Tout savoir sur l’autophagie

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Dans notre corps, la détérioration des cellules se produit constamment à la suite de processus métaboliques. De plus, des restes de micro-organismes pathogènes neutralisés par notre système immunitaire et d’autres déchets s’accumulent.

Au fur et à mesure que nous vieillissons et subissons de plus en plus de stress, nos cellules sont de plus en plus endommagées, notamment en raison d’une exposition accrue aux radicaux libres.

Le corps a besoin d’un système de nettoyage qui empêche l’accumulation de débris. Mais nous savons maintenant qu’il ne s’agit pas simplement d’éliminer ces déchets, mais que nous avons un système de recyclage dans notre corps : l’autophagie.

Êtes-vous intéressé à mieux connaître ce mécanisme ? On vous en dira plus ci-dessous.

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Qu’est-ce que l’Autophagie ?

Les cellules endommagées et celles qui ont atteint leur limite vitale, si elles s’accumulent, peuvent provoquer des mécanismes inflammatoires nuisibles à la santé. Elles peuvent contribuer à l’apparition de maladies, notamment de maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson ou la maladie d’Alzheimer.

Grâce à ce processus d’autophagie, les cellules se dégradent et recyclent leurs composants inutilisables. Cela sert à obtenir de l’énergie et à réutiliser des molécules plus petites en les utilisant comme si elles étaient des briques pour le renouvellement cellulaire.

En outre, après une infection, elles sont responsables de la destruction et de l’élimination des restes de bactéries et de virus. Éliminez les protéines endommagées et contrecarrez les effets négatifs du vieillissement.

Ce mécanisme est connu depuis longtemps et a été découvert dans les années soixante. Mais c’était en 2016 lorsque la communauté scientifique a décerné le prix Nobel de médecine au Dr Yoshinori Ohsumi pour ses découvertes dans ce domaine.

Les chercheurs reconnaissent l’autophagie comme un système de survie grâce auquel le corps se protège.

L’autophagie est-elle bonne ou mauvaise pour nous ?

Bien que l’étymologie du mot nous propose une définition qui donne un peu de répulsion (celle de se manger soi-même ne semble pas très juste), il s’agit d’un mécanisme normal de renouvellement cellulaire. Il agit de manière essentielle dans la prévention des pathologies auto-immunes, neurodégénératives, infectieuses …

Par ailleurs, il présente des avantages anti-âge, car il détruit et réutilise les composants endommagés. Ce processus est effectué à l’intérieur des vacuoles. Et certains des produits résultants sont réutilisés.

Mécanisme d’autophagie

L’autophagie implique la formation d’une vésicule à double membrane, qui encapsule le cytoplasme, les protéines malformées, les protéines à longue durée de vie et les organites, puis fusionne avec les lysosomes pour la dégradation. La formation de la vésicule à double membrane est un processus complexe impliquant 16 protéines apparentées à l’autophagie (protéines Atg). De plus, deux systèmes de conjugaison de type ubiquitine sont impliqués dans l’autophagie.

Ces systèmes produisent des complexes modifiés de régulateurs d’autophagie : Atg8-PE et Atg5-Atg12-Atg16. Et cela peut déterminer la formation et la taille de l’autophagosome. La nucléation, l’expansion et l’achèvement de la formation d’autophagosomes se produisent alors, l’amenant à fusionner avec les lysosomes.

Le mécanisme moléculaire de l’autophagie implique plusieurs protéines Atg (apparentées à l’autophagie) conservées, dont la plupart ont été identifiées pour la première fois dans la levure. L’initiation de la formation des autophagosomes nécessite deux complexes. (1) Un complexe qui contient la classe III PI3 K Vps34, Atg6/Beclin1, Atg14 et Vps15/p150.73. (2) L’autre complexe comprend une sérine/thréonine-kinase Atg1.

L’activité kinase de l’Atg1 nécessite la fonction de deux autres protéines autophages, à savoir Atg13 ou Atg8 et Atg17. Chez les mammifères, qui ne contiennent pas d’Atg13, Atg1 s’est associé aux orthologues Atg8, LC3 (chaîne légère 3 de la protéine associée aux microtubules), GATE-16 (amplificateur ATPase de 16 KDa associé à Golgi) et GABARAP (protéine associée au récepteur A de type G-amino butyric acide).

