La dysfonction mitochondriale est un point central de la recherche sur le vieillissement. Souvent qualifiées de « centrales électriques des cellules », la force et l’efficacité de nos mitochondries diminuent avec l’âge. Pour ne rien arranger, les vieilles mitochondries ne peuvent plus être correctement dégradées 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 les impliquent. Un exemple serait le NAD.
Nous te montrons ici ce qui se passe dans nos mitochondries, comment l’âge affecte nos organites cellulaires et ce que nous pouvons faire pour éventuellement inverser ce « hallmark of aging ».
Les mitochondries – un petit chef-d’œuvre de la nature
Les mitochondries se trouvent en nombre variable dans les cellules du corps et constituent l’un des nombreux éléments qui contribuent au bon fonctionnement cellulaire. Les cellules musculaires, les cellules sensorielles ou les ovocytes sont des cellules ayant un grand besoin d’énergie. En conséquence, on trouve également un nombre supérieur à la moyenne de mitochondries dans ces cellules. Dans une cellule du muscle cardiaque, la part de volume atteint même un niveau exceptionnel de 36 %. C’est déjà un indice de la grande importance de ces organites cellulaires.
Les centrales énergétiques de l’organisme présentent une particularité spécifique : elles possèdent leur propre ADN, la fameuse ADNmt (de l’anglais mitochondrial DNA), qui flotte en anneau à l’intérieur de la mitochondrie.Une reproduction autonome n’est toutefois pas possible de cette manière. Chez l’être humain, le génome mitochondrial ne comprend que 37 gènes . À titre de comparaison : l’ADN dans le noyau cellulaire contient l’information pour 20 000 à 25 000 gènes.
Le savais-tu ? Contrairement à notre ADN dans les noyaux cellulaires, l’ADNmt se trouve sans protection dans le cytoplasme des mitochondries. Cela la rend particulièrement vulnérable au stress oxydatif. Notre propre glutathion et les antioxydants, que l’on trouve surtout dans les substances végétales secondaires , ont un effet protecteur.
Chaîne respiratoire, production d’énergie et NAD+
Comme on le sait, l’énergie est produite et fournie dans la mitochondrie.Ce processus s’appelle respiration cellulaire et se déroule via la chaîne respiratoire – une interaction de 5 complexes protéiques 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 finalement l’ATP et le « déchet » NAD+. NAD+ n’est rien d’autre que la molécule NADH, simplement appauvrie d’un proton (particule chargée positivement) et de deux électrons.
Pour faire court : La production d’énergie dans nos cellules consiste à détacher les électrons contenus dans les aliments. Au cours de ce processus, de l’énergie est alors libérée. Des taux élevés de NAD+ signifient désormais qu’une grande quantité de NADH est convertie en ATP, ce qui permet à la cellule de produire beaucoup d’énergie. C’est un bon signe. Le NAD+ active ensuite les sirtuines, un groupe de gènes associés à la longévité. Nous y reviendrons plus tard.
Le savais-tu ? Avec l’âge, les taux de NAD diminuent. Cela peut êtrez.B facilement déterminé à l’aide d’un test de NAD . Les raisons en sont multiples, allant d’une production réduite à une dégradation accrue. Nous avons résumé pour toi la présentation détaillée des recherches actuelles 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 lutéoline et apigénine.
Radicaux libres – espèces réactives de l’oxygène (ROS)
Une théorie sélectionnée du vieillissement suggère que la dysfonction mitochondriale progressive, qui apparaît avec l’âge, entraîne une production accrue de radicaux libres (= espèces réactives de l’oxygène, ROS de l’anglais reactive oxygen species). Cela endommage davantage les mitochondries et conduit ainsi à une altération générale des cellules. Les antioxydants sont donc d’un grand intérêt.
De nombreuses études soutiennent ce lien, mais ces dernières années, les résultats de recherche à ce sujet sont devenus de plus en plus controversés. Par exemple, des radicaux libres élevés ont pu prolonger la durée de vie des levures et des nématodes. De plus, des manipulations génétiques provoquant des dommages oxydatifs n’ont pas accéléré le vieillissement chez la souris. La durée de vie des souris n’a pas non plus été prolongée par des manipulations améliorant les mécanismes de protection antioxydants.
Parallèlement, la recherche fondamentale a fourni des preuves solides de la rôle des radicaux libres dans le déclenchement des signaux de division et de survie cellulaires en réponse au stress. Compte tenu de ces nombreux autres résultats surprenants, la théorie a vacillé – une réévaluation est devenue nécessaire. Comme pour la voie de signalisation IGF-1 il a également été possible ici d’harmoniser, sous un même toit, les résultats apparemment contradictoires au premier abord.
En conséquence les ROS sont un signal de survie lié au stress visant à compenser la détérioration associée au vieillissement. Le nombre de radicaux libres augmente donc afin de garantir la survie des cellules. Du moins jusqu’à ce qu’ils trahissent leur objectif initial et qu’en raison de leur augmentation massive, ils aggravent plutôt qu’ils n’atténuent les dommages liés à l’âge. On pourrait aussi le résumer autrement :
Nous avons besoin des ROS, ils peuvent agir comme des partenaires d’entraînement pour nos cellules. Mais s’ils deviennent trop nombreux, ils endommagent nos cellules.
Dysfonction et biogenèse mitochondriales
Cependant, le vieillissement dû à la dysfonction mitochondriale n’est pas uniquement médié par les radicaux libres (ROS). Parmi toute une série d’autres facteurs, examinons-en quelques-uns de plus près. Comme pour de nombreux processus dans l’organisme, la famille de gènes des sirtuines joue également ici un rôle important. SIRT1 module la biogenèse via une protéine appelée PGC-1α. Cette protéine est le « régulateur principal » de la biogenèse mitochondriale et constitue un lien direct entre les stimuli physiologiques externes (comme par exemple l’exercice) et la régulation de la mitochondrie.
