Pourquoi c’est important

Les mitochondries sont de petites structures qui ont pour fonction de fournir de l’énergie aux cellules, en produisant de l’ATP (adénosine triphosphate). L’ATP est utilisée comme source d’énergie par pratiquement toutes les espèces qui vivent sur Terre. Les mitochondries jouent également un rôle essentiel dans la signalisation, la différenciation, la croissance et la mort cellulaires.

De plus en plus d’études montrent que les mitochondries ne remplissent plus correctement leur fonction au fur et à mesure que l’on vieillit. Cette perte de fonction se traduit littéralement par une baisse d’énergie qui touche tous les constituants du corps : cellules, tissus, organes. Les conséquences sont multiples : essoufflement, perte de force et masse musculaire, troubles cognitifs, troubles de l’humeur… La perte de fonction mitochondriale contribue aussi à la résistance à l’insuline et au diabète de type 2

Les mêmes phénomènes, en accéléré, sont aussi à l’œuvre pendant et après une maladie grave, par exemple sepsis, ou infarctus du myocarde, où la majorité des patients ont une capacité réduite à produire de l’ATP. Plusieurs années après un séjour en soins intensifs, de nombreux patients n’ont pas récupéré leur fonction pulmonaire d’origine, ils souffrent de faiblesses musculaires et ne peuvent pas faire de l’exercice au niveau d’autrefois. Ils se plaignent aussi de troubles cognitifs, d’anxiété, de dépression, de dysfonction sexuelle…

La science s’intéresse donc aux moyens de préserver la fonction des mitochondries. Les recherches conduites depuis plus de 30 ans ont établi que plusieurs molécules naturelles peuvent restaurer ces fonctions. Même si l’on manque d’études chez l’homme, il existe un faisceau de preuves suggérant qu’une alimentation et une complémentation ciblées peuvent améliorer le fonctionnement des mitochondries et procurer des bénéfices cliniques sur la qualité de vie.

Pourquoi les mitochondries perdent leur efficacité

La perte de fonction des mitochondries est due au fait que des lésions s’y accumulent : progressivement avec l’âge, ou plus soudainement lors d’une maladie grave. Pour comprendre, il faut se rappeler que l’oxygène est utilisé par les mitochondries pour produire l’ATP.  Sa consommation libère des sous-produits toxiques appelés radicaux libres et espèces réactives de l’oxygène (ROS). Ces molécules très instables sont normalement neutralisées par des antioxydants, comme les vitamines C et E ou encore des enzymes : superoxyde dismutase, catalase, glutathion peroxydase…

Les antioxydants et les enzymes antioxydantes réduisent le stress oxydatif par quatre mécanismes, limitant ainsi les dommages causés aux mitochondries :

  • piégeage des radicaux libres,
  • séquestration des ions métalliques,
  • réparation des molécules endommagées,
  • rupture des réactions en chaîne initiées par les radicaux libres, comme dans la peroxydation des lipides.

Cependant, les radicaux libres et ROS peuvent échapper à ces mécanismes de défense et augmenter les niveaux de stress oxydatif. 

Le stress oxydatif se produit lorsque la production de ROS dans les mitochondries dépasse les capacités antioxydantes de la cellule. Le stress oxydatif dans les mitochondries diminue probablement la production d’ATP. Mais il peut aussi causer des dommages irréversibles aux membranes, aux enzymes et à l’ADN des mitochondries, pouvant conduire à des lésions cellulaires et à la mort.

Pendant le vieillissement ou lors d’une maladie grave, certains des systèmes de piégeage des radicaux libres sont diminués, de sorte que davantage de radicaux libres et ROS s’échappent, augmentant le niveau de stress oxydatif au sein des mitochondries, qui accumulent les lésions dans leur ADN et sont de moins en moins efficaces. C’est ainsi que, selon la « théorie mitochondriale du vieillissement », élaborée par Denham Harman, la production accrue d’espèces réactives de l’oxygène contribue aux troubles du vieillissement.

Lire aussi : Le rôle des mitochondries dans les maladies neurodégénératives

Acide alpha-lipoïque et acétyl-L-carnitine

Les études conduites par le Pr Bruce Ames, professeur de biologie moléculaire et cellulaire à l’université de Californie à Berkeley ont mis en évidence l’intérêt de deux substances naturelles pour contrer la perte d’activité des mitochondries : la forme acétylée de la L-carnitine et l’acide alpha-lipoïque.

La L-carnitine est un nutriment conditionnellement essentiel synthétisé à partir des acides aminés lysine et méthionine dans le foie, le cerveau et les reins ; elle intervient dans le transport des acides gras vers la mitochondrie. Elle est donc indispensable pour fabriquer de l’ATP par oxydation des graisses. La L-carnitine améliore la transcription de l’ADN mitochondrial chez les vieux rats, probablement en augmentant la consommation d’oxygène et donc la synthèse d’ATP.

L’acide alpha-lipoïque est présent dans toutes les cellules car il joue un rôle important dans plusieurs voies métaboliques. Il se trouve naturellement dans les mitochondries où il intervient comme coenzyme de deux enzymes-clés : la pyruvate déshydrogénase et l’α-cétoglutarate déshydrogénase qui catalysent le métabolisme des glucides et des acides aminés (constituants des protéines). De plus, l’acide lipoïque a des propriétés antioxydantes. 

