Entretien avec le Pr Vincent Castronovo

Professeur de biologie générale et cellulaire à l'Université de Liège, en Belgique

Nutranews l'a rencontré à l'Anti-Aging World Conférence 2003 qui s'est déroulée à Paris du 28 février au 2 mars derniers.

Qu'est-ce que la médecine mitochondriale ? Pr. Vincent Castronovo : La médecine mitochondriale, comme son nom l'indique, se préoccupe de la santé des mitochondries. La mitochondrie est l'un des organites les plus importants de la cellule puisque c'est la centrale productrice d'énergie. L'individu ne compte pas moins de dix milles milliards de mitochondries responsables, chaque jour, de la production d'environ 40 kilos d'ATP (acide adénosine triphosphorique), la monnaie énergétique universelle qu'utilise la cellule pour effectuer tous les travaux nécessaires à son maintien en vie.

La mitochondrie est une bactérie ancestrale qui, il y a 1,6 milliards d'années, a inventé un système biochimique tout à fait fabuleux permettant d'utiliser les propriétés, au départ toxiques, de l'oxygène. Avant cette invention, les cellules produisaient leur énergie (ATP) par la glycolyse qui transformait le glucose en pyruvate. Cette réaction libérait deux molécules d'ATP. Grâce à l'invention de la respiration cellulaire, 36 molécules d'ATP sont extraites du pyruvate. L'efficacité est donc multipliée par 18. Imaginez que la rentabilité de votre moteur soit augmentée de dix-huit. Cela voudrait dire que pour cent kilomètres, vous consommerez dix-huit fois moins. Cette bactérie a alors été courtisée par les cellules eucaryotes et un contrat dit endosymbiotique s'est établit et dure toujours. La cellule apporte le couvert et le logis à la bactérie et la bactérie travaille pour la cellule. Il y a une symbiose avec réciprocité de bénéfices.

Lorsque les mitochondries ne fonctionnent pas bien, l'organisme est fatigué et des problèmes peuvent apparaître comme des troubles oxydatifs. Les dysfonctionnements mitochondriaux sont responsables de ce que l'on appelle le stress oxydatif ou oxydant. Ce stress oxydant aboutit à la destruction de molécules par les radicaux libres. Un radical libre est une entité moléculaire caractérisée par la présence d'un électron non apparié qui lui confère une énergie très importante, destructrice, d'où une instabilité. Ces radicaux libres, lorsqu'ils ne sont pas annihilés, c'est-à-dire détruits directement, sont responsables de lésions moléculaires. On considère que le stress oxydant généré par ces radicaux libres est responsable du vieillissement prématuré mais également de la panoplie de maladies dégénératives qui caractérisent la population occidentalisée comme les maladies neuro-dégénératives, les cancers ou les maladies cardio-vasculaires.

La conversion de l'énergie chimique potentielle du pyruvate en ATP implique, pour les nouvelles mitochondries, la gestion d'électrons à très haute énergie. Ces électrons vont passer dans ce que l'on appelle la chaîne de transporteurs d'électrons caractérisée par des moulins qui pompent l'énergie de l'électron. Ces moulins sont activés pour faire des gradients de protons qui vont servir à la synthèse de l'ATP. Au cours du transport d'un moulin à l'autre (il y a trois moulins), un électron peut tomber. Dans ce cas, il est directement capté par l'oxygène et se transforme en radical superoxyde extrêmement agressif.

Comment l'organisme se protège-t-il ? Pr. Vincent Castronovo : Nos cellules ont mis au point des systèmes anti-incendies (anti-radicalaires) pour éviter de flamber. Le premier système est celui de la superoxyde dismutase, une enzyme qui a besoin de cuivre et de zinc ou de manganèse pour fonctionner. Elle transforme le radical superoxyde œ2 en eau oxygénée H2O2, également instable. Un autre système transforme l'eau oxygénée en eau, c'est celui de la glutathion peroxydase qui utilise le sélénium comme co-facteur et le glutathion réduit comme réactif. Si le fonctionnement de ces systèmes de défense est normal, le danger représenté par les radicaux libres est balayé. Par contre, si ce fonctionnement est perturbé notamment par une insuffisance de sélénium ou une superoxyde dismutase trop activée, l'eau oxygénée s'accumule et, spontanément, va arracher un électron à un atome comme, par exemple, le fer ferreux qui va se transformer en fer ferrique. L'eau oxygénée se transforme alors en radical hydroxyle, une des entités moléculaires les plus dangereuses auxquelles nos cellules sont confrontées. Le radical hydroxyle va oxyder l'ADN, ce qui conduira à des mutations, altérant ainsi les acides gras polyinsaturés en les transformant en lipoperoxydes toxiques,… Toute mauvaise gestion de la production des radicaux libres par les mitochondries conduit donc potentiellement à des catastrophes. Dans les conditions optimales, 5% des électrons transportés dans cette chaîne de trois moulins tombent. Le système de défense anti-radicalaire est donc efficace. Le problème est que les systèmes de défense dépendent intimement de l'alimentation. Une déficience en zinc, en manganèse, en sélénium, en cuivre,… est de nature à inactiver les systèmes de défense anti-oxydants. Le stress oxydant arrive lorsqu'il y a une inadéquation entre la production de radicaux libres et notre capacité à les éliminer.

