Le sujet de la fonction mitochondriale semble gagner en popularité au cours des deux dernières années et il semble que nous devenions de plus en plus conscients de son importance fondamentale. La théorie mitochondriale du vieillissement considère les mutations somatiques de l’ADN mitochondrial induites par les radicaux oxygène comme la principale cause du déclin de l’énergie.[i] De plus, un nombre croissant de recherches montrent que le dysfonctionnement mitochondrial est assez courant et associé à la plupart des maladies chroniques.[ ii] 

Fonction et protection des mitochondries 

La production d’adénosine triphosphate (ATP) commence dans le cycle de l’acide citrique de Krebs, également connu sous le nom de cycle de l’acide tricarboxylique (TCA). Le TCA fournit la chaîne de transport d’électrons (ETC) où 90% de l’ATP sont produits dans le métabolisme aérobie. Étant donné que l’ATP ne peut pas être stocké dans le corps, les mitochondries doivent fonctionner de manière cohérente tout le temps. Mais cela a un prix… 

Au repos, l’organisme utilise 1 kg d’oxygène par jour mais lors d’efforts intenses, cette quantité peut monter jusqu’à 10 à 20 g par minute ! Considérant que 1% à 2% d’oxygène est perdu dans les mitochondries “normales”, 10 à 20 g d’O2 sont perdus chaque jour, mais 200 mg par minute lors d’un exercice maximal. 

La recherche montre maintenant que la production et la fuite mitochondriales d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) sont la principale source d’oxydants intracellulaires. De plus, la fuite d’oxygène réactif dans les mitochondries est un puissant prédicteur de la longévité d’une espèce à l’autre – mieux une espèce protège ses mitochondries, plus elle vit longtemps. , et les carences nutritionnelles. Plusieurs médicaments couramment prescrits peuvent également endommager les mitochondries par divers mécanismes, notamment : l’acétaminophène, les antibiotiques, la méthamphétamine, la l-DOPA, les AINS et les statines.[v] 

Évaluation de la fonction mitochondriale 

Malheureusement, il n’existe actuellement aucun test cliniquement disponible pour mesurer directement la production d’ATP mitochondriale. Cependant, le test d’acide organique urinaire (OAT) peut être très utile pour déterminer le dysfonctionnement enzymatique dans le cycle de l’acide citrique. L’un des marqueurs OAT – la 8-hydroxy-2′-désoxyguanosine (8-OHdG) – nous renseigne sur l’ampleur des dommages causés à l’ADNmt. 

Soutenir la fonction des mitochondries 

1. Restriction calorique 

Les bienfaits de la restriction calorique (RC) sont étudiés depuis plus de 70 ans. Il a été proposé comme intervention pour diminuer le nombre croissant de maladies chroniques liées à l’âge telles que l’obésité, le diabète et le cancer dans notre société occidentale. La réduction de l’apport calorique à 30-50 % en dessous des niveaux ad libitum, ou l’alimentation tous les deux jours, peut retarder l’apparition de maladies liées à l’âge, améliorer la résistance au stress et ralentir le déclin fonctionnel. [vi] Il existe un certain nombre de raisons qui expliquent cela. La RC a un effet bénéfique, notamment la combustion des graisses (cétones) comme carburant, mais en fin de compte, la plupart des effets positifs se produisent dans les mitochondries.[vii] 

Bien que la restriction alimentaire à court terme ait démontré des effets métaboliques positifs, il est peu probable qu’il s’agisse d’une intervention largement suivie. En tant que tel, le développement de mimétiques de restriction calorique qui évoquent certains des avantages de la restriction calorique sans réduction réelle de l’apport calorique est un domaine d’intérêt.[viii] 

• NADH/benaGene 

L’un des principaux piliers des voies énergétiques mitochondriales est une substance appelée nicotinamide adénine dinucléotide (NAD). Il est présent sous deux formes, la forme oxydée (NAD+) et la forme réduite (NADH). Le rapport NAD + à NADH joue un rôle puissant dans le contrôle de la quantité d’énergie produite par les mitochondries. On pense que des niveaux plus élevés de NAD + ont un effet stimulant sur les gènes bénéfiques et la production d’énergie, tandis qu’une concentration élevée de NADH est censée inhiber les gènes bénéfiques et limiter la production d’énergie. C’est ce qu’on appelle maintenant la théorie du rapport NAD+/NADH du vieillissement et des maladies chroniques.[ix] 

Cependant, malgré ce fait, des recherches montrent que la supplémentation en NADH a des effets bénéfiques sur la santé. Des essais cliniques sur le NADH ont montré qu’il peut considérablement améliorer des conditions telles que la maladie de Parkinson, la démence dans la maladie d’Alzheimer et les symptômes du syndrome de fatigue chronique. Une explication possible à ce paradoxe que les scientifiques ont avancée est que le NADH se reconvertit en NAD+, ce qui expliquerait ses effets cliniques positifs face à la théorie émergente du rapport NAD+/NADH. 

