Il y a quelque chose d’assez vertigineux dans notre biologie.
À chaque seconde, votre cœur bat.
Votre cerveau traite des informations.
Vos muscles maintiennent votre posture.
Vos cellules réparent, transportent, synthétisent, éliminent.
Même lorsque vous dormez, votre organisme continue de travailler.
Et tout cela a un coût.
Un coût énergétique.
Cette énergie ne tombe pas du ciel.
Enfin… pas tout à fait.
Parce qu’en remontant suffisamment loin dans l’histoire du vivant, on finit justement par retrouver le Soleil.
Et au centre de cette histoire se trouvent de minuscules structures présentes dans presque toutes nos cellules :
les mitochondries.
On les présente souvent comme les « centrales énergétiques » de l’organisme.
C’est vrai.
Mais c’est loin d’être toute l’histoire.
Avant les mitochondries, il y avait la lumière
Bien avant l’être humain, bien avant les animaux, bien avant même l’apparition des formes de vie complexes, certaines formes de vie ont appris à capter l’énergie du Soleil.
C’est le principe de la photosynthèse.
La lumière solaire est captée, transformée puis stockée sous forme d’énergie chimique.
Cette capacité a profondément transformé la planète.
Elle a notamment contribué à enrichir progressivement l’atmosphère en oxygène.
Et cet oxygène allait devenir essentiel à une autre révolution biologique :
la respiration cellulaire.
Autrement dit, la capacité d’extraire énormément plus d’énergie des nutriments.
C’est dans ce contexte que les ancêtres de nos mitochondries ont pris une place déterminante.
Une ancienne bactérie devenue indispensable
La mitochondrie possède une histoire étonnante.
Elle ne faisait pas partie, à l’origine, de la cellule telle que nous la connaissons aujourd’hui.
Il y a très longtemps, une cellule ancestrale aurait intégré une bactérie capable d’utiliser efficacement l’oxygène pour produire de l’énergie.
Au lieu d’être détruite, cette bactérie est restée.
Une coopération s’est progressivement installée.
La cellule offrait un environnement protégé.
La bactérie fournissait une capacité énergétique exceptionnelle.
Au fil de l’évolution, cette ancienne bactérie est devenue ce que nous appelons aujourd’hui une mitochondrie.
C’est d’ailleurs pour cela que les mitochondries possèdent encore leur propre ADN.
Nous transportons donc, à l’intérieur même de nos cellules, l’héritage d’une ancienne alliance biologique vieille de plus d’un milliard d’années.
Du Soleil jusqu’à votre ATP
L’histoire devient encore plus intéressante lorsque l’on suit simplement le trajet de l’énergie.
Le Soleil fournit une énergie lumineuse.
Les plantes et certains microorganismes la transforment en énergie chimique.
Cette énergie est stockée dans les molécules qui composent les aliments.
Nous consommons ensuite ces nutriments.
Et nos mitochondries en extraient une partie de l’énergie pour fabriquer une molécule essentielle :
l’ATP.
L’ATP est la monnaie énergétique de nos cellules.
Vous pouvez l’imaginer comme la petite unité d’énergie immédiatement utilisable par l’organisme.
Sans elle :
pas de contraction musculaire ;
pas de transmission nerveuse ;
pas de battement cardiaque ;
pas de réparation cellulaire ;
pas de synthèse protéique ;
pas de vie.
Vous fabriquez des dizaines de kilos d’ATP chaque jour
C’est probablement l’un des chiffres les plus impressionnants de notre physiologie.
Un adulte renouvelle chaque jour plusieurs dizaines de kilogrammes d’ATP, généralement autour de 40 à 50 kg selon les estimations et le niveau d’activité.
Évidemment, nous n’avons pas 50 kg d’ATP stockés dans notre corps.
La réserve disponible à un instant donné est relativement faible.
L’ATP est utilisé puis immédiatement recyclé.
Encore.
Et encore.
Toute la journée.
Toute la nuit.
Votre organisme fonctionne donc avec une sorte de monnaie énergétique qui circule en permanence.
C’est comme si une même pièce était dépensée, récupérée puis réutilisée des milliers de fois.
Lorsque vous faites du sport, ce renouvellement s’accélère fortement.
Vos mitochondries doivent alors répondre à une demande beaucoup plus importante.
Cela permet déjà de comprendre une chose :
notre énergie dépend moins de ce que nous stockons que de notre capacité à en produire continuellement.
Tous les organes n’ont pas les mêmes besoins
Certaines parties du corps consomment beaucoup plus d’énergie que d’autres.
Le cœur, par exemple, travaille sans interruption depuis notre naissance.
Le cerveau représente une faible partie du poids du corps, mais consomme énormément d’énergie.
Le foie accomplit en permanence un nombre considérable de réactions métaboliques.
Les reins filtrent le sang et transportent continuellement des molécules.
Les muscles, eux, peuvent faire exploser leur demande énergétique en quelques secondes.
Il n’est donc pas étonnant que ces tissus dépendent énormément du bon fonctionnement de leurs mitochondries.
Plus un tissu travaille, plus sa capacité énergétique devient déterminante.
