Les analyses d’expression (eQTL) mettaient en avant le nerf tibial, l’artère tibiale et, au niveau des processus biologiques, la régulation de la contraction du muscle squelettique. Le cerveau n’était pas un acteur secondaire. Les transcrits enrichis et plusieurs gènes proches (BDNF, KIF1B, TCF4, FOXP1) rappellent que la force se construit aussi dans le système nerveux.

En 2023, Huang et ses collègues ont changé d’échelle génétique. Sur les exomes de 340 319 participants de la UK Biobank, la charge globale de variants tronquants rares et de variants faux-sens délétères s’associait à une préhension plus basse. Six gènes passaient le seuil de Bonferroni. KDM5B, OBSCN, GIGYF1, TTN, RB1CC1 et EIF3J. TTN et OBSCN codent la titine et l’obscurine, deux géants du sarcomère. Chez 3 925 porteurs d’un variant tronquant de TTN, la préhension était en moyenne inférieure de 0,61 kg. La charge de variants tronquants dans les gènes intolérants à la perte de fonction pesait −0,25 kg. Les architectures courante et rare restaient, à la taille actuelle des échantillons, largement distinctes.

TTN n’est pas un détail de laboratoire, comme le décrit MedlinePlus Genetics. La titine donne au sarcomère sa structure, son élasticité et une partie de sa signalisation. Des variants de TTN peuvent causer des myopathies (centronucléaire, tibiale, des ceintures, titinopathie congénitale) et des cardiomyopathies dilatées, ces dernières représentant environ 15 % à 20 % des formes non syndromiques. Une préhension un peu plus basse dans une biobanque et une maladie cardiaque familiale ne sont pas le même tableau. Elles partagent pourtant un gène.

Quelle part de la force vient vraiment des gènes

L’héritabilité n’est pas un pourcentage de « force innée » que l’entraînement ne pourrait plus bouger. C’est une statistique de groupe, sensible à l’âge et à la façon de mesurer le trait. Willems citait 30 % à 65 %. Tikkanen citait 56 % pour la préhension isométrique, d’après les études familiales. Jones rappelait 48 % à 55 % chez 1 757 paires de jumeaux masculins de 45 à 96 ans. Les trois fourchettes se recouvrent. Elles disent la même chose. Les gènes comptent, et ils ne comptent pas seuls.

Quand on passe de la force continue à la faiblesse clinique après 60 ans, la part expliquée par les SNP courants s’effondre. Jones et ses collègues ont trouvé une héritabilité SNP de 4,4 % pour une préhension basse définie à la manière de l’EWGSOP de 2010. Douze des quinze locus de cette faiblesse n’avaient pas été impliqués dans les GWAS de la force continue. HLA-DQA1, GDF5 et DYM menaient le classement. L’arthrose, le système HLA et le contrôle du cycle cellulaire pesaient davantage que la simple mécanique du sarcomère. La génétique de « être un peu plus fort » et celle de « devenir trop faible après 60 ans » ne sont pas superposables.

Un score polygénique de préhension, dans l’étude de 2018, s’associait à de meilleurs indices de forme et à moins de signes de fragilité (marche lente, chutes, fatigue, perte de poids déclarée). Huang a montré, de son côté, que le score polygénique et la charge de variants rares dans des gènes de maladies neuromusculaires mendéliennes s’additionnaient. Un score « favorable » atténuait, sans l’effacer, l’effet d’un variant rare dominant. Ce n’est pas une ordonnance. C’est la preuve que le fond génétique courant et le variant rare ne s’excluent pas.

Dans la vie réelle, l’environnement prend plus de place avec les années. Les cohortes de jumeaux le disent depuis longtemps. La maladie, l’alitement, les corticoïdes, l’alcool, une kaliémie basse ou simplement l’arrêt de l’activité peuvent faire baisser la force beaucoup plus vite qu’un SNP. Parmi les causes les plus fréquentes de faiblesse généralisée, surtout chez les personnes âgées, le Merck Manual range le déconditionnement et la perte de muscle liés à l’inactivité.