Comment éviter cette situation ? Pr. Vincent Castronovo : La mitochondrie, en venant conclure ce contrat endosymbiotique, a amené son génome, un petit brin d'ADN circulaire d'environ 16 000 paires de bases par rapport aux six milliards de paires de bases du génome de la cellule eucaryote. Cet ADN est dans une fournaise remplie de radicaux libres. On s'est rendu compte qu'il mute très rapidement. Il est plus archaïque aussi, plus proche de l'ADN des bactéries que de celui des cellules eucaryotes. D'autre part, il n'est pas protégé par des histones. Les mutations peuvent s'accumuler très rapidement dans la mitochondrie. Cet ADN contient les gènes qui codent pour les pièces des moulins. Ces derniers sont des complexes multiprotéiques. Si certaines pièces sont défectueuses, alors le moulin ne fonctionne pas bien et davantage d'électrons tombent. Un cercle vicieux s'installe alors avec destruction de l'ADN, de la mitochondrie, diminution des capacités de production de l'ATP, stress oxydant avec une destruction de la cellule et des tissus extracellulaires. Ceci va conduire au vieillissement prématuré et aux maladies dégénératives. Il est évident que nous devons absolument préserver l'intégrité fonctionnelle de nos mitochondries. D'autre part, celles-ci ont bien d'autres rôles que celui de produire de l'énergie. Elles participent au contrôle de la concentration du calcium du cytoplasme, interviennent dans l'apoptose (ou mort cellulaire) et prennent également part à la détoxication.

Les mitochondries ont-elles d'autres fonctions ? Pr. Vincent Castronovo : Un point probablement peu connu est que ces mitochondries sont indispensables à la synthèse des hormones stéroïdiennes comme la testostérone, les oestrogènes, la DHEA et le cortisol. Ce sont elles qui vont transformer le cholestérol en prégnénolone, le précurseur de toutes ces hormones. Si les mitochondries ne fonctionnent pas, elles cessent de fabriquer ces hormones stéroïdiennes. On pourrait imaginer que cela représente un système de sauvegarde. En effet, ces hormones augmentent le métabolisme des cellules de l'organisme et donc les besoins en ATP. Si vos mitochondries ne fonctionnent pas bien et qu'elles sont stimulées, si vous court-circuitez cette soupape de sécurité en donnant des hormones comme la DHEA, une cellule avec un moteur défectueux va être stimulée et vous risquez l'explosion. La chute des taux de DHEA pourrait être une conséquence et non une cause de vieillissement. Ainsi, pour être en bonne santé et vieillir dans les meilleures conditions, il est impératif de maintenir les mitochondries dans un environnement fonctionnel et nutritionnel optimal.

Que faire pour maintenir nos mitochondries dans cet environnement ?

Pr. Vincent Castronovo : Les moulins travaillent, intégrés à la membrane des mitochondries, la membrane interne qui forme des crêtes mitochondriales. Ces pompes, ces moulins tournent et bougent au cours de leur activité et ont besoin que la membrane ait une fluidité optimale. C'est pour cela que l'on va trouver, au niveau de la crête des mitochondries, la plus forte concentration d'acides gras polyinsaturés de l'organisme, notamment, d'acides gras polyinsaturés oméga-3 dont l'acide docosahexaenoïque que l'on trouve essentiellement dans le poisson. Si l'alimentation n'apporte pas ces acides gras polyinsaturés essentiels (nos cellules n'étant pas capables de les synthétiser), la fluidité est réduite et des dysfonctionnements, une fuite d'électrons, un stress oxydant vont se produire.

On peut donc parler d'un menu santé pour les mitochondries ? Pr. Vincent Castronovo : Effectivement, plusieurs éléments nutritionnels interviennent et, notamment, un apport en acides gras oméga-6, oméga-3, en sélénium, en manganèse, en cuivre, ... satisfaisant. Les mitochondries peuvent bénéficier d'antioxydants apportés par le monde végétal comme les flavonoïdes ou les anthocyanes. Toutes les vitamines E, C, A contribuent également à la protection antioxydante des mitochondries tout comme l'acide alpha-lipoïque. Ce dernier est le premier antioxydant des mitochondries. L'acide alpha-lipoïque va régénérer tous ces antioxydants qui, une fois qu'ils ont capté un électron, sont oxydés. Plusieurs éléments interviennent pour garantir un fonctionnement correct avec une stratégie de médecine anti-âge honnête, sérieuse et efficace. Il est indispensable de veiller à entretenir, par exemple, nos mitochondries car elles constituent la clé de voûte de toute démarche visant à réduire le vieillissement de la peau. Des laboratoires ont développé des technologies exploratoires nutritionnelles permettant d'évaluer d'abord les réserves en sélénium, zinc, cuivre, vitamine E, vitamine A, vitamine B, … de l'organisme. La médecine mitochondriale se profile donc comme un passage obligé pour tout professionnel de santé qui veut aider ses patients à prévenir un vieillissement prématuré et retarder le développement des maladies dégénératives qui l'accompagnent.

Comment le fonctionnement des mitochondries est-il évalué ?

Pr. Vincent Castronovo : Vous pouvez mesurer les dysfonctionnements, c'est-à-dire la présence d'un stress oxydant, par des dosages urinaires après avoir fait une bonne évaluation de l'environnement nutritionnel. Si vous avez une carence en sélénium, cela ne fonctionnera pas. De plus, le rapport des différents acides gras est important et vos mitochondries auront des membranes composées du répertoire d'acides gras que vous fournit l'alimentation. D'autre part, si vos mitochondries ne fonctionnent pas bien, elles arrêtent de transformer le pyruvate qui va s'accumuler, être réduit en lactate qui s'accumulera à son tour. Et le lactate est un signe biochimique que l'on peut doser dans l'urine.

CASTRONOVO Vincent (Pr)

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