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18-05-2018

Inverser le vieillissement : une nouvelle étape franchie avec ce composé

aging Plus nous vieillissons, plus notre endurance décline. C’est une fatalité qui n’échappe à personne, en tout cas pour l’instant. Elle s’explique notamment par une défaillance progressive de nos vaisseaux sanguins et plus particulièrement de leur capacité à délivrer les nutriments indispensables au bon fonctionnement des tissus musculaires.

Heureusement, d’immenses progrès ont été effectués ces dernières années pour comprendre les différents ressorts de ce déclin et pour diminuer au maximum son ampleur. Une équipe de chercheurs vient même de trouver le moyen d’inverser cette perte de capacité grâce à un composé qui favorise la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins.

Avant de concevoir cette expérience brillante, les auteurs de l’étude ont noté les deux points suivants :


  • Avec l’âge, les taux de NAD (nicotinamide adénine dinucléotide) du corps humain déclinent en raison d’une diminution de leur production et d’une accélération de leur dégradation (1-3). La NAD est une coenzyme majeure du corps humain qui intervient dans de nombreux processus cellulaires (4).
  • Il se trouve que cette enzyme, la NAD, active les gènes responsables de la production des sirtuines (5-7), des protéines situées sur le bord intérieur des vaisseaux sanguins et qui ont été associées au vieillissement musculaire dans plusieurs études. Comme les taux de NAD, les taux de sirtuines diminuent avec l’âge. Cette diminution est dramatique car les sirtuines, souvent surnommées "protéines de longévité", sont impliquées dans de nombreux mécanismes et couvrent l'ensemble du corps humain. Elle est impliquée dans de nombreuses complications liées au vieillissement (troubles cardiaques, maladies neuro-dégénératives, etc.).

Les chercheurs se sont ensuite posé plusieurs questions.

1) Comment savoir si la baisse des taux de sirtuines dans les vaisseaux sanguins est responsable d’une baisse de l’endurance ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont désactivé le gène SIRT1, celui qui encode la sirtuine des mammifères, chez de jeunes souris âgées de 6 mois. Les souris privées de ce gène possèdent donc en théorie une activité très réduite des sirtuines au niveau de leurs vaisseaux sanguins.

Deux mois après cette intervention, les chercheurs ont remarqué chez elles une réduction de la densité capillaire par rapport à des souris normales du même âge. Ils ont également observé qu’elles couvraient une distance deux fois plus courte à la course.

2) Que se passerait-il si l’on augmentait les taux de sirtuines chez des souris vieillissantes ? Cela améliorerait-il leur endurance ?

Puisqu’une diminution de l’activité des sirtuines entraîne une baisse de l’endurance, peut-on imaginer qu’une augmentation de l’activité des sirtuines entraîne à l’inverse une hausse de la densité capillaire ainsi qu’une amélioration de l’endurance ? Pour le vérifier, les chercheurs se sont confrontés à un nouveau casse-tête : comment augmenter les taux de sirtuines dans les vaisseaux sanguins ?

La littérature scientifique montre qu’une supplémentation en NAD n’est pas le choix le plus adapté car la molécule n’est pas assimilée telle quelle par l’organisme. Les auteurs ont donc fait appel à une molécule qui non seulement passe la barrière intestinale avec succès, mais qui, en plus, se transforme en NAD dans l’organisme : on appelle cela un précurseur. Le précurseur le plus direct du NAD est le NMN (nicotinamide mononucléotide) et c’est exactement le composé utilisé par les auteurs dans l’étude.

Pendant 2 mois, ils ont donc traité les sujets avec du NMN et à l’issue de l’expérience, ils ont observé que leur densité capillaire paraissait aussi riche que leurs homologues plus jeunes. Au niveau de l’endurance, ils ont enregistré une amélioration des performances allant de 56 à 80 % par rapport à des sujets du même âge. Des effets similaires ont été ensuite observés chez des souris âgées de 32 mois, ce qui correspond à un âge de 80 ans chez les humains !

Ces observations ont suscité l’enthousiasme des chercheurs qui ont immédiatement mesuré l’opportunité de restaurer le tissu musculaire au cours du vieillissement chez l’homme. Une telle intervention pourrait aider à combattre les effets de l’âge et lutter contre la fragilité qui conduit à des chutes, de l’ostéoporose et des situations invalidantes. « Il y a tout un tas de réciprocité entre le muscle et l’os, affirme l’un des auteurs Leonard Guarente. La perte de masse musculaire peut conduire à une perte osseuse. »

Pour aller plus loin : les questions à se poser sur la NAD

Quels sont les différents précurseurs du NAD ?

Il existe trois voies différentes pour produire de la NAD dans le corps humain. Ces voies font intervenir différents précurseurs qui peuvent servir à booster les taux de NAD dans les cellules.

a) La biosynthèse de novo.