Les niveaux de ces deux substances diminuent au cours du vieillissement. Ce constat a conduit le laboratoire dirigé par Bruce Ames à tester une association de ces deux substances afin de cibler les mitochondries. L’idée est de contenir les radicaux libres avec l’acide alpha-lipoïque, et de stimuler l’activité d’une enzyme altérée par le vieillissement, la carnitine acétyltransférase, qui joue un rôle clé dans la combustion du carburant dans les mitochondries. 

Les études conduites par l’équipe de Bruce Ames sur des rats âgés montrent qu’un supplément d’acide alpha-lipoïque et d’acétyl-L-carnitine, améliore leur mémoire et leur niveau général d’énergie.

L’association acétyl-L-carnitine et acide alpha-lipoïque permet la biogénèse des mitochondries selon une étude conduite sur des cellules du tissu adipeux.

Une petite étude randomisée, en double aveugle, contre placebo, d’une durée de 17 semaines a porté sur 18 hommes sains et sédentaires âgés de 60 à 71 ans. Ils ont reçu soit un comprimé contenant acétyl-L-carnitine et acide alpha-lipoïque soit un placebo. Les participants ont été invités à effectuer une série d’exercices conçus pour produire un stress oxydatif. 

L’étude a évalué 9 biomarqueurs de la santé cellulaire et du stress oxydatif : ammoniac, bêta-carotène, glutamine, glutathion, malondialdéhyde, statut antioxydant total (TAS), vitamine C, vitamine E (alpha- et gamma-tocophérol). Pour 8 des 9 biomarqueurs sauf l’alpha-tocophérol, la majorité des sujets ont enregistré des résultats positifs lorsqu’ils prenaient le produit actif, par rapport au placebo. Les scientifiques en ont conclu que la supplémentation augmente à la fois la capacité antioxydante du plasma et atténue le stress oxydatif induit par l’exercice.

L’étude a aussi mesuré l’indice psychologique général de bien-être (PGWBI). Ce score donne une indication sur les perceptions de santé et bien-être. Les scores d’une majorité de participants étaient plus élevés avec le supplément qu’avec le placebo. Une majorité a également signalé une amélioration de la vitalité et de la santé générale. Les résultats ont été publiés lors d’une conférence de l’American College of Sports Medicine.

Les suppléments de L-carnitine ont aussi un intérêt dans les maladies graves. Ils améliorent les malades souffrant de sepsis et d’insuffisance cardiaque aiguë. Dans un modèle animal, les suppléments d’acide alpha-lipoïque ont prolongé la survie et prévenu les atteintes rénales aiguës. Une autre étude a trouvé que l’acide alpha-lipoïque diminue le stress oxydatif dans les organes des animaux sévèrement malades.

Vitamines et oligo-éléments

Plusieurs vitamines et oligo-éléments sont essentiels pour le fonctionnement des mitochondries soit parce qu’ils agissent comme cofacteurs dans le métabolisme énergétique et/ou comme antioxydants. Ces deux fonctions sont liées car la fonction antioxydante peut prévenir les dommages causés aux enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique, ce qui limite la réduction de la production d’énergie.

La carence en fer provoque la libération d’oxydants et affecte la mitochondrie, probablement par manque d’hème. La carence en biotine (vitamine B8), provoque également des défauts dans la mitochondrie et des fuites d’oxydants.  Une carence en zinc provoque un stress oxydatif marqué et peut contribuer à la désintégration mitochondriale. 

D’autres micronutriments, lorsqu’ils manquent, se traduisent par une diminution de la fonction des mitochondries. Il s’agit de : thiamine (vitamine B1), riboflavine (vitamine B2), cobalamine (vitamine B12), vitamine E, sélénium.

Ces diverses carences peuvent entraîner un vieillissement accéléré et une dégradation cellulaire.

Mélatonine

La mélatonine est une hormone sécrétée par la glande pinéale et impliquée dans le rythme circadien. C’est aussi un antioxydant universel, à la fois hydrophile comme la vitamine C et lipophile comme la vitamine E.

Une étude sur les souris a montré que la mélatonine empêche les mitochondries d’être endommagées par le stress oxydatif et qu’elle peut empêcher la mort des cellules musculaires qui s’ensuit.

Plusieurs études in vitro et in vivo démontrent que la mélatonine favorise la fonction mitochondriale et la production d’ATP. Les niveaux de mélatonine baissent avec l’âge et sont très bas chez les personnes sévèrement malades.

Voir aussi : Mélatonine : quels aliments pour la stimuler ? et Indispensable mélatonine

En pratique

L’association acide alpha-lipoïque et acétyl-L-carnitine pourrait être un élément important dans la lutte contre le vieillissement et ses conséquences, mais aussi pour aider à se relever de maladies graves. Il est préférable d’administrer les deux substances ensemble. En effet, l’acétyl-L-carnitine, en stimulant la fonction mitochondriale et la production d’énergie, augmente la consommation d’oxygène et pourrait accroître le stress oxydant (cela se traduit expérimentalement par une diminution ds niveaux de vitamine C et de glutathion dans les cellules en cas de supplémentation). La présence d’acide lipoïque, un antioxydant mitochondrial efficace, permet de contrecarrer cet effet secondaire de l’ALC. 

Un régime alimentaire bien conçu peut en théorie couvrir la majorité des besoins en vitamines et minéraux (sauf vitamine D). En pratique, les déficits sont répandus, notamment après 60 ans, ce qui peut justifier la prise de suppléments.

La mélatonine est généralement proposée dans certains troubles du sommeil et pour combattre le décalage horaire. Les doses généralement pratiquées sont de 0,5 à 1 mg au coucher.

Prenez le conseil d’un professionnel de la santé avant de prendre des compléments alimentaires.


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