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On sait bien que les cellules humaines se régénèrent régulièrement pour remplacer les cellules sénescentes par des nouvelles cellules, plus performantes et plus efficaces. De plus, La cellule biologique possède ses propres mécanismes de réparation et de lutte contre les agressions extérieurs/intérieurs pour préserver une fonction cellulaire normale autant que possible, alors pourquoi vieillit-on en premier lieu ? Est-ce à cause des facteurs génétiques/environnementaux ou bien d'un échec inévitable des mécanismes de réparation? 

Pour répondre à cette question, on va essayer de dévoiler quelques mystères et détruire pas mal de myths concernant le vieillissement et ses aspects physiologiques...

Au cours des années, les chercheurs ont établi plusieurs théories pour expliquer le vieillissement biologique. Lorsque on parle de vieillissement cellulaire on préfère utiliser un terme plus scientifique, la sénescence. 

Elle est définit comme étant un processus physiologique qui entraîne une lente dégradation des fonctions de la cellule  à l'origine du vieillissement des organismes

La théorie de l'usure:

Au cours de la vie, les cellules de l'organisme subissent plusieurs agressions extérieures sous forme des produits chimiques toxiques (Nicotine, alcool..), des rayons ionisants (rayons ultra-violets, rayons X...) ou bien des organismes biologiques (les bactéries, les  virus, les parasites...). 

Cette théorie suggère que face aux bombardements continus par ces substances, les cellules deviennent de moins en moins performantes. Le principal élément atteint est l'ADN cellulaire qui est responsable de toutes les fonctions cellulaires, il subit chaque instant des traumatismes  minimes qui seront récupérés dans la majorité des cas grâce à un système de réparation complexe. Certaines maladies génétiques sont caractérisées par une altération de cette fonction fondamentale, un bon exemple est le xeroderma pigmentosum. Une exposition même modérée aux rayons ultra-violets provenus du soleil entraîne des lésions cutanées graves chez les malades, dans les cas sévères, ces lésions deviennent des cancers.

Dr. August Weismann, le père de cette théorie, supposait que ces mécanismes de réparation diminuent avec le temps, il y aura donc une accumulation progressive des erreurs génétiques et très probablement un dysfonctionnement cellulaire. Malheureusement, les agressions exogènes ne sont pas les seules à craindre... 

La théorie des radicaux libres:

L'utilisation continue de l'oxygène par les mitochondries de cellules libère des radicaux libres, ce phénomène est connu sous le nom de stress oxydatif. Ce sont des molécules d'oxygène hautement réactives qui peuvent altérer n'importe quel composant cellulaire par une dénaturation ( un changement de conformation qui induit un changement de fonctionnement) allant de la membrane cellulaire vers les protéines structurales et finalement l'ADN. Les chercheurs ont donc formulé cette nouvelle théorie qui se concentre cette fois-ci sur la capacité de  l'organisme de s'auto-détruire de l'intérieur expliquant pourquoi même avec un style de vie sain et  extrêmement discipliné, on ne pourra jamais échapper aux agressions ni arrêter de vieillir.

Ces deux théories manquent un facteur important, la génétique. Depuis les observations faites, on a remarqué que les individus qui vivent dans des conditions semblables ne vieillissent pas de la même façon, cet aspect incomplet a poussé les chercheurs à poursuivre une théorie plus adéquate qui prend en considération les facteurs génétiques.

Limite de Hayflick:

La cellule humaine possède un nombre limité de divisions, ceci a été démontré par un microbiologiste américain Dr. Leonard Hayflick en 1965. Ce nombre est aux alentours de 50 divisions pour la cellule humaine, chez des espèces qui vivent très longtemps, comme la tortue de Galápagos, ce nombre est supérieur à 100 divisions par cellule pour un âge maximal de 200 ans. Par contre le rat blanc est différent, ce nombre est approximativement 15 divisions par cellule, pour un âge maximal de 3.5 années. la relation entre la limite d'âge et le nombre des divisions est bel et bien claire, mais la question qui se pose, qu'est-ce que définit cette limite ?

Les télomères sont des séquences non codantes qui se trouvent à l'extrémité de chaque brin d'ADN, ils sont formés par plusieurs kilobases répétitives et préservent l'information génétique comprise entre chaque extrémité. Avec chaque division, ils tendent à se raccourcir jusqu'à atteindre une taille si courte que la division ne soit plus possible. Ils sont directement responsables de la limite de Hayflick, on dit souvent que nous avons l'âge de nos télomères.

