★ À maîtriser
Dans la mitochondrie, l’anion superoxyde produit par les complexes I et III est converti en peroxyde d’hydrogène par les SOD, puis le peroxyde d’hydrogène est réduit en eau par les peroxirédoxines, la glutathion peroxydase ou la catalase.
Le cerveau est particulièrement sensible au stress oxydant en raison de sa forte activité respiratoire, de ses faibles capacités de détoxification et de la richesse de ses membranes neuronales en acides gras polyinsaturés oxydables.
📌 Les ROS en excès oxydent les lipides membranaires en hydroperoxydes lipidiques, les protéines comme la méthionine en méthionine oxydée et l’ADN en lésions telles que la 8-oxodG.
Compléments
Excès de ROS → oxydation des lipides, protéines et ADN
★ À maîtriser
Harman propose en 1950 une théorie selon laquelle la durée de vie est inversement proportionnelle à la consommation d’oxygène ou à la vitesse du métabolisme.
En 1972, la théorie des radicaux libres mitochondriaux du vieillissement, ou MFRTA, place la mitochondrie au centre du vieillissement en reliant l’accumulation de ROS à l’instabilité de l’ADN mitochondrial et à une production accrue de ROS.
📌 Les supplémentations en antioxydants et les modifications des enzymes antioxydantes produisent des effets ambigus sur la longévité, ce qui rend difficile la vérification d’une théorie forte où le stress oxydant limiterait directement la durée de vie.
Compléments
Chez la Drosophile, l’inactivation de la CuZnSOD ou de la MnSOD diminue fortement la survie, jusqu’à une réduction de la durée de vie de 80 %, tandis que la surexpression de certaines enzymes antioxydantes donne des résultats variables.
Chez la souris, l’invalidation de la CuZnSOD diminue la durée de vie de 30 % et s’accompagne de pertes musculaires, de dommages oxydatifs et d’une infertilité des femelles.
Harman → MFRTA → théorie consensuelle des pathologies
Lors d’une hormèse, un stress cellulaire active des récepteurs, des kinases, des phosphatases ou des désacétylases, puis des facteurs de transcription comme Nrf2 et FOXO, qui induisent des effecteurs protecteurs tels que les antioxydants et les protéines chaperonnes.
La restriction calorique active la voie IGF1R-AKT, favorise FOXO au détriment de TOR, augmente l’expression de SIRT1 et permet à SIRT1, stimulée par l’AMPK, de désacétyler p53.
L’exercice physique augmente transitoirement les ROS mitochondriaux et déclenche la mitohormèse, qui améliore la biogenèse mitochondriale, le contrôle qualité et la mitophagie.
Stress modéré = adaptation protectrice ; stress chronique = charge allostatique
★ À maîtriser
La maladie de Parkinson implique le stress oxydant dopaminergique, car la dégradation enzymatique et non enzymatique de la dopamine produit des radicaux oxygénés et des quinones réactives.
Les mutations de PINK1 et Parkin inhibent la mitophagie, favorisent l’accumulation de mitochondries dysfonctionnelles et peuvent contribuer à l’inflammation dans la maladie de Parkinson.
Compléments
Dysfonction mitochondriale → ROS → sénescence et inflammation
★ À maîtriser
📌 Le vieillissement pathologique associe au vieillissement normal une maladie telle qu’une démence ou une insuffisance cardiaque.
En France métropolitaine, l’espérance de vie à la naissance était en 2019 de 79,8 ans chez les hommes et de 85,7 ans chez les femmes.
🔄 Le vieillissement suit une chaîne de mécanismes:
Le poids total des muscles est réduit de moitié entre 30 et 70 ans, avec une perte particulièrement importante de force au niveau des avant-bras.
Compléments
Chez une personne sédentaire de 75 ans, les besoins énergétiques sont estimés à environ 1500 kcal/j chez l’homme et 1150 kcal/j chez la femme pour une activité physique identique à celle d’un sujet jeune.
Le nombre total de cellules diminue d’environ 30 % entre 20 et 70 ans.
Vieillissement normal sans maladie, vieillissement pathologique avec maladie
★ À maîtriser
Le vieillissement musculaire s’accompagne d’une diminution de 25 à 50 % du nombre de motoneurones α responsables de la motricité.
Les fibres de type II dénervées sont réinnervées par bourgeonnement axonal de petits motoneurones, puis adoptent progressivement les caractéristiques des fibres de type I, avant la perte finale des nouvelles unités motrices.
Environ 73 % des personnes âgées n’atteignent pas leurs apports énergétiques théoriquement nécessaires et 85 % présentent des apports protéiques insuffisants.
Une force de préhension inférieure à 30 kg chez l’homme et à 20 kg chez la femme identifie les personnes âgées ayant une vitesse de marche ou des capacités locomotrices réduites.
