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Principales cibles biologiques des ERO 

Acide désoxyribonucléique ou ADN L’ADN est une cible privilégiée pour les ERO. La guanine, par exemple, peut réagir avec •OH pour former la 8-hydroxy-2’-déoxyguanosine (8-OH-dG) qui, au lieu de s’apparier avec la cytosine, s’associera avec l’adénine, entraînant des mutations au sein de l’ADN et conduisant à des altérations du message génétique impliquées dans le déclenchement du cancer et le vieillissement (Haleng J., et al 2007).

Protéines

Les acides aminés possèdent des susceptibilités différentes vis-à-vis des ERO. Les plus réactifs sont l’histidine, la proline, le tryptophane, la cystéine et la tyrosine. Toute attaque radicalaire d’un acide aminé provoquera l’oxydation de certains résidus avec pour conséquences, l’apparition de groupements carbonylés, des clivages de chaînes peptidiques et des ponts bi-tyrosine intra- et inter-chaînes. La plupart des dommages sont irréparables et peuvent entraîner des modifications fonctionnelles importantes (non-reconnaissance d’un récepteur par un ligand, perte d’activité enzymatique). Certaines protéines oxydées sont peu dégradées et forment des agrégats qui s’accumulent dans les cellules et dans le compartiment extracellulaire. 

Lipides membranaires

Le radical hydroxyle est capable d’arracher un hydrogène sur les carbones situés entre deux doubles liaisons des acides gras polyinsaturés (AGPI) : c’est la phase d’initiation. Le radical lipidique réagit avec une molécule d’oxygène pour former un radical peroxyde (ROO•), suffisamment réactif pour arracher un H+ à un AGPI voisin, propageant ainsi la réaction (Atkin M.A et al, 2005), il s’agit de la phase de propagation. Il en résulte une altération de la fluidité membranaire qui conduit inévitablement à la mort cellulaire. Les peroxydes générés seront neutralisés par la glutathion peroxydase ou continueront à s’oxyder et à se fragmenter en aldéhydes 9 (malondialdéhyde, 4-hydroxynonénal) dont les activités pro-altéragènes sont bien connues.

Lipoprotéines

L’attaque radicalaire des lipoprotéines circulantes aboutit à la formation de LDL (low density lipoprotein) oxydées, qui seront captées par des récepteurs spécifiques des macrophages. L’activité de ces récepteurs n’étant pas régulée par la concentration intracellulaire en cholestérol, les macrophages se transforment petit à petit en cellules spumeuses (rôle important dans les premières étapes de l’athérosclérose) (Nakajima K. et al, 2006). En outre, ces LDL oxydées sont immunogènes et les complexes immuns formés peuvent activer la voie classique du complément et générer la sécrétion de cytokines pro inflammatoires par les macrophages (Saad A. et al, 2006)

Stress oxydatif

 Le stress oxydatif est défini comme étant un déséquilibre entre la formation de radicaux libres de l’oxygène qui est responsable de la génération des ERO et la capacité de l’organisme à neutraliser et à réparer les dommages oxydatifs qui correspond aux défenses anti-oxydantes de l’organisme en faveur des premiers. Notre mode de vie (tabagisme, alcoolisme, obésité, exercice physique intense) mais aussi de mauvaises habitudes alimentaires augmentent de façon anormale la production des ERO dans notre organisme (Haleng J., et al 2007)

Origine et mécanisme du stress oxydatif

Les radicaux libres sont produits par divers mécanismes physiologiques car ils sont utiles à l’organisme à dose raisonnable. Cette production physiologique est parfaitement maîtrisée par des systèmes de défense. Dans des circonstances normales, la balance antioxydant /pro oxydant est en équilibre. Si tel n’est pas le cas, que ce soit par déficit en antioxydants ou par suite d’une surproduction énorme de radicaux, l’excès de ces radicaux est appelé « stress oxydatif » (figure 2). 

