ACTIVITES ANTIOXYDANT DES ECORCES DE
STEREOSPERMUM KUNTHIANUM CHAM

RAPPELS SUR LE STRESS OXYDATIF ET LES ANTIOXYDANTS

Radicaux libres et le stress oxydatif Un radical libre est une espèce, un atome ou une molécule contenant un électron non apparié. Ce lacune est comblé soit par l’acceptation d’un autre électron soit par le transfert de cet électron libre sur une autre molécule. Les radicaux libres sont très instables et très réactifs. Ils sont produits d’une manière continue au sein de l’organisme, dans le cadre de nombreux processus biologiques. Par exemple, lors de la respiration cellulaire, l’oxygène moléculaire se transforme en diverses substances oxygénées, communément appelées radicaux libres de l’oxygène ou espèces réactives oxygénées (Reactive Oxygen Species: ROS). Dans certaines situations, cette production augmente fortement, entraînant un stress oxydatif (Gutteridge, 1993).

Radicaux libres

Les radicaux libres peuvent se former quand l’oxygène interagit avec certaines molécules. Ils réagissent rapidement avec d’autres composants, essayant de capturer l’électron nécessaire pour acquérir de la stabilité. Une «réaction en chaîne» débute lorsqu’un radical libre attaque la molécule stable la plus proche en lui «volant» son électron, et «la molécule attaquée» devient alors elle-même un radical libre (Pelli & Lyly, 2003). On peut citer l’anion superoxyde (O₂ •¯), le radical hydroxyle (OH• ) et le monoxyde d’azote (NO• ). D’autres espèces dérivées de l’oxygène, tels que l’oxygène singulet (¹O₂), le peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) ou le nitroperoxyde (ONOOH), peuvent être des précurseurs de radicaux libres. L’ensemble des radicaux libres et de leurs précurseurs est souvent appelé espèces réactives de l’oxygène (Favier, 2003) ou espèces oxygénées activées (EOA). 

Stress oxydatif

La notion de stress oxydatif a été définie par Sies (1991) comme l’incapacité de l’organisme à se défendre contre l’agression des espèces oxygénées activées (EOA), suite à un déséquilibre lié soit à une production accrue d’EOA soit à une diminution de la capacité de défense antioxydante. La pollution, le tabagisme, une consommation excessive d’alcool, la prise de pilule contraceptive, l’exposition immodérée au soleil ou à des radiations sans protection suffisante, la pratique du sport de haut niveau et l’inflammation chronique sont, par exemples, autant de sources de production d’EOA. Une alimentation pauvre en fruits et légumes où se trouvent la majeure partie des antioxydants nécessaires (vitamines C et E, caroténoïdes, polyphénols) favorise une baisse de la capacité antioxydante. Si un stress oxydant n’est pas une maladie en soi, il constitue un terrain favorable au développement de pathologies diverses. Un stress oxydant «pathologique» est ainsi potentiellement impliqué dans de nombreuses affections (plus de 200 ont été recensées) ou dans le développement de complications associées à celles-ci. A titre d’exemples, l’oxydation des lipides est un facteur favorisant la survenue de maladies cardiovasculaires tandis que celle de l’ADN se retrouve dans diverses étapes qui conduisent au développement de cancers. Au cours du temps, la notion de stress oxydant a évolué notamment avec l’avènement de la biologie moléculaire qui a montré que les espèces oxygénées activées (EOA) ont aussi un rôle physiologique important (Magder, 2006). En effet, les EOA sont impliquées dans le maintien de l’homéostasie cellulaire (Defraigne & Pincemail, 2007) et un déficit en espèces oxygénées activées et espèces réactives azotées est aussi délétère, en particulier en conduisant à une vulnérabilité par rapport aux attaques virales ou bactériennes (Lu, 2012). 15 Dans cette perspective, les antioxydants sont alors des régulateurs de la production de ces espèces, dont ils préviennent les effets délétères potentiels (Defraigne & Pincemail, 2007). II.2 Antioxydants Un antioxydant est toute substance, présente à une concentration inférieure à celle du substrat oxydable, qui est capable de retarder ou de prévenir l’oxydation de ce substrat (Halliwell & Gutteridge, 2007). Les antioxydants sont des composés puissants qui peuvent neutraliser les radicaux libres impliqués dans la dégradation cellulaire, et nous aident ainsi à garder une vie active et saine. Quelques antioxydants sont fabriqués par le corps humain, d’autres tels les vitamines et les polyphénols doivent être apportés par notre alimentation (Pincemail & Defraigne, 2004). 