Compléments
Dénervation et malnutrition → amyotrophie et perte fonctionnelle
Le système nerveux comprend notamment:
Les cellules souches neurales sont notamment localisées dans le gyrus denté de l’hippocampe et dans la zone sous-ventriculaire.
Chez l’humain, environ 700 nouveaux neurones sont produits chaque jour dans l’hippocampe, tandis qu’une diminution importante de la neurogenèse hippocampique est observée dans la maladie d’Alzheimer.
Avec l’âge, l’augmentation de Let-7b diminue Hmga2, ce qui favorise l’expression de p16INK4A, l’entrée en sénescence des cellules souches et la réduction de leur prolifération.
L’exercice physique favorise la neurogenèse hippocampique notamment par l’augmentation du BDNF, qui agit sur le récepteur TrkB et favorise la prolifération et la survie des jeunes neurones.
La neurogenèse hippocampique diminue avec l’âge sous l’effet combiné de l’augmentation de la sénescence et de la quiescence, de l’inflammation et du cortisol, ainsi que des modifications morphologiques et mécaniques de la niche.
Quiescence des cellules souches ≠ activation neurogénique
★ À maîtriser
📌 Le vieillissement intrinsèque est lié à l’âge et concerne notamment l’atrophie dermique et épidermique, la sécheresse, la perte d’élasticité, les rides et la fragilité cutanée, tandis que le vieillissement extrinsèque dépend de facteurs environnementaux comme le soleil, le tabac, l’alcool et la nutrition.
Les UVA pénètrent profondément jusqu’au derme et induisent principalement un stress oxydant par production excessive d’espèces réactives de l’oxygène, tandis que les UVB agissent surtout sur l’épiderme et provoquent notamment des lésions directes de l’ADN.
L’héliodermie se manifeste notamment par:
📌 Le lentigo malin est une tache pigmentaire unique, volumineuse, mal limitée et hétérogène, qui peut évoluer d’un mélanome intraépidermique vers une forme invasive, contrairement aux taches pigmentaires banales généralement bénignes.
Compléments
📌 Les kératoses actiniques sont des lésions kératosiques précarcinomateuses liées aux UV qui doivent être reconnues et traitées, notamment par application d’azote liquide, car elles peuvent évoluer vers des carcinomes.
Vieillissement intrinsèque chronologique ≠ vieillissement extrinsèque solaire
★ À maîtriser
📌 Les UVB agissent principalement dans l’épiderme et participent notamment à la photocarcinogenèse, tandis que les UVA pénètrent jusqu’au derme et jouent un rôle majeur dans l’héliodermie.
Les UVA induisent une production excessive d’espèces réactives de l’oxygène, provoquant un stress oxydatif, des dommages cellulaires et tissulaires, puis une dégradation du tissu conjonctif dermique.
Les espèces réactives de l’oxygène activent des voies de signalisation qui augmentent l’expression et la sécrétion des métalloprotéinases matricielles, lesquelles dégradent les composants de la matrice extracellulaire dermique.
Les UVB peuvent provoquer des lésions directes de l’ADN et l’accumulation de mutations touchant notamment le gène TP53, ce qui perturbe la réparation de l’ADN et l’élimination des cellules endommagées et favorise le cancer cutané.
Compléments
UVA → ROS → dégradation du derme → rides et héliodermie
★ À maîtriser
L’évaluation physique comprend:
La meilleure prévention du vieillissement cutané associe l’éviction solaire et la recherche d’ombre pendant les heures les plus ensoleillées à une photoprotection adaptée contre les UVA et les UVB.
Environ 50 % de la dose totale de soleil reçue au cours de la vie est reçue avant l’âge de 18 ans.
Compléments
📌 Les photoprotecteurs solaires contiennent des filtres chimiques ou des écrans minéraux qui réduisent la quantité de rayonnements solaires atteignant la peau, tandis que l’efficacité des molécules antioxydantes associées doit encore être évaluée chez l’être humain.
Mesures physiques objectives ≠ évaluation clinique dépendante des scores et photographies
★ À maîtriser
📌 La trétinoïne est formellement contre-indiquée pendant la grossesse et son effet bénéfique maximal semble être obtenu après environ six mois de traitement.
📌 Les alpha-hydroxy-acides diminuent la cohésion des cornéocytes à une concentration inférieure à 10 %, exercent des effets épidermiques et probablement dermiques entre 20 et 25 %, et provoquent une épidermolyse totale à une concentration supérieure ou égale à 40 %.
Compléments
Le laser CO₂ pulsé entraîne une destruction thermique du tissu élastosique, une rétraction du collagène dermique et un dépôt de collagène nouvellement synthétisé.
