Que sont les mitochondries ?

• Les mitochondries sont des organites cellulaires
• entre 0,5 et 10 μmol de longueur
• occupent entre 3 et 30 % du volume cellulaire
• Sa superficie est de 14 000 m².
• Les cellules contiennent jusqu'à 1000 mitochondries (selon la fonction de la cellule respective).

Quelle est la structure d'une mitochondrie ?

• Contient son propre « ADNm » (structure d'ADN et de ribosomes semblable à celle des bactéries)
• Petit anneau d'ADN double brin (v.a(hérité par la mère)
• 2 à 10 copies par mitochondrie
• Compact (environ 1000 protéines ; presque exclusivement des séquences codées)
• Aucune protection des histones
• Pratiquement aucun mécanisme de détection et de réparation des pannes
• Par conséquent, les mitochondries peuvent facilement être endommagées par les processus oxydatifs. &et le stress nitrosatif (radicaux libres) peut les endommager !

Quelles sont les fonctions des mitochondries ?

1. Production d'énergie
   1. Les mitochondries sont les centrales énergétiques de nos cellules : les macronutriments (glucides, protéines, lipides) contiennent de l’énergie liée chimiquement qui n’est pas directement assimilable par les cellules (contrairement à l’huile). Cette énergie doit d’abord être transformée à l’extérieur des mitochondries. À l’instar de l’essence dans un moteur, les nutriments transformés sont brûlés (grâce à des cofacteurs) pour produire de l’énergie utilisable.
   2. 95 % de l'énergie cellulaire est produite dans les mitochondries, soit environ 65 kg d'ATP par jour via la phosphorylation oxydative, la bêta-oxydation et le cycle de l'acide citrique.
   3. La production d'énergie génère des radicaux libres, qui entraînent un stress oxydatif (physiologiquement de 2 à 5 % de l'oxygène, pouvant atteindre 25 %). Problème : le risque de dommages aux cellules 1 à 3 causés par les radicaux libres est élevé (les dommages oxydatifs dans les mitochondries sont 10 à 20 fois plus fréquents que dans l'ADN nucléaire) !
2. Implication dans d'importants processus intracellulaires via l'ADN mitochondrial (ADNm), z.B.:
   1. Régulation des fonctions cellulaires (via la concentration de calcium)
   2. Protection du reste de la cellule contre les radicaux libres
   3. Fonction de signalisation pour le système immunitaire (z.B( .Défense antivirus)
   4. Impliqué dans l'autophagie (mitophagie) et l'apoptose
3. Fourniture d'intermédiaires pour les processus anaboliques du cycle de l'acide citrique (tels que les cétoacides, l'acide citrique), z.Bpour la biosynthèse des acides aminés et des acides gras, la gluconéogenèse et la formation de l'hème

Les quatre principales sources de production d'énergie dans les mitochondries :

Cofacteurs pertinents pour ces 4 processus de production d'énergie :

Sans le u.gLes cofacteurs ne peuvent pas catalyser les processus de production d'énergie dans les mitochondries. Par conséquent, leur disponibilité suffisante est essentielle. v.aLes cofacteurs suivants doivent être pris en compte :

• vitamines B
• L-Carnitine
• Coenzyme Q10
• magnésium
• Acide alpha-lipoïque (ALA)
• soufre
• cuivre
• Calcium
• fer
• manganèse

Publicité 1 : La bêta-oxydation et le rôle important de la L-carnitine :

• Métabolisme énergétique : la L-carnitine comme « biotransporteur » d'acides gras dans les mitochondries
  • Molécule de transport des acides gras libres à longue chaîne dans les mitochondries
  • 95 % des cas de L-carnitine se trouvent dans le cœur et...Les muscles squelettiques, car ils présentent une forte demande énergétique et donc une forte « demande mitochondriale ».
  • Amélioration des performances
• Influence sur les taux de lipides sanguins
• Propriétés stabilisatrices de membrane, antioxydantes et neuroprotectrices
• Système immunitaire : augmenté…
  • Prolifération des lymphocytes
  • Activité phagocytaire des granulocytes et des monocytes
  • Activité des cellules tueuses naturelles
• fonction de détoxification
  • Métabolisme hépatique des substances toxiques : Molécule de transport (« biovecteur ») des métabolites toxiques pour leur excrétion par les reins

Publicité 4 : La chaîne respiratoire (phosphorylation oxydative) et le rôle important de la coenzyme Q10 :

• Métabolisme énergétique : La coenzyme Q10 est un composant central de la chaîne respiratoire (chaîne de transport d'électrons) dans la membrane mitochondriale interne (conversion de l'ubiquinone oxydée en ubiquinol réduit).
• antioxydant
  • Réduit le stress oxydatif et ses conséquences (artériosclérose, cancer, vieillissement accéléré, etc.).
  • Localisation dans les mitochondries (effet local particulièrement efficace et rapide sur les radicaux oxygénés)
  • Impliqué dans la réduction de la vitamine E oxydée
• Dysfonctionnement mitochondrial, stress oxydatif et coenzyme Q10 :