Conséquences du stress oxydatif

La production excessive de radicaux libres provoque des lésions directes de molécules biologiques : oxydation de l’ADN, des protéines, des lipides et des glucides. Les lipides et principalement les acides gras polyinsaturés sont la cible privilégiée de l’attaque par le radical hydroxyle, réaction appelée peroxydation lipidique. Les conséquences seront différentes : l’attaque des lipides circulants aboutissant à la formation de LDL oxydées qui, captées par les macrophages, formeront le dépôt lipidique de la plaque d’athérome des maladies cardiovasculaires, l’attaque des phospholipides membranaires modifiant la 11 fluidité de la membrane et donc le fonctionnement de nombreux récepteurs et transporteurs et la transduction des signaux (Andriollo-Sanchez M. et al., 2005). Les radicaux libres peuvent induire des effets mutagènes ou l’arrêt de la réplication de l’ADN. Ils agissent en provoquant des altérations de bases, des pontages ADN-protéines ou des ruptures de brins (Azam S. et al., 2004). Ils inhibent la sécrétion d’insuline (Krippeit‐Drewset al., 1999), modifient les structures primaires, secondaires et tertiaires des protéines (Pincemail J. et al.,1999). Par ailleurs, le glucose peut s’oxyder dans des conditions physiologiques, en présence de traces métalliques, en libérant des cétoaldéhydes, H₂O₂ et •OH, entraîneront la coupure de protéines ou leur glycation par attachement du cétoaldéhyde formant un dérivé AGE (produit de glycation avancée). Ce phénomène de glycooxydation est très important chez les diabétiques et contribue à la fragilité de leurs parois vasculaires et de leur rétine (AndriolloSanchez M. et al., 2005).

Antioxydants

Un antioxydant peut être défini comme toute substance capable à concentration relativement faible, d’entrer en compétition avec d’autres substrats oxydables et ainsi retarder ou empêcher l’oxydation de ces substrats. Dans le système de défense antioxydant, de notre organisme il existe des systèmes enzymatiques et des systèmes non enzymatiques (Cheng K.C. et al., 1992). Les antioxydants les plus connus sont le β-carotène (provitamine A), l’acide ascorbique (vitamine C), le tocophérol (vitamine E) ainsi que les composés phénoliques. En effet, la plupart des antioxydants de synthèse ou d’origine naturelle possèdent des groupes hydroxyphénoliques dans leurs structures et les propriétés anti oxydantes sont attribuées en partie, à la capacité 12 de ces composés naturels à piéger les radicaux libres tels que les radicaux hydroxyles (•OH) et super oxydes (O2•) (Rice-Evans C.A. et al., 1995). 

Antioxydants naturels et de synthèse 

Antioxydants naturels

Selon Halliwell et Gutiridge, un antioxydant se définit comme une substance qui, lorsqu’elle est présente en faible concentration, retarde de façon significative ou empêche l’oxydation du substrat oxydable. Lorsque, les systèmes endogènes de défenses anti oxydantes sont inefficaces devant certaines situations (tabagisme, air pollué, radiation UV, alimentation riche en acides gras polyinsaturés, ischémie/perfusion, etc.), le recours à une alimentation riche en antioxydants est nécessaire pour diminuer les effets néfastes du stress oxydant dans l’organisme (Pietta P.G., 2000). La protection contre les effets délétères induits par les radicaux oxygénés s’effectue à l’aide de trois types d’agents différents : Les protéines non enzymatiques (albumine, haptoglobine, transferrine) jouent un rôle antioxydant par chélation des ions. Les enzymes telles que les superoxyde-dismutases et les glutathion-peroxydases transforment des radicaux très pro-oxydants en substances inoffensives ; Enfin, les antioxydants d’origine naturelle, les caroténoïdes, les tocophérols (vitamine E) et l’acide ascorbique (vitamine C) sont des antioxydants essentiels pour l’homme dont les apports peuvent prévenir et même aider au traitement des maladies liées au stress oxydant (Valko A. et al., 2006).