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Les organites cellulaires

 

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Tous les organites (excepté les ribosomes) sont enveloppés par une membrane intracellulaire (parfois double). Ceci présente une série d'avantages pour le métabolisme :

 

p. ex. la synthèse d'acides gras dans le cytosol, la lipolyse dans la mitochondrie.

p. ex. la dégradation acide dans les lysosomes, des réactions à pH (taux d'acidité) neutre dans le cytosol.

 

Cependant, les membranes internes posent un seul problème : le transport transmembranaire coûte du temps et de l'énergie.

Sommaire :

Le réticulum endoplasmique (ER)

 

L'appareil de Golgi

 

Les endosomes

 

Les lysosomes

 

Les mitochondries

 

Les peroxisomes

 

Les ribosomes

 

Le nucléus

 

Le cytoplasme

 

Contenu :

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Le réticulum endoplasmique (RE) :

 

 

Le RE est un système de membranes intracellulaires. Elles jouent un rôle important dans le transport intracellulaire de substances vers l'appareil de Golgi.

 

Certaines membranes intracellulaires peuvent porter des granulations, les ribosomes (synthèse protéique!!). Durant la chaîne naissante des protéines, ils sont transportés à travers ces membranes. Ce réseau membranaire, en connexion directe avec la membrane cellulaire, offre la possibilité d'exécuter simultanément différentes réactions chimiques en divisant l'espace cellulaire en sous-compartiments. Les protéines achevées sont stockées dans les citernes, puis passent vers l'appareil de Golgi.

 

 

 

Note : la plupart des enzymes impliquées dans les réactions de catabolisme et de détoxication sont identiques aux enzymes nécessaires dans le catabolisme du cholestérol. En cas d'une présence excessive de toxines, la dégradation du cholestérol pourrait être perturbée également...

 

Le RE dans les cellules osseuses est aussi un lieu de stockage d'ions Ca2+ en attente d'être libérés lors d'une activation des récepteurs canaux IP3  (voir aussi : "Inositol"). Par 2 ions de calcium fixés, une molécule d'ATP est retenue. Grâce à cette liaison énergétique, l'os est également une source d'énergie.

 

---> Une forte déshydratation pourrait donc entraîner d'abord une perte d'énergie hydro-électrique (voir : "L'eau, rôle dans l'organisme"), ensuite une diminution de l'énergie biochimique (ATP) et finalement une perte osseuse.

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L'appareil de Golgi :

 

Dans l'appareil de Golgi, la production des substances de sécrétion du RE est achevée. Ensuite, les substances y sont stockées, en attendant d'être sécrétées plus tard dans le milieu intra- ou extracellulaire (exocytose). Les cellules appartenant à des organes excréteurs (glandes...) possèdent donc beaucoup de ces structures. L'appareil de Golgi peut donc être considéré comme "lieu d'empilement" et comme "centre de tri" des substances, afin d'assurer leur correcte distribution intra- ou extracellulaire. Enfin, l'appareil de Golgi est également impliqué dans la production de protéines de sécrétion et d'enzymes lysosomales. Dans l'appareil de Golgi se déroule la glycosilation des protéines.

 

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Les endosomes :

 

Toutes les cellules renferment de nombreux compartiments aux fonctions bien distinctes. Parmi eux, les endosomes : ces vésicules formées à partir de l’invagination de la membrane cellulaire permettent d’importer des nutriments et d’autres molécules du milieu extracellulaire dans la cellule. On peut ainsi retrouver dans ces endosomes des molécules issues d’agents pathogènes qui se sont auparavant fixés sur un complexe protéique membranaire présent à la surface de p. ex. la cellule dendritique appelé Toll-like Receptors (TLR, appartenant au système immunitaire inné).

 

 

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Les lysosomes :

 

Les endosomes transitent jusqu’aux lysosomes, d’autres compartiments intracellulaires qui contiennent des enzymes permettant de dégrader l’ensemble des molécules et de recycler leurs composants pour la synthèse de nouvelles protéines. Dans les lysosomes, des facteurs moléculaires sont activés par l’interaction d’un TLR avec son ligand. Ceci déclenche une cascade de signaux conduisant à l’activation du système immunitaire : production de cytokines et recrutement de macrophages, tout deux nécessaires pour éliminer le pathogène reconnu.

