Dans un article intitulé "Water in the orchestration of the cell machinery. Some misunderstandings: a short review" début 2012, la biologiste Pascale Mentré, auteure du premier livre sur "L'eau dans la cellule", nous livre une vision totalement renouvelée du statut et des rôles fondamentaux de l'eau cellulaire.
Au regard des techniques modernes d'investigation notamment en biologie cellulaire, cette conception innovante et réaliste de l'eau, rouage majeur du fonctionnement de nos cellules, contraste fortement avec celle, obsolète et parcellaire, qui prévaut hélas toujours dans les tous les manuels de biologie et biochimie au monde qui servent de référence aux monde médical (médecins, nutritionnistes) et thérapeutique en général (naturopathes, diététiciens...).
Il est urgent de rafraichir et d'intégrer ces connaissances essentielles sur l'eau (intra mais aussi extra)cellulaire pour mieux comprendre la complexité du vivant
* * *
L'eau dans l'orchestration de
la machinerie cellulaire. Certains malentendus : une brève revue
Plan de l'article :
1
La mauvaise interprétation des images de microscopie électronique
2
L'eau interfaciale largement ignorée
3
La mésinterprétation des concentrations
à l'intérieur de la cellule
31.
L'ignorance des propriétés physiques des macromolécules associées à l'eau
32.
La confusion entre formes libres et liées (chélatées, séquestrées)
33.
L'ignorance que la plupart des gradients de diffusion / concentration ne sont
pas significatifs dans la cellule au niveau macromoléculaire
4
L'ignorance des modes itératifs de propagation des ions et des petites
molécules
5
Qu'en orchestration des réactions à l'intérieur de la cellule?
6
Conclusion: «l'ordre issu de l'ordre"
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Résumé :
"Aujourd'hui,
les biologistes peuvent explorer la cellule au niveau du nanomètre. Ils
découvrent un monde insoupçonné, étonnamment surpeuplé, complexe et hétérogène,
dans laquelle l'eau, aussi, est complexe et hétérogène.
Dans la cellule, les
phénomènes statistiques, tels que la diffusion, longtemps considérés comme le
transport principal pour les substances solubles dans l'eau, doivent désormais
être considérées comme inopérante pour orchestrer l'activité cellulaire. A ce
niveau, les résultats des recherches ne sont pas encore assez nombreux pour
donner une représentation exacte de la machinerie cellulaire; Cependant, elles
sont suffisantes pour cesser de raisonner en termes de statistiques (diffusion,
la loi d'action de masse, pH, etc.) et d’encourager les biologistes et les
biochimistes de prospecter intensément l'énorme panoplie des propriétés
biophysiques des associations macromolécule-eau à l'échelle du nanomètre.
Notre principal objectif, ici,
est de discuter de certains des interprétations erronées les plus courantes en
raison de l'ignorance de ces propriétés, et d'exposer brièvement les bases pour
une meilleure approche de la machinerie cellulaire. Giorgio Careri, qui a démontré
la corrélation entre les courants de protons à la surface du lysozyme et de
l'activité de cette enzyme a été l'un des pionniers de cette approche.
Conclusion: «l'ordre issu de
l'ordre"
L’eau interfaciale eau, qui
constitue la quasi-totalité de l'eau de la cellule, subit de nombreux
changements physiques synchronisés avec les transformations macromoléculaires.
Beaucoup de progrès ont été réalisés démontrant son rôle prééminent au niveau du
nanomètre (macromolécule), concernant la reconnaissance, la régulation et la
coordination (Robinson et Sligar ; revu par Mentré).
Mais ce problème de
l'orchestration au micromètre (organites) niveau en est encore à ses
balbutiements. L'organisation des organites est explorée avec une précision
accrue, mais loin de rendre le problème plus clair, il le rend de plus en plus complexe. Par exemple, il a
été récemment montré que la mécanique du kinétochore, dirige le mouvement des
chromosomes via les microtubules et favorise l'arrêt de cycle cellulaire,
impliquant au moins une centaine de protéines.
Il est tentant de considérer
que la cellule pourrait coordonner son activité en utilisant des signaux mécaniques
et électromagnétiques. Les signaux mécaniques pourraient être initiés par des
variations de densité de l'eau interfaciale accompagnées de variations de la
configuration des macromolécules. Quant aux signaux électromagnétiques, il
serait intéressant aujourd'hui de reconsidérer de manière plus approfondie les
idées avancées dans les années 1990: le transfert de signaux constitués de
lumière cohérente le long de l'eau interfaciale au sein des microtubules et la «vision» de la lumière infrarouge par le centrosome.
A travers les écrits d’Erwin
Schrödinger, l'orchestration de la cellule se révèle être beaucoup plus sophistiquée
que les biologistes ne l’avaient même envisagée, laissant de moins en moins de
place à la dissipation thermique, qui prévaut in vitro, et exclut donc le
chaos :
« . . . le comportement de
la matière vivante, dont les caractéristiques les plus frappantes sont
visiblement basées dans une large mesure sur le principe « de l’ordre issu
de l’ordre ». (Erwin Schrödinger)" (Lire : "Qu'est-ce que la vie?"