L’allongement implique deux voies de conjugaison de type ubiquitine, les systèmes Atg8/MAP-LC3/GABARAP/GATE-16 et Atg12. La protéine soluble Atg8 subit un clivage carboxyle-terminal par la protéase cystéine protéase Atg4 pour exposer un résidu glycine réactif afin de médier la formation d’autophagosomes.

Atg4 est activé par les enzymes Atg7 (de type E1) et Atg3 (de type E2). La fonction de l’Atg3 nécessite un complexe protéique qui implique Atg5, Atg12 et Atg16. La phosphatidyléthanolamine est ensuite liée par covalence à l’Atg8 activé (Atg8-PE dans la levure et LC3-II lipidé chez les mammifères).

Il reste lié à la membrane de l’autophagosome jusqu’à ce qu’une partie soit clivée par Atg4 pour être recyclée. S’il n’est pas clivé par Atg4, il se dégrade dans l’autolysosome, car Atg8 reste lié par covalence à la membrane et peut donc être utilisé comme marqueur pour l’autophagie.

Dès que la formation d’autophagosomes est terminée, le complexe Atg16-Atg5-Atg12 se dissocie de sa membrane limitrophe et les composants participent à un processus de recyclage médié par Atg2, Atg9 et Atg18. L’autophagosome terminé est maintenant prêt pour la fusion avec l’endosome ou le lysosome.

Les avantages de l’autophagie

Les avantages au niveau cellulaire de ce processus sont à l’étude. Certains des plus importants sont :

  • Il fournit de l’énergie à la cellule et des composants pour la formation de la structure.

  • Recyclez les restes de protéines endommagés et les parties inutilisables de la cellule.

  • Il apporte des avantages aux cellules cardiaques et protège contre les maladies coronariennes.

  • Élimine les structures endoplasmiques endommagées.

  • Protège la stabilité de l’ADN.

  • Il protège le système nerveux et améliore ses cellules. Il semble que l’autophagie améliore la structure du cerveau, la fonction cognitive et la neuroplasticité.

  • Améliore la fonction immunitaire en éliminant les agents pathogènes intracellulaires.

  • Régule les fonctions mitochondriales.

  • Prévenir la nécrose tissulaire.

Prolonger la durée de vie

L’activation de l’autophagie permet de lutter contre l’accumulation associée à l’âge des composants cellulaires endommagés. Autrement dit, elle améliore l’efficacité métabolique des cellules.

L’autophagie est une réponse au stress qui aide les cellules à devenir plus résilientes et conservatrices avec leur énergie.

L’autophagie peut être activée pour éliminer les mitochondries dysfonctionnelles (mitophagie) qui produisent beaucoup d’espèces nuisibles d’oxygène réactif (ROS) susceptibles de dégrader la cellule.

On rapporte que ces processus prolongent la durée de vie de plusieurs espèces.

Prévenir les maladies neurodégénératives

De nombreuses maladies neurodégénératives résultent de l’accumulation de protéines déformées dans et autour des neurones. Cela entraîne la mort progressive des cellules cérébrales et la perte subséquente des facultés mentales.

L’autophagie nous protège en éliminant ces protéines. Dans la maladie de Huntington, elle élimine la protéine huntingtine (HTT). Dans la maladie d’Alzheimer, elle élimine l’amyloïde (créée à partir de la protéine APP). Dans la maladie de Parkinson, elle élimine ⍺-synuclein (SNCA).

Réguler l’inflammation

L’autophagie peut à la fois augmenter et diminuer l’inflammation. Elle augmente l’inflammation en présentant des preuves d’invasion de pathogènes et en activant la réponse immunitaire.

L’autophagie diminue ensuite l’inflammation provoquée par une réponse immunitaire en éliminant la cellule des antigènes qui stimulent la réponse. De plus, l’autophagie élimine les molécules de réponse pro-immunes produites par la cellule en réponse à une invasion.

Impliqué dans la prévention du cancer

L’autophagie joue un rôle dans la prévention de l’apparition du cancer et l’inhibition de la croissance des cancers à un stade précoce.

Elle supprime les processus précancéreux tels que l’inflammation chronique, la réponse aux dommages à l’ADN et l’instabilité du génome.

