Comment le tabac agresse la santé intestinale et cardiaque?

[Nutrimuscle-Conseils]

Effect of Cigarette Smoke on Gut Microbiota: State of Knowledge
Xiaohua Gui Front. Physiol., 17 June 2021

Cigarette smoke is a representative source of toxic chemical exposures to humans, and the adverse consequences of cigarette smoking are mediated by its effect on both neuronal and immune–inflammatory systems. Cigarette smoking also is a major risk factor for intestinal disorders, such as Crohn’s disease and peptic ulcer. On the other hand, cigarette smoking is protective against developing ulcerative colitis. The effects of cigarette smoking on intestinal disorders include changes in intestinal irrigation and microbiome, increases in permeability of the mucosa, and impaired mucosal immune responses. However, the underlying mechanism linking cigarette smoking with intestinal microbiota dysbiosis is largely unknown. In this communication, we first review the current knowledge about the mechanistic interaction between cigarette smoke and intestinal microbiota dysbiosis, which include the likely actions of nicotine, aldehydes, polycyclic aromatic hydrocarbons, heavy metals, volatile organic compounds and toxic gases, and then reveal the potential mechanisms of the lung–gut cross talk and skin-gut cross talk in regulating the balance of intestinal microbiota and the interrelation of intestinal microbiota dysbiosis and systemic disorders.

[Nutrimuscle-Conseils]

Nicotine Causes Mitochondrial Dynamics Imbalance and Apoptosis Through ROS Mediated Mitophagy Impairment in Cardiomyocytes
Ting-ting Meng Front. Physiol., 10 June 2021

Nicotine contained in traditional cigarettes, hookahs, and e-cigarettes is an important risk factor for cardiovascular disease. Our previous study showed that macroautophagic flux impairment occurred under nicotine stimulation. However, whether nicotine influences mitochondrial dynamics in neonatal rat ventricular myocytes (NRVMs) is unclear. The purpose of this study was to explore the effects and potential mechanism of nicotine on mitophagy, mitochondrial dynamics, apoptosis, and the relationship between these processes in NRVMs. Our results showed that nicotine exposure increased mitochondria-derived superoxide production, decreased mitochondrial membrane potential, and impaired PINK1/Parkin-mediated mitophagic flux in NRVMs. Interestingly, nicotine significantly promoted dynamin-related protein 1 (Drp1)-mediated mitochondrial fission and suppressed mitofusin (MFN)-mediated fusion, which was also observed in the bafilomycin A1-treated group. These results suggest that mitophagic flux impairment may contribute to Drp-1-mediated mitochondrial fission. Finally, nicotine caused excessive mitochondrial fission and contributed to apoptosis, which could be alleviated by mdivi-1, an inhibitor of Drp1. In addition to CTSB, as we previously reported, the enzyme activity of cathepsin L (CTSL) was also decreased in lysosomes after stimulation with nicotine, which may be the main cause of the hindered mitophagic flux induced by nicotine in NRVMs. Pretreatment with Torin 1, which is an inhibitor of mTOR, activated CTSL and ameliorated nicotine-induced mTOR activation and mitophagy impairment, decreased mitochondria-derived superoxide production, and blunted mitochondrial fission and apoptosis. Pretreatment with the ROS scavenger N-acetyl-cysteine (NAC) or inhibitors of p38 and JNK, which could also alleviate mitophagy impairment, exhibited similar effects as Torin1 on mitochondria. Taken together, our study demonstrated that nicotine treatment may lead to an increase in Drp1-mediated mitochondrial fission by blocking mitophagic flux by weakening the enzyme activity of CTSL and activating the ROS/p38/JNK signaling pathway. Excessive mitochondrial fission induced by nicotine ultimately leads to apoptosis. Torin1 restored the decreased CTSL enzyme activity by removing excessive ROS and alleviated the effects of nicotine on mitophagic flux, mitochondrial dynamics, and apoptosis. These results may provide new evidence on the relationship between mitophagic flux and mitochondrial dynamics and new perspectives on nicotine’s effects on mitochondrial dynamics in cardiomyocytes.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

La nicotine provoque un déséquilibre de la dynamique mitochondriale et l'apoptose par l'altération de la mitophagie médiée par les ROS dans les cardiomyocytes
Ting-ting Meng avant. Physiol., 10 juin 2021

La nicotine contenue dans les cigarettes traditionnelles, les narguilés et les cigarettes électroniques est un facteur de risque important pour les maladies cardiovasculaires. Notre étude précédente a montré que l'altération du flux macroautophagique se produisait sous stimulation nicotinique. Cependant, on ne sait pas si la nicotine influence la dynamique mitochondriale dans les myocytes ventriculaires néonatals de rat (NRVM). Le but de cette étude était d'explorer les effets et le mécanisme potentiel de la nicotine sur la mitophagie, la dynamique mitochondriale, l'apoptose et la relation entre ces processus dans les NRVM. Nos résultats ont montré que l'exposition à la nicotine augmentait la production de superoxyde dérivé des mitochondries, diminuait le potentiel de la membrane mitochondriale et altère le flux mitophagique médié par PINK1/Parkin dans les NRVM. Fait intéressant, la nicotine a favorisé de manière significative la fission mitochondriale médiée par la protéine 1 liée à la dynamine (Drp1) et la fusion médiée par la mitofusine (MFN), qui a également été observée dans le groupe traité par la bafilomycine A1. Ces résultats suggèrent que l'altération du flux mitophagique peut contribuer à la fission mitochondriale médiée par Drp-1. Enfin, la nicotine a provoqué une fission mitochondriale excessive et a contribué à l'apoptose, qui pourrait être atténuée par mdivi-1, un inhibiteur de Drp1. En plus du CTSB, comme nous l'avons signalé précédemment, l'activité enzymatique de la cathepsine L (CTSL) a également diminué dans les lysosomes après stimulation par la nicotine, ce qui peut être la principale cause du flux mitophagique entravé induit par la nicotine dans les NRVM. Le prétraitement avec Torin 1, qui est un inhibiteur de mTOR, activé CTSL et amélioré l'activation de mTOR induite par la nicotine et l'altération de la mitophagie, a diminué la production de superoxyde dérivé des mitochondries et a atténué la fission et l'apoptose mitochondriale. Un prétraitement avec le piégeur de ROS N-acétyl-cystéine (NAC) ou des inhibiteurs de p38 et JNK, qui pourraient également atténuer les troubles de la mitophagie, a présenté des effets similaires à ceux de Torin1 sur les mitochondries. Dans l'ensemble, notre étude a démontré que le traitement à la nicotine peut entraîner une augmentation de la fission mitochondriale médiée par Drp1 en bloquant le flux mitophagique en affaiblissant l'activité enzymatique de CTSL et en activant la voie de signalisation ROS/p38/JNK. Une fission mitochondriale excessive induite par la nicotine conduit finalement à l'apoptose. Torin1 a restauré l'activité enzymatique diminuée du CTSL en éliminant les ROS excessifs et a atténué les effets de la nicotine sur le flux mitophagique, la dynamique mitochondriale et l'apoptose. Ces résultats peuvent fournir de nouvelles preuves sur la relation entre le flux mitophagique et la dynamique mitochondriale et de nouvelles perspectives sur les effets de la nicotine sur la dynamique mitochondriale dans les cardiomyocytes.