Les mitochondries ne sont pas figées
C’est ici que la biologie devient particulièrement intéressante.
Nos mitochondries peuvent s’adapter.
Elles peuvent devenir plus nombreuses.
Modifier leur organisation.
Fusionner entre elles.
Se diviser.
Être éliminées lorsqu’elles fonctionnent mal.
Puis être remplacées.
L’exercice physique est l’un des meilleurs exemples de cette adaptation.
Lorsque vous demandez régulièrement à vos muscles de produire davantage d’énergie, votre organisme comprend qu’il doit améliorer ses capacités.
L’entraînement n’est donc pas uniquement une dépense calorique.
C’est un message envoyé à vos cellules.
Un message qui pourrait se résumer ainsi :
« la prochaine fois, sois mieux préparée. »
C’est ce que l’on appelle l’adaptation.
Et les mitochondries en sont l’un des acteurs principaux.
Produire de l’énergie n’est qu’une partie de leur travail
Pendant longtemps, on a surtout résumé les mitochondries à leur rôle dans la production d’ATP.
Mais elles font beaucoup plus.
Elles participent notamment à :
la gestion du stress cellulaire ;
la régulation de certains signaux ;
la gestion du calcium ;
la mort programmée des cellules ;
l’immunité ;
l’inflammation ;
et l’adaptation métabolique.
Autrement dit, une mitochondrie ne se contente pas de produire de l’énergie.
Elle participe également à la manière dont la cellule réagit à ce qui lui arrive.
Et c’est là que les choses deviennent particulièrement importantes.
Quand les mitochondries commencent à mal fonctionner
Une mitochondrie n’est pas parfaite.
Comme toute machine biologique, elle peut accumuler des dommages.
Lorsqu’elle fonctionne moins bien, plusieurs problèmes peuvent apparaître.
La production d’énergie peut devenir moins efficace.
La production de molécules très réactives, appelées ROS, peut augmenter.
Ces ROS ne sont pas forcément mauvais en eux-mêmes.
En petite quantité, ils servent même de signaux.
Mais lorsqu’ils deviennent trop nombreux ou mal contrôlés, ils peuvent contribuer au stress oxydatif.
Et progressivement endommager certaines structures cellulaires.
De la dysfonction mitochondriale à l’inflammation
C’est l’un des liens les plus importants à comprendre.
Lorsqu’une mitochondrie est gravement endommagée, elle peut libérer certains éléments qui ne devraient normalement pas se retrouver libres dans la cellule.
Parmi eux, son ADN.
Pour l’organisme, cela peut ressembler à un signal de danger.
Et ce n’est pas totalement surprenant.
Rappelons que la mitochondrie descend d’une ancienne bactérie.
Son ADN garde donc certaines caractéristiques particulières.
Lorsque des fragments mitochondriaux apparaissent au mauvais endroit, le système immunitaire peut les interpréter comme un signal d’alerte.
Une réaction inflammatoire peut alors être déclenchée ou renforcée.
C’est l’une des raisons pour lesquelles les mitochondries sont aujourd’hui étudiées bien au-delà du simple métabolisme énergétique.
Elles se trouvent au croisement de l’énergie, du stress cellulaire et de l’inflammation.
Trois mécanismes qui reviennent constamment
Lorsqu’on observe beaucoup de maladies chroniques modernes, on retrouve souvent les mêmes perturbations.
Une moins bonne sensibilité à l’insuline.
Une inflammation persistante de bas grade.
Une altération de la fonction mitochondriale.
Ces trois mécanismes peuvent se renforcer mutuellement.
Une inflammation chronique peut perturber la réponse à l’insuline.
Une insulinorésistance peut augmenter le stress métabolique.
Et une mitochondrie en difficulté peut augmenter le stress oxydatif et les signaux inflammatoires.
On entre alors dans un cercle vicieux.
Il serait faux de dire que toutes les maladies commencent ici.
Un virus, une mutation, un traumatisme ou une maladie génétique peuvent avoir une origine totalement différente.
Mais dans de nombreuses pathologies chroniques, ces grands dérèglements finissent souvent par apparaître.
C’est ce qui rend leur compréhension tellement importante.
Le cancer, Alzheimer et le métabolisme
Prenons deux exemples.
Dans de nombreuses cellules cancéreuses, le métabolisme du glucose est profondément modifié.
Elles utilisent énormément la glycolyse pour produire de l’énergie et soutenir leur croissance.
Ce phénomène avait déjà été décrit au début du XXe siècle par Otto Warburg.
Cela ne signifie pas que « le sucre provoque le cancer ».
Mais cela montre que le métabolisme énergétique fait partie intégrante de la biologie tumorale.
Même constat dans certaines maladies neurodégénératives.
Dans Alzheimer, on observe notamment des perturbations de l’utilisation du glucose et de la signalisation de l’insuline dans le cerveau.
C’est pourquoi certains chercheurs utilisent parfois l’expression « diabète de type 3 ».
Ce n’est pas une classification médicale officielle.
Mais l’expression met en lumière une idée importante :
le cerveau lui aussi dépend d’un métabolisme énergétique extrêmement fin.