Des souris génétiquement modifiées pour avoir une autophagie altérée auraient des taux accrus de cancer.

Malheureusement, les rôles protecteurs de l’autophagie peuvent aussi être exploités par les cellules cancéreuses dans les tumeurs.

Quelle est la relation entre les mécanismes d’autophagie et de mort cellulaire ?

L’apoptose est le mécanisme de la mort cellulaire qui fait partie du processus normal de développement d’un organisme.

Les chercheurs pensent que l’autophagie est sélective dans l’élimination des ribosomes et des agrégats de protéines. Certaines études ont indiqué que le mécanisme autophagique est une forme de mort cellulaire indépendante de l’apoptose.

Ces processus sont très intéressants pour les scientifiques, car on pense que l’autophagie pourrait aider au traitement du cancer et des maladies neurodégénératives.

Ce mécanisme serait utilisé pour protéger les cellules contre lesquelles nous ne voulons pas mourir et pour détruire et éliminer les cellules nuisibles.

Inconvénients de l’autophagie

Elle peut favoriser la croissance des tumeurs.  Bien que l’autophagie soit utile pour prévenir l’apparition du cancer, elle peut être utilisée plus tard par les cellules cancéreuses avancées. Au fur et à mesure que les tumeurs se développent, les cellules du milieu sont isolées de l’apport sanguin et commencent à subir un stress nutritionnel et énergétique. L’activation de l’autophagie peut développer ces cellules cancéreuses.

Comment induire l’autophagie ?

Ce processus est actif dans toutes les cellules, mais augmente dans les situations de privation de nutriments.

Cela signifie que nous pourrions induire ce processus en utilisant des déclencheurs tels que l’exercice intense ou le jeûne.

Des études sont en cours pour montrer que l’augmentation de l’autophagie favorise la perte de poids ou le contrôle de certaines maladies associées à l’âge.

Mais comment pouvons-nous induire l’autophagie ?

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Pratiquer le jeûne

C’est un concept très simple. Il s’agit de restreindre la consommation de nourriture pour une période donnée. Vous pouvez boire de l’eau ou du café, mais vous ne devez introduire aucun aliment calorique dans le corps.

Cela se fait généralement selon une stratégie appelée le jeûne intermittent qui consiste à limiter le nombre d’heures par jour que vous mangez, 4 ou 8 heures selon votre plan. Le reste du temps, vous ne mangez rien.

La façon la plus simple de le faire est de pratiquer deux repas par jour, par exemple, le petit-déjeuner et le déjeuner, et d’éliminer complètement les collations entre les repas et le dîner.

Si nous donnons un exemple d’horaire, ce serait quelque chose comme ceci : si vous mangez le petit déjeuner à 7 h et mangez à 14 h, vous ne mangez rien d’autre que de l’eau, du café ou du thé jusqu’à 7h le jour suivant. De cette façon, vous maintenez une période de jeûne de 16 heures.

Si c’est trop compliqué, on peut le réduire à 12 heures, prendre un dîner léger à 19 h et ne rien manger d’autre avant le petit-déjeuner à sept heures du matin.

Il existe d’autres méthodes, telles que des périodes occasionnelles de jeûne de plus de deux ou trois jours ou des jeûnes intermittents tous les deux jours au cours desquels le jour de jeûne réduit considérablement le nombre de calories (un ou deux repas d’environ 500 calories).

Régime cétogène

Ce type de régime est un système alimentaire riche en graisses et en glucides et fonctionne de la même manière que le jeûne intermittent.

Ce type de régime oblige votre corps à modifier son métabolisme de sorte qu’il brûle les graisses au lieu du sucre pour obtenir de l’énergie.

Quoi qu’il en soit, il ne s’agit pas de manger des matières grasses. Vous devez donner la priorité à des matières grasses saines telles que l’huile de coco ou l’huile d’olive, les avocats, le beurre de vaches élevées en herbe ou en noix.

De plus, les glucides ingérés doivent provenir de légumes pour ajouter des vitamines et des fibres. Les corps cétoniques qui seront produits lors de l’utilisation de la graisse comme carburant induisent l’autophagie, avec ses fonctions protectrices du système nerveux.

L’exercice comme déclencheur de l’autophagie

L’exercice est un moyen de générer un « bon » stress pour le corps, car les tissus sont cassés et doivent être réparés pour devenir plus résistants. Cela induira le mécanisme dont nous parlons.