Après un laser CO₂ pulsé, un érythème facial persistant pendant plus de deux mois survient dans environ 50 % des cas et une hyperpigmentation transitoire dans environ un tiers des cas.
Les cosmétiques hydratants maintiennent l’hydratation du stratum corneum en diminuant l’évaporation, en restaurant les lipides, en substituant la phase lipidique par des produits occlusifs, en formant un film hydrophile ou en apportant et fixant de l’eau par des substances hygroscopiques.
★ À maîtriser
📌 Le vieillissement distingue trois profils : la personne robuste conserve son autonomie, la personne fragile présente une diminution des réserves avec un risque accru de perte d’autonomie, et la personne dépendante présente des atteintes importantes nécessitant une aide quotidienne.
Compléments
📌 L’overuse désigne l’utilisation excessive ou injustifiée d’un médicament, le misuse son utilisation inadaptée et l’underuse l’absence de prescription d’un traitement indiqué.
Réserves diminuées → facteur précipitant → décompensation
★ À maîtriser
La vitesse de marche est un marqueur important de l’état fonctionnel et est fortement associée à la survie ; sa diminution constitue un signe d’alerte.
Les principaux outils cognitifs sont:
📌 Une perte de poids involontaire chez une personne âgée est un signe d’alerte qui impose de rechercher une pathologie sous-jacente, une diminution des apports, des troubles bucco-dentaires ou de la déglutition, des médicaments et des facteurs psychologiques ou sociaux.
Compléments
Moteur, Cognition, Nutrition, Autonomie, Social
★ À maîtriser
📐 Formule — Le débit cardiaque vérifie , où Q est le débit cardiaque, VES le volume d’éjection systolique et FC la fréquence cardiaque.
📌 À l’effort, la personne âgée présente une réserve chronotrope diminuée, mais maintient le volume d’éjection systolique grâce à une augmentation du volume télédiastolique et de la contribution auriculaire.
Avec l’âge, la paroi artérielle s’épaissit, les fibres élastiques se fragmentent et le collagène s’accumule, entraînant une rigidification artérielle et une augmentation de la postcharge ventriculaire.
La fibrose cardiaque résulte d’abord de la perte de myocytes puis de l’augmentation des protéines de la matrice extracellulaire, ce qui rigidifie le ventricule et altère sa fonction diastolique.
Compléments
Lors de la systole, une partie de l’énergie d’éjection est stockée dans l’aorte puis restituée pendant la diastole, ce qui maintient un débit sanguin continu et limite le caractère pulsatile du flux.
Chez le rat mâle Wistar sénescent, 50 % de la population étudiée est décédée à 24 mois, 72 % à 28 mois et 94 % à 32 mois.
Repos préservé, effort limité
📌 Le point de contrôle G2 répond notamment aux cassures double brin, tandis que le point de contrôle de la réplication répond à une progression ou un achèvement perturbé de la réplication.
Chez S. pombe, Rad3 transmet le signal des dommages à des médiateurs puis aux kinases Chk1 et Cds1, qui régulent Cdc25, Wee1 et Mik1 afin de retarder l’entrée en mitose.
Chk1 n’est pas indispensable à l’établissement initial de l’arrêt du cycle après inhibition de la réplication, mais elle est requise pour maintenir cet arrêt prolongé en phosphorylant et inhibant Cdc25.
Cds1 est principalement activée lorsque la réplication est bloquée et peut phosphoryler Wee1, tandis que Chk1 agit notamment sur Cdc25 ; les deux voies coopèrent avec une compensation partielle.
Chez les mammifères, ATM est principalement activée par les cassures double brin, tandis qu’ATR est principalement activée par les défauts de réplication et l’ADN simple brin.
La létalité synthétique consiste à inhiber une seconde voie de réponse aux dommages, ce qui devient létal dans les cellules tumorales déjà déficientes pour une première voie tout en épargnant davantage les cellules normales.
Détection → signalisation → effecteurs → arrêt du cycle
★ À maîtriser
📌 La caféine inhibe directement Rad3, située en amont de Cds1, plutôt que Cds1 elle-même, car l’inhibition de Cds1 n’est observée que dans les cellules vivantes et non in vitro.
📌 Les inhibiteurs d’ATM, ATR, Chk1 ou Chk2 peuvent exploiter une létalité synthétique en devenant létaux surtout dans les cellules tumorales déjà déficientes pour une autre voie de réponse aux dommages de l’ADN.
Compléments
📌 L’inhibition des points de contrôle doit être contrôlée, car elle peut réduire la surveillance de l’ADN mais aussi favoriser l’instabilité génomique et la transformation tumorale.
Caféine → inhibition de Rad3 → perturbation de Chk1 et Cds1
★ À maîtriser
📌 La séquence seed, généralement située en positions 2 à 8 du microARN, assure la reconnaissance principale de l’ARN messager ciblé, et une mutation de cette séquence peut empêcher cette reconnaissance.
La fixation d’un microARN provoque une dégradation de l’ARN messager dans environ 20 à 30 % des cas et inhibe principalement sa traduction dans les autres situations.
L’inactivation de Dicer réduit fortement la production de microARN matures et déclenche un arrêt prolifératif dose-dépendant associé à l’activation des voies p19Arf-p53 et p53-p21.
Compléments
La diminution coordonnée de plusieurs microARN augmente MKK4, active les voies de réponse au stress et contribue à l’installation du phénotype sénescent.
Les microARN miR-371, miR-372 et miR-373, lorsqu’ils sont surexprimés dans des cellules sénescentes, peuvent favoriser une forte prolifération et agir comme des facteurs oncogéniques.
pri-miARN → pré-miARN → duplex → miARN mature
Les trois catégories sont:
L’inhibition de MDM2 par UBX0101 augmente l’activité de p53 et favorise l’apoptose des cellules sénescentes, ce qui peut protéger le cartilage dans des modèles murins d’arthrose.
📌 Les sénosuppresseurs réduisent la production du SASP ou empêchent les facteurs sécrétés par les cellules sénescentes d’induire la sénescence des cellules voisines.
📌 Le diabète de type 1 est généralement provoqué par une réaction auto-immune détruisant les cellules bêta, tandis que le diabète de type 2 associe une résistance à l’insuline et une altération progressive de sa sécrétion.
Après un repas, l’insuline favorise la captation du glucose par les muscles et le tissu adipeux ainsi que son stockage sous forme de glycogène ou de lipides, tandis que le glucagon stimule la libération de glucose lorsque la glycémie diminue.
Dans le diabète de type 2, la résistance à l’insuline réduit la captation et le stockage du glucose, maintient une production hépatique insuffisamment inhibée, puis entraîne une défaillance progressive des cellules bêta.
📌 Le diabète de type 2 résulte de l’association d’une résistance des tissus à l’insuline et d’une défaillance progressive des cellules bêta pancréatiques.
Dans une cellule bêta, l’entrée du glucose augmente son oxydation et la production d’ATP, puis les granules d’insuline fusionnent avec la membrane plasmique et libèrent l’hormone.
Dans les muscles et le tissu adipeux, l’insuline stimule la translocation de GLUT4 vers la membrane plasmique, ce qui permet l’entrée du glucose dans la cellule pour son utilisation ou son stockage.
L’ubiquitine est un polypeptide de 76 résidus qui se lie covalemment aux protéines destinées à être dégradées et signale leur dégradation ATP-dépendante par le protéasome 26S.
La dégradation protéasomale comporte la liaison covalente de multiples ubiquitines au substrat, puis la dégradation de la protéine polyubiquitinylée par le protéasome 26S avec recyclage de l’ubiquitine.
Une chaperonine capture une protéine mal repliée, fixe de l’ATP et GroES, la déplie transitoirement dans un espace confiné, puis l’éjecte après hydrolyse de l’ATP, environ 15 secondes plus tard.
É-M-P : éliminer, modifier, propagation
| Théorie | Mécanisme central | Limites |
|---|---|---|
| Harman, 1950 | La durée de vie varie inversement avec la consommation d’oxygène et le métabolisme. | Relation principalement corrélative. |
| MFRTA, 1972 | Les ROS mitochondriaux endommagent l’ADN mitochondrial et aggravent leur propre production. | Résultats expérimentaux variables. |
| Théorie consensuelle | Les dommages oxydatifs sont associés aux pathologies du vieillissement. | N’établit pas une limitation directe de la durée de vie. |
| Type | Cause | Manifestations ou caractéristiques |
|---|---|---|
| Intrinsèque | Âge et facteurs génétiques | Atrophie, sécheresse, perte d’élasticité, rides et fragilité |
| Extrinsèque | Facteurs environnementaux | Soleil, tabac, alcool, nutrition et pollution |
| Héliodermie | Exposition solaire chronique aux UV | Taches pigmentées, rides, élastose et altérations vasculaires |
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1. Concernant la production et les effets des espèces réactives de l’oxygène :
2. Parmi les propositions suivantes concernant le devenir mitochondrial de l’anion superoxyde, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?
Mémorisez les concepts clés de Vieillissement de l’organisme avec 92 flashcards interactives.
Qu'est-ce que le stress oxydant ?
Une accumulation toxique d'espèces réactives de l'oxygène.
Comment l'anion superoxyde est-il transformé dans la mitochondrie ?
Il est converti en peroxyde d'hydrogène par les SOD.
Pourquoi le cerveau est-il sensible au stress oxydant ?
À cause de sa forte activité respiratoire, faibles capacités de détoxification et membranes riches en acides gras polyinsaturés.
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