L’organisme parvient à transformer le tryptophane, un des acides aminés essentiels apportés par l’alimentation, en NAD par le biais de plusieurs réactions intermédiaires.

b) La voie de Preiss-Handler

L’organisme réussit à transformer la niacine (NA), une des formes de la vitamine B3 trouvée dans l’alimentation, en nicotinamide mononucléotide (NMN), puis en NAD.

c) La voie de sauvetage

L’organisme est capable de reformer des molécules de NAD à partir de la nicotinamide (NAM) et de la nicotinamide riboside (NR), deux précurseurs de la NAD qui sont aussi des produits de dégradation de celle-ci. C’est la raison pour laquelle on appelle ce mode de production, la voie de sauvetage. La NR et la NAM sont toutes les deux converties en nicotinamide mononucléotide (NMN) avant d’être définitivement transformées en NAD.

Pourquoi ne pas se supplémenter directement en NAD ?

Des études montrent que la NAD est dégradée dans le petit intestin par les cellules épithéliales de l’intestin (8). Elle est transformée en NMN par plusieurs enzymes intestinales puis en divers métabolites comme la NR et la NAM. Ce sont ces métabolites qui traversent la barrière intestinale et gagnent l’ensemble des cellules de l’organisme où ils seront à nouveau transformés en NAD.

Une supplémentation en NAD (ou NADH) est donc loin d'être inutile, mais on lui préfère généralement une supplémentation plus directe en NMN, en NR ou en NAM. On évite ainsi plusieurs étapes de dégradation et de reconversion susccessives. Les suppléments de NAD restent cependant très attractifs en raison de leur prix nettement plus bas que ceux de ses précurseurs.

Peut-on trouver des précurseurs du NAD dans l’alimentation ?

Pour assurer la synthèse de novo de la NAD, l’organisme a besoin de tryptophane dont les meilleures sources sont le riz complet, la viande, les produits laitiers, les œufs, les protéines de soja, les arachides, les légumineuses et les noix.

On trouve ensuite de la nicotinamide riboside (NR) dans le lait (9), mais les meilleures sources de précurseurs du NAD sont les produits bruts crus (végétaux ou animaux). Le système digestif de l’homme, bien aidé par sa flore intestinale, dégrade le NAD issu des autres organismes en différents composés qui pourront être utiles pour reformer de la NAD via la « voie de sauvetage » (10).

Comment augmenter ses niveaux de NAD ?

1) Par une supplémentation en précurseurs de la NAD

La NA (niacine) est un précurseur reconnu de la NAD mais elle provoque régulièrement de petites bouffées congestives (vasodilatation) au visage et au cou (11) en début de supplémentation. Quant à la NAM (nicotinamide), si on ne présente aucun doute sur sa capacité à se transformer en NAD, elle pourrait moduler la hausse de l’activité des sirtuines (12). On leur préfère donc les 2 formes suivantes :

  • La NR (nicotinamide riboside), plus efficace pour booster les taux de NAD que la NAM et la NA, tout en étant peu onéreuse et parfaitement tolérée (13). On la trouve en supplément de nicotinamide riboside conditionnée dans des gélules de 125 mg.
  • La NMN (nicotinamide mononucléotide), le précurseur de NAD le plus direct. Ce n'est pas un hasard s'il s'agit du composé utilisé par les auteurs de l’étude mentionnée dans cet article : il est considéré comme étant de loin le meilleur de sa catégorie. Plus rare sur le marché, on le trouve parmi les suppléments favorisant la longévité (conditionné dans des gélules de 50 mg dans le supplément de NMN de Supersmart). Il a su rapidement s'imposer comme le premier choix des personnes souhaitant ralentir leur vieillissement en dépit de son prix à la hauteur de sa popularité.

Ces composés sont tous des formes de vitamine B3, un élément essentiel pour l’ensemble des cellules du corps humain et dont les manques, fréquents, se manifestent par des fourmillements, une perte d’appétit, de la fatigue et des fluctuations de l’humeur.

2) Par une augmentation de l’activité physique et une amélioration de l’alimentation

Les auteurs de l’étude mentionnée dans cet article ont découvert que l’exercice physique stimulait également la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins et boostait la masse musculaire. Cependant, lorsque les chercheurs ont désactivé le gène SIRT1 dans les cellules endothéliales des sujets, et qu’ils les ont soumis à un entraînement de course pendant 4 semaines, ils ont remarqué que les exercices ne conduisaient pas aux mêmes gains musculaires qu’en temps normal.

D’autres études avaient précédemment mis en évidence ce lien entre l’activité physique et l’augmentation des taux de NAD (14), tout comme la restriction calorique (CR) (15), deux interventions associées à la longévité. Il semble en revanche qu’une alimentation riche en graisses (16-17) accélère au contraire leur déclin à long terme…



Les points essentiels de l’article

  • L’administration de NMN chez des souris âgées augmente leur densité capillaire et améliore très significativement leurs performances sportives.
  • La NMN est convertie dans l’organisme en NAD, une coenzyme dont la production diminue avec l’âge. Elle joue un rôle dans l’encodage de certaines protéines, appelées sirtuines, indispensables au bon fonctionnement des vaisseaux sanguins et des muscles.

