Les mitochondries auraient une température de 10°C supérieure au cytoplasme environnant

Pour Prépa BCPST, Prépa CAPES, Prépa Agreg
Thèmes : mitochondrie, thermogénèse

Les mitochondries sont des organites qui assurent la respiration cellulaire et une grosse partie de la production d'ATP. Dans le tissu adipeux brun, la thermogénine, une protéine découplante exprimée dans les mitochondries, permet la dissipation du gradient de protons de part et d'autre de la membrane interne de ces organites ce qui contribue à la thermogénèse, notamment chez les nouveau-nés et les animaux à la sortie de l'hibernation. Mais même dans des mitochondries "normales", la conversion énergétique du gradient en ATP n'est pas efficace à 100% et une partie est dissipée sous forme de chaleur. La question est de savoir si cela a un effet mesurable sur la température. 

Mitochondrie (en fausses couleurs) vue en microscopie électronique

Dans un article de PLOS Biology paru cette semaine, des chercheurs français ont utilisé dans des cellules humaines en culture une molécule dont la fluorescence dépend de la température . Bilan : une température environ 10°C supérieure dans les mitochondries que dans le cytoplasme. Par une série de tests, les chercheurs ont exclu que la fluorescence de la molécule a été influencée par un changement de conformation dû au pH ou à la salinité dans les mitochondries ou à la présence de molécules oxydantes.

De plus, les chercheurs ont montré que la chaleur dans les mitochondries est dépendante de l'activité de la chaîne respiratoire car lorsqu'on la bloque avec des inhibiteurs cette différence de température est abolie. Et en présence de thermogénine, la température a au contraire augmenté. Les chercheurs montrent par ailleurs que l'activité des enzymes de la chaîne mitochondriale est maximale autour de 50°C.

Reste la question du maintien d'un tel gradient de 10°C entre mitochondrie et cytoplasme dans les cellules normales. Les auteurs avancent un certain nombre d'hypothèses impliquant la structure des membranes mitochondriales (trop compliquées pour être exposées ici). Cela implique qu'en plus de la plus grande production de chaleur, les mitochondries du tissu adipeux brun pourraient  avoir des différences dans leur "isolation thermique" car elles produiraient non seulement plus de chaleur, mais aussi devraient la diffuser mieux à leur environnement de par leur fonction.

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