Quelle est la théorie génétique du vieillissement ?

Votre ADN peut en dire plus sur vous que votre apparence. Selon la théorie génétique du vieillissement, vos gènes (ainsi que les mutations de ces gènes) sont responsables de la durée de votre vie. Voici ce que vous devez savoir sur les gènes et la longévité, et la place de la génétique parmi les différentes théories du vieillissement.

Théorie génétique du vieillissement

La théorie génétique du vieillissement affirme que la durée de vie est largement déterminée par les gènes dont nous héritons. Selon cette théorie, notre longévité est principalement déterminée au moment de la conception et dépend largement de nos parents et de leurs gènes.

Cette théorie repose sur le fait que les segments d’ADN situés à l’extrémité des chromosomes, appelés télomères, déterminent la durée de vie maximale d’une cellule. Les télomères sont des morceaux d’ADN « indésirable » situés à l’extrémité des chromosomes et qui deviennent plus courts à chaque fois qu’une cellule se divise. Ces télomères deviennent de plus en plus courts et, finalement, les cellules ne peuvent plus se diviser sans perdre d’importants morceaux d’ADN.

Avant d’approfondir les principes de la façon dont la génétique affecte le vieillissement, ainsi que les arguments pour et contre cette théorie, il est utile de discuter brièvement des principales catégories de théories du vieillissement et de certaines des théories spécifiques à ces catégories. Actuellement, il n’existe pas une seule théorie, ni même une seule catégorie de théories, qui puisse expliquer tout ce que nous observons dans le processus de vieillissement.

Théories du vieillissement

Il existe deux catégories principales de théories du vieillissement qui diffèrent fondamentalement par ce que l’on peut appeler le « but » du vieillissement. Dans la première catégorie, le vieillissement est essentiellement un accident ; une accumulation de dommages et d’usure du corps qui finit par conduire à la mort. En revanche, les théories du vieillissement programmé considèrent le vieillissement comme un processus intentionnel, contrôlé d’une manière qui peut être comparée à d’autres phases de la vie comme la puberté.

Les théories des erreurs comprennent plusieurs théories distinctes, notamment :

• Théorie de l’usure et du vieillissement
• Théorie du taux de vie du vieillissement
• Théorie du vieillissement sur la réticulation des protéines
• Théorie des radicaux libres sur le vieillissement
• Théorie des mutations somatiques du vieillissement

Les théories programmées du vieillissement sont également divisées en différentes catégories basées sur la méthode par laquelle notre corps est programmé pour vieillir et mourir.

• Longévité programmée – La longévité programmée prétend que la vie est déterminée par l’activation et la désactivation séquentielles des gènes.
• Théorie endocrinienne du vieillissement
• Théorie immunologique du vieillissement

Il existe un chevauchement important entre ces théories et même entre certaines catégories de théories du vieillissement.

Gènes et fonctions corporelles

Avant d’aborder les concepts clés liés au vieillissement et à la génétique, passons en revue ce qu’est notre ADN et certaines des manières fondamentales dont les gènes affectent notre durée de vie.

Nos gènes sont contenus dans notre ADN qui est présent dans le noyau (zone interne) de chaque cellule de notre corps. (Il y a aussi de l’ADN mitochondrial présent dans les organelles appelées mitochondries qui sont présentes dans le cytoplasme de la cellule.) Nous avons chacun 46 chromosomes constituant notre ADN, dont 23 proviennent de notre mère et 23 de notre père. Parmi eux, 44 sont des autosomes et deux sont des chromosomes sexuels, qui déterminent si nous devons être un homme ou une femme. (L’ADN mitochondrial, en revanche, contient beaucoup moins d’informations génétiques et provient uniquement de nos mères.)

À l’intérieur de ces chromosomes se trouvent nos gènes, notre modèle génétique chargé de transporter les informations pour chaque processus qui aura lieu dans nos cellules. Nos gènes peuvent être considérés comme une série de lettres qui composent des mots et des phrases d’instructions. Ces mots et phrases codent pour la fabrication de protéines qui contrôlent chaque processus cellulaire.