La télomérase est une enzyme naturelle qui favorise l'allongement des télomères.

Les cellules-souches de l'organisme, étant une réserve précieuse des cellules, possèdent souvent des concentrations élevées de ces molécules, ce qui favorise une régénération continue du stock cellulaire. D'une autre cotée, la cellule tumorale est par définition une cellule hors de contrôle à division illimitée soit par stimulation continue des facteurs de croissance, soit par une inhibition de facteurs de freination à savoir la mort cellulaire programmée (apoptose), le raccourcissement obligatoire des télomères etc. Cette dernière fonction peut être arrêtée par une sécrétion inappropriée des télomérases, selon des études épidémiologiques, 85% des cancers humains présentent une activité télomérique anormale, c'est pourquoi que beaucoup des thérapies antitumorales visent ces enzymes, on a même essayé de prolonger la vie en utilisant des télomérases synthétiques, des expériences qui ont échoué misérablement et qui ont causé plusieurs tumeurs chez les animaux testés, probablement on ne doit éviter de manipuler le déroulement normal de la vie.

Dans la nature, l'éternité n'est pas imaginaire..

Depuis 1988, une petite méduse appelée turritopsis dohrnii intéressait les biologistes partout dans le monde. Cette créature de 1 cm de longueur possède une caractéristique exceptionnelle, elle est biologiquement immortelle ! Son cycle de vie passe par plusieurs étapes allant d'un polype qui s'enfonce dans le fond marin jusqu'à une méduse adulte. Elle a la capacité de rajeunir en passant de sa forme adulte (méduse) vers sa forme primordiale (polype) quand il y a un manque de nourriture ou bien quand les conditions sont défavorables et vice versa, elle subit ce cycle plusieurs fois dans sa vie et ne mourrait jamais seulement si elle a été dévorée par un prédateur naturel. À cause de cette immortalité biologique, Les biologistes craignent une invasion silencieuse par ces méduses, ce qui va perturber l'écosystème marin surtout si on continue à chasser ses prédateurs naturels. Voici une vidéo démonstrative de cette merveille de la nature.. 

 

La cause de cette éternité est une fonction cellulaire spéciale: la transdifférenciation.

La transdifférenciation se définit par le fait que des cellules non souches ou des cellules souches déjà différenciées perdent leurs caractères normaux et acquièrent de nouveaux caractères et de nouvelles fonctions.

Chez un embryon humain, les cellules primaires sont les cellules souches. Avec le temps, ces cellules différencient progressivement pour donner les différents types cellulaires possibles, des cellules nerveuses, des cellules musculaires, des cellules cardiaques etc. Une fois que la différenciation est terminée, retourner au stade de cellules souches serait quasiment impossible, ce qui n'est pas le cas pour la méduse, ses cellules possèdent une capacité à redevenir des cellules primaires et par conséquent elle retournera vers le stade de polype.

Existe-il d'autres théories qui pourraient expliquer le vieillissement ?

Bien sur ! À travers les années les biologistes cherchaient beaucoup des explications cohérentes pour le vieillissement cellulaire. Les théories qu'on a discuté sont les plus importantes de point de vue physiologique mais il en existe plusieurs autres ( Plus de 300 théories ! ). Parmi ces théories, on cite la théorie neuro-endocrine, elle suggère que la sécrétion hormonale se détériore avec le temps et affecte les cellules de l'organisme comme conséquence, les neurones sont directement responsables de l'hormonogénèse par le biais des gonadotrophines, ces cellules subissent différents stades durant la vie qui contrôle le passage  du corps par plusieurs périodes (enfance, adolescence, vieillissement), ceci est un résultat direct d'une horloge biologique bien déterminée. Une autre théorie élaborée par Kirkwood appelée théorie du soma disposable>> considère la sénescence comme étant un déficit des cellules-souches disponibles. il y a même des théories évolutionnistes qui admettent que le vieillissement soit bénéfique pour une espèce car il laisse forcément une place au développement des nouveaux phénotypes obligatoires pour survivre dans un monde qui exige l'adaptation, les espèces qui réussissent à persister longtemps dans la nature ne sont pas les plus fortes mais les plus adaptables. Pour enlever un peu de confusion, il faut savoir que beaucoup des théories ont plusieurs points communs entre eux et elles mènent toujours à la même chose, le vieillissement est obligatoire !

La longévité est-elle héréditaire ? 

