Savez-vous pourquoi les mitochondries sont liées au vieillissement ?

Tout comme les organes composent un organisme, nos cellules contiennent diverses structures appelées organites, qui remplissent différentes fonctions et agissent de manière coordonnée pour assurer la survie de la cellule. Parmi celles-ci figurent les mitochondries, véritables centrales énergétiques de la cellule, responsables de la production d’énergie à partir des nutriments. La régulation mitochondriale a fait l’objet d’une attention accrue ces dernières années, car elle semble impliquée dans les processus du vieillissement. Lorsque sa fonction décline, la  capacité respiratoire de la cellule diminue, la production de radicaux libres augmente et un phénotype sénescent ou vieillissant apparaît .

Quel est le lien entre les maladies liées à l’âge et les mitochondries ?

Les tissus les plus touchés par le dysfonctionnement mitochondrial sont ceux qui présentent les besoins énergétiques les plus élevés et, par conséquent, la plus grande quantité de mitochondries. Le système nerveux, les cellules immunitaires, le tissu musculaire et, de manière générale, toutes les cellules, du fait de leur besoin d’autorégulation et de production d’énergie, sont sensibles à ce dysfonctionnement et peuvent être affectés par des maladies chroniques typiques du vieillissement.

Dysfonctionnement mitochondrial dans les maladies neurodégénératives

Dans le développement de la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson ou la sclérose en plaques, un dysfonctionnement mitochondrial neuronal a été identifié comme un événement précoce. Les cellules nerveuses malades présentent un métabolisme réduit, un déséquilibre des niveaux de calcium et une augmentation des radicaux libres qui favorisent un état d’ inflammation silencieuse  et de mort cellulaire . 

Dysfonctionnement mitochondrial dans les maladies infectieuses

Les mitochondries interviennent dans la différenciation et l’activation des cellules immunitaires. Une fois activées, ces cellules nécessitent une grande quantité d’énergie pour fonctionner, énergie qui dépend principalement de celle produite par leurs mitochondries. De plus, les mitochondries induisent également des réponses immunitaires lors d’une infection en produisant des substances telles que la cardiolipine, qui créent un environnement défensif contre l’agent pathogène. La susceptibilité accrue aux infections observée chez les personnes âgées est liée à un déclin de la fonction mitochondriale, ce qui altère la santé immunitaire  et la capacité à lutter contre les infections . 

Dysfonctionnement mitochondrial dans le cancer

Les mitochondries jouent un rôle clé dans l’initiation, l’évolution, la dissémination métastatique et la récidive des tumeurs. Le statut énergétique cellulaire et les métabolites produits lors des réactions mitochondriales peuvent altérer l’ADN et induire des modifications de l’expression génique, conduisant à des maladies telles que le cancer .

Dysfonctionnement mitochondrial dans le diabète

Les personnes âgées ont généralement tendance à réduire leur activité physique, ce qui favorise l’accumulation de graisses dans les cellules. Ce phénomène, associé à une diminution de la fonction mitochondriale, principalement dans des tissus comme les muscles squelettiques, le tissu adipeux et le foie, entraîne une résistance généralisée à l’insuline. Si les mêmes anomalies mitochondriales surviennent dans les cellules pancréatiques, la résistance à l’insuline évoluera vers un diabète (5).

De quoi dépend le bon fonctionnement des mitochondries, et quels paramètres faut-il prendre en compte ?

Pour assurer le bon fonctionnement des mitochondries et ainsi protéger la cellule contre les effets de l’oxydation, il est essentiel de préserver deux ressources principales. Les approches suivantes peuvent soulager la fatigue, la douleur, les symptômes gastro-intestinaux et favoriser un vieillissement en meilleure santé.

• L’alimentation a une double influence : d’une part, elle constitue la principale source d’antioxydants et d’oligo-éléments nécessaires pour lutter contre les radicaux libres ; d’autre part, un régime hypocalorique réduit la production de stress oxydatif et donc la formation de radicaux libres responsables des dommages causés aux protéines et à l’ADN(6).  Adopter une alimentation saine devrait être une habitude prise dès l’enfance afin d’éviter les mauvaises habitudes difficiles à modifier plus tard.
• L’exercice régulier, principalement aérobique, augmente rapidement la biogenèse des enzymes mitochondriales clés, ainsi que la mitophagie ou l’élimination des mitochondries défectueuses. Les adultes plus âgés qui restent actifs peuvent maintenir leur capacité mitochondriale et améliorer leur capacité respiratoire cellulaire.
• Des bilans de santé réguliers chez un médecin peuvent favoriser le maintien de bonnes habitudes et la mise en place de traitements spécifiques. La micro-immunothérapie peut contribuer à la régulation mitochondriale d’un point de vue immunitaire. Son objectif est d’améliorer plusieurs facteurs associés à ces déséquilibres, tels qu’une inflammation excessive ou une activation immunitaire incontrôlée, afin de réduire le déclin fonctionnel cellulaire caractéristique du vieillissement.

Bibliographie

1. Miwa S, Kashyap S, Chini E, von Zglinicki T. Dysfonctionnement mitochondrial dans la sénescence et le vieillissement cellulaires. J Clin Invest. 2022 Jul 1;132(13):e158447. doi:10.1172/JCI158447.
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5. Sangwung P, Petersen KF, Shulman GI, Knowles JW. Dysfonctionnement mitochondrial, résistance à l’insuline et implications génétiques potentielles. Endocrinology. 2020 Apr 1;161(4):bqaa017. doi: 10.1210/endocr/bqaa017.
6. Lee CK, Weindruch R., Prolla TA Profil d’expression génique du cerveau vieillissant chez la souris. Nature Genetics, 25; 294-297 (2000).
7. Memme JM, Erlich AT, Phukan G, Hood DA. Exercice et santé mitochondriale. J Physiol. 2021 févr.;599(3):803-817. doi:10.1113/JP278853.