CANCER et VIEILLISSEMENT
LE PRIX D'UNE REVOLUTION
Dr Hugues RAYBAUD - 1996
Résumé et Conclusion en 20 lignes
Quelques réfexions sur "Inerte et Vivant"
De la " soupe primitive " aux premières structures organisées, le chemin est immense et encore très mystérieux. Quelles que soient les hypothèses ( méthane, dioxyde de carbone, hydrogène ou molécules organiques venant de l'espace ), les avis convergent pour une quasi-absence d'oxygène. L'origine de la vie est anaérobie.

Une fois cette première étape franchie, nos connaissances sont meilleures et la chronologie suivante est généralement retenue :

1. Absence d'oxygène et existence d'hétérotrophes anaérobies stricts.
   C'est le procaryote (organisme sans noyau ) né il y a quelques millions d'années à partir duquel dérivent tous les organismes vivants. Ainsi, les voies métaboliques les plus anciennes ont été nécessairement anaérobies et la glycolyse anaérobie y occupe une place essentielle. Elle existe dans pratiquement toutes les cellules vivantes et, en l'absence d'oxygène, elle est la seule source d'énergie utilisable (ATP) à l'exception des cyanobactéries photosynthétiques.
   Les archéobactéries semblent être les organismes actuels les plus proches de cette origine. Elles sont capables de s'adapter à des environnements aussi inhospitalier que les fonds des océans, les sources d'eau chaude acide.
   
   
2. Apparition d'autotrophes photosynthétiques
   Et donc appariton de l'oxygène comme produit de rejet. La photosynthèse - grâce à la chlorophylle - permet la transformation du gaz carbonique (C02) en composés organiques.
   Les cyanobactéries sont les représentants actuels de ces organismes et les mécanismes qui le permettent sont probablement restés stables depuis plus d'un milliard d'années.
   
   
3. Les hétérotrophes aérobies
   En présence d'oxygène, l'apparition d'organismes capables de l'utiliser est une évolution énergétiquement logique. L'oxydation conduite à son terme (CO2 et H2O ) fournit plus d'énergie que la fermentation anaérobie. Ces bactéries aérobies sont les ancêtres ne nos actuelles mitochondries.
   
   
4. Les hétérotrophes anaérobies facultatifs ( le procaryote originel adapté à l'oxygène )
   Dans un environnement devenu riche en oxygène, les procaryotes anaérobies primitifs étaient en position de faiblesse. Certains ont disparus, d'autres ont développé une capacité de respiration, d'autres ont survécu dans des niches sans oxygène. Enfin, certains ont inventé une stratégie : l'endo-symbiose avec une bactérie aérobie.
   
   
5. Invention de la cellule eucaryote
   Les hétérotrophes anaérobies s'associent à des bactéries aérobies (plutôt que de les digérer) : les mitochondries. Elles deviendront les centrales énergétiques du complexe biologique ainsi crée.

Il a fallu 300 millions d'années pour que ces évènements se déroulent et que se produise l'étape essentielle de l'évolution cellulaire : la formation de la cellule eucaryote symbiotique qui représente la brique unitaire de la vie des êtres multicellulaires. Cette association a pu survivre et se développer car énergétiquement plus efficace mais au prix et grâce à une complexité accrue. CANCER et VIEILLISSEMENT SONT LE PRIX DE CETTE REVOLUTION

MISE EN PLACE DE L'ENDO-SYMBIOSE : APPARITION DE LA CELLULE EUCARYOTE

L'apparition de l'oxygène représente le maillon initiateur. En effet, en sa présence, l'apparition des bactéries aérobies est un évènement énergétiquement logique. Elles mènent l'oxydation à son terme (CO2 et H2O) et obtiennent ainsi plus d'énergie que les fermentations anaérobies : Par molécule de glucose 36 ATP au lieu de 2 ATP.
De ce point de vue thermodynamique, seules les structures aérobies et les algues photosynthètiques auraient du prospérer. C'est donc la survie-adaptation de certains hétérotrophes anaérobies en présence d'oxygène qui retient notre attention.
Nous pensons que leur adaptation a été possible grâce à l'apparition de la voie des pentoses seule capable de synthétiser dans le cytoplasme un réducteur NADPH2 capable de neutraliser l'oxygène ( et les péroxydes ) inutilisables par la glycolyse anaérobie et toxique pour leurs structures membranaires.

NOUS AVONS LA CHRONOLOGIE SUIVANTE :

1. Anaérobies stricts : Pas de voie des pentoses. La glycolyse anaérobie fournit l'énergie : 2 ATP par molécule de glucose et formation d'acide lactique ou d'éthanol ( et probablement déjà le problème d'accumulation des déchets ).. Il sont incapables de survivre en présence d'oxygène. Ce sont les procaryote originel, hétérotrophes anaérobies. Certains ont pu survivre dans des biotopes particuliers (archéobactéries ?).
   
   
2. Apparition de l'oxygène par la photosynthèse et survie de certains procaryotes anaérobies grâce à la voie des pentoses ( NADPH2) mais l'ATP est toujours fourni par la glycolyse anaérobie.
   
   
3. Apparition des bactéries aérobies utilisant l'oxygène comme accepteur ultime des électrons ( oxydation dans le Cycle de Krebs ), ancêtre des actuelles mitochondries. Les déchets sont le CO2 et H2O utilisables par les cellules végétales . Un équilibre dynamique venait de naître.
   