Si l’un de ces gènes est endommagé, par exemple par une mutation qui modifie la série de « lettres et de mots » dans les instructions, une protéine anormale peut être fabriquée, qui à son tour remplit une fonction défectueuse. Si une mutation se produit dans les protéines qui régulent la croissance d’une cellule, un cancer peut en résulter. Si ces gènes sont mutés dès la naissance, divers syndromes héréditaires peuvent survenir.Par exemple, la mucoviscidose est une maladie dans laquelle un enfant hérite de deux gènes mutés contrôlant une protéine qui régule les canaux responsables du mouvement du chlorure à travers les cellules des glandes sudoripares, des glandes digestives, etc. Le résultat de cette mutation unique entraîne un épaississement du mucus produit par ces glandes et les problèmes qui en résultent et qui sont associés à cette maladie.

Comment les gènes impactent la durée de vie

Il ne faut pas une étude approfondie pour déterminer que nos gènes jouent au moins un certain rôle dans la longévité. Les personnes dont les parents et les ancêtres ont vécu plus longtemps ont tendance à vivre plus longtemps et vice versa. En même temps, nous savons que la génétique n’est pas la seule cause du vieillissement. Des études portant sur de vrais jumeaux révèlent qu’il se passe clairement autre chose ; les vrais jumeaux qui ont des gènes identiques ne vivent pas toujours le même nombre d’années.

Some genes are beneficial and enhance longevity. Par exemple, le gène qui aide une personne à métaboliser le cholestérol réduirait le risque de maladie cardiaque.

Certaines mutations génétiques sont héréditaires. Des mutations peuvent également survenir après la naissance, car l’exposition aux produits chimiques et aux radiations peut provoquer des modifications génétiques.(Les mutations génétiques acquises après la naissance sont appelées mutations génétiques acquises ou somatiques.) La plupart des mutations ne sont pas mauvaises pour la santé et certaines peuvent même être bénéfiques. En effet, les mutations génétiques créent une diversité génétique qui maintient les populations en bonne santé. D’autres mutations, appelées mutations silencieuses, n’ont aucun effet sur l’organisme.

Certains gènes, lorsqu’ils sont mutés, sont nocifs, comme ceux qui augmentent le risque de cancer. De nombreuses personnes connaissent les mutations BRCA1 et BRCA2 qui prédisposent au cancer du sein. Ces gènes sont appelés gènes suppresseurs de tumeurs qui codent pour des protéines qui contrôlent la réparation de l’ADN endommagé (ou l’élimination de la cellule dont l’ADN est endommagé si la réparation n’est pas possible).

Diverses maladies et affections liées à des mutations génétiques héréditaires peuvent avoir un impact direct sur la durée de vie. Il s’agit notamment de la fibrose kystique et de l’anémie falciforme, pour n’en nommer que quelques-unes.

Concepts clés de la théorie génétique du vieillissement

Les concepts clés de la génétique et du vieillissement comprennent plusieurs concepts et idées importants allant du raccourcissement des télomères aux théories sur le rôle des cellules souches dans le vieillissement.

Télomères

À l’extrémité de chacun de nos chromosomes se trouve un morceau d’ADN « indésirable » appelé télomères. Les télomères ne codent pour aucune protéine mais semblent avoir une fonction protectrice, empêchant les extrémités de l’ADN de s’attacher à d’autres morceaux d’ADN ou de former un cercle. Chaque fois qu’une cellule se divise, un télomère un peu plus grand est coupé. Finalement. il ne reste plus aucun de cet ADN indésirable, et une coupure supplémentaire peut endommager les chromosomes et les gènes, entraînant la mort de la cellule.

En général, une cellule moyenne est capable de se diviser 50 fois avant que le télomère ne soit épuisé (la limite de Hayflick).Les cellules cancéreuses ont trouvé un moyen de ne pas supprimer, et parfois même d’ajouter, une section du télomère. De plus, certaines cellules comme les globules blancs ne subissent pas ce processus de raccourcissement des télomères. Il semble que même si les gènes de toutes nos cellules portent le mot de code désignant l’enzyme télomérase qui inhibe le raccourcissement des télomères et peut même entraîner un allongement, le gène n’est « activé » ou « exprimé » comme le disent les généticiens que dans des cellules telles que les globules blancs et les cellules cancéreuses.Les scientifiques ont émis l’hypothèse que si cette télomérase pouvait être activée d’une manière ou d’une autre dans d’autres cellules (mais pas au point que leur croissance se détériore comme dans les cellules cancéreuses), notre limite d’âge pourrait être élargie.

