Colloque

Effet des métaux lourds, des cations métalliques divalents et trivalents sur la chaîne respiratoire mitochondriale

Sylvain Versailles

Robert Carpentier

Membre a labase

Sylvain Versailles

Résumé du colloque

La mitochondrie est l’une des premières structures à être lésée dans la cellule face à des stress, que ce soit le vieillissement, l’attaque de polluants ou tout autres toxiques. La chaîne respiratoire mitochondriale (CRM) logée dans la membrane interne de la mitochondrie est davantage susceptible d’être victime de ces attaques de part son emplacement et la multitude des réactions complexes se déroulant entre les diverses structures. De nombreuses pathologies sont déjà associées avec les troubles de malfonctionnement mitochondrial. Toutes les maladies reliées à l’acidose lactique sont de ce nombre ainsi que certaines myopathies et maladies neurodégénératives. Il a été remarqué pour la maladie de Parkinson une baisse de l’activité du complexe I (NADH-CoQ réductase); des recherches sont également en cours pour déterminer les effets de la maladie d’Alzheimer sur la CRM, il y aurait une baisse significative du complexe V (F1F0 ATP synthétase) chez les patients. La CRM est sensible à certains polluants de l’environnement tels la fumée de cigarette, les pesticides, les métaux lourds... enfin un peu de tout qui réussit à être dans son entourage et qui est toxique. Certaines médications ont aussi comme effet secondaire d’induire des dysfonctionnements de la CRM. Il devient donc important de mettre au point des méthodes qui permettent de savoir si une substance induit des malfonctionnements au niveau de la CRM et de déterminer exactement comment elle interfère avec celle-ci. Le but de la mitochondrie est en quelque sorte d’oxyder les composés à chaîne de carbones pour produire du gaz carbonique, de l’eau et surtout d’en récupérer l’énergie. Cette combustion est faite par une suite de réactions chimiques qui permettent de récupérer l’énergie petit à petit, de façon plus efficace qu’une combustion spontanée (voilà à quoi servent le cycle de Krebs et la CRM). La dernière phase de cette oxydation se passe dans la CRM, c’est à ce niveau que l’oxygène est consommé. Des mitochondries extraites de foie de rat sont utilisées pour notre expérimentation. Nous utilisons l’électrode de Clark pour déterminer l’état de la respiration mitochondriale (la consommation de l’oxygène) et des méthodes spectrophotométriques pour déterminer l’état d’oxydo-réduction des cytochromes b, c1, a et a3 présents dans les complexes III et IV. Il existe également d’autres techniques pour étudier toutes les composantes de la CRM. Grâce à des inhibiteurs de la CRM dont le mécanisme d’action est connu (comme roténone, antimycine A, azide de sodium etc), il est possible d’étudier différents segments de celle-ci, il est donc concevable après maint efforts de déterminer où exactement la substance étudiée va faire son inhibition. Ce n’est pas d’hier que les mécanismes de la CRM sont étudiés mais le lien de son dysfonctionnement avec certaines pathologies, avec le contact à des toxiques et avec le vieillissement est plutôt récent. Notre but vise à étudier l’inhibition de l’activité de la CRM par les métaux lourds, les cations métalliques divalents et trivalents. Les effets du mercure, du zinc et de l’aluminium ont surtout été étudiés allant jusqu’à tenter de découvrir le site ou les sites exacts d’inhibition sur la CRM. Ceci constitue un départ dans la recherche car il n’y a pas que l’action de ces cations qui peuvent être étudié, les nouvelles médications, la multitude des polluants environnementaux et les pathologies à l’origine mal éclairée sont autant de facettes qui peuvent être étudiées.