La dysfonction mitochondriale est un point central dans la recherche sur le vieillissement. Présentées comme les "centrales électriques des cellules", la force et l'efficacité de nos mitochondries diminuent avec l'âge. Pour couronner le tout, les vieilles mitochondries ne peuvent plus être décomposées correctement et encombrent les cellules jusqu'à ce qu'elles perdent leur fonction. De nombreuses voies métaboliques associées au vieillissement se déroulent dans les mitochondries ou y sont impliquées. Un exemple serait le NAD.
Nous te montrons ici ce qui se passe dans nos mitochondries, comment l'âge affecte nos organelles cellulaires et ce que nous pouvons faire pour éventuellement inverser ce hallmark of aging.
Les mitochondries, une petite merveille de la nature
Les mitochondries se trouvent en nombre variable dans les cellules de l'organisme et constituent ainsi l'un des nombreux dispositifs qui apportent leur contribution au bon fonctionnement des cellules. Les cellules musculaires, les cellules sensorielles ou les ovules sont des cellules qui ont des besoins énergétiques importants. Par conséquent, ces cellules contiennent un nombre de mitochondries supérieur à la moyenne. Dans une cellule du muscle cardiaque, la part de volume atteint même 36%, ce qui est exceptionnel. C'est déjà un indice de la grande importance de ces organelles cellulaires.
Les centrales électriques de l'organisme ont une particularité spéciale: elles possèdent leur propre ADN, appelé mtDNA (de l'angl. ADN mitochondrial), qui flotte en forme d'anneau à l'intérieur de la mitochondrie. Mais cela ne permet pas une reproduction autonome. Le génome mitochondrial de l'homme ne comprend que 37 gènes . A titre de comparaison, l'ADN du noyau cellulaire contient l'information pour 20000-25000 gènes.
Le saviez-vous? Contrairement à notre ADN dans les noyaux cellulaires, l'ADN mitochondrial se trouve sans protection dans le cytoplasme des mitochondries. Cela les rend particulièrement vulnérables au stress oxydatif. Notre propre glutathion et des antioxydants, que nous trouvons surtout dans les substances végétales secondaires , jouent un rôle protecteur.
Chaîne respiratoire, fourniture d'énergie et NAD+
Comme on le sait, la mitochondrie produit et fournit de l'énergie. Ce processus s'appelle la respiration cellulaire et passe par la chaîne respiratoire - une interaction de 5 complexes de protéines qui forment une chaîne de transport d'électrons. Les électrons (particules chargées négativement) jouent donc un rôle important dans le processus de production d'énergie. Au début de la chaîne respiratoire se trouve la molécule NADH, qui peut céder deux électrons dans le cadre de la production d'énergie. Il en résulte en fin de compte ATP et le "produit de déchet" NAD+. Le NAD+ n'est rien d'autre que la molécule NADH, mais avec un proton (particule chargée positivement) et deux électrons en moins.
Pour faire court: La production d'énergie dans nos cellules consiste à éliminer les électrons contenus dans les aliments. Ce processus libère alors de l'énergie. Les niveaux élevés de NAD+ signifient qu'une grande quantité de NADH est convertie en ATP, ce qui signifie que la cellule est capable de produire beaucoup d'énergie. C'est bon signe. NAD+ active par la suite Sirtuine, un groupe de gènes liés à la longévité. Nous y reviendrons plus tard.
Saviez-vous? Les taux de NAD diminuent avec l'âge. Cela peut être démontré par ex.B. einfach mit einem NAD-Test feststellen. Les raisons sont multiples, allant d'une production réduite à une extraction accrue. Nous avons résumé pour toi la présentation détaillée de la recherche actuelle dans notre article de synthèse "Qu'est-ce que le NAD".
regeNAD est un complexe formulé de manière innovante pour augmenter le taux de NAD - avec de la lutéoline et de l'apigénine.
Les radicaux libres - espèces réactives de l'oxygène (ROS)
Une théorie choisie du vieillissement suggère que le dysfonctionnement mitochondrial progressif qui se produit lors du vieillissement entraîne une augmentation de la production de radicaux libres (= espèces réactives de l'oxygène, ROS de l'anglais reactive oxygen species). reactive oxygen species). Cela endommage encore plus les mitochondries et entraîne donc une détérioration générale des cellules. Les antioxydants sont intéressants à cet égard.