Des études ont montré que certaines maladies chroniques telles que l’hypertension artérielle sont associées à une activité moindre de la télomérase, alors qu’une alimentation saine et l’exercice physique sont associés à des télomères plus longs.Le surpoids est également associé à des télomères plus courts.

Gènes de longévité

Les gènes de longévité sont des gènes spécifiques associés à une vie plus longue. Deux gènes directement associés à la longévité sont SIRT1 (sirtuine 1) et SIRT2.Les scientifiques examinant un groupe de plus de 800 personnes âgées de 100 ans ou plus ont découvert trois différences significatives dans les gènes associés au vieillissement.

Sénescence cellulaire

La sénescence cellulaire fait référence au processus par lequel les cellules se décomposent au fil du temps. Cela peut être lié au raccourcissement des télomères ou au processus d’apoptose (ou suicide cellulaire) au cours duquel les cellules anciennes ou endommagées sont éliminées.

Cellules souches

Les cellules souches pluripotentes sont des cellules immatures qui ont le potentiel de devenir n’importe quel type de cellule du corps. Il est théorisé que le vieillissement peut être lié soit à l’épuisement des cellules souches, soit à la perte de la capacité des cellules souches à se différencier ou à mûrir en différents types de cellules.Il est important de noter que cette théorie fait référence aux cellules souches adultes et non aux cellules souches embryonnaires. Contrairement aux cellules souches embryonnaires, les cellules souches adultes ne peuvent donner naissance à aucun type de cellule, mais seulement à un certain nombre de types de cellules. La plupart des cellules de notre corps sont différenciées ou pleinement matures, et les cellules souches ne représentent qu’un petit nombre des cellules présentes dans le corps.

Un exemple de type de tissu dans lequel la régénération est possible par cette méthode est le foie. Cela contraste avec le tissu cérébral qui manque généralement de ce potentiel de régénération.Il existe désormais des preuves que les cellules souches elles-mêmes pourraient être affectées par le processus de vieillissement, mais ces théories sont similaires à celles de l’œuf et de la poule. Il n’est pas certain que le vieillissement soit dû à des changements dans les cellules souches, ou si, au contraire, les changements dans les cellules souches sont dus au processus de vieillissement.

Épigénétique

L’épigénétique fait référence à l’expression des gènes. En d’autres termes, un gène peut être présent mais peut être activé ou désactivé. Nous savons que certains gènes du corps ne sont activés que pendant un certain temps. Le domaine de l’épigénétique aide également les scientifiques à comprendre comment les facteurs environnementaux peuvent agir dans le cadre des contraintes génétiques pour protéger ou prédisposer à la maladie.

Trois théories génétiques primaires du vieillissement

Comme indiqué ci-dessus, il existe un nombre important de preuves portant sur l’importance des gènes dans la survie attendue. Les théories génétiques sont divisées en trois écoles de pensée primaires.

• La première théorie prétend que le vieillissement est lié à des mutations liées à la survie à long terme et que le vieillissement est lié à l’accumulation de mutations génétiques non réparées.
• Une autre théorie est que le vieillissement est lié aux effets tardifs de certains gènes et est appelé antagonisme pléiotropique.
• Une autre théorie, suggérée sur la base de la survie des opossums, est qu’un environnement présentant peu de risques pouvant interférer avec l’espérance de vie entraînerait une augmentation du nombre de membres présentant des mutations ralentissant le processus de vieillissement.

Preuve derrière la théorie

Il existe plusieurs sources de données qui soutiennent, au moins en partie, une théorie génétique du vieillissement.

La preuve la plus solide à l’appui de la théorie génétique réside peut-être dans les différences considérables de survie maximale entre les espèces, certaines espèces (comme les papillons) ayant une durée de vie très courte, et d’autres, comme les éléphants et les baleines, étant similaires aux nôtres.Au sein d’une même espèce, la survie est similaire, mais la survie peut être très différente entre deux espèces par ailleurs de taille similaire.

