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Relation entre la teneur membranaire en n-3 HUFA et l’efficacité mitochondriale

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La relation entre la teneur membranaire en acides gras et l’efficacité mitochondriale diffère au sein et entre les teneurs alimentaires en oméga 3 à longue chaine.

 

Résumé

Une conséquence importante du changement climatique est la réduction de la production de nutriments essentiels à la base de la chaîne alimentaire marine : les acides gras polyinsaturés à longue chaîne de la série oméga-3 (n-3 HUFA). Cela peut avoir des conséquences dramatiques sur les consommateurs, comme les poissons, car ils ont une capacité limitée à synthétiser de novo les n-3 HUFA. Ces acides gras tels que l’acide docosahexaénoique (DHA, 22:6n-3) et l’acide eicosapentaénoique (EPA, 20:5n-3) sont essentiels pour la structure et la fonction des membranes biologiques. Il est de plus en plus évident que les poissons seront gravement affectés par la réduction de la disponibilité alimentaire des n-3 HUFA, mais les mécanismes sous-jacents restent méconnus. Les hypothèses sur les changements du fonctionnement des mitochondries en réponse à la disponibilité alimentaire en n-3 HUFA ont généralement négligé la production d’ATP, malgré son importance pour la capacité énergétique totale d’une cellule et, par conséquent, pour les performances de l’animal entier. Nous avons ici (i) quantifié la variation entre individus de l’efficacité mitochondriale (rapport ATP/O) du muscle et (ii) examiné sa relation avec la teneur en EPA et DHA de la membrane musculaire d’un poisson consommateur primaire, le mulet doré Chelon auratus, recevant un régime alimentaire riche ou pauvre en n-3 HUFA. Les mitochondries de poissons nourris avec un régime pauvre en n-3 HUFA présentaient un rapport ATP/O plus élevé que celles de poissons nourris avec un régime riche en n-3 HUFA. Cependant, l’efficacité mitochondriale variait environ deux fois entre les individus provenant du même traitement alimentaire, certains poissons consommant la moitié en oxygène et nutriment pour produire la même quantité d’ATP que leurs congénères issus d’un même régime alimentaire. Cette variation de l’efficacité mitochondriale entre les individus recevant la même alimentation était liée aux différences individuelles dans la composition en acides gras des membranes : un rapport ATP/O élevé était associé à une teneur élevée en EPA et DHA dans les membranes biologiques. Nos résultats mettent en évidence l’existence de différences interindividuelles dans l’efficacité mitochondriale et son importance potentielle pour expliquer la variation intra-spécifique en réponse aux changements dans la chaîne alimentaire.

 

Figure 2 : L’efficacité à produire de l’ATP (ATP/O ratio) des mitochondries de mulet doré nourri avec un régime riche (High) ou pauvre (Low) en n-3 HUFA est correlée à la teneur en n-3 [acide docosahexaénoïque (DHA, 22:6n-3) et acide eicosapentaénoïque (EPA, 20:5n-3)] de ses phospholipides membranaires. Les individus dont les mitochondries sont plus efficaces à produire de l’ATP ont une teneur plus élevée en n-3 membranaire, et ce quelque soit leur régime alimentaire.

 

Réference: Salin K, Mathieu-Resuge M, Graziano N, Dubillot E, Le Grand F, Soudant P, Vagner M. 2020. The relationship between membrane fatty acid content and mitochondrial efficiency differs within- and between- omega-3 dietary treatments. Marine Environmental Research:105205.

https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2020.105205

Danse et biologie

Frontières coquillières en milieu marin (2006-2010)

La construction d’une démarche scientifique nécessite des capacités de choix et de projection dans l’avenir, lesquels  font intervenir d’une part une analyse fine de connaissances dogmatiques mais aussi un réseau de savoirs intimes difficilement quantifiables que l’on peut nommer l’intuition.  Allier ces deux savoirs, intellectuels et sensibles fait partie intégrante de notre  démarche scientifique, même si très rarement le chercheur en sciences le conscientise. Pourquoi le scientifique nie dans son travail quotidien l’apport du sensible dans sa réflexion, le choix de ses hypothèses,  la mise en place de ses protocoles expérimentaux, ses analyses de résultats. Dans les sciences du vivant, comme la biologie, une grande part de nos approches, sont expérimentales, et nécessite des répétitions nombreuses. Dans l’art, et en particulier dans la danse, le terme répétitions est un terme communément utilisée pour illustrer le travail quotidien des danseurs préparant un travail chorégraphique. La démarche artistique et en particulier celle chorégraphique implique une recherche continue et une approche expérimentale corporelle rigoureuse. L’expérimentation, ne serait-ce pas aussi ce qui nous relie nous scientifiques et artistes, et plus précisément pour les danseurs et biologistes, une recherche commune sur le vivant, le mouvement de la vie.

Lors du projet  de recherche associant  un chorégraphe et une biologiste, nous avons expérimenté un travail corporel à partir d’un support scientifique «la formation de la coquille et ses altérations ».  Pour moi biologiste, ces expérimentations vécues corporellement ont modifié profondément ma vision et ont entrainé de nouvelles interprétations, lesquelles ont impulsé de nouvelles hypothèses et donc des expérimentations différentes. Par exemple, le travail corporel m’a apporté toute une réflexion nouvelle sur la notion de variabilité dans la construction coquillière. La formation de la coquille associe des matrices organiques avec des souplesses variées et des cristaux qui s’y insèrent pour former un bio-minéral.  Pour chaque espèce de mollusque, ce bio-minéral montre des structures différentes, et de plus au sein de la même espèce, en fonction de perturbations environnementales, on peut observer une forte variabilité de la calcification, associée à des modifications du support matriciel organique. Ressentir cette variabilité, c’est une expérience que j’ai pu vivre corporellement sans au préalable avoir pu l’imaginer. Ressentir corporellement comment l’impact de facteurs environnementaux peut moduler  le processus de biominéralisation a été une révélation.  Cette prise de conscience corporelle m’a permis d’intégrer, dans mes recherches récentes sur la plasticité et les capacités d’adaptation des animaux marins au changement climatique, d’autres point de vue de chercheurs, non seulement celui des artistes mais aussi ceux d’éthologue, sociologue et ethnographe.

 Christine Paillard, 2011