 

Les lysosomes appartiennent au système endomembranaire de chaque cellule. Ce système inclue également le RE et l'appareil de Golgi. Il intervient donc dans la digestion cellulaire enzymatique (hydrolyse de protéines, d'hydrates de carbone, de lipides et d'acides nucléiques) et dans le stockage de produits étrangers à l'organisme (médicaments, complexes AntiGène-AntiCorps (AG-AC), bactéries, amibes...) qui sont impossibles à digérer par les lysosomes.

 

Note : les bacilles de la TBC (Tuberculose) et de la lèpre, ainsi que les cellules cancéreuses ne sont pas considérés comme corps étranger par l'organisme : ils ne sont donc pas détruits.

 

La libération de déchets par évacuation (décharge) peut détériorer les structures extracellulaires. D'autre part, l'empilement durable de grandes structures telles que des complexes AG-AC peut induire à long terme un hyperréaction inflammatoire entraînant des maladies telles que inflammations articulaires rhumatoïdes, maladies auto-immunes, par surcharge.

 

En général, le bourrage des lysosomes entraîne un " bouchage chronique" de la plus grande partie des cellules.

 

Par rapport à la décharge, la surcharge est probablement le chemin le moins nuisible.

 

Le lysosome est la seule partie de la cellule limitée par une membrane formée d'un seul feuillet lipidique : pour cette raison, les lysosomes sont plus facilement endommagés...

 

Une détérioration de la membrane lysosomale peut entraîner des maladies telles que goutte, asbestose, silicose, ...

 

(voir également : Membranes cellulaires, mode d'action, transport passif ").

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Les mitochondries :

 

Dans le perspectif de l'évolution, les mitochondries sont les restes de bactéries vivant dans une autre cellule. Les mitochondries sont des organelles semi-autonomes.

 

La mitochondrie est une petite organelle cellulaire, présente en quantité dans la cellule. Il s'agit de la seule organelle, à l'exception du noyau, qui possède son propre ADN (offrant à la mitochondrie la possibilité de se diviser et d'augmenter le nombre dans une seule cellule; une cellule humaine contient ainsi entre 2 et 2500 mitochondries).

 

Les mitochondries sont de véritables centrales d'énergie. Le nombre de mitochondries par cellule dépend de ces besoins en énergie. Dans les mitochondries, les crêtres (cristae : la membrane interne forme des invaginations qui apparaissent sous forme de crêtes ou replis au microscope électronique ; ces crêtes augmentent la surface de la membrane et donc de capacité de phosphorylation oxydative) contiennent les enzymes de la chaîne respiratoire (ATP-synthase). Elles assurent la production énergétique à travers la chaîne respiratoire. Cette énergie se libère sous forme d'ATP.

 

Sans mitonchondries, la cellule serait obligée pour la production d'ATP de passer par la glycolyse anaérobie (métabolisme des glucides à faible rendement) :

 

1 molécule de glucose    ---->    2 molécules d'ATP

 

En effet, dans les mitochondries, l'énergie présente dans les hydrates de carbone et dans les lipides est libérée et fixée en formant de l'ATP, pour fournir l'énergie aux réactions chimiques cellulaires. En présence d'oxygène (O2), les hydrates de carbone et les acides gras sont oxydés complètement en produisant du dioxyde de carbone  (CO2) et de l'eau. La réaction complète présente un rendement nettement plus élevé :

 

1 molécule glucose    ---->    12 molécules d'ATP

 

Ce type de production d'énergie intervient dans de nombreux processus aérobies : cycle de l'acide citrique (Krebs), chaîne respiratoire avec la phosphorylation oxydative, catabolisme des acides gras, synthèse de corps cétoniques, contrôle du niveau des ions Ca2+ dans le cytosol, quelques enzymes du cycle de l'urée, synthèse de l'hème...

 

IMPORTANT :

 

La combustion de glucose et d'acides gras forme de la FADH2 via la CoQ10, en générant des ROS (voir aussi : "La chaîne respiratoire").

 

La combustion de corps cétoniques garde la CoQ10 dans son état oxydé et forme de la NADH (un réducteur), en générant nettement moins de ROS (pour autant que la glycémie reste basse, puisque des niveaux élevés de cétones et de sucres sanguins (glycémie) peuvent entraîner une acidocétose : voir "Le régime cétogène"). La combustion de corps cétoniques représente ainsi une combustion "plus propre" pour notre organisme.