Les études sur les jumeaux soutiennent également une composante génétique, car les jumeaux identiques (jumeaux monozygotes) sont beaucoup plus similaires en termes d’espérance de vie que les jumeaux non identiques ou dizygotes.L’évaluation de vrais jumeaux qui ont été élevés ensemble et la comparaison avec des jumeaux identiques élevés séparément peut aider à distinguer les facteurs comportementaux tels que l’alimentation et d’autres habitudes de vie en tant que cause des tendances familiales en matière de longévité.

D’autres preuves à grande échelle ont été trouvées en examinant l’effet des mutations génétiques chez d’autres animaux.Chez certains vers ainsi que chez certaines souris, une seule mutation génétique peut prolonger la survie de plus de 50 pour cent.

De plus, nous trouvons des preuves de certains mécanismes spécifiques impliqués dans la théorie génétique. Des mesures directes de la longueur des télomères ont montré que les télomères sont vulnérables aux facteurs génétiques qui peuvent accélérer le vieillissement.

Preuves contre les théories génétiques du vieillissement

L’un des arguments les plus solides contre une théorie génétique du vieillissement ou une « durée de vie programmée » vient d’une perspective évolutionniste. Pourquoi y aurait-il une durée de vie spécifiée au-delà de la reproduction ? En d’autres termes, quel « but » y a-t-il à la vie une fois qu’une personne s’est reproduite et a vécu suffisamment longtemps pour élever sa progéniture jusqu’à l’âge adulte ?

Il ressort également clairement de ce que nous savons sur le mode de vie et la maladie qu’il existe de nombreux autres facteurs dans le vieillissement. Les jumeaux identiques peuvent avoir une durée de vie très différente en fonction de leurs expositions, de leurs facteurs de style de vie (comme le tabagisme) et de leurs habitudes d’activité physique.

L’essentiel

On estime que les gènes peuvent expliquer au maximum 35 % de la durée de vie, mais il y a encore plus de choses que nous ne comprenons pas sur le vieillissement que ce que nous comprenons.Dans l’ensemble, il est probable que le vieillissement soit un processus multifactoriel, ce qui signifie qu’il s’agit probablement d’une combinaison de plusieurs théories. Il est également important de noter que les théories évoquées ici ne s’excluent pas mutuellement. Le concept d’épigénétique, ou la question de savoir si un gène présent est « exprimé » ou non, peut brouiller davantage notre compréhension.

En plus de la génétique, il existe d’autres déterminants du vieillissement tels que nos comportements, nos expositions et tout simplement la chance. Vous n’êtes pas condamné si les membres de votre famille ont tendance à mourir jeunes, et vous ne pouvez pas ignorer votre santé même si les membres de votre famille ont tendance à vivre longtemps.

Que pouvez-vous faire pour réduire le vieillissement « génétique » de vos cellules ?

On nous apprend à avoir une alimentation saine et à être actif, et ces facteurs liés au mode de vie sont probablement tout aussi importants, quel que soit l’implication de notre génétique dans le vieillissement. Les mêmes pratiques qui semblent maintenir les organes et les tissus de notre corps en bonne santé peuvent également maintenir nos gènes et nos chromosomes en bonne santé.

Quelles que soient les causes particulières du vieillissement, les éléments suivants peuvent faire une différence :

• Exercice – Des études ont montré que l’activité physique aide non seulement le bon fonctionnement de votre cœur et de vos poumons, mais que l’exercice allonge les télomères.
• Adoptez une alimentation saine – Une alimentation riche en fruits et légumes est associée à une plus grande activité de la télomérase (en fait, moins de raccourcissement des télomères de vos cellules). Un régime riche en acides gras oméga-3 est associé à des télomères plus longs, mais un régime riche en acides gras oméga-6 est à l’opposé et associé à des télomères plus courts. De plus, la consommation de boissons gazeuses est liée à des télomères plus courts.
• Réduire le stress
• Évitez les cancérigènes
• Maintenir un poids santé – Non seulement l’obésité est liée à certains des mécanismes génétiques associés au vieillissement mentionnés ci-dessus (comme le raccourcissement accru des télomères), mais des études répétées ont révélé des avantages en termes de longévité associés à la restriction calorique.Le premier principe du mode de vie de prévention du cancer mis en avant par l’Institut américain de recherche sur le cancer : être aussi mince que possible sans souffrir d’insuffisance pondérale – pourrait jouer un rôle dans la longévité ainsi que dans la prévention du cancer et de la récidive du cancer.