Le type d’exercice recommandé à cette fin n’est pas encore clairement défini, bien que l’exercice intense soit probablement le plus approprié. Dans les tissus du système musculosquelettique, 30 minutes d’exercice suffisent pour déclencher ce processus.

Vous pouvez même combiner l’exercice avec le jeûne et effectuer votre routine avant de commencer à manger, bien que cela dépende de la situation personnelle de chaque individu.

Le sommeil est vital

L’autophagie peut se produire pendant le sommeil. Le rythme circadien aide non seulement à contrôler votre cycle de sommeil, mais il est aussi lié à l’autophagie. Notre horloge biologique affecte le rythme autophage. Le fait d’avoir un sommeil suffisant aidera à l’autophagie.

Chez la souris, les interruptions du sommeil ont eu un effet négatif sur l’autophagie. La perturbation du sommeil a causé l’interruption de la transmission des protéines autophages.

Des aliments qui stimulent l’autophagie

Le thé vert

Les ingrédients actifs du thé vert activent l’autophagie. En particulier, les polyphénols tels que l’épigallocatéchine-3-Gallate (EGCG) auraient des effets pro-autophagiques importants.

L’huile de noix de coco

La consommation d’huile de noix de coco peut stimuler l’autophagie en augmentant les niveaux de cétones.

Le gingembre

Un constituant actif du gingembre (6-shagol) peut induire l’autophagie. On dit que le gingembre bloque mTOR qui, à son tour, active l’autophagie.

Le resvératrol

Le resvératrol est un polyphénol que l’on trouve à faible dose dans le raisin, le vin, les arachides et le soja.

Plusieurs études ont rapporté une activité autophage du resvératrol.

Afin d’ingérer des niveaux posologiques semblables à ceux des rapports, il peut être nécessaire d’utiliser des suppléments de resvératrol.

L’interaction entre les gènes du resvératrol et des sirtuines est censée faciliter les avantages à long terme observés chez certaines espèces.

La curcumine

La curcumine est le phytochimique le plus actif du curcuma et présente de nombreux bienfaits pour la santé.

L’autophagie serait activée par la curcumine via la voie de signalisation AMPK.

La vitamine D

La vitamine D est obtenue par l’alimentation, les suppléments et synthétisée dans la peau lors de l’exposition au soleil.

La recherche a montré que la vitamine D induit l’autophagie et joue potentiellement un rôle dans la protection des cellules pancréatiques β, offrant une avenue possible pour le traitement du diabète.

Les acides gras polyinsaturés oméga 6 et oméga 3

Les suppléments contenant des acides gras polyinsaturés oméga 6 et oméga 3 peuvent augmenter l’autophagie. Une étude a montré que l’intégration d’acides gras polyinsaturés oméga 6 dans l’alimentation de C.elegans augmentait significativement leur durée de vie.

Le nicotinamide

Le nicotinamide est un membre de la famille des vitamines B. Il sert comme un ingrédient pour la fabrication de la molécule énergétique essentielle nicotinamide adénine dinucléotide (NAD).

Il a été rapporté qu’il prévient la maladie d’Alzheimer en augmentant l’autophagie dans les neurones.

Sa capacité à augmenter le recyclage autophagique des mitochondries est particulièrement bénéfique pour la santé cellulaire.

La mélatonine

La mélatonine est une hormone qui régule de nombreux aspects de l’organisme en fonction de votre rythme circadien et des cycles sommeil/éveil.

Elle induit l’autophagie et protège ensuite contre les troubles neuropsychiatriques, les maladies à prions et le cancer.

Le ginseng

Le ginseng contient des ginsénosides dont on a signalé qu’ils favorisent l’autophagie.  Ces activités sont suggérées pour produire des effets anticancéreux.

Le lithium

Le lithium est un élément chimique qui aurait de nombreux bienfaits pour la santé lorsqu’il est utilisé comme supplément.

Il induit l’autophagie en inhibant l’inositol triphosphate.

On estime que le lithium accélère la dégradation des protéines sujettes aux agrégats qui causent la maladie de Huntington, la maladie d’Alzheimer et la démence.

La spermidine

La spermidine est un composé de polyamine que l’on trouve dans une vaste gamme d’aliments.