Fractures, cœur et mortalité, ce que la génétique clarifie

Les suivis observationnels lient une préhension basse aux fractures, aux maladies cardiovasculaires et à la mortalité. La question ouverte en 2017 était celle de la causalité. Willems et ses collègues ont utilisé les 16 locus comme instrument de randomisation mendélienne. Ils n’ont pas trouvé de lien causal avec la mortalité toutes causes, ni dans EPIC-Norfolk (5 699 décès, hazard ratio 0,96 par kilo, intervalle 0,91 à 1,03), ni via la durée de vie des parents dans la UK Biobank (hazard ratio 1,00, intervalle 0,98 à 1,03). Ils n’ont pas non plus trouvé de lien causal avec la maladie coronaire (odds ratio 0,99) ni avec l’infarctus (odds ratio 0,98).

En revanche, un kilo de préhension prédite par les gènes s’associait à un risque de fracture un peu plus bas (odds ratio 0,95, intervalle 0,90 à 0,99). Cette baisse ne passait pas par une densité minérale osseuse plus élevée. Le signal allait plutôt vers la force comme protection contre la chute et ses conséquences, pas comme un « durcisseur » d’os. C’est l’un des résultats les plus utiles pour le lecteur. Gagner de la force reste un levier plausible contre les fractures, même si cela ne prolonge pas à coup sûr la vie.

L’étude de 2018, plus puissante, a dit autre chose sur le cœur. Avec 139 variants et une force relative, la randomisation mendélienne suggérait un effet protecteur sur la maladie coronaire (odds ratio 0,69 par écart-type, intervalle 0,60 à 0,79) et sur la fibrillation atriale (odds ratio 0,75, intervalle 0,62 à 0,90). Les deux papiers ne se « moyennent » pas. Ils n’utilisent pas le même instrument, ni la même définition de la force. Le papier de 2017, plus prudent, n’excluait pas un petit effet causal manqué faute de puissance. Le papier de 2018 va plus loin, mais un instrument plus large augmente aussi le risque de pléiotropie. Un lecteur honnête retient donc une certitude et une incertitude. La certitude porte sur les fractures. L’incertitude porte sur le cœur.

Jones a ajouté un troisième étage. La faiblesse après 60 ans partage une corrélation génétique de 29,7 % avec l’arthrose et de 19,5 % avec la maladie coronaire. La randomisation mendélienne de cette étude pointait des voies superposées (diabète de type 2, polyarthrite rhumatoïde, maladies allergiques), pas un simple manque de fibres musculaires. Une préhension basse tardive dit souvent quelque chose du vieillissement immunitaire et articulaire, pas seulement du biceps.

Sarcopénie, la force d’abord selon le consensus européen

Jusqu’à la révision EWGSOP2, publiée le 24 octobre 2018 dans Age and Ageing, beaucoup de définitions de la sarcopénie commençaient par la masse musculaire. Le groupe européen a inversé l’ordre. La sarcopénie est probable dès que la force est basse. Elle n’est confirmée que si la quantité ou la qualité du muscle est aussi basse. Elle est grave si, en plus, la performance physique chute (vitesse de marche à 0,8 m/s ou moins, par exemple).

Les seuils de force proposés pour l’Europe sont ronds, donc un peu moins précis qu’un score statistique, mais plus faciles à retenir en consultation.

Ces chiffres viennent de populations européennes de référence, souvent à −2 écarts-types sous la moyenne des jeunes adultes. Ils ne sont pas universels. La Cleveland Clinic cite, de son côté, un seuil américain de faiblesse sous 26 kg côté masculin et sous 16 kg côté féminin. Le médecin en France appliquera le référentiel local. Le lecteur, lui, peut retenir l’ordre de grandeur. Vers 16 kg pour une femme et 27 kg pour un homme, la force n’est plus « un peu basse ». Elle entre dans une zone où l’EWGSOP2 parle déjà de sarcopénie probable.

Le questionnaire SARC-F sert à trouver les personnes à tester. La préhension, si les mains le permettent, reste l’outil de force recommandé à l’hôpital, en spécialité et en ville. Quand une arthrose avancée ou un accident vasculaire rend le serrage impossible, on se rabat sur un couple isométrique de jambe ou sur les levers de chaise. Une préhension isolée ne pose pas le diagnostic. Elle ouvre le bilan.

Jones a utilisé, pour sa génétique de la faiblesse, les seuils plus hauts de l’EWGSOP de 2010 (moins de 30 kg pour un homme, moins de 20 kg pour une femme). Près de 18,9 % des 256 523 Européens de 60 ans et plus tombaient sous ces barres. Le changement de 2018 n’efface pas ce travail. Il change ce que le clinicien appelle « probable » aujourd’hui.