Antioxydants d’origine endogène

Ils sont constitués d’antioxydants enzymatiques et d’antioxydants non enzymatiques. Antioxydants enzymatiques Ils sont considérés comme la première ligne de défense de l’organisme contre les EOA. a. Superoxydes dismutases (SOD) 16 La famille des superoxydes dismutases comporte trois isoformes (SOD1, SOD2, SOD3) dont le rôle est la dismutation de deux anions superoxydes en espèces oxygénées moins réactives que sont H₂O₂ et O₂ (Antwerpen, 2006) selon la réaction suivante : O₂•¯ + O₂•¯+ 2H⁺ H₂O₂ + O₂ L’activité des SOD est dépendante des apports nutritionnels en cuivre et à un moindre degré en zinc (Goudable & Favier, 1997). b. Catalases Elles réduisent le peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) en libérant de l’oxygène et de l’eau par la réaction suivante : 2 H₂O₂ + O₂ 2 H₂O + 2O₂ Elles sont localisées surtout dans les peroxysomes. Elles n’éliminent pas la totalité du peroxyde d’hydrogène, mais leur rôle est très important surtout en présence d’ions ferreux (Lindau-Sehpard & Shaffer, 1993). c. Glutathions peroxydases et réductases (GSHPX) Ces deux enzymes sont localisées dans le cytosol et dans les mitochondries. Le rôle de la glutathion peroxydase (GPx) est de réduire d’une part le peroxyde d’hydrogène en molécule d’eau, et d’autre part les hydroperoxydes organiques (ROOH) en alcools. Lors de cette réaction, qui demande l’intervention de deux molécules de glutathion (GSH), celles-ci se transforment en glutathion-disulfure (GSSG) (Marfak, 2003) selon: H₂O₂ + 2GSH 2 H₂O + GSSG SOD Catalase eeee GPx 17 ROOH + 2GSH ROH + H₂O + GSSG La glutathion réductase (GR), quant à elle, a pour rôle de régénérer le GSH à partir du GSSG. Au cours de cette réaction, la glutathion réductase utilise un cofacteur, le NADPH : GSSG + NADPH + H⁺ 2GSH + NADP⁺ Cette réaction produit du NADP⁺ qui sera régénéré en NADPH pour une utilisation ultérieure, par une autre enzyme, le G6PD (glucose-6-phosphatedéshydrogénase) : NADP⁺ NADPH 

Antioxydants non enzymatiques

Ces systèmes agissent en complexant les métaux de transition comme le fer et le cuivre qui jouent un rôle important dans la lipoperoxydation ou bien se comportent en piégeurs de radicaux libres. Il s’agit de :  la transferrine ou sidérophiline et la lactoferrine,  la céruléoplasmine,  l’albumine,  l’haptoglobine et l’hémopexine,  l’acide urique,  le glucose et  la bilirubine. G R G6PD

Antioxydants d’origine exogène

Ce sont des composés antioxydants qui ne peuvent pas être synthétisés par l’organisme. Ils sont le plus souvent d’origine végétale.

Antioxydants d’origine naturelle

. Vitamine C ou acide ascorbique La vitamine C dont la formule est illustrée par la figure 5 est l’antioxydant hydrosoluble majeur (Curtay & Robin, 2000). Elle se trouve dans le cytosol et dans le fluide extracellulaire; elle peut capter directement les radicaux O₂ •¯ et OH• . Elle peut aussi réduire le radical α-tocophérol et ainsi permettre une meilleure efficacité de la vitamine E (Packer et al., 1997; Evans et al., 2002). Figure 5: Structure de la vitamine C.

Vitamine E

La vitamine E désigne un groupe de nombreux composants présents dans la nature: les α-, β-, γ- et δ-tocophérols et tocotriénols (Ohrvall et al., 1996). La vitamine E étant liposoluble, elle se fixe sur les membranes et peut ainsi séquestrer les radicaux libres empêchant la propagation des réactions de peroxydation 19 lipidique (Packer et al., 1997; Evans et al., 2002). La figure 6 illustre la structure de la vitamine E. Figure 6: Structure de la vitamine E. 

β-carotène

La β-carotène dont la structure est illustrée par la figure 7 est apportée par l’alimentation. Elle est douée de plusieurs capacités: elle est précurseur de la vitamine A, elle capte l’oxygène singulet sous faible pression d’oxygène et, avec les autres caroténoïdes, elle a le pouvoir de terminer les réactions en chaine de lipoperoxydation. Elle protège les structures cellulaires contre l’agression oxydante et s’oppose à la génotoxicité de nombreux agents (Allard et al., 1994).