STRESS OXYDATIF

Définition du stress oxydatif

Le stress oxydatif se définit comme étant le résultat d’un déséquilibre entre la formation des espèces réactives de l’oxygène (ERO) à caractère prooxydant et les antioxydants qui régulent leurs production, en faveur des premières, avec comme conséquence l’apparition des dégâts souvent irréversibles (Pincemail et al., 2001; Aurousseau, 2002; Bonnefont-Rousselot, 2007). Le stress oxydatif peut avoir une:  Origine endogène  Déficit nutritionnel.  Phénomènes inflammatoires chroniques ou aigus.  Mutation inactivant une des enzymes du système antioxydant (Aurousseau, 2002; Soares, 2005; Moussard, 2006).  Origine exogène  Sources productrice d’ERO: soleil, irradiation, intervention chirurgicales (transplantation d’organes, pontages coronariens).  Habitude de vie non adéquate (tabagisme, consommation excessive d’alcool), prise de la pilule contraceptive et exercice physique intense ou mal géré (Bonnefont-Rousselot et al in Delattre et al., 2003; Pincemail et defraigne, 2004).

Radicaux libres

Un radical libre est une espèce chimique (atome ou molécule) contenant un ou plusieurs électrons non apparies dit célibataires sur son orbitale externe (couche de valence). L’état radicalaire est désigné par un point en haut à droite symbolisant l’électron célibataire (x. ) (Aurousseau, 2002; Pincemail et defraigne, 2004; Horn et al., 2005). Un radical libre peut se former soit par scission homolytique d’une liaison covalente, soit par transfert monoélectronique (Poortmans et Boisseau, 2003; Marieb, 2008) Selon le schéma suivant: A : B A. + B. A + B A+ + B- Synthèse bibliographique 10 Un radical libre est très instable, très réactif et possède une durée de vie très limitée, car il cherche à réappareiller son électron célibataire soit par l’acceptation d’un autre électron soit par le transfert de cet électron libre sur une autre molécule (Poortmans et Boisseau, 2003; Macardle et al., 2004; Moussard, 2006). La probabilité d’aller vers l’une au l’autre de ces deux possibilités dépend essentiellement de l’instabilité du radical libre considéré, si cette instabilité est modérée la probabilité d’accepter un second électron est grande et dans ce cas le radical libre ne représente qu’une étape transitoire dans une réaction d’oxydoréduction classique, si ou contraire cette instabilité est importante l’électron libre est rapidement transféré sur une autre molécule (GardésAlbert et al., 2003; Horn et al., 2005; Marieb, 2008). Parmi les espèces radicalaires formés dans la cellule, on distingue celles dites primaires qui jouent un rôle particulier en physiologie, et celles dites secondaires qui se forment par réaction des radicaux primaires sur les composés biochimiques de la cellule (Aurousseau, 2002; Favier, 2003; Horn et al., 2005).

Espèces réactives de l’oxygène (ERO)

L’appellation espèces réactives de l’oxygène (reactive oxygen species ROS) inclut les radicaux libres de l’oxygène proprement dit (radical superoxyde (O2 . ), radical hydroxyle (. OH) monoxyde d’azote (NO. ), radical peroxyle (RO2 . ), radical alkoxyle (RO. )), mais aussi certain dérivés oxygénées réactives non radicalaires (peroxyde d’hydrogène (H2O2), nitroperoxyde (ONOOH), acide hypochlorique (HOCl), oxygène singulet (1O2)) qui peuvent être des précurseurs d’autres radicaux (Horn et al., 2005; Masson, 2007). L’instabilité des ERO rend difficile leurs mise en évidence au niveau des différents milieux biologiques. Leurs constantes de vitesse réactionnelle varient selon leurs natures, elles sont très élevées et peuvent aller de 105 à 1010 mol-1.l.S-1 avec une durée de vie très courte de la nano à la milli seconde. En effet, plusieurs ERO peuvent être à l’origine d’une grande toxicité du fait qu’elles sont capables de diffuser et gagner des locations sensitives où elles peuvent interagir et causer des dommages à longue distance de leurs sites de production (Kohen et Nyska, 2002; KocchilinRamonatoxo, 2006). 

Rôles physiologiques des ERO

  Ils ont impliqué dans le processus de signalisation cellulaire.  Médiateurs régulant des fonctions biologiques comme la vasodilatation capillaire et les messages entre neurones.  Ils agissent comme des messagers secondaires capables:  De réguler les phénomènes d’apoptose.  D’activer des facteurs de transcription des gènes impliqués dans la réponse immunitaire.  De moduler l’expression des gènes de structure codant pour les enzymes antioxydantes (Poortmans et Boisseau, 2003; Krid, 2008). 

Sites de production et mécanismes cellulaires mis en jeux

Les radicaux superoxydes O2 . sont des radicaux relativement peut réactive par eux-mêmes mais dont la toxicité provient du fait qu’ils peuvent donner naissance à des composés plus réactifs. En effet, ils sont à l’origine de la plupart des ERO. Ces derniers apparaissent au cours des différents types de réactions biochimiques (essentiellement enzymatiques) découlant de plusieurs sources (Poortmans et Boisseau, 2003; Macardle et al., 2004; Borg et Reeber, 2008).  Réactions de réduction monovalente Suit à des fuites électroniques au niveau du complexe I (NADH/ubiquinone réductase) et du complex III (ubiquinon/cytochrome c oxydoréductase) lors du fonctionnement de la chaine respiratoire mitochondriale, la réduction incomplet de O2 par ces électrons est possible et conduit à la formation du radical superoxyde (O2 . ), le peroxyde d’hydrogène (H2O2) puis le radical hydroxyle ( . OH). Elle constitue le principal site de production des ERO (Poortmans et Boisseau, 2003; Chiarugi et Fiaschi, 2007).  Réactions enzymatiques D’une façon générale, toutes réactions enzymatiques faisant intervenir de l’oxygène sont susceptibles d’être à l’origine d’une production d’O2 . , de nombreuses enzymes sont mises en jeux: Synthèse bibliographique 12  NADPH oxydase: situé sur la membrane des cellules phagocytaires (polynucléaires et macrophages), et il joue un rôle clé dans la phagocytose. En réponse à des facteurs physiologiques (inflammation, infection, insulino-résistance) la NADPH oxydase va être phosphorylées lors de l’endocytose pour former la NADPH oxydase active capable de réduire l’oxygène en radical superoxyde entraînant ainsi la production de ses dérivés de réduction indispensable à la digestion du matériel phagocyté. Au cours de cette réaction le NADPH elle-même est réduit en NADP+ avec libération d’une molécule d’hydrogène (Gardés-Albert et al., 2003; Leonard et al., 2004; Afonso et al., 2007; Valko et al., 2007). Selon la réaction globale: NADPH + 2 O2 NADP+ + H+ + 2 O. 2  Xanthine déshydrogénase: située dans le foie et la muqueuse de l’intestin grêle, cette enzyme est impliquée dans les processus d’ischémie-reperfusion et dans le catabolisme de l’ATP. En situation d’ischémie cette enzyme est convertie en xanthine oxydase (sous l’action des enzymes protéolytiques) catalyse l’oxydation de la xanthine en acide urique. Dans cette réaction, l’oxygène agir comme un accepteur d’électrons et il est réduit en O2 . (Fontaine et al., 2002; Moussard, 2006).