Les mitochondries sont les centrales énergétiques de la cellule. Elles produisent de l’énergie pour nos cellules, leur permettant ainsi de remplir leurs fonctions.
La plupart des cellules contiennent des centaines de mitochondries, qui génèrent de l’« énergie » sous forme d’adénosine triphosphate (ATP). Il s’agit d’une petite molécule qui adhère aux protéines et aux autres composants cellulaires, en modifiant leur structure, en les activant ou en les désactivant.
Au-delà de la production d’énergie, les mitochondries jouent également des rôles cruciaux dans :
- Contrôle de l'apoptose (mort cellulaire) : lorsque les mitochondries sont endommagées, elles libèrent du cytochrome c et activent les caspases, qui finissent par tuer la cellule.
- Homéostasie du calcium : les mitochondries modulent les niveaux de calcium dans la cellule pour maintenir le bon fonctionnement cellulaire.
En tant qu’effet secondaire de leur production d’énergie, les mitochondries produisent également des espèces réactives de l’oxygène (également appelées « radicaux libres »), qui sont de petites molécules très réactives qui, à des niveaux trop élevés, peuvent endommager les composants cellulaires.
Dans la maladie de Parkinson, les mitochondries commencent à fonctionner moins bien, ce qui entraîne une diminution de la production d'énergie et une augmentation du stress oxydatif.
Ces dysfonctionnements ont été impliqués dans la dégénérescence des neurones dopaminergiques de la substance noire, une caractéristique de la maladie de Parkinson.
Quels sont les problèmes liés aux mitochondries dans la maladie de Parkinson ?
3. Mitophagie défectueuse
La « mitophagie » est le processus par lequel les mitochondries endommagées sont éliminées de manière sélective pour empêcher leur accumulation (c'est l'autophagie des mitochondries - apprenez-en plus sur l'autophagie ici).
Dans la maladie de Parkinson, les mitochondries endommagées ne sont souvent pas correctement décomposées et recyclées, ce qui entraîne leur accumulation dans les neurones.
Dans la maladie de Parkinson génétique, cela peut se produire en raison de mutations dans des gènes tels que PINK1 et Parkin, qui codent pour des protéines qui marquent les mitochondries défectueuses en vue de leur dégradation.
Dans la maladie de Parkinson sporadique (la forme la plus courante), il se pourrait que certains déclencheurs ou variantes génétiques spécifiques altèrent la mitophagie, permettant aux mitochondries dysfonctionnelles de persister et de se propager dans les neurones.
2. Trop de stress oxydatif
Les neurones dopaminergiques sont très actifs sur le plan métabolique et dépendent d’une production d’énergie importante pour maintenir leur fonction.
Cela signifie que leurs mitochondries travaillent très dur, générant de grandes quantités de radicaux libres, qui provoquent des dommages oxydatifs aux composants cellulaires et aux mitochondries elles-mêmes.
De plus, la dopamine est une molécule très sensible à l’oxydation, ce qui aggrave encore cet effet.
Un stress oxydatif trop important et des mitochondries endommagées dans les neurones peuvent conduire à la mort cellulaire et éventuellement à la maladie de Parkinson.
3. Toxines environnementales et dysfonctionnement mitochondrial
L’exposition à des toxines environnementales telles que les pesticides ou les produits chimiques comme la roténone et le paraquat a été liée à la maladie de Parkinson.
Ces toxines endommagent les mitochondries (par exemple, elles inhibent l’activité du complexe I, un important complexe protéique mitochondrial), conduisant finalement à la dégénérescence des neurones dopaminergiques.
Au début des années 1980, un groupe de toxicomanes en Californie a développé un syndrome parkinsonien d'apparition rapide après s'être injecté un opioïde synthétique contaminé par du MPTP, une toxine mitochondriale. Leurs symptômes, notamment des tremblements, une bradykinésie (lenteur des mouvements), une rigidité et une instabilité posturale, étaient étonnamment similaires à ceux observés dans la maladie de Parkinson.
Les examens neurologiques ont confirmé que ces individus présentaient une perte importante de neurones dopaminergiques dans la substance noire, une caractéristique de la maladie de Parkinson.
Des études épidémiologiques suggèrent qu’une exposition prolongée aux pesticides, qui peuvent endommager les mitochondries, augmente également le risque de maladie de Parkinson.
4. Causes génétiques potentielles ou facteurs de risque
Dans la maladie de Parkinson génétique (qui représente environ 10 % des cas de maladie de Parkinson), différents gènes ont été identifiés comme conduisant à la maladie de Parkinson et jouant directement ou indirectement un rôle dans la fonction mitochondriale.
En voici quelques exemples :
- PINK1 et Parkin : coordonnent la mitophagie (dégradation des mitochondries) en marquant les mitochondries endommagées pour la dégradation.
- LRRK2 (Leucine-rich repeat kinase 2) : impliquée dans la dynamique mitochondriale, le recyclage et peut augmenter le stress oxydatif, ce qui peut endommager les mitochondries.
- DJ-1 : Fonctionne comme un antioxydant et protège les mitochondries du stress oxydatif.
- SNCA (alpha-synucléine) : l'alpha-synucléine agrégée altère la fonction mitochondriale et augmente la sensibilité aux dommages oxydatifs.
Conclusion
Les mitochondries jouent un rôle essentiel dans la santé et la survie des neurones. Leur dysfonctionnement est un facteur important dans le développement et la progression de la maladie de Parkinson.
Cependant, il est encore difficile de voir ce qui vient en premier : le dysfonctionnement mitochondrial est-il une cause principale de la maladie de Parkinson, ou est-il plutôt une conséquence d'autres choses qui ne vont pas dans les neurones (par exemple l'accumulation de protéines spécifiques comme l'alpha-synucléine qui endommage les mitochondries, ou l'autophagie altérée, qui conduit à l'accumulation de mitochondries endommagées) ?
Apprenez-en davantage sur les causes de la maladie de Parkinson ici.