Voici un exemple un peu plus concret : lorsque de jeunes enfants pratiquent des sports d’endurance, les fibres musculaires rapides (pour les sprints) sont reprogrammées en fibres musculaires lentes (pour l’endurance). Ces fibres musculaires possèdent un très grand nombre de mitochondries afin de garantir un apport énergétique durable.
La quantité de mitochondries est déterminée par 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 cependant dirigée par les exigences physiques via le PGC-1α. Les parents peuvent ainsi, de manière indirecte, influencer le développement musculaire de leurs enfants par le choix du sport.
Le saviez-vous ? Alors que le sport peut faire augmenter les niveaux de PGC-1α, les inflammations font baisser le PGC-1α. Typiquement, lors de processus inflammatoires dans l’organisme, le Nf-kB est activé et celui-ci peut avoir un effet directement négatif sur le PGC-1α. Cela montre une fois de plus que les différentes Hallmarks of Aging interagissent entre elles et sont difficiles à séparer les unes des autres. L’inflammaging, le dixième hallmark, contribue donc directement au dysfonctionnement mitochondrial.
Revenons aux voies de longévité. SIRT1 contrôle en outre l’élimination des mitochondries endommagées par l’autophagie, une sorte de service d’évacuation des déchets dans l’organisme. SIRT3 cible des 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 global, ces résultats étayent l’hypothèse selon laquelle les sirtuines agissent comme une sorte de capteurs métaboliques afin d’influencer la fonction des mitochondries et de protéger contre les maladies liées à l’âge.Étant donné que les mitochondries possèdent leur propre petit génome, des mutations correspondantes dans l’information génétique perturbent naturellement aussi leur fonctionnalité.
De la théorie à la pratique
C’est tout pour l’instant concernant les mécanismes moléculaires dans la structure mitochondriale. Que nous apportent maintenant ces connaissances pour notre quotidien ? Des études ont montré que l’entraînement d’endurance et le jeûne améliorent la santé, car ils peuvent éviter les dégénérescences mitochondriales. Cela repose d’une part sur l’autophagie, qui peut être puissamment 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.
Mitohormèse – petits stimuli, grands effets ?
Ce terme au son quelque peu mystérieux est composé de mitochondrie et de hormèse . Selon le concept de l’hormèse de légers traitements toxiques déclenchent des réactions compensatoires bénéfiques. Les réactions compensatoires dépassent la simple réparation du dommage initial et conduisent ainsi à une amélioration de la condition physique cellulaire par rapport à l’état antérieur au dommage.
Cette hypothèse remonte à l’origine à Paracelse et donc au XVIᵉ siècle. Au fil du temps, cette conception a été étayée expérimentalement et rendue utilisable en médecine pour des substances telles que la digitale (insuffisance cardiaque), la colchicine (goutte) ou les opiacés (douleur).
Une série de lignes de recherche sur le vieillissement se sont également concentrées sur ce concept. Bien qu’un dysfonctionnement mitochondrial sévère rende malade, de légers troubles pourraient prolonger la durée de vie en raison d’une réponse hormétique. Il existe des preuves scientifiques à l’appui de l’idée que la metformine et le resvératrol sont de légers poisons mitochondriaux qui induisent un faible état énergétique et augmentent ainsi les niveaux d’AMP. Nous connaissons déjà la conséquence grâce au traité sur la dérégulation de la détection des nutriments: L’AMPK est activée et le vieillissement est ainsi ralenti.
La metformine a prolongé la vie des nématodes et des souris dans certaines études.Dans des conditions nutritionnelles normales, le resvératrol n’a pas pu prolonger la durée de vie des souris, mais il existe des résultats d’études significatifs montrant qu’il protège contre les dommages métaboliques et améliore la fonction mitochondriale en augmentant 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 cette protéine dans la longévité.
Résumé des voies de signalisation autour des mitochondries et du vieillissement. Une fonction protectrice est attribuée à la mitohormèse, à PGC1a et aux radicaux libres.
Conclusion – comment renforcer les mitochondries ?
Les mitochondries ne sont pas seulement les centrales énergétiques de la cellule, mais aussi des sources potentielles de vieillissement en bonne santé.La fonction, ou plutôt la non-fonction, a une influence profonde sur le processus de vieillissement.
Les études montrent assez clairement que l’on peut renforcer les mitochondries z.Bgrâce au sport. L’entraînement d’endurance et de force, même jusqu’à un âge avancé, constitue également la base. De plus, nous devons protéger les mitochondries d’un stress oxydatif excessif en adoptant une alimentation riche en composés phytochimiques secondaires. Le resvératrol a par exemple pu montrer qu’il a un effet positif sur les mitochondries.
La santé des mitochondries est toujours étroitement liée au niveau de NAD. Comme ceux-ci diminuent avec l’âge, il peut être judicieux de supplémenter les précurseurs, tels qu’ils se trouvent par exemple dans regeNAD .. Le dernier aspect pour renforcer nos mitochondries consiste à veiller à ce que « l’élimination » des anciennes mitochondries fonctionne sans accroc. La macro‑autophagie altérée constitue toutefois à elle seule un hallmark of aging, raison pour laquelle nous examinerons plus en détail cet aspect dans un autre article.
En conclusion, on peut dire que les mitochondries représentent un aspect fascinant de la recherche sur le vieillissement. L’objectif pour l’avenir est de découvrir encore davantage pourquoi les mitochondries deviennent moins performantes avec l’âge et comment nous pouvons inverser ce processus. Les premières étapes ont déjà été franchies.
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Le prochain article de cette série portera sur le septième signe du vieillissement : Sénescence cellulaire.