Une façon d’obtenir les effets bénéfiques de la RC est d’augmenter l’oxaloacétate via une supplémentation. BenaGene est une forme thermiquement stabilisée d’oxaloacétate (AKA acide 3-carboxy-3-oxopropanoïque) connue pour favoriser un rapport NAD+/NADH plus élevé. Dans les études animales, la durée de vie a été prolongée jusqu’à 30 % après une supplémentation en benaGene. glucose sans effets secondaires négatifs. Cette action à elle seule a un effet bénéfique considérable sur de nombreux processus pathologiques tels que le diabète, la maladie d’Alzheimer, les maladies cardiovasculaires et même le cancer. 

• Resvératrol 

Le resvératrol est un antioxydant appartenant à la famille des polyphénols présents dans de nombreuses plantes telles que diverses baies, les arachides, la rhubarbe et plusieurs herbes orientales dont la renouée géante du Japon. La recherche a confirmé que le resvératrol a de puissants effets antioxydants et anti-inflammatoires dans le corps avec le potentiel d’avoir un impact sur de nombreuses maladies chroniques. C’est le principal composant du vin rouge qui est responsable de ses bienfaits pour la santé et du soi-disant «paradoxe français». Le resvératrol affecte le métabolisme énergétique et la fonction mitochondriale. Il a également le potentiel d’imiter les effets de la RC. 

Dans une étude croisée randomisée en double aveugle, des hommes obèses en bonne santé ont reçu 150 mg/jour de resvératrol ou un placebo. L’étude a démontré que 30 jours de supplémentation en resvératrol induisent des changements métaboliques chez les humains obèses, imitant les effets de la restriction calorique. Selon les chercheurs, leurs données de microarray suggèrent clairement une forte implication de la fonction mitochondriale dans les effets bénéfiques du resvératrol.[xi] 

2. Autres suppléments de soutien mitochondrial 

• Coenzyme Q10 

La coenzyme Q10 (CoQ10) sert de transporteur d’électrons dans l’activité de la chaîne de transport d’électrons mitochondriale et fonctionne comme un puissant antioxydant soluble dans les lipides. [xii] La CoQ10 transporte les électrons à haute énergie à travers l’ETC, elle est donc essentielle pour soutenir la production d’ATP. Parmi les antioxydants lipophiles, la coenzyme Q (CoQ10) est la seule de biosynthèse endogène. Il agit comme un antioxydant intramitochondrial important où les ROS sont produits et il aide à prévenir la perte d’électrons responsable des dommages oxydatifs.[xiii] La CoQ10 exogène protège les cellules du stress oxydatif en se convertissant en sa forme antioxydante réduite par les réductases cellulaires.[xiv] 

• Vitamine E 

Malgré les recherches approfondies sur les cellules et les animaux soutenant l’action antioxydante de la vitamine E dans la protection des mitochondries contre le stress oxydatif, les études humaines ne sont pas aussi concluantes. Cela pourrait facilement s’expliquer par le fait que dans la nature, huit substances se sont avérées avoir une activité de vitamine E – α-, β-, γ- et δ-tocophérol; et α-, β-, γ- et δ-tocotriénols – pourtant, de tous les articles sur la vitamine E répertoriés dans PubMed, moins de 1 % concernent les tocotriénols. [xv] L’abondance d’α-tocophérol dans le corps humain et son efficacité comparable de toutes les molécules de vitamine E en tant qu’antioxydants ont conduit à tort les biologistes à ne se focaliser que sur cette molécule pour la recherche fondamentale et clinique. Cependant, les développements actuels de la recherche sur la vitamine E indiquent clairement que les fonctions biologiques de l’α-tocotriénol, du γ-tocophérol et du δ-tocotriénol dans la santé et la maladie sont clairement distinctes de celles de l’α-tocophérol. Par exemple, les tocotriénols possèdent de puissantes propriétés neuroprotectrices, anticancéreuses et hypocholestérolémiantes qui ne sont souvent pas présentées par les tocophérols. tocophérols et tocotriénols, qui pourraient en partie expliquer les effets nuls de la supplémentation en α-tocophérol dans certains essais cliniques.[xvii] 