Vieillir, c’est aussi perdre une partie de cette capacité énergétique
Avec l’âge, nos mitochondries changent.
Certaines deviennent moins efficaces.
Leur renouvellement peut devenir moins performant.
Les mécanismes qui permettent d’éliminer les mitochondries endommagées peuvent également perdre en efficacité.
Cela ne signifie pas que le vieillissement est simplement une « maladie mitochondriale ».
Mais cela explique en partie pourquoi notre marge de récupération peut diminuer.
Un organisme jeune peut souvent absorber une forte contrainte puis revenir rapidement à l’équilibre.
Avec le temps, cette marge peut se réduire.
Le même entraînement.
Le même manque de sommeil.
Le même stress.
La même infection.
Peuvent alors demander davantage de temps pour être compensés.
Mon expérience personnelle
C’est exactement ce qui m’a poussé à m’intéresser davantage à ces mécanismes.
Pendant plus de vingt ans, j’ai travaillé avec le corps.
Entraînement.
Course à pied.
Trail.
Musculation.
Nutrition.
Récupération.
Mon mode de vie était déjà structuré.
Pourtant, autour de 43 ans, certaines choses ont commencé à changer.
Une récupération plus lente.
Un sommeil parfois moins réparateur.
Des charges d’entraînement autrefois parfaitement assimilées qui demandaient davantage de temps.
J’aurais pu simplement conclure :
« c’est l’âge ».
Mais cette réponse ne me satisfaisait pas.
J’ai voulu comprendre ce qui changeait réellement.
Et plus je descendais dans la biologie, plus je retrouvais les mêmes mécanismes.
Métabolisme.
Inflammation.
Énergie.
Mitochondries.
C’est à ce moment-là que j’ai compris une chose essentielle :
on ne peut pas réellement comprendre la récupération sans comprendre l’énergie.
Et on ne peut pas comprendre l’énergie sans comprendre les mitochondries.
La lumière intervient encore aujourd’hui dans notre biologie
Cette histoire du Soleil ne s’arrête d’ailleurs pas à l’évolution.
Notre organisme reste profondément dépendant de la lumière.
L’exemple le plus connu est probablement la vitamine D.
Sous l’action des rayons UVB, notre peau transforme une molécule dérivée du cholestérol en précurseur de vitamine D.
La lumière devient donc directement un signal biologique.
Ce n’est évidemment pas le même mécanisme que pour la photosynthèse.
Mais il rappelle quelque chose de fondamental :
nous ne sommes pas séparés de notre environnement.
Lumière.
Température.
Activité physique.
Alimentation.
Sommeil.
Tous ces éléments envoient continuellement des informations à notre organisme.
Notre biologie s’y adapte.
Ou tente de s’y adapter.
La santé est une question de capacité d’adaptation
C’est probablement le message le plus important de cet article.
Un organisme en bonne santé n’est pas un organisme qui ne subit jamais de stress.
C’est un organisme capable d’y répondre.
Faire un effort.
Manquer temporairement d’énergie.
Être exposé au froid.
Combattre une infection.
Réparer un tissu.
S’adapter à un entraînement.
Tout cela demande de l’énergie.
Et surtout une capacité à augmenter cette production lorsque cela devient nécessaire.
La véritable question n’est donc peut-être pas uniquement :
« combien d’énergie ai-je ? »
Mais plutôt :
« quelle est ma capacité à en produire quand j’en ai besoin ? »
Les mitochondries sont au centre du système
Lorsque vous commencerez à étudier la biologie, vous remarquerez quelque chose.
Les mitochondries reviennent partout.
Lorsque l’on parle de glucose.
De lipides.
D’insuline.
De sport.
De vieillissement.
D’inflammation.
De stress oxydatif.
De récupération.
De cerveau.
De métabolisme.
De nombreuses voies finissent par converger vers elles.
Ce n’est pas parce que les mitochondries expliquent tout.
Mais parce qu’elles se trouvent à un carrefour fondamental.
Celui de l’énergie.
Et sans énergie, aucun système biologique ne peut fonctionner correctement.
L’énergie commence ici
Chaque jour, votre organisme renouvelle plusieurs dizaines de kilogrammes d’ATP.
Cette énergie permet à votre cœur de battre.
À votre cerveau de penser.
À vos muscles de se contracter.
À vos cellules de se réparer.
À votre organisme de s’adapter.
Et derrière une grande partie de cette énergie se trouvent les mitochondries.
Des structures minuscules.
Issues d’une histoire évolutive vieille de plus d’un milliard d’années.
Reliées indirectement à l’énergie du Soleil.
Et toujours indispensables aujourd’hui à chaque seconde de notre existence.
Comprendre les mitochondries, ce n’est donc pas apprendre un détail de biologie.
C’est commencer à comprendre comment fonctionne notre organisme.
Et pourquoi, lorsque certains de ces mécanismes se dérèglent, les conséquences peuvent se retrouver partout.
La biologie fonctionne comme un système.
Et très souvent, l’énergie se trouve au centre.
On prend mieux soin de ce que l’on comprend.