De nombreuses études soutiennent ce lien, mais ces dernières années, les résultats des recherches à ce sujet ont été de plus en plus controversés. Par exemple, une augmentation des radicaux libres a permis de prolonger la durée de vie des levures et des nématodes. De plus, les manipulations génétiques qui provoquaient des dommages oxydatifs n'accéléraient pas le vieillissement chez les souris. De même, la durée de vie des souris n'a pas été prolongée par des manipulations qui ont amélioré les mécanismes de protection antioxydants.
Parallèlement, la recherche fondamentale a fourni des preuves solides du rôle des radicaux libres dans le déclenchement des signaux de division cellulaire et de survie en réponse au stress. Au vu de ces résultats et de nombreux autres résultats surprenants, la théorie a été ébranlée - une réévaluation est devenue nécessaire. Comme pour la voie du signal IGF-1 , les résultats, à première vue contradictoires, ont pu être harmonisés sous un même toit.
Selon cette étude, les ROS sont un signal de survie lié au stress pour compenser la détérioration qui accompagne le vieillissement. Le nombre de radicaux libres augmente donc pour assurer la survie des cellules. Du moins jusqu'à ce qu'ils trahissent leur objectif initial et aggravent plutôt qu'ils n'atténuent les dommages liés à l'âge en raison de leur augmentation massive. On pourrait aussi le résumer autrement:
Nous avons besoin des ROS, ils peuvent agir comme des partenaires d'entraînement pour nos cellules. Mais si elles sont trop nombreuses, elles endommagent nos cellules.
Dysfonctionnement mitochondrial et biogenèse
Le vieillissement par dysfonctionnement mitochondrial n'est cependant pas uniquement médié par les radicaux libres (ROS). Parmi toute une série d'autres facteurs, nous allons en examiner quelques-uns de plus près. Comme pour tant de processus dans le corps, la famille de gènes des Sirtuines est également importante ici. SIRT1 module la biogenèse via une protéine appelée PGC-1α. Cette protéine est le "maître régulateur" de la biogenèse mitochondriale et un lien direct entre les stimuli physiologiques externes (comme l'exercice) et la régulation de la mitochondrie.
En voici un exemple plus concret : si de jeunes enfants pratiquent des sports qui exigent des performances d'endurance, les fibres musculaires rapides (pour les sprints) sont reprogrammées en fibres musculaires lentes (pour l'endurance). Ces fibres musculaires possèdent de très nombreuses mitochondries afin d'assurer une fourniture d'énergie endurante.
La quantité de mitochondries est déterminée par la PGC-1α - un taux élevé assure une production accrue de mitochondries. Une certaine répartition de base des fibres musculaires est toutefois génétiquement déterminée. La plus petite partie variable est toutefois dirigée par des exigences physiques via PGC-1α. Les parents peuvent ainsi influencer indirectement le développement musculaire de leurs enfants par le choix du sport.
Sais-tu? Tandis que le sport peut faire grimper les taux de PGC-1α, l'inflammation fait baisser les taux de PGC-1α. Typiquement, lors de processus inflammatoires dans le corps, le Nf-kB est activé et celui-ci peut avoir un effet négatif direct sur le PGC-1α. On voit ici encore une fois que les différents Hallmarks of Aging agissent ensemble et sont difficiles à séparer les uns des autres. Inflammaging, la dixième marque d'hall, contribue ainsi directement au dysfonctionnement mitochondrial.
Zurück zu den Langlebigkeitspfaden. SIRT1 contrôle également l'élimination des mitochondries endommagées par autophagie, une sorte de ramassage des déchets dans le corps. Le SIRT3 cible les enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique et est également capable de contrôler directement la vitesse de production des radicaux libres.
D'un point de vue aviaire, ces résultats soutiennent l'hypothèse selon laquelle les sirtuines agissent comme une sorte de capteurs métaboliques pour influencer la fonction des mitochondries et protéger contre les maladies liées à l'âge. Comme les mitochondries possèdent leur propre petit génome, les mutations correspondantes dans l'information génétique perturbent naturellement aussi leur fonctionnalité.
