Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Chapitre I stress oxydant I .1. Définition de stress oxydatif Les réactions d’o

Chapitre I stress oxydant I .1. Définition de stress oxydatif Les réactions d’oxydation sont des réactions habituelles et indispensables au sein de nos cellules, car elles contribuent au bon fonctionnement du métabolisme cellulaire. En effet, les réactions d’oxydation ont lieu lors de nombreux processus biologiques qui visent à maintenir un équilibre ou à synthétiser des molécules indispensables. Le métabolisme cellulaire produit et utilise en permanence des espèces oxydantes, c’est le cas de la respiration, où chaque cellule réduit notamment l’oxygène en eau. Cependant comme dans tout phénomène important, un dérèglement dans ces réactions d’oxydations peut créer un dysfonctionnement au niveau des cellules, c’est ce qu’on appelle un stress oxydant (Baraka ,2015)(Fig.1) Le stress oxydant peut être défini comme la résultante d’un déséquilibre en faveur des espèces pro-oxydantes et au détriment des espèces antioxydants. Ce déséquilibre provient, soit d’une production exagérée d’agents oxydants (radicaux libres et ROS), soit d’une altération des mécanismes de défense. Les premiers travaux dans le domaine ont montré le rôle important joué par les intermédiaires oxygénés, appelés également radicaux libres, dans les phénomènes physiologiques et leurs effets délétères dans les processus cellulaires (Baraka, 2015) Figure 1 : Le stress oxydant (dal, 2013) 1 Chapitre I stress oxydant I .2. Les radicaux libres Un radical libre est une molécule ou un atome ayant un ou plusieurs électrons non appariés. L'ensemble des radicaux libres et de leurs précurseurs est souvent appelé espèces réactives de l'oxygène (EAO) (hamoudi, 2015) Les radicaux libres sont électriquement neutres ou chargés (ioniques) et comprennent l'atome d'hydrogène, le radical hydroxyle, l'anion superoxyde, le peroxyde d’hydrogène (eau oxygénée). Les radicaux libres sont des espèces chimiques très instables, leur structure comprend un électron célibataire qu’il cherche à apparier en attaquant et en endommageant les molécules voisines. L’appellation « dérivés réactifs de l’oxygène » n’est pas restrictive, elle inclut les radicaux libres de l’oxygène proprement dit, mais aussi certains dérivés oxygénés réactifs non radicalaires dont la toxicité est importante tel que le peroxyde d’hydrogène (H2O2), peroxynitrite (ONOO- ) (hamoudi ,2015) 1.3. Les espèces réactives de l'oxygène radicalaires I .3.1. Radical superoxyde O2 Le radical superoxyde résulte de la réduction monovalente de l’oxygène, soit l’apport d’un électron à la molécule O2. Cette réaction se fait dans les mitochondries lors de la respiration cellulaire. Un autre site de production est le polynucléaire neutrophile. Celui-ci utilise les ERO pour son activité phagocytaire. De plus, lors d’un stress (sepsis, ischémie…) des enzymes comme la NADPH-oxydase et la xanthine-oxydase peuvent produire des radicaux superoxydes (Guilloty. 2016.) I.3.2. Radical perhydroxyle HO2 Celui-ci est obtenu après protonation du radical superoxyde en milieu pH < 4,8. Le radical perhydroxyle est plus réactif que le superoxyde car le potentiel standard d’oxydoréduction est plus élevé ainsi que ses constantes de vitesse, notamment vis-à-vis des acides gras polyinsaturés (acides linoléique, linolénique, arachidonique) (fig 2) (Guilloty. 2016.) I.3.3. Radical hydroxyle OH Il s’agit du radical le plus toxique, il n’a pas de rôle physiologique connu. Dans la chaîne respiratoire mitochondriale, le peroxyde d’hydrogène peut réagir directement avec des ions métalliques (fer ou cuivre) par la réaction de Fenton. Il s’agit d’une réaction d'oxydation 2 Chapitre I stress oxydant avancée aboutissant à la formation du radical hydroxyle OH• qui est le deuxième oxydant le plus puissant présent dans la nature après le Fluor (Guilloty. 2016.) I.3.4. Radical peroxyle RO2 La radiolyse ou l’irradiation de solvants comme l’éthanol (CH3CH2OH) permet de générer des radicaux peroxyles (CH3CH(O2•)OH) (Guilloty. 2016.) I.4. Les espèces réactives de l'oxygène non radicalaires I.4.1.Peroxyde d’hydrogène (H2O2) Le peroxyde d’hydrogène est obtenu à partir de l’anion superoxyde par dismutation spontanée ou par l’enzyme superoxyde dismutase. Le H2O2 est métabolisé par la glutathion peroxydase et la catalase. S’il existe une modification de ces enzymes antioxydants, on peut observer l’arrivée d’un stress oxydatif. H2O2 n’est pas un radical au sens propre mais permet la formation du radical hydroxyle en présence de métaux de transition (réactions de Fenton et d’Haber-Weiss). Le radical hydroxyle est très toxique car très réactif et présente une grande probabilité de réagir à proximité immédiate de son lieu de production (Guilloty. 2016.) Figure 02: Origine des différents radicaux libres oxygénés et espèces réactives de L’oxygène impliqué en biologie (Favier, 2003) 3 Chapitre I stress oxydant I.5.Origine du stress oxydant Le stress oxydatif est induit par des états redox déséquilibrés, impliquant soit une génération excessive d'espèces réactives de l'oxygène (ROS), soit un dysfonctionnement du système antioxydant (Kim ,2015) Les origines du stress oxydant sont multiples et mènent à la formation d’espèces réactives de l’oxygène au sein de l’organisme. Les espèces réactives de l'oxygène comprennent des radicaux libres, c’est-à-dire des espèces chimiques possédant un électron célibataire, ainsi que des molécules non-radicalaires mais chimiquement instables. Ainsi, les espèces réactives de l'oxygène possèdent un pouvoir pro-oxydant vis-à-vis des éléments qui l’entourent. Trois voies de génération endogène des espèces réactives de l'oxygène sont généralement décrite, à savoir : la chaîne de transfert des électrons située au niveau des mitochondries ; la flambée respiratoire des Cellules phagocytaires, ces dernières étant indispensables à la défense immunitaire. Ainsi que l’activité des enzymes de type oxydase. Lors de réactions inflammatoires, l’activation des enzymes telles que la NADPH-oxydase (nicotinamide adénine di nucléotide phosphate oxydase) et la myéloperoxydase (MPO) est à souligner. Effectivement, elles permettent une forte production d’espèces réactives de l'oxygène. Les oxydants jouent donc un rôle important dans l’inactivation et la destruction des micro- organismes par la peroxydation et déstabilisation des membranes lipidiques, par l’oxydation et l’inactivation de leurs protéines de structure. par l’oxydation de leur matériel génétique (demoffrats, 2005) I.6.Les maladies liées aux stress oxydatif Le stress oxydant provoqué par les ERO joue un rôle important dans l’apparition de plusieurs maladies chroniques et dégénératives ( demoffrats ,2005) (Nardjes,2018) Le stress oxydant provoque l’oxydation des lipides de la membrane cellulaire et affecte les fonctions physiologiques et mentales. Le stress oxydant augmente par la présence de divers facteurs de risque tels que le tabagisme l’hypertension, le diabète et l’obésité 4 Chapitre I stress oxydant (Nardjes, k,2018) L’équilibre entre les effets positifs et négatifs des radicaux libres est particulièrement fragile. La production de ces radicaux peut être régulée par l’organisme vivant. Les systèmes de régulation se composent d’enzymes, de protéines, de molécules anti oxydantes de petite taille et d’oligoéléments indispensables pour l’activité enzymatiques (Nardjes, ,2018) I .6.Système de défenses antioxydants Pour se protéger des effets délétères des EOA, l’organisme dispose d’un ensemble complexe de défenses antioxydants On distingue deux sources d’antioxydants : l’une est apportée par l’alimentation sous forme de fruits et légumes riches en vitamines C, E, caroténoïdes, ubiquinone, flavonoïdes, glutathion ou acide lipoïque; l’autre est endogène et se compose d’enzymes (superoxyde dismutase, glutathion peroxydase, catalase), de protéines (ferritine, transferrine, céruléoplasmine, albumine) et de systèmes de réparation des dommages oxydatifs comme les endonucléases. A cela s’ajoutent quelques oligoéléments comme le sélénium, le cuivre et le zinc qui sont des cofacteurs d’enzymes antioxydantes. I.7.Les antioxydants endogènes I .7.1. Systèmes de défense enzymatiques I.7.1.1.Les superoxy de dismutases (SOD) Ces métalloprotéines, qui représentent une des premières lignes de défense contre le stress oxydant, assurent l’élimination de l’anion super-oxyde O2•- par une réaction de dismutation, en le transformant en peroxyde d’hydrogène et en oxygène. Chez l’homme, on décrit 3 isoenzymes : la Cu/Zn-SOD1 cytosolique, la Mn-SOD2 mitochondriale et la Cu/Zn-SOD3, qui diffèrent par la localisation chromosomique du gène, leur contenu métallique, leur structure quaternaire et leur localisation cellulaire. La SOD3 est sécrétée par les cellules musculaires lisses et constitue le système antioxydant majeur de la paroi artérielle : son expression et sa sécrétion sont augmentées par les facteurs vasoactifs (histamine, endothéline I, angiotensine II) et diminuées par l’ homocystéine (Rev ,2007) I.7.1.2.Les glutathion peroxydases (GPxs) 5 Chapitre I stress oxydant La GPx est une sélénoprotéine qui réduit les peroxydes aux dépens de son substrat spécifique, le glutathion réduit (GSH). Son rôle principal consiste en l’élimination des peroxydes lipidiques résultant de l’action du stress oxydant sur les acides gras polyinsa- turés. La GPx est effondrée en cas de déficit majeur en sélénium, elle est donc un bon reflet de cette carence. Toutefois, pour un apport adéquat en sélénium, les teneurs en GPx atteignent un plateau. Le dosage en GPx ne peut donc être utilisé comme marqueur d’une intoxication en sélénium. Cependant, sa synthèse étant rénale et hépatique, d’autres facteurs tels que l’insuffisance rénale ou la cytolyse hépatique peuvent modifier sa concentration. I.7 .1.3.Le système thiorédoxine Le milieu intracellulaire est plutôt réducteur, les protéines contiennent des groupements thiols libres et les ponts disulfures sont rares. L’antioxydant majeur responsable du maintien des protéines à l’état réduit est la thiorédoxine qui sera régénérée par le NADPH sous l’action de la thiorédoxine réductase (TrxR) qui possède un groupement élénocystéinse dans son site actif. Elle intervient dans la dégradation des peroxydes lipidiques et du peroxyde d’hydrogène, ainsi que dans la régénération du radical ascorbyl en acide ascorbique. (Rev,2007) I .7.2.Systèmes antioxydants non enzymatiques I.8.1. Le glutathion et les protéines-thiols Le glutathion est un tripeptide. Il est le thiol (-SH) majoritaire au niveau intracellulaire (l’albumine étant son équivalent plasmatique) où il est présent sous forme essentiellement réduite (GSH). Dans des uploads/Finance/ chapitre-antioxydant.pdf