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Les 3 causes du vieillissement cellulaire
Les télomères (embouts des brins de l’ADN)
On considère que le vieillissement cellulaire est associé à 3 causes: Les radicaux libres, la réduction des télomères et l’apoptose. Il n’y a donc pas un mécanisme du vieillissement, mais plusieurs simultanés.
1. Les mitochondries et les radicaux libres
Les mitochondries présentes dans les cellules permettent la respiration mais elles produisent également des déchets toxiques pour la cellule : les radicaux libres. Ces derniers sont des molécules qui ont des effets oxydants pour la cellule et pour l’ADN. On a donc remarqué que ces molécules ont un effet prépondérant dans la dégénération cellulaire et le vieillissement.
Cette dégradation est couramment appelé « stress oxydant ». Au niveau de la cellule, les radicaux libres ont une première action qui consiste à attaquer la membrane plasmique et plus particulièrement les phospholipides membranaires qui constituent la membrane à la manière d’une chaîne. Les radicaux libres entraînent la désolidarisation de certains maillons, détruisant les propriétés perméables des protéines. La cellule est alors « percée » et le fluide cellulaire se répand dans le milieu intracellulaire. C’est la nécrose de la cellule. De plus, si les radicaux libres atteignent le noyau de la cellule, ils peuvent perturber la réplication cellulaire. Les molécules acides attaquent l’ADN en la déformant, ce qui donne lieu à des mutations pouvant elles aussi entraîner la mort de la cellule.
L’apoptose est l’autodestruction d’une cellule. Des signaux internes venant des chromosomes vont enclencher un mécanisme pour détruire certaines cellules, à un certain moment. Elle permet par exemple de détruire les cellules entre les doigts ou entre la tête et les oreilles, lors du développement embryonnaire. Elle permet également la destruction de cellules immatures ou malformées. Enfin, c’est elle qui est responsable de notre vieillissement en majeure partie.
Tous ces obstacles instaurent une limite de division pour les cellules du corps humain contrairement aux cellules souches et aux cellules cancéreuses qui peuvent se répliquer indéfiniment. Lorsque l’équilibre entre cellules mourantes et cellules naissantes est rompu, c’est le vieillissement qui commence.
2. Les télomères
Un second facteur rentre en jeu dans la mort cellulaire et le vieillissement : les télomères. Les télomères sont des parties de la molécule d’ADN situées à l’extrémité de celle-ci. Ils ne sont pas des régions codantes, donc ils n’ont pas d’impact direct sur le patrimoine génétique. Cependant, leur position en bout de chromosomes leur confère un rôle très important. En effet, les télomères permettent à la molécule de ne pas se « dérouler », ou de ne pas fusionner à ses extrémités avec d’autres molécules.
Or dans la vie cellulaire, au fur et à mesure des réplications, les télomères se raccourcissent. Cela est dû à la protéine qui copie l’ADN (ADN polymérase), qui ne reproduit pas la dernière partie de la molécule ce qui provoque un raccourcissement par rapport au télomère de base. Petit à petit donc les télomères se raccourcissent, et lorsqu’il ne reste rien au bout de la molécule d’ADN, les parties codantes se retrouvent « à nue ». Il s’en suit toutes sortes de mécanismes néfastes, tel que la fusion entre 2 chromosomes ou la destruction de l’ADN par la cellule elle-même, qui se terminent toujours par la mort de la cellule.
Les télomères sont donc impliqués fortement dans le vieillissement, et sont une des raisons principales de la mort programmée des cellules. On a constaté que certaines maladies accélérant le vieillissement étaient dues à un raccourcissement anormal des télomères.
3. L’apoptose
La mort programmée des cellules
Les radicaux libres sont constitués d’un groupe de molécules oxydants. Ce sont principalement l’hydroxyle OH, Le super oxyde O2-, et le peroxyde d’hydrogène H2O2. Aujourd’hui on ne sait pas combattre efficacement les radicaux libres. Etant liés aux mitochondries, ils seront toujours présents dans notre corps. On ne sait toujours pas limiter cette forme de vieillissement, qui est pourtant un facteur essentiel pour augmenter l’espérance de vie.
Comprendre comment vivre plus longtemps, c’est d’abord comprendre les mécanismes du vieillissement. Il est sans doute le phénomène qui nous sépare le plus de l’immortalité. Dans tout le règne animal et végétal, il est vecteur d’affaiblissement et de mort. Le vieillissement est causé par la mort de nos cellules, et avec le temps, par leur non-renouvellement. Ce sont des facteurs cellulaires, et moléculaires qui engendrent cette réduction. En temps normal, une cellule peut se répliquer environ une cinquantaine de fois. Cette multiplication se caractérise sous la forme d’une fonction exponentielle. Au bout de cette cinquantième et dernière réplication, les cellules ne pourront plus se multiplier, et ne seront pas remplacées si elles meurent.
Découverte majeure en 2014
La télomérase, c’est donc cette enzyme, découverte en 2009 par trois prix Nobel de médecine, qui assure la bonne réplication des télomères qui sont eux-mêmes la clé de la vie ou de la mort cellulaire.
Depuis lors la télomérase fait l’objet de nombreuses recherches sur les substances qui pourraient agir sur cette enzyme • Ainsi, quatre chercheurs chinois viennent de trouver que l’astragaloside, principe actif d’une plante de la pharmacopée chinoise, se métaboliserait dans notre organisme en un puissant activateur de la télomérase. • Le resvératrol, un antioxydant issu du raisin, aurait lui aussi le pouvoir d’activer la télomérase, selon une étude parue dans le British Journal of Pharmacology. • Un article de The American Journal of Clinical Nutrition montre qu’une alimentation riche en zinc permettrait de ralentir le vieillissement et de diminuer le risque de mortalité de 27 %. • Une équipe californienne a également découvert que la méditation de pleine conscience (mindfullness) a des effets positifs sur la longueur des télomères.
En 2014, dans un laboratoire californien, le Salk Institute for Biological Studies, indépendant et à but non lucratif, deux chercheurs américains, Timothy M. Tucey et Victoria Lundblad, spécialisés en biologie moléculaire, ont découvert la présence d’un interrupteur dans les cellules qui permet d’activer ou de désactiver la production de télomérase.
Lors de la réplication cellulaire ces chercheurs ont découvert que l’interrupteur pouvait prendre soit la position « OFF » et ne pas produire de télomérase ou être sur « ON » et produire cette enzyme. Ils ont découvert qu’en présence de cancer, l’interrupteur est sur ON pour produire la télomérase et assurer la croissance cellulaire anarchique.
Cette découverte de l’interrupteur confirme que notre corps hyper intelligent fonctionne bien à partir des informations qu’il reçoit. La question est de savoir quelle information agit sur cet interrupteur pour le mettre sur ON ou sur OFF ? Nous avons tous dans notre conscience une idée (donc une information) que nous allons vieillir et surtout une idée (information) même approximative de la tranche d’âge où nous allons mourir. C’est un domaine d’exploration intéressant que nous verrons dans la troisième partie sur la longévité et l’immortalité.
Voilà pour ce que nous en savons à ce jour et ce n’est qu’une solide compréhension du terrain, de bons dosages antioxydants et une action intentionnelle sur l’ADN qui pourront permettre d’agir sur les 3 causes en maintenant un bon équilibre de la vie cellulaire.
Publication: Timothy M. Tucey and Victoria Lundblad, “Regulated assembly and disassembly of the yeast telomerase quaternary complex,” Genes and Development, 2014