De la théorie à la pratique
Voilà pour les mécanismes moléculaires de la structure mitochondriale. Que nous apportent ces connaissances dans notre vie quotidienne ? Des études ont montré que l'entraînement d'endurance et le jeûne alterné améliorent la santé en évitant la dégénérescence mitochondriale. Cela est dû d'une part à l'autophagie, qui peut être déclenchée aussi bien par le jeûne que par l'entraînement d'endurance. D'autre part, différentes formes de jeûne activent des voies de longévité supplémentaires, comme les sirtuines.
Mitohormesis - petits stimuli, grands effets?
Ce terme quelque peu mystérieux se compose de mitochondrie et hormesis . Selon le concept de l'hormèse , des traitements toxiques légers déclenchent des réactions compensatoires bénéfiques. Les réactions de compensation dépassent la réparation du dommage déclencheur et entraînent ainsi une amélioration de la condition physique cellulaire par rapport à l'état avant le dommage.
Les origines de cette hypothèse remontent à Paracelse et donc au XVIe siècle. L'histoire de l'art remonte au XIXe siècle. Au fil du temps, ce point de vue a été étayé par des expériences et mis à profit dans le domaine médical pour des substances telles que Digitalis (insuffisance cardiaque), Colchicine (goutte) ou Opiates (douleur).
Un certain nombre de lignes de recherche sur le vieillissement se sont également concentrées sur ce concept. Si un dysfonctionnement mitochondrial sévère rend malade, seuls des troubles légers pourraient prolonger la durée de vie, en raison d'une réaction hormonale. Il existe des preuves scientifiques qui soutiennent l'opinion selon laquelle la metformine et le resvératrol sont des poisons mitochondriaux doux qui induisent un état de faible énergie et augmentent ainsi les niveaux d'AMP. Nous connaissons déjà la conséquence de l'article sur la mesure dérégulée des nutriments: l'AMPK est activée et ralentit ainsi le vieillissement.
La metformine a prolongé la vie de nématodes et de souris dans certaines études. Dans des conditions nutritionnelles normales, le resvératrol n'a pas permis de prolonger la durée de vie des souris, mais il existe des résultats d'études significatifs indiquant qu'il protège contre les dommages métaboliques et améliore la fonction mitochondriale via l'augmentation de la PGC-1α. L'observation selon laquelle la surexpression de PGC-1α prolonge la durée de vie des mouches des fruits fournit une preuve supplémentaire du rôle de la protéine dans la longévité.
Résumé des voies de signalisation autour des mitochondries et du vieillissement. Mitohormesis, PGC1a et les radicaux libres sont considérés comme ayant une fonction protectrice.
Conclusion - comment renforcer les mitochondries?
Les mitochondries ne sont pas seulement les centrales électriques de la cellule, mais aussi des sources potentielles de vieillissement sain. La fonction, ou plutôt la non-fonction, a une influence profonde sur le processus de vieillissement.
Les études montrent assez clairement qu'en faisant du sport z.B. Mitochondrien stärken kann. L'entraînement de l'endurance et de la force, même jusqu'à un âge avancé, constitue la base. En outre, nous devons protéger les mitochondries contre un stress oxydatif excessif en adoptant une alimentation riche en phytonutriments. Le resvératrol a par exemple montré qu'il avait un effet positif sur les mitochondries.
La santé des mitochondries est toujours étroitement liée au taux de NAD. Comme elles diminuent avec l'âge, il peut être judicieux de supplémenter les précurseurs, comme ceux contenus dans regeNAD . Le dernier aspect à prendre en compte pour renforcer nos mitochondries est de veiller à ce que l'"élimination" des vieilles mitochondries se fasse sans problème. La (macro)autophagie modifiée constitue cependant une marque de vieillissement à part entière, c'est pourquoi nous examinerons cet aspect plus en détail dans un autre article.
En conclusion, les mitochondries sont un aspect fascinant de la recherche sur le vieillissement. L'objectif pour l'avenir est d'en savoir encore plus sur les raisons pour lesquelles les mitochondries ne sont plus aussi performantes avec l'âge et comment nous pouvons inverser cette tendance. Les premières étapes ont déjà été franchies.
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Le prochain article de cette série portera sur la septième caractéristique du vieillissement: Sénescence cellulaire.