Elle aide à lutter contre le déclin lié à l’âge et qu’elle prolonge la durée de vie de plusieurs organismes par l’activation de l’autophagie.

Les aliments ayant les plus fortes concentrations signalées de spermidine sont le soja (séché) et le fromage cheddar d’un an d’âge.

Le Sulforaphane

Le sulforaphane est un composé organique contenant du soufre que l’on trouve dans les légumes crucifères comme le brocoli, le chou, le chou-fleur, le chou de Bruxelles et le chou vert.

Le sulforaphane induit l’autophagie dans les cellules neuronales et prévient la neurotoxicité médiée par la protéine prion.

Le Tréhalose

Le tréhalose est un sucre qui contribue à protéger l’organisme.

Il rehausse l’autophagie, inhibe l’infection au cytomégalovirus et a des propriétés neuroprotectrices.

L’acide ursolique

L’acide ursolique est une substance qui provient d’une variété de plantes et d’herbes. Il a été rapporté qu’elle a une variété de bienfaits pour la santé.

Il a été démontré que l’acide ursolique augmente l’autophagie et contribue à la mort cellulaire des cellules cancéreuses du sein.

Médicaments qui activent l’autophagie

Certains médicaments ciblent la voie autophagique afin de créer un effet bénéfique.

Ils peuvent augmenter l’autophagie pour aider à éliminer les cibles gênantes (p. ex. les bactéries et les protéines dysfonctionnelles) de l’intérieur des cellules ou ils peuvent utiliser l’autophagie comme moyen d’induire la mort des cellules cancéreuses.

Cependant, consultez toujours un médecin avant de prendre tout médicament.

  • Le sirolimus, aussi connu sous le nom de rapamycine, induit l’autophagie en inhibant mTOR.

  • Le fentanyl est un analgésique opioïde synthétique puissant qui induit l’autophagie par activation de la voie ROS/MAPK.

  • La carbamazépine, un médicament utilisé principalement pour le traitement de l’épilepsie et de la douleur neuropathique, augmente l’autophagie et a démontré son action sur Mycobacterium tuberculosis multirésistant.

  • La metformine, un médicament contre le diabète, est un promoteur autophagique qui a été mis à l’essai dans le traitement de la maladie d’Alzheimer et dont on rapporte qu’il améliore les comportements anxieux.

  • L’imatinib, un médicament de chimiothérapie utilisé pour traiter le cancer, induit l’autophagie dans les cellules de leucémie chronique.

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Comment réduire l’autophagie ?

Manger plus de protéines et la sédentarité empêchera l’activation supplémentaire de l’autophagie. Toutefois, cela ne diminuera pas non plus activement le niveau basal de l’autophagie dans les cellules.

5 Suppléments qui diminuent l’autophagie

  • L’eugénol, un acide phénolique présent dans le clou de girofle a été identifié à partir d’un échantillon de 86 médicaments traditionnels chinois comme ayant la plus forte capacité à diminuer l’autophagie.

  • La bafilomycine A1, un antibiotique macrolide dérivé de Streptomyces griseus, inhibe l’autophagie.

  • L’oblongifolin C, un acide phénolique de l’arbre asiatique Garcinia yunnanensis, inhibe l’autophagie et a été décrit comme ayant des propriétés anticancéreuses.

  • La matrine, un alcaloïde présent dans les plantes du genre Sophora, serait un inhibiteur de l’autophagie (par modulation du processus lysosomal).

Plus de faits sur l’autophagie

Il reste encore beaucoup à étudier dans ce domaine, bien que l’intégration de longues périodes sans manger ni faire de l’exercice soit un bon point de départ pour tout le monde.

Bien sûr, cela est vrai tant que vous êtes une personne en bonne santé. Lorsqu’il y a des pathologies préexistantes, il est préférable de consulter votre médecin avant d’essayer quoi que ce soit. Et les femmes enceintes ou qui allaitent ne doivent pas jeûner.

Ainsi, ne vous lancez pas dans un sport si vous avez des problèmes d’alignement du corps qui peuvent causer des blessures.

Analysez votre posture, commencez par pratiquer des exercices adaptés à votre corps et renforcez les chaînes musculaires nécessaires à chaque mouvement. 

Sources

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24522518

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24262970

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2314808X16300197

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24048094


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