Le vieillissement cellulaire
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 1,125x10^15 cellules produites ne pourront plus se multiplier, et ne seront pas remplacées si elles meurent.
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.
Courbe exponnentielle de la répplication d'une cellule
telle que f(x)= 2^x
1/ Les mitochondries et les radicaux libres
Les mitochondries sont des organites présentes dans les cellules, qui 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.
Les phospholipides constituent la membrane à la manière d’une chaine. Les radicaux libres entrainent 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 entrainer la mort de la cellule.
Organites : Elément différencié contenu dans les cellules et qui a des fonctions bien précises. (noyau, chloroplastes, mitochondries...).
Phospholipides membranaires : Composants-clé de la membrane biologique.
Nerf périphérique : Le système nerveux périphérique est la partie du système nerveux formée des ganglions et des nerfs à l'extérieur du cerveau et de la moelle épinière.
Régions codantes : La séquence ou région codante (aussi appelée CDS pour Coding DNA Sequence) est la partie d'un gène qui, après avoir été transcrite en ARNm, est traduite en protéine. Elle ne représente donc qu'une partie du gène duquel elle provient.
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.
On ne peut aujourd’hui pas combattre efficacement les radicaux libres. Etant liés aux mitochondries, ils seront toujours présents dans notre corps.
Il existe des solutions antioxydantes pouvant annuler l’effet acide de ces molécules, mais cela a des moindres effets sur le taux de radicaux libres dans le corps.
Aujourd'hui, on ne sait toujours pas limiter cette forme de vieillissement, qui est pourtant un facteur essentiel pour augmenter l'espérance de vie.
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 est incapable de reproduire la dernière partie de la molécule. En effet lors de la réplication du second brin, cette protéine le copie à l'envers. Elle est ne peut, aller au bout des télomères, ce qui provoque un raccourcissement de moitié par rapport au télomère de base.
Petit à petit, 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 toute sorte de mécanisme néfaste tel que la fusion entre 2 chromosomes ou la destruction de l’ADN par la cellule elle-même, qui se termine 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
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.