Dysfonctionnement mitochondrial/Maladies mitochondriales

• Les dysfonctionnements et les maladies mitochondriales impliquent des anomalies métaboliques de gravité variable au niveau des mitochondries. Ces anomalies sont classées comme suit :
  • primaire (déterminé génétiquement)
  • secondaire (acquis)
• Les maladies mitochondriales sont plus fréquentes qu'on ne le pensait auparavant : prévalence d'environ 11,8/100 000

Causes du dysfonctionnement mitochondrial

(adapté des recommandations de la Société allemande de neurologie)

• Perturbations de la production d'énergie mitochondriale
  • En particulier, les deux processus de production d'énergie, la phosphorylation oxydative (4) et la dégradation des acides gras (1)
  • Risque élevé dû à la formation de radicaux et à l'implication de nombreuses enzymes
  • En conséquence de
    • Primaire : anomalies des gènes nucléaires ou mutations de l'ADNmt, z.Bdélétions singulières de l'ADNmt ou mutations ponctuelles de l'ADNmt-ARNt
    • Secondaire:
      • Erreurs dans la production d'énergie ou le contrôle des processus, z.B… en raison de troubles métaboliques, de métabolites, de polluants, d’une carence en coenzyme Q10, en L-carnitine, en antioxydants et en cofacteurs
      • Influences épigénétiques (z.B(de l'environnement)

Symptômes

• Les symptômes des maladies mitochondriales classiques apparaissent v.a…dans les tissus fortement dépendants de la production d’énergie mitochondriale et présentant une forte demande énergétique, par exemple dans la zone de :
  • Yeux (vue)
  • ORL (oreille interne)
  • Système nerveux central (SNC) et système nerveux périphérique
  • Muscles cardiaques et squelettiques
  • pancréas
  • rein
  • foie
• Symptômes « typiques » comme indicateurs de troubles mitochondriaux (Source : (Zeviani et al.)Carelli 2003) :
  • Adulte:
    • fatigue
    • faiblesse
    • Problèmes de concentration
    • Humeur dépressive
    • Troubles de la perception sensorielle
    • Myopathies
    • Douleurs articulaires
  • Enfants:
    • hypotonie musculaire généralisée (« nourrisson mou »)
    • retard de développement psychomoteur
    • acidose lactique
    • Insuffisance cardiopulmonaire

Diagnostic

Valeurs normales de laboratoire pour les paramètres pertinents à la fonction mitochondriale :

Mitochondries
ATP intracellulaire Pyruvate lactate Lactate-pyruvate Q10 L-Carnitine LDH (sérum) Mitochondries actives (voir activité mitochondriale)	2-8 μmol/l 39-82 μmol/l 5-20 mg/dl (0,55-2,2 mmol/l) &< 20:1 (idéal 10:1) 0,5-2,5 mg/l 20-50 mmol/l &< 245 U/l &> 99%
inflammation
CRP sensible IL-6 IL-8 IL-10 (cellules T) TNF-α (macrophages)	&< 5 mg/dl &<5 pg/ml &<2 pg/ml &< 1072 pg/ml < 0,5 pg/ml ou &< 8,1 pg/ml
Stress oxydatif/Stress nitrosatif (NO)
statut antioxydant total (TAS, capacité antioxydante) dans le sérum MDA (malondialdéhyde) dans le plasma EDTA Hydroperoxydes (1 FORT = 7,6 mcmol/l H2O2)	1,3-1,7 mmol/l 0,36-1,42 μmol/l &< 230 FORT
Nitrotyrosine (corrélée à la formation de peroxynitrite) Holo-transcobalamine dans le sérum (B12 = piégeur de NO) ou d'acide méthylmalonique (marqueur de carence en vitamine B12) dans l'urine	< 10 nmol/l < 50 pmol/l &< 2 nmol/mol de créatinine

Thérapie par micronutriments pour le dysfonctionnement mitochondrial :

• Enzymes antioxydantes telles que la SOD, les peroxydases, les catalases (« première ligne de défense »)
• Coenzyme Q10 (énergie et protection contre les radicaux libres)
• L-Carnitine (énergie)
• Vitamines C, D et E, sélénium, zinc et composés végétaux secondaires (« 2e ligne de défense » : protection contre les radicaux libres, effet anti-inflammatoire)
• Cofacteurs (v.a. Complexe de vitamines B)
• Posologie recommandée :

ingrédient actif	dose
Vitamine C Vitamine E sélénium Polyphénols (z.B(Resvératrol) Coenzyme Q10	3 x 0,5-1 g 200-400 mg 100 μg 40-125 mg 60-150 mg
Vitamine B1/B2/B3 Vit.Vitamine B6/B12/Acide folique/Vitamine B5	50-100 mg/10-100 mg/50-75 mg 50-100 mg/1 mg/1 mg/10-100 mg
zinc manganèse magnésium acides gras insaturés L-Carnitine	20-60 mg 2-30 mg 300-500 mg 1-3 g 1-3 g
Acide α-lipoïque	200-600 mg