Quand une faiblesse musculaire doit faire consulter

Une préhension qui baisse lentement avec l’âge n’est pas une urgence. Une vraie faiblesse, au sens du Merck Manual, l’est parfois. La faiblesse vraie, c’est l’incapacité à produire une force malgré un effort maximal. Beaucoup de gens disent « je suis faible » alors qu’ils sont fatigués, douloureux ou raides. La distinction compte, parce que les causes et le délai de consultation ne sont pas les mêmes.

Le signal d’alarme n’est pas le chiffre du dynamomètre. C’est le tempo et le territoire du déficit.

• Une faiblesse qui devient grave en quelques jours, ou moins, justifie un passage aux urgences, via le 15 ou le 112.
• Un essoufflement nouveau, une difficulté à relever la tête allongé, à mâcher, à parler ou à avaler, relève du même appel.
• La perte soudaine de la marche, ou une faiblesse d’un seul côté avec trouble de la parole ou de la vision, fait craindre un accident vasculaire.
• Des objets qui tombent, des fourmillements, un amaigrissement de la main ou une douleur après un traumatisme demandent un avis rapide du médecin traitant.
• Une baisse lente sur des mois, sans signe neurologique, se discute au prochain rendez-vous, avec une mesure de force si possible.

Les causes fréquentes, d’après le Merck Manual, se répartissent en deux groupes. Du côté généralisé, le déconditionnement, l’alitement, une maladie grave, une kaliémie basse, l’alcool ou les corticoïdes. Du côté localisé, l’accident vasculaire, un nerf comprimé, une hernie discale, une compression médullaire. Les maladies de la jonction neuromusculaire (myasthénie) et les myopathies, y compris celles liées à TTN, restent moins courantes mais ne doivent pas être écartées si le tableau est évocateur, surtout en présence d’antécédents familiaux.

N’attendez pas un test génétique pour consulter. Le premier geste est clinique. On date le début, on localise les muscles, on teste la marche, les réflexes et la force contre résistance. Le médecin décidera s’il faut un bilan sanguin, une imagerie, un avis neurologique ou simplement un programme de renforcement. En France, c’est le médecin traitant qui oriente. Les seuils américains ou britanniques ne remplacent pas cet avis.

L’exercice peut encore déplacer la force, gènes compris

Aucun des GWAS cités ne conclut que « les gènes ont tranché ». Willems écrivait déjà que l’absence de lien causal avec la mortalité n’annule pas l’intérêt de maintenir force et masse pour la fonction. Huang a montré que le fond polygénique et un variant rare s’additionnent. L’environnement, lui, continue d’agir. L’entraînement en résistance est précisément cet environnement.

Les lignes directrices de l’OMS de 2020 demandent aux adultes plus âgés au moins 150 à 300 minutes d’activité aérobie d’intensité modérée par semaine, ou 75 à 150 minutes d’intensité élevée, plus des activités de renforcement des principaux groupes musculaires au moins deux jours par semaine. Elles ajoutent, pour cette classe d’âge, une activité multicomposante axée sur l’équilibre et la force, au moins trois jours par semaine, afin de préserver la fonction et de prévenir les chutes. L’exercice de ce type peut réduire le taux de chutes d’environ 23 % (rapport de taux groupé 0,77, intervalle 0,71 à 0,83).

Dans leur fiche mise à jour le 4 décembre 2025, les CDC disent la même chose pour les 65 ans et plus. Cent cinquante minutes d’aérobie modérée, ou 75 minutes d’aérobie intense, au moins deux jours de renforcement (jambes, hanches, dos, abdomen, poitrine, épaules, bras) et des exercices d’équilibre. Si les recommandations sont hors de portée, le texte américain insiste. Une activité vaut mieux que aucune, et les bénéfices augmentent avec le volume.

Un travail ciblé des mains figure aussi parmi les conseils de la Cleveland Clinic. Serrer une balle de squash ou de racquetball, assez ferme, plutôt qu’une balle trop molle ou un tennis trop gros, deux fois par jour, une dizaine de minutes par main, est un exemple donné par le gériatre interrogé. Ce n’est pas un protocole d’essai randomisé. C’est un geste simple, à combiner avec le renforcement du reste du corps, pas à substituer à celui-ci.

Quelques précautions, formulées comme des phrases autonomes, évitent de transformer ces doses en programme universel.