Saura-t-on un jour inverser le processus du vieillissement ? Tout le monde pourra-t-il vraiment en profiter ? Une chose est sûre : l'étude marque un tournant dans cette quête passionnante de l'immortalité et montre que les limites de l'espérance de vie peuvent certainement encore être repoussées. A condition de prendre rapidement conscience des nouveaux obstacles qui en obstruent la voie : l'industrialisation sans fin de notre alimentation et la généralisation du stress chronique.


L’étude principale de l’article

Abhirup Das, George X. Huang, Michael S. Bonkowski, Alban Longchamp, Catherine Li, Michael B. Schultz, Lynn-Jee Kim, Brenna Osborne, Sanket Joshi, Yuancheng Lu, Jose Humberto Treviño-Villarreal, Myung-Jin Kang, Tzong-tyng Hung, Brendan Lee, Eric O. Williams, Masaki Igarashi, James R. Mitchell, Lindsay E. Wu, Nigel Turner, Zolt Arany, Leonard Guarente, David A. Sinclair. Impairment of an Endothelial NAD -H 2 S Signaling Network Is a Reversible Cause of Vascular Aging. Cell, 2018; 173 (1): 74 DOI: 10.1016/j.cell.2018.02.008


Références
: 1. Yoshino, J., Mills, K. F., Yoon, M. J. & Imai, S. Nicotinamide mononucleotide, a key NAD(+) intermediate, treats the pathophysiology of diet- and age-induced diabetes in mice. Cell Metab. 14, 528–536 (2011).
2. Gomes, A. P. et al. Declining NAD(+) induces a pseudohypoxic state disrupting nuclear-mitochondrial communication during aging. Cell 155, 1624–1638 (2013).
3. Braidy, N. et al. Mapping NAD(+) metabolism in the brain of ageing Wistar rats: potential targets for influencing brain senescence. Biogerontology 15, 177–198 (2014).
4. Ying, 2008 W. Ying NAD+/NADH and NADP+/NADPH in cellular functions and cell death: regulation and biological consequences Antioxid. Redox Signal., 10 (2008), pp. 179-206
5. Blander and Guarente, 2004 G. Blander, L. GuarenteThe Sir2 family of protein deacetylases Annu. Rev. Biochem., 73 (2004), pp. 417-435
6. Hall et al., 2013 J.A. Hall, J.E. Dominy, Y. Lee, P. Puigserver, The sirtuin family’s role in aging and age-associated pathologies J. Clin. Invest., 123 (2013), pp. 973-979
7. Haigis and Sinclair, 2010 M.C. Haigis, D.A. SinclairMammalian sirtuins: biological insights and disease relevance Annu. Rev. Pathol., 5 (2010), pp. 253-295
8. Gross and Henderson, 1983, C.J. Gross, L.M. Henderson, Digestion and absorption of NAD by the small intestine of the rat J. Nutr., 113 (1983), pp. 412-420
9. Trammell, S. A., Yu, L., Redpath, P., Migaud, M. E. & Brenner, C.Nicotinamide riboside is a major NAD+ precursor vitamin in cow milk. J. Nutr. 146, 957–963 (2016).
10. Gazzaniga, F., Stebbins, R., Chang, S. Z., McPeek, M. A. & Brenner, C. Microbial NAD metabolism: lessons from comparative genomics. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 73, 529–541 (2009).
11. Birjmohun et al., 2005, Efficacy and safety of high-density lipoprotein cholesterol-increasing compounds: a meta-analysis of randomized controlled trials, J. Am. Coll. Cardiol., 45 (2005), pp. 185-197
12. Anderson et al., 2003, Nicotinamide and PNC1 govern lifespan extension by calorie restriction in Saccharomyces cerevisiae, Nature, 423 (2003), pp. 181-185
13. Trammell SAJ et al. Nicotinamide riboside is uniquely and orally bioavailable in mice and humans, Nature Communications volume7, Article number: 12948 (2016).
14. Costford et al., 2010. Skeletal muscle NAMPT is induced by exercise in humans, Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab., 298 (2010), pp. E117-E126
15. Chen et al., 2008, Tissue-specific regulation of SIRT1 by calorie restriction, Genes Dev., 22 (2008), pp. 1753-1757
16. Yoshino et al., 2011 J. Yoshino, K.F. Mills, M.J. Yoon, S. Imai, Nicotinamide mononucleotide, a key NAD(+) intermediate, treats the pathophysiology of diet- and age-induced diabetes in mice, Cell Metab., 14 (2011), pp. 528-536
17. Kraus et al., 2014Nicotinamide N-methyltransferase knockdown protects against diet-induced obesity, Nature, 508 (2014), pp. 258-262

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