Dans une revue récente publiée dans la revue Nutrimentsdes chercheurs ont exploré l'impact de la dérégulation du microbiote intestinal en cas d'obésité sur le métabolisme du tissu adipeux (TA) par le biais d'effets directs et indirects sur les mitochondries du tissu adipeux blanc (WAT) et brun (BAT).
Étude : La diaphonie entre le microbiote intestinal et les mitochondries du tissu adipeux blanc dans l’obésité. Crédit d'image : KateStudio/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
L'obésité, touchant 13 % de la population mondiale en 2016, a atteint des niveaux épidémiques, mettant à l'épreuve les pays développés et en développement. D’ici 2039, on prévoit que plus de 30 % des adultes en Europe et encore plus aux États-Unis d’Amérique (USA) seront obèses. Cette condition résulte d'une interaction complexe de facteurs génétiques, de style de vie et environnementaux, conduisant à un stockage excessif d'énergie dans l'AT. Ce stockage dépasse la capacité d’oxygénation des tissus, provoquant une inflammation, une résistance à l’insuline et une augmentation des risques cardiométaboliques et de cancer. Malgré des études approfondies, le rôle du métabolisme cellulaire et mitochondrial dans l’obésité, en particulier l’influence du microbiote intestinal sur l’AT, doit être mieux compris. Identifier comment le microbiote intestinal affecte les mitochondries AT pourrait jeter les bases de nouveaux traitements contre l’obésité, soulignant ainsi la nécessité de recherches plus approfondies.
WAT, BAT et WAT brunissement. L'adipocyte blanc possède une grosse gouttelette au centre de la cellule qui comprime le noyau et les mitochondries au niveau d'un pôle. L'adipocyte brun contient plusieurs petites gouttelettes lipidiques et davantage de mitochondries, réparties entre les gouttelettes. L'adipocyte beige a des caractéristiques intermédiaires. L'exposition au froid et l'activation β-adrénergique déterminent le brunissement du WAT. Les mitochondries brunes et beiges sont impliquées dans la thermogenèse sans frissons. Abréviations : BAT, tissu adipeux brun ; WAT, tissu adipeux blanc.
AT : Un organe endocrinien actif
L'AT a transcendé sa vision traditionnelle de simple réservoir d'énergie et isolant et est désormais reconnue comme un organe endocrinien actif contribuant à la régulation métabolique. Ce changement est attribué à sa sécrétion d'hormones comme la leptine et l'adiponectine et à une variété de cytokines appelées adipokines, marquant son impact profond sur le métabolisme. Au sein de ce tissu, les adipocytes et d’autres types de cellules, tels que les pré-adipocytes et les cellules immunitaires, forment un environnement cellulaire complexe qui sous-tend ses fonctions multiformes.
Diverses fonctions de WAT et BAT
AT, classé en WAT pour le stockage d'énergie et BAT pour la dépense énergétique thermogénique, joue un rôle essentiel dans la santé métabolique. Les grandes cellules de WAT stockent les graisses, contribuant ainsi à la protection mécanique et à la régulation métabolique, tandis que les cellules plus petites et riches en lipides de BAT génèrent de la chaleur par thermogenèse sans frissons, offrant un potentiel dans le traitement des troubles métaboliques.
Le rôle métabolique et endocrinien de l’AT
Le dépôt de graisse ectopique et l’activation des AT mettent en évidence la complexité de leurs rôles dans la santé et la maladie. Alors que les graisses ectopiques sont associées à des complications métaboliques, le processus de « brunissement » dans le WAT, dans lequel les cellules adoptent des caractéristiques semblables à celles des BAT, offre des perspectives thérapeutiques pour les maladies métaboliques. Les fonctions endocriniennes du WAT élucident davantage son rôle dans l’homéostasie énergétique et métabolique, les adipokines comme la leptine et l’adiponectine jouant des rôles essentiels. La contribution de BAT à la dépense énergétique grâce à la thermogenèse sans frissons représente un aspect fondamental de la santé métabolique, distinguant les contributions uniques de WAT et BAT à l'équilibre énergétique et à la régulation métabolique du corps.
Fonction mitochondriale dans l'AT
Les mitochondries jouent un rôle essentiel dans le métabolisme énergétique au sein du WAT et du BAT, en stimulant la production d'adénosine triphosphate (ATP) par l'oxydation des nutriments et en régulant le métabolisme des lipides. Dans le WAT, ils soutiennent la synthèse et la dégradation des lipides, influençant la différenciation des adipocytes et la santé métabolique. Les mitochondries dysfonctionnelles dans le WAT sont liées à des maladies métaboliques dues à une régulation altérée des adipokines et à l'oxydation des acides gras. À l’inverse, les mitochondries BAT facilitent la thermogenèse sans frissons via la protéine de découplage 1 (UCP-1), démontrant ainsi leur rôle essentiel dans la dépense énergétique. Cette fonction mitochondriale distincte dans BAT par rapport à WAT souligne leur importance dans la régulation métabolique et le potentiel de cibles thérapeutiques dans l'obésité et les affections associées.
Dysfonctionnement mitochondrial et obésité : un lien étroit
L'impact de l'obésité sur le métabolisme mitochondrial dans l'AT, en particulier dans le WAT et le BAT, souligne un aspect critique de sa physiopathologie. Le dysfonctionnement mitochondrial, caractérisé par une altération de la bioénergétique et une altération du métabolisme des lipides et du glucose, joue un rôle important dans l'intensification des complications métaboliques liées à l'obésité. Des études ont révélé des altérations mitochondriales significatives dans l'obésité, notamment une diminution de l'expression des protéines mitochondriales, une réduction du nombre de copies de l'acide désoxyribonucléique mitochondrial (ADNmt) et une diminution de l'activité des complexes de phosphorylation oxydative. Ces changements contribuent non seulement à une utilisation et un stockage inefficaces de l’énergie, mais favorisent également une évolution vers une hypertrophie adipocytaire, favorisant davantage l’inflammation et la résistance à l’insuline. La fonction mitochondriale compromise dans le WAT affecte l'oxydation des acides gras et la différenciation des adipocytes, tandis que dans le BAT, elle altère l'efficacité thermogénique, déplaçant potentiellement son métabolisme vers un phénotype de type WAT. Ce lien entre le dysfonctionnement mitochondrial et l’obésité met en évidence le besoin urgent de stratégies thérapeutiques visant à restaurer la santé mitochondriale, offrant ainsi une voie prometteuse pour la gestion de l’obésité et la réduction des troubles métaboliques associés.
Le rôle du microbiote intestinal dans l’obésité et la fonction mitochondriale AT
L’interaction entre le microbiote intestinal et les mitochondries AT influence de manière significative la gestion de l’obésité et la santé métabolique. L’écosystème diversifié de l’intestin joue un rôle fondamental dans les processus métaboliques, en influant sur le métabolisme des lipides et du glucose grâce à la production de métabolites microbiens comme les acides gras à chaîne courte (AGCC). Ces métabolites affectent la fonction mitochondriale dans les AT, modifiant l'oxydation des acides gras et la différenciation des adipocytes, qui sont essentielles à la progression de l'obésité. La dysbiose, caractérisée par un déséquilibre de la composition microbienne intestinale, a été associée à des troubles métaboliques liés à l'obésité, ce qui suggère que la modulation du microbiote intestinal pourrait offrir des pistes thérapeutiques pour améliorer la fonction mitochondriale et lutter contre l'obésité. Cela souligne la nécessité de poursuivre l’exploration de l’axe microbiote intestinal-mitochondries AT afin de développer des interventions ciblées contre l’obésité et ses troubles métaboliques associés.