 

 

Transports entrant dans la membrane mitochondriale :

 

 

 

Transports sortant de la membrane mitochondriale :

 

 

 

Ces transports qui traversent la membrane sont donc influencés par :

 

 

Plus une cellule a besoin d'énergie pour ces fonctions, plus le nombre de mitochondries est élevé. En particulier les cellules des muscles. Toutefois, avec l'âge, les mitochondries risquent d'être détériorées et détruites. Normalement dans les cellules, ces anciennes mitochondries sont recyclées en formant des nouvelles (mitophagie). Toutefois, étant donné que ce processus fonctionne moins bien avec l'âge, leur nombre diminue et donc également la force musculaire.

 

Les mitrochondries possèdent leur propre génome (ADNmt) qui est plus fragile que l'ADN contenu dans le noyau (ADNn). Qui plus est, ils possèdent également leur propre ARN polymérase, ARN de transfert et leurs propres ribosomes. Les mitochondries sont des organites dynamiques capables de s'étirer ou de se rétrécir, de se diviser et se fusionner, selon l'état métabolique de la cellule.

 

Des substances naturelles spécifiques (acétyl-L-carnitine, acide alpha-lipoïque, coQ10, extrait de Ginseng sibérien) peuvent augmenter la production d'énergie dans nos mitochondries. La PQQ (pyrroloquinolone quinone, une co-enzyme vitaminique, présente abondamment dans la viande et certains légumes), joue, comme la coQ10, un rôle actif dans la chaîne de transport des électrons dans la mitochondrie et pourrait stimuler la production de nouvelles mitochondries.

 

Qui plus est, des corps cétoniques, formés durant la cétogenèse à partir de la dégradation des lipides (un régime cétogène), peuvent stimuler la formation de mitochondries.

 

 

Dysfonctions mitochondriales :

 

Les mitochondries ne sont pas seulement des organites cellulaires qui brûlent des hydrates de carbone pour produire de l'ATP. Les mitochondries régulent aussi le cycle cellulaire ((apoptose, mitose) et se chargent de l'élimination de cellules qui fonctionnent mal, des bactéries, des virus... (autophagie).  Des exotoxines telles que pesticides,  métaux lourds, radicaux libres et des particules d'oxygène activées (ROS), ainsi qu'une infection virale de type herpès (CMV, Epstein-Barr...) peuvent provoquer une surexcitation et une inflammation, pouvant détériorer l'ADNmt. Une dysfonction mitochondriale se trouve à la base du développement de maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson, SEP, Alzheimer... mais également la dépression et la perte de bien-être (le cerveau est très dépendant d'ATP) .

 

Excès de sucres, manque/excès d'exercices physiques, inflammation, carence en nutriments, toxines... provoquent une dysfonction mitochondriale :

 

Dysfonction mitochondriale > Inflammation > Radicaux libres , ROS > Dysfonction mitochondriale > Maladies chroniques

 

Note :

Le terme inflammation "chronique" fait sous-entendre que l'état inflammatoire s'entretient lui-même, il devient "chronique". On pourrait le remplacer par "soutenu" : un état inflammatoire constamment "soutenu". Il s'agit en effet d'un état inflammatoire prolongé qui est soutenu par des facteurs maîtrisables et modulables (excès de sucres, acides gras trans, aliments industriels, manque/excès d'exercices physiques, carence en nutriments, toxines, infections, dysbiose, dysfonction mitochondriale...), et qui ne peut donc pas être traité uniquement avec des médicaments anti-inflammatoires (AINS, corticoïdes) mais p. ex. aussi avec des régimes pauvres en glucides tel que le régime cétogène dont l'efficacité a été prouvée dans le traitement de maladies telles que : maladies auto-immunes, diabète de type 2, hypertension, épilepsie...

 

Les mitochondries (jadis des bactéries?) possèdent leur propre ADN et peuvent se multiplier indépendamment. Le début d'un cancer se trouve peut-être son origine dans une révolte des mitochondries, qui ne veulent pas mourir. En effet, il est possible que leur activation constante dans la production d'énergie a causé des dégâts, provoquant la libération de radicaux libres qui détruisent d'autres parties de la cellule, dont le génome. Ainsi, la cellule devient de plus en plus malade avec sa propre destruction comme sa seule issu. Sauf que les mitochondries refusent, ils ne veulent pas mourir. Donc d'autres mutations surviennent rendant la cellules maligne. Pour cette cellule, la mutation serait son seul moyen pour échapper aux difficultés, même si cette action met en péril le reste de l'organisme (hypothèse de Robert Austin, Princeton University).