   
4. " Invention " de la cellule eucaryote par intégration de bactéries aérobies plutôt que de les digérer : les mitochondries. Elles sont les centrales énergétiques du complexe biologique ainsi crée

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. Le même raisonnement peut être appliqué aux cellules végétales pour l'intégration de cyanobactéries : les chloroplastes

La production d'ATP n'est plus alors régulé par des informations mitochondriales mais par celles du métabolisme de toute la cellule ( rapport ATP/ADP, le taux d'acétyl CoA en particulier ).

Il nous parait probable que le matériel génétique de la cellule eucaryote est une mosaïque du procaryote primitif et de la bactéries aérobie dont la complexité - fragilité ? - a nécessité la formation d'une nouvelle structure : le noyau. La présence et le rôle de l' ADN " rebut " c'est à dire des des introns en serait la preuve.



VIEILLISSEMENT ET MORT CELLULAIRE

Le vieillissement est facilement appréhendé pour un organisme multicellulaire comme l'homme. Au niveau d'une cellule ou d'une bactérie, le vieillissement - et son corollaire, la mort - sont des données purement dynamiques.
On peut définir l'immortalité cellulaire ou bactérienne par un équilibre dynamique entre dégradation et réparation. Dans la mesure où le milieu nutritif le permet, l'immortalité entraîne une capacité illimitée de multiplication.C'est le cas des bactéries et des cellules cancéreuses.

Pour les cellules eucaryotes, il existe une limite programmée à cette multiplication ( environ 70 fois ) et donc une mort programmée ( Apoptose ) ce qui n'exclut pas un " vieillissement accéléré " par les radicaux libres, péroxydes et autres oxydants.
Dans les deux cas, la structure symbiotique est directement impliquée :

• VIEILLISSEMENT LIE AUX RADICAUX LIBRES : c'est la faillite des systèmes enzymatiques anti-oxydants mis en place dans le cytoplasme pour survivre en milieu oxygène et/ou la non utilisation par le cycle de Krebs mitochondrial. (Voir Nous avons probablement là un des phénomènes inducteur de la cancérisation ( cf infra ).
  
  
• VIEILLISSEMENT PROGRAMME : il semble lié à l'absence dans les cellules eucaryotes d'une enzyme la Télomérase. La terminaison des chromosomes sont des strucures spéciallisées appeléesTélomères qui sont essentiel à la stabilité du matériel génétique. Il est remarquable que les séquences (TTAGGG)n sont pratiquement les mêmes ou trés proches dans tous les êtres vivants. A chaque division, en l'absence de télomérase, le chromosome perd une partie du télomère. Lorsque la perte est trop importante, la cellule meurt. Dans la majorité des tissus humains normaux, la télomérase n'existe pas ce qui entraîne une mort programmée mais a permi l'apparition des êtres multicellulaires...

MAJ 2004 : Le mystère du vieillissement en partie résolu par des scientifiques suédois [Lire]

CANCERISATION

Si au niveau de l'organisme multicelulaire le cancer représente une faillite de son organisation, au niveau cellulaire la transformation cancéreuse doit être considérée comme un mécanisme de survie et de multiplication retrouvant ainsi son potentiel originel.
La structure multicellulaire subit une agression ( virus, toxique, hyperstimulation, etc...) . Les cellules impliquées peuvent résister, s'adapter, mourir ou se désolidariser de l'organe en se transformant en une cellule cancéreuse.

La transformation cancéreuse correspond à LA RUPTURE DE LA STRUCTURE SYMBIOTIQUE en exprimant des gènes quiescents ( au moins depuis la fin de la croissance in utéro) et dont la finalité - au dépend du multicellulaire - est la survie de la cellule.
Ces gènes alors déréprimés ont été nommes oncogènes mais ils ne représentent pas des structures ou des anomalies pathologiques mais une partie indispensable et normale du génome cellulaire qui avait été mise en sommeil....

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LA VIE

A lire : Biologie et Structures de Henri LABORIT
L'étincelle de vie correspond à l'apparition d'un mécanisme capable de lutter contre l'entropie càd le désordre.
C'est une notion fondamentale de thermodynamique.

L'inerte ne peut évoluer que de l'ordre vers le désordre : montagne - rocher - gravier - sable - poussière. C'est une évolution du complexe vers le simple avec perte d'information

Le vivant peut entretenir une structure complexe càd préserver dynamiquement un équilibre instable ( ordre ou négentropie )
Pour ce faire il lui faut deux choses : de l'énergie et de l'information.

La source d'énergie c'es le soleil; directement pour les plantes ou indirectement pour les animaux et l'homme.

L'information, c'est le code génétique.

Et Le temps ?

Parler du temps, c'est définir un avant et un aprés, c'est à dire un changement aussi minime soit-t-il dans l'Univers.

On peut estimer alors qu'à Zéro degré Kelvin, le temps n'existe pas : plus rien ne bouge ! Même pas les électrons !

L'entropie est donc mère du temps ? Fille du temps ?
Et pour une bactérie, l'équilibre dynamique indéfini abolit le temps ? L'immortalité ? Et non, car la source d'énergie - le soleil - s'épuise avec le temps....

Et la vitesse ?

Le temps est fonction de la vitesse. Il serait donc relatif...lui aussi ?
Il faut alors un observateur et un moyen de mesurer le temps...Le paradoxe des jumeaux de Langevin existe-t-il vraiment ?
Albert Einstein On line Bon Voyage !