ACTIVITE ANTIOXYDANTE DE L’EXTRAIT ETHANOLIQUE DES FRUITS DE DIALIUM

Mécanisme du stress oxydant 

Origine des radicaux libres Les radicaux libres peuvent avoir une origine exogène (rayonnements UV, toxines …) ou endogène dû à un dysfonctionnement des sources de production de ERO ou de leurs systèmes d’élimination (système antioxydant) ou le stress.

Origine endogène

Dans les conditions normales in vivo, de nombreuses enzymes sont responsables de la production des ERO dans le cytosol, les membranes et les mitochondries de types cellulaires variés. 

NADPH oxydase

C’est une enzyme transmembranaire capable de transférer des électrons à travers des membranes biologiques. Sur le plan topologique, les NADPH semblent posséder des domaines structuraux en commun, les parties N et C-terminales étant orientées vers le cytosol. Elle catalyse la réduction mono électronique de l’oxygène en utilisant le NADPH ou le NAD comme donneur d’électrons selon la réaction suivante :  NADPH Oxydase 2O2 + NADPH 2 O2 ● – + NADP+ + H+ Cette réaction a été initialement décrite dans les cellules phagocytaires ou elle joue un rôle fondamental dans la réponse immunitaire et plus précisément dans la lutte contre les microorganismes (Delattre et al., 2007). Par ce phénomène, la NADPH oxydase phagocytaire représente une source majeure de production d’ERO dans le poumon (Krausse, 2004).

Xanthine oxydase (XO) 

La XO catalyse la dégradation de l’hypoxanthine en acide urique en condition de forte demande d’ATP et de déficit en oxygène. Lorsque la concentration de l’ATP est diminuée, il se produit un déséquilibre dans le gradient ionique de part et d’autre de la membrane plasmique conduisant ainsi à une entrée de Ca2+ à l’intérieur de la cellule. L’augmentation de la concentration cytoplasmique en Ca2+ provoque une augmentation in vivo, en XO (Lebegue, 1999). Elle catalyse également l’oxydation de la xanthine en acide urique, notamment lors d’ischémie-reperfusion ou d’hypoxie. Dans cette réaction, l’oxygène moléculaire agit comme un accepteur d’électron produisant de l’O2 ● – (Garait, 2006).  Xanthine oxydase Xanthine + O2 Acide urique + O2 ● 

NO synthase

L’espèce radicalaire le monoxyde d’azote est produite par des systèmes enzymatiques que sont les différents NO synthase (ou NOS) à des fins de médiations cellulaires. La production concomitante dans un même site de NO● et de superoxyde s’avère très dommageable en donnant naissance au radical peroxynitrite (Favier, 2003). Il est maintenant prouvé que lors d’une surproduction d’O2 ●-, ces derniers réagissent très rapidement avec le monoxyde d’azote pour former l’ion peroxynitrite ONOO● (Beckman et al., 2001). 

La mitochondrie

La mitochondrie par l’intermédiaire de sa chaine respiratoire constitue la principale source d’ERO. Elle produirait en effet 90% d’ERO cellulaires (Balaban et al, 2005). La chaine respiratoire est constituée de 4 complexes dont 3 s’avèrent être des pompes à protons :  Complexe I : NADH ubiquinone oxydoréductase 19 Le complexe I est le plus gros composant protéique de la membrane interne de la mitochondrie. Il possède 46 sous unités dont 7 codés par l’ADN mitochondrial et 39 par l’ADN nucléaire (Di Mauro et al., 2003). Sa masse moléculaire est de 750kDa (Schagger et al., 1991).  Complexe II : Succinate –déshydrogénase Le complexe II catalyse la ré-oxydation du succinate en fumarate qui par l’intermédiaire de l’oxydation du FADH et de la réduction d’ubiquinone permet le transfert de 2 électrons au complexe III (complexe b-c1).  Complexe III : complexe b-c1 (ubiquinone –cytochrome c réductase) Le pool des quinones est un transfert libre d’électrons des complexes I et II vers le complexe III. Ce dernier permet un transfert d’électrons à un deuxième transporteur mobile situé dans l’espace intermédiaire, le cytochrome c qui relie le complexe III au complexe IV. Ce transfert d’électron, également associé à un efflux de protons fait du complexe III la deuxième à proton de la chaine respiratoire  Complexe IV : Cytochrome oxydase Le complexe IV catalyse la dernière réaction d’oxydoréduction entre le cytochrome c et l’oxygène qui est réduit en H2O par 4 électrons. Ce transfert d’électrons est irréversible contrairement à celui qui lieu dans le complexe I, II et III mais aussi associé à un efflux de protons faisant de ce complexe le dernier site de couplage de la mitochondrie.

Origine exogène 

Les rayonnements UV

Les radiations UV provoquent particulièrement des démâtements au niveau de l’ADN. Les radiations ionisantes induisent la synthèse de radicaux libres dérivés de l’oxygène et les molécules génératrices des radicaux libres par l’intermédiaire d’agents photo sensibilisants (Hu, 2006). 

Le monoxyde d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO2)

Ils sont formés par les Nitric Oxyde Synthase (NOS) et constituent des toxiques présents dans notre environnement : suie, goudron, tabac, polluants industriels. Ils sont responsables en plus de la synthèse des radicaux libres (Palot et al., 2008). II.2.1.2.3. L’alimentation L’alcool, le café, les aliments riches en protéines et en lipides peuvent être à l’origine de la production des radicaux libres (Mera, 2003). II.2.1.2.4. Certains médicaments Les médicaments qui sont utilisés comme traitement contre le cancer (anthracyclines) peuvent provoquer aussi la production de radicaux libres par oxydations de ces composés au niveau du cytochrome P450 (Beckman, 1998). 

Cibles biologiques des radicaux libres 

Les lipides Les lipides ont de nombreux rôles dans l’organisme (molécules énergétiques, réserve d’énergie, molécules signal) et font partie intégrante des membranes cellulaires. Parmi les lipides membranaires, les phospholipides sont les plus abondants. La partie hydrophobe des phospholipides est liée à la présence d’acides gras saturés, monoinsaturés ou polyinsaturés. Les acides gras polyinsaturés sont la cible privilégiée de l’attaque par le radical hydroxyle capable d’arracher un hydrogène sur les carbones situés entre les deux doubles liaisons, pour former un radical diène conjugué oxydé en radical péroxyle (Favier, 2003). Cette réaction appelée peroxydation lipidique forme une réaction en chaine car le radical peroxyle formé se transforme en peroxyde au contact d’un autre acide gras qui forme un nouveau radical diène conjugué (Esterbauer et al, 1992). Cette réaction de peroxydation lipidique, illustrée par la figure 10, se décompose en trois étapes : l’initiation, la propagation et la terminaison.