 

Les mitochondries ne sont pas uniquement impliqués dans la pathophysiologie du cancer mais également dans dans la gestion d'insuline et dans le diabète de type 2. Des dysfonctions mitochondrialles sont responsables d'un état inflammatoire chronique important, à la base de : état allergique (asthme), auto-immunité (AR, lupus...), sécrétion et absorption d'insuline (diabète), production d'énergie (insuffisance cardiaque, hypertension), insuffisance mitochondriale (fibromyalgie), fonctions cérébrales (migraine, Parkinson, Alzheimer, Autisme).

 

Les mitochondries jouent donc une rôle-clé dans le maintien de la santé et dans l'inhibition ou la progression de diverses maladies.

 

Des carences nutritionnelles (vitamines, antioxydants), excès d'hydrates de carbone (en particulier de fructose), dysbiose (perturbation du microbiote), stress oxydant (radicaux libres), xénobiotiques (sulfides (vin), pesticides, D-lactate, cyanide (fumée de tabac) ...), une infection virale latente... influencent négativement les fonctions mitochondriales. L'état inflammatoire créé ainsi forme le lit de la plupart des maladies citées.

 

Traiter cet état inflammatoire chronique avec des médicaments anti-inflammatoires (AINS) correspond au traitement des symptômes et néglige les causes réelles.

 

Stimuler la fonction/biogenèse mitochondriale :

 

  1.  

 

Les régimes pauvres en hydrates de carbone ont prouvé leur efficacité dans la gestion de différentes maladies telles que maladies auto-immunes, diabète de type 2, hypertension et épilepsie (voir aussi : "Le régime cétogène")

 

  1.  

 

 

  1.  

 

Le cerveau est très dépendant d'ATP et les cellules cérébrales présentent une haute densité mitochondriale. Une activité mitochondriale correcte assure ainsi un meilleur fonctionnement cérébrale! Un régime cétogène est la seule chose qui peut permettre de stabiliser l'ADNmt puisque les mitochondries fonctionnent mieux lorsqu'elles ont des graisses pour carburant.

 

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Les peroxysomes :

 

Les peroxysomes sont des organites cellulaires, très petits, ronds ou ovales, caractérisés par une présence élevée d'enzymes oxydoréducteurs, tels que la catalase (catabolisme du peroxyde d'hydrogène). Une seule cellule peut posséder des centaines de peroxysomes. Etant donné que les peroxysomes ne contiennent pas d'ADN ni de ribosomes, toutes leurs protéines doivent être importées.

 

De plus, étant donné leur courte durée de vie (2 jours), la cellule doit créer constamment de nouveaux peroxysomes (biogenèse des peroxysomes). Les anciens seront éliminés par autophagie. La fonction la plus importante du peroxysome est le catabolisme (par bèta-oxydation) des acides gras à longues chaînes (> 18 atomes de carbone). Après une réduction de leur chaîne, les acides gras peuvent être ensuite oxydés dans les mitochondries. Dans les cellules hépatiques, les peroxysomes interviennent dans la détoxication de l'alcool en acétaldéhyde.

 

Les peroxysomes possèdent des PPARs (Peroxisome Proliferator Activated Receptors) : ces récepteurs nucléaires contrôlent le métabolisme des peroxysomes :

 

 

 

Les PPARs sont activés par des acides gras polyinsaturés.

 

      • de cette façon, ils jouent un rôle dans la sensibilité à l'insuline et dans le métabolisme glucidique, et donc également dans l'hémostasie lipidique y associée.

 

      • les cellules adipeuses produisent, suivant le type de stimulant, des facteurs (adipokines) tels que leptine, TNFa et PARS (Poly-ADP-Ribosyl Synthase).