• Acétyl-l-carnitine et acide α-lipoïque 

L’acide alpha-lipoïque et l’acétyl-L-carnitine réduisent le stress oxydatif et améliorent la fonction mitochondriale. [xviii] Cette combinaison de nutriments a été utilisée pour augmenter la production d’ATP mitochondriale dans des modèles animaux et la recherche humaine commence à montrer des avantages similaires. Par exemple, les mitochondries produisent des ROS qui peuvent contribuer au dysfonctionnement vasculaire, contribuant au dérèglement de la pression artérielle et du tonus vasculaire. Dans une étude croisée en double aveugle, les scientifiques ont examiné les effets d’un traitement combiné acide alpha-lipoïque/acétyl-L-carnitine et d’un placebo sur la fonction vasodilatatrice et la pression artérielle chez des sujets atteints de maladie coronarienne. Le traitement actif a augmenté le diamètre de l’artère brachiale de 2,3 % (P = 0,008), ce qui correspond à une diminution du tonus artériel. Le traitement actif a diminué la pression artérielle systolique pour l’ensemble du groupe.[xix] 

• N-acétyl cystéine 

N-acétylcystéine (NAC), un précurseur du glutathion (GSH), un antioxydant contenant un thiol largement utilisé et un modulateur de l’état redox intracellulaire. La NAC a suscité l’intérêt pour sa propriété antioxydante et de plus en plus de preuves ont démontré que la réplétion des niveaux de GSH par la NAC peut protéger contre la mort cellulaire induite par le stress oxydatif en piégeant les radicaux libres.[xx] 

Le stress oxydatif et l’excitotoxicité ont déjà été impliqués dans la pathogenèse de la maladie de Huntington (HD). Dans une recherche impliquant un modèle de souris R6/1 de la MH, la NAC a pu retarder l’apparition des déficits moteurs. Les chercheurs ont conclu que la NAC pouvait le faire en améliorant le dysfonctionnement mitochondrial.[xxi] 

Conclusion 

L’optimisation de la fonction et de la protection mitochondriales pourrait avoir un impact sérieux sur l’amélioration de la plupart des conditions, la santé globale. Que nous envisagions d’intégrer ces stratégies dans le cadre d’une approche thérapeutique plus large ou en tant que mesures de prévention, ces suppléments pourraient s’avérer bénéfiques de plusieurs manières, à la fois dans leur rôle d’antioxydant et dans le cadre du cycle énergétique.  

Les références: 

[i] Lenaz G, D’Aurelio M, Merlo Pich M, et al. Mitochondrial bioenergetics in aging. Biochim Biophys Acta. 2000;1459:397–404 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11004456/ 

[ii] Genova ML, Pich MM, Biondi A, Bernacchia A, Falasca A, Bovina C, Formiggini G, Parenti Castelli G, Lenaz G. Mitochondrial production of oxygen radical species and the role of Coenzyme Q as an antioxidant. Exp Biol Med (Maywood). 2003 May;228(5):506-13. doi: 10.1177/15353702-0322805-14. PMID: 12709577. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12709577/ 

[iii] Pizzorno J. Mitochondria-Fundamental to Life and Health. Integr Med (Encinitas). 2014;13(2):8-15. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4684129/ 

[iv] Lenaz G, D’Aurelio M, Merlo Pich M, et al. Mitochondrial bioenergetics in aging. Biochim Biophys Acta. 2000;1459:397–404 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11004456/ 

[v] Pizzorno J. Mitochondria-Fundamental to Life and Health. Integr Med (Encinitas). 2014;13(2):8-15. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4684129/ 

[vi] Barger JL, Walford RL, Weindruch R. The retardation of aging by caloric restriction: its significance in the transgenic era. Exp Gerontol. 2003;38:1343–1351. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14698815/ 

[vii] How Can Calorie Restriction Help Support Mitochondrial Function, Anti-Aging and Chronic Disease?https://aor.ca/how-can-calorie-restriction-help-support-mitochondrial-function-anti-aging-and-chronic-disease/ 