Oui et non, le vieillissement est sans doute un phénomène complexe multifactoriel, il comporte des facteurs héréditaires, des facteurs liés à l'environnement et des facteurs liés au mode de vie de la personne (activité physique, nutrition, sommeil...). Si vous avez un grand-père qui a vécu une centaine d'années, vous avez plus de chance pour vivre plus longtemps mais rien n'est garanti pour vous ! Surtout si vous suivriez des mauvaises habitudes durant votre vie. L'île  japonaise d'Okinawa est très célèbre dans la communauté scientifique, ses habitants ont l'espérance de vie la plus élevée partout dans le monde et elle connue pour avoir trois fois plus de centenaires que n'importe quelle autre région de la planète. Le mode de vie actif et la nutrition saine que ces habitants suivaient est un élément clé de leur longévité mais il existe aussi et très probablement des facteurs génétiques associés.

On a démontré que plusieurs gènes sont impliqués dans la longévité, on les appelle les gérontogènes. Certains affectent indirectement la sénescence comme les gènes du transfert des lipides, l'apolipoprotéine est une protéine importante dans l'organisme qui favorise l'élimination des LDL (Low density cholestérol), ralentit par la suite le développement d'athérosclérose, diminue le risque cardiovasculaire global et augmente l'ésperance de vie . Le gène qui code pour cette protéine a trois versants alléliques différents et chacun a son propre effet sur la lipogenèse d'où une différence de longévité entre les individus qui portent des allèles différents. D'autres gènes affectent directement la sénescence comme le PROP1, un gène qui est responsable du développement des structures hypothalamo-hypophysaires. Les gens qui souffrent d'une diminution de l'activité de ce gène (syndrome d'Ames), présentaient généralement une petite taille et vivent plus longtemps. les gérontogènes sont très très nombreuses dans le génome humain, on ne peut pas vraiment les étudier tous. Chaque gène peut affecter d'une manière indirecte la longévité, donc les réactions croisées sont théoriquement illimitées .

Peut-on améliorer sa propre longévité ?

Bien évidemment on ne peut pas agir sur les facteurs génétiques déjà prédéterminés mais on peut agir sur les autres. Une bonne alimentation riche en antioxidants atténue le phénomène de stress oxydatif et peut théoriquement ralentir le processus de vieillissement. La consommation de certains aliments comme le thé vert diminue le risque de développement des maladies chroniques (cancers, maladies cardiovasculaires, diabète...) et améliore la longévité grâce à sa richesse en antioxidants actifs les polyphénols. La pratique du sport et la réduction de stress dans sa vie quotidienne aident beaucoup à atténuer les effets de l'âge sur le corps en augmentant la densité osseuse et la force musculaire. L'augmentation des taux de cortisol sanguin, principale hormone de stress, diminue l'efficacité du système immunitaire par les effets immunosuppresseurs des corticoïdes et favorise ainsi les infections. Une étude récente discutait l'effet de la restriction calorique sur la sénescence biologique, elle montrait une amélioration nette des fonctions biologiques lors d'une diminution des apports caloriques de 25% pendant 2 ans,  l'âge biologique pourrait être amélioré. Le seul problème est la quantification exacte du vieillissement biologique, les individus ne vieillissent pas tous de la même façon et on peut pas définir cliniquement la sénescence biologique, il faudra interpréter les résultats pour chaque personne ce qui est extrêmement difficile. Bref, les résultats semblent très excitants mais plusieurs recherches doivent être effectuées au futur.

L'article pour aujourd'hui est terminé, Que pensez-vous ? est ce que j'ai raté quelque chose d'important ? exprimez-vous là-bas !

Merci beaucoup pour votre temps précieux et bonne journée :)

À la prochaine !

Réferences:

Annie Sainsard-Chanet,Professeure de Génétique, Université Paris-Sud, Orsay:

Mais pourquoi vieillit-on? Mourir, est ce vraiment utile? 

Liens internet:

La sénescence

Les Théories du vieillissement

Vieillissement : les causes et mécanismes

Lust for life: breaking the 120-year barrier in human ageing

Télomères

Telomerase as a useful target in cancer fighting

La télomérase : l’inhiber contre les cancers, l’activer contre le vieillissement ?

Turritopsis dohrnii

Une méduse détiendrait le secret de l'immortalité

La transdifférenciation

Le secret des centenaires de l’île d’Okinawa au Japon

GenAge entry for PROP1 

Le thé augmente la longévité

Restriction calorique et vieillissement : première étude sur l’homme

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