• Un médecin ou un kinésithérapeute adapte la charge s’il existe une maladie cardiaque, une hypertension mal contrôlée ou des douleurs articulaires.
• Les doses de l’OMS et des CDC sont des cibles de santé publique, pas une ordonnance individuelle.
• Commencer bas et monter progressivement reste la consigne des deux institutions pour les personnes peu actives.
• Le renforcement ne « corrige » pas un variant de TTN ni une myopathie. Il peut malgré tout améliorer la fonction restante.
• La pratique locale (prescription, séances de kinésithérapie, activité adaptée) se décide en France avec le médecin et le professionnel de rééducation.

Un test génétique sert-il pour la force courante

Un test grand public qui promet de lire « votre potentiel de force » n’a pas de place dans les documents cités ici. Les 16, puis 64, puis 139 variants n’expliquent qu’une fraction mince de la variance. Un résultat « défavorable » ne dit pas que l’entraînement est inutile. Un résultat « favorable » ne protège pas d’une sarcopénie si l’on reste alité.

Le cas des maladies monogéniques est différent. Un apparenté atteint de myopathie, de cardiomyopathie dilatée ou d’une titinopathie connue peut justifier, dans un service de génétique, l’analyse de TTN ou d’autres gènes. MedlinePlus décrit un spectre large, du nouveau-né hypotonique à l’adulte avec faiblesse des jambes ou cœur dilaté. Ce n’est plus le sujet de la préhension de la UK Biobank. C’est un diagnostic de maladie, encadré, avec conseil génétique.

Huang le dit autrement. Les variants rares d’un gène d’action clinique (TTN) et les variants courants du même locus peuvent converger. Cela aide les chercheurs à interpréter un variant. Cela ne transforme pas la préhension en test de dépistage cardiaque. Si la force baisse vite, si le souffle manque, si des apparentés ont une maladie du muscle ou du cœur, la bonne porte n’est pas un score polygénique en ligne. C’est le médecin traitant, éventuellement suivi d’un cardiologue ou d’un neurologue.

Conclusion

La carte génétique de la force musculaire s’est élargie. On est passé de 16 locus en 2017 à des dizaines de variants courants, puis à six gènes de variants rares dont TTN, avec des effets individuels le plus souvent inférieurs à un kilogramme. La faiblesse après 60 ans a, elle, une génétique en partie distincte, plus proche de l’arthrose et du vieillissement immunitaire que de la simple mécanique du sarcomère.

Deux résultats changent la conduite pratique plus que le nom des gènes. Le document EWGSOP2, paru dans Age and Ageing, a fait de la force le premier critère de sarcopénie, avec des seuils de préhension à 27 kg et 16 kg. La randomisation mendélienne de 2017 soutient un rôle causal plausible de la force contre les fractures, alors que le lien avec la mortalité et le cœur reste discuté selon l’instrument génétique.

Le prochain geste utile n’est pas un test ADN. C’est une mesure de préhension ou cinq levers de chaise chronométrés, et, si le chiffre est bas ou si les chutes ont commencé, une question claire au médecin traitant sur un programme de renforcement et d’équilibre, calé sur les doses de l’OMS, et un appel au 15 ou au 112 si la faiblesse s’installe en quelques jours avec un trouble de la respiration, de la déglutition ou de la marche.

Sources

1. Willems SM, Wright DJ et al. : Large-scale GWAS identifies multiple loci for hand grip strength providing biological insights into muscular fitness. Nature Communications, 12 juillet 2017.
2. Tikkanen E, Gustafsson S et al. : Biological Insights Into Muscular Strength: Genetic Findings in the UK Biobank. Scientific Reports, 24 avril 2018.
3. Jones G, Trajanoska K et al. : Genome-wide meta-analysis of muscle weakness identifies 15 susceptibility loci in older men and women. Nature Communications, 28 janvier 2021.
4. Huang Y, Bodnar D et al. : Rare genetic variants impact muscle strength. Nature Communications, 10 juin 2023.
5. Cruz-Jentoft AJ, Bahat G et al. : Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Age and Ageing, 24 octobre 2018.
6. WHO guidelines on physical activity and sedentary behaviour. World Health Organization, 25 novembre 2020.
7. Older Adult Activity: An Overview. Centers for Disease Control and Prevention, 4 décembre 2025.
8. What Grip Strength Says About Your Health. Cleveland Clinic, 14 mars 2023.
9. Freedman M : Weakness — Brain, Spinal Cord, and Nerve Disorders. Merck Manual Consumer Version, septembre 2025.
10. TTN gene: MedlinePlus Genetics. MedlinePlus, mis à jour en 2025.