[viii] Timmers S, Konings E, Bilet L, et al. Calorie restriction-like effects of 30 days of resveratrol supplementation on energy metabolism and metabolic profile in obese humans. Cell Metab. 2011;14(5):612-622. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3880862/ 

[ix] Braidy N, Guillemin GJ, Mansour H, Chan-Ling T, Poljak A, Grant R. Age related changes in NAD+ metabolism oxidative stress and Sirt1 activity in wistar rats. PLoS One. 2011;6(4):e19194. Published 2011 Apr 26. doi:10.1371/journal.pone.0019194 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3082551/ 

[x] Williams DS, Cash A, Hamadani L, Diemer T. Oxaloacetate supplementation increases lifespan in Caenorhabditis elegans through an AMPK/FOXO-dependent pathway. Aging Cell. 2009;8(6):765-768. doi:10.1111/j.1474-9726.2009.00527.x https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2988682/ 

[xi] Timmers S, Konings E, Bilet L, et al. Calorie restriction-like effects of 30 days of resveratrol supplementation on energy metabolism and metabolic profile in obese humans. Cell Metab. 2011;14(5):612-622. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3880862/ 

[xii] Hargreaves IP. Coenzyme Q10 as a therapy for mitochondrial disease. Int J Biochem Cell Biol. 2014 Apr;49:105-11. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24495877/ 

[xiii] Lenaz G, D’Aurelio M, Merlo Pich M, et al. Mitochondrial bioenergetics in aging. Biochim Biophys Acta. 2000;1459:397–404 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11004456/ 

[xiv] Lenaz G, D’Aurelio M, Merlo Pich M, et al. Mitochondrial bioenergetics in aging. Biochim Biophys Acta. 2000;1459:397–404 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11004456/ 

[xv] Sen CK, Khanna S, Roy S. Tocotrienols: Vitamin E beyond tocopherols. Life Sci. 2006;78(18):2088-2098. doi:10.1016/j.lfs.2005.12.001 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1790869/ 

[xvi] Sen CK, Khanna S, Roy S. Tocotrienols: Vitamin E beyond tocopherols. Life Sci. 2006;78(18):2088-2098. doi:10.1016/j.lfs.2005.12.001 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1790869/ 

[xvii] Han-Yao Huang, Lawrence J. Appel, Supplementation of Diets with α-Tocopherol Reduces Serum Concentrations of γ- and δ-Tocopherol in Humans, The Journal of Nutrition, Volume 133, Issue 10, October 2003, Pages 3137–3140, https://doi.org/10.1093/jn/133.10.3137 

[xviii] McMackin CJ, Widlansky ME, Hamburg NM, Huang AL, Weller S, Holbrook M, Gokce N, Hagen TM, Keaney JF Jr, Vita JA. Effect of combined treatment with alpha-Lipoic acid and acetyl-L-carnitine on vascular function and blood pressure in patients with coronary artery disease. J Clin Hypertens (Greenwich). 2007 Apr;9(4):249-55. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4684129/#b19-8-15 

[xix] McMackin CJ, Widlansky ME, Hamburg NM, Huang AL, Weller S, Holbrook M, Gokce N, Hagen TM, Keaney JF Jr, Vita JA. Effect of combined treatment with alpha-Lipoic acid and acetyl-L-carnitine on vascular function and blood pressure in patients with coronary artery disease. J Clin Hypertens (Greenwich). 2007 Apr;9(4):249-55. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4684129/#b19-8-15 

[xx] Liu Y, Liu K, Wang N, Zhang H. N acetylcysteine induces apoptosis via the mitochondria dependent pathway but not via endoplasmic reticulum stress in H9c2 cells. Mol Med Rep. 2017;16(5):6626-6633. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5865795/ 

[xxi] Wright DJ, Renoir T, Smith ZM, et al. N-Acetylcysteine improves mitochondrial function and ameliorates behavioral deficits in the R6/1 mouse model of Huntington’s disease. Transl Psychiatry. 2015;5(1):e492. Published 2015 Jan 6. doi:10.1038/tp.2014.131 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4312826/ 

[xxii] Pizzorno J. Mitochondria-Fundamental to Life and Health. Integr Med (Encinitas). 2014;13(2):8-15. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4684129/