 

        • la leptine déprime ainsi la sensation de faim, mais augmente la sensibilité à l'insuline (voir "Entérohormones")

        • le TNFa provoque de l'inflammation

        • la PARS diminue la présence cellulaire du NAD ; entraîne donc également une déplétion d'ATP

 

3 types :

 

      • PPAR alpha : (en association avec le PPAR gamma)

 

        • surtout présent dans le tissu adipeux brun, dans le foie, l'intestin grêle, et à un moindre degré dans le rein, le coeur et le tissu musculaire

        • est une protéine PPAR capable de moduler l'expression d'un grand nombre de gènes, impliqués dans l'hémostasie lipidique et dans le métabolisme des acides gras

        • régule non seulement le métabolisme de la graisse dans le foie mais son niveau hépatique est directement lié à sa concentration dans le cerveau :

          • les personnes possédant peu de PPAR alpha dans le foie ont un moins bon contrôle de leur métabolisme graisseux et développent donc de la graisse abdominale.

          • paralèlement, leur hippocampe comporte également moins de PPAR alpha, ce qui diminue leur capacité à apprendre et leur mémoire.

            • un excès de graisse abdominale n'est donc absolument pas bon pour notre mémoire .

        • régulateur du transport glucidique

        • régulateur-clé de la résistance à l'insuline et de la formation du tissu adipeux (adipogenèse) : le PPAR alpha joue probablement un rôle dans la distribution du G6P formé: vers la gluconéogenèse ou, via le Glycérol 3-P, vers la synthèse des triglycérides

          • le stockage de graisses dans le tissu adipeux peut entraîner une différenciation au niveau des cellules adipeuses, modifiant leur résistance à l'insuline.

        • est activé par des oméga3, des prostaglandines et des leucotriènes

      •  

 

      • PPAR gamma :

 

        • surtout présent dans le tissu adipeux, moins dans le gros intestin (côlon), le système immunitaire et la rétine

        • détermine le stress oxydatif

        • influence la fonction mitochondriale et la production cellulaire d'énergie

        • influence l'expression du Nuclear Kappa B (NFkB) : influence donc l'expression génétique

        • activer la réduction du PPAR gamma par : DHEA, acides gras omega3, aLA, CLA, ...

 

      • PPAR delta : (en association avec le PPAR gamma)

 

        • surtout présent dans l'estomac, le rein, le coeur, dans une moindre mesure dans les autres tissus

        • influence les médiateurs inflammatoires TNF alfa (Tumor Necrose Factor, cytokines) : inhiber leur élévation avec des oméga3, CLA,, NAC, aLA, ...

          • le TNFa est produit par les adipocytes et régule leur fonction : plus la graisse corporelle est importante, plus l'expression du TNFa sera élevée.

        • inhibe la phophorylation de la tyrosine insulino-stimulante du récepteur insulinique et du substrat

        • stimule la régulation négative (downregulation) dans les adipocytes du transporteur glucosique GLUT4, sensible à l'insuline.

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Les ribosomes :

 

Les ribosomes sont de très petits organites, caractérisés par la présence d'ARN ribosomique et de protéines. Ils sont responsables de la synthèse des protéines. Ils lient l'information de l'ADN et la traduisent en protéines. Un seul ribosome enfile environ 20 acides aminés par seconde. Voir aussi : "Les acides nucléiques".

 

Outre leur présence sur les membranes du RE granuleux, on trouve également des ribosomes dans le cytoplasme et dans les mitochondries. Il s'agit des seuls organites cellulaires dépourvus d'une membrane.

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Le nucléus :

 

Le noyau, l'organelle la plus grande de la cellule, est responsable de la synthèse des acides nucléiques et des ribosomes (anaérobie) ; en général, une cellule possède un seul noyau. Le noyau possède des corps peu définis, les nucléoles, baignant dans le nucléoplasme, et renfermant des chromosomes. Les chromosomes sont des nucléoprotéines, des associations d'ADN et de protéines. Toute l'information génétique est portée par les chaînes nucléosiques. Le noyau est quasi le seul endroit dans l'organisme capable de synthétiser des acides nucléiques (ADN et ARN).

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Le cytoplasme :

 

= cytosol (liquide intracellulaire) + organelles cellulaires.

 

Le cytosol est un liquide colloïdal 4x plus visqueux que l'eau dans lequel baignent toutes les organelles.

 

 

Nombreuses réactions chimiques ont lieu dans le cytosol, qui est légèrement basique. Toutefois, en acidifiant, le cytosol se gélifie et le fonctionnement cellulaire est altéré. C'est la cas des cellules cancéreuses...

 

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 ZOELHO (c) 2006 - 2017, Paul Van Herzele PharmD             Dernière mise à jour : 5-Sept-2017                

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