Soutenance mémoire
Généralités
Définition des radicaux libres
Les ROS sont des espèces chimiquement oxygénées telles que des radicaux libres, des ions oxygénés et des peroxydes rendus chimiquement très réactifs par la présence d’électrons de valence non appariés. Il peut s’agir par exemple de l’anion superoxydeO2- , de l’oxygène singulet O2* , du peroxyde d’hydrogène H2O2, ou encore de l’ozone O3. (58). Le radical libre a une réactivité particulière et peut ainsi réagir avec d’autres atomes ou molécules et se comporter, selon le cas, comme un oxydant ou comme un réducteur, afin d’apparier son électron célibataire. Il aura donc tendance soit à donner son électron, soit à créer une liaison pour combler son orbitale.
La rupture homolytique d’une liaison covalente donne deux radicaux libres, chaque atome conservant un électron célibataire.
R – R’ → R.+ R’ .
L’oxygène moléculaire O2, est une molécule formée de deux atomes d’oxygène soit 1s2 , 2s2 , 2p4 ou 8 électrons multipliés par 2. A l’état fondamental l’oxygène est un biradical avec deux électrons célibataires à spins parallèles placés dans des orbitales antiliantes. L’oxygène moléculaire est relativement peu réactif car il réagit seulement avec les molécules ayant comme lui deux électrons célibataires à spins parallèles.
L’anion superoxyde, O2.- , est un monoradical avec un électron célibataire. Il est plus instable et plus réactif que la molécule d’oxygène du fait que l’électron supplémentaire se place dans une orbitale antiliante. L’anion peroxyde, O2²⁻, n’est pas un radical mais est très instable du fait de l’existence d’un quatrième électron dans une orbitale antiliante. Dans l’eau, l’anion peroxyde O2²⁻ se transforme en peroxyde d’hydrogène ou eau oxygénée, H2O2 ou HOOH, par acceptation de deux protons. L’eau oxygénée joue un rôle très important dans les réactions radicalaires car elle peut donner des radicaux OH .
Origine des radicaux libres
Les êtres vivants trouvent leur énergie dans la respiration mitochondriale dont la dernière étape réduit par quatre électrons la molécule d’oxygène sans libérer d’espèces radicalaires. Toutefois au contact avec l’oxygène et certaines protéines du système de la respiration, une production d’anions superoxydes se produit lors du fonctionnement de la chaine mitochondriale, production que l’on peut comparer aux inévitables déchets des centrales industrielles d’énergie. Si usuellement cette production de radicaux superoxydes reste faible et ne concerne qu’un faible pourcentage de l’oxygène utilisé par la respiration (environ 2%), elle peut s’amplifier lorsque la respiration devient plus intense (effort physique, hyperoxie), ou lorsque interviennent des désordres inflammatoires (effet du TNFα) ou nutritionnels (carence en ubiquinone), qui augmentent avec l’âge.
L’inflammation est par ailleurs une source importante de radicaux oxygénés produits directement par les cellules phagocytaires activées qui sont le siège d’un phénomène appelé explosion oxydative consistant en l’activation du complexe de la NADPH oxydase, enzyme capable d’utiliser l’oxygène moléculaire pour produire de grandes quantités d’anions superoxydes au niveau de la membrane cellulaire. Une autre espèce radicalaire, le monoxyde d’azote elle aussi produite par les systèmes enzymatiques que sont les différentes °NO et le superoxyde s’avère très dommageable en donnant naissance au peroxynitrite. Des sources importantes de radicaux libres sont les mécanismes de cycles redox que produisent dans l’organisme des molécules comme les quinones. Ce cycle redox a lieu soit spontanément, soit surtout lors de l’oxydation de ces composés au niveau du cytochrome P450.Ce mécanisme est souvent incriminé pour expliquer la toxicité de l’alcool, des résidus de la fumée de cigarette, ou de nombreux médicaments ; mais il se produit aussi avec des composés endogènes comme l’acide lévulinique et surtout les catécholamines. Les métaux toxiques (chrome, cuivre, vanadium), mais aussi le cuivre et le fer libres (existant lors de surcharges générales ou localisées) génèrent des radicaux hydroxyles, très réactifs, à partir de l’espèce peu réactive H2O2, par une réaction appelée réaction de fenton. Les particules inhalées (amiante, silice) sont aussi des sources de radicaux libres, d’une part parce qu’elles exacerbent la phagocytose, d’autre part parce que leur surface est tapissée de sels de fer. Les rayonnements sont capables de générer des radicaux libres, soit en scindant X ou Y, soit en activant des molécules photosensibilisantes lorsqu’il s’agit des rayons ultraviolets qui vont par ce mécanisme produire des anions superoxydes et de l’oxygène singulet .
Stress oxydatif
Définition
Dans les conditions physiologiques, la production des ROS est parfaitement maitrisée par le système de défense de notre organisme. La balance antioxydants / pro-oxydants est en équilibre. Le stress oxydant résultera d’une situation où l’organisme ne contrôle plus la présence excessive de radicaux oxygénés toxiques .
Origine et mécanisme du stress oxydant
La rupture d’équilibre de la balance antioxydants / pro-oxydants, lourde de conséquences peu avoir de multiples origines. L’organisme peut avoir à faire face à une production beaucoup trop forte pour être maitrisée, qui sera observée dans les intoxications aux métaux lourds, dans l’irradiation, dans les ischémies/perfusions suivant des thromboses. La rupture d’équilibre peut provenir d’une défaillance nutritionnelle ou de la carence en un ou plusieurs des antioxydants apportés par la nutrition comme les vitamines ou les oligoéléments. En fin, la mauvaise adaptation peut résulter d’anomalies génétiques responsables d’un mauvais codage d’une protéine soit enzymatiquement antioxydante, soit synthétisant un antioxydant (comme le gamma glutamyl synthétase produisant le glutathion), soit régénérant un antioxydant, soit couplant la défense à l’énergie (comme la G6PD), soit d’un promoteur de ces mêmes gènes que la mutation rendra incapable de réagir à un excès de radicaux. Généralement, le stress oxydant sera la réussite sera la résultante de plusieurs de ces facteurs et se produira dans un tissu et un type cellulaire bien précis, objet de la défaillance et non pas dans tout l’organisme(1).Les sources de stress oxydant peuvent avoir divers origines endogènes et exogènes.
✓ Sources exogènes :
Constituées par le mode de vie (tabagisme, faible consommation en fruits et légumes, alcool, médicaments, pilule contraceptive, exposition au soleil, exercice intense ou mal géré) et l’environnement (pollution, ozone, amiante, radiations, contact avec de substances cancérogènes).
✓ Sources endogènes :
Il s’agit essentiellement de mécanismes biochimiques (xanthine-oxydase, ischémie-perfusion, inflammation, altération de la fonction endothéliale, surcharge en fer, oxydation de l’hémoglobine, altérations mitochondriales, biosynthèse des prostaglandines, interventions chirurgicale) .
Les radicaux libres qui sont responsables de ce stress oxydant ont plusieurs cibles :
L’acide désoxyribonucléique ou ADN
L’ADN est une cible privilégiée pour les ROS. 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, entrainant des mutations au sein de l’ADN et conduisant à des altérations du message génétique impliquées dans le déclenchement du cancer et le vieillissement.
Les protéines
Les acides aminés possèdent des susceptibilités vis-à-vis des ROS. 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 chaines peptidiques et des ponts bi-tyrosine intra-et inter-chaines. La plupart des dommages sont irréparables et peuvent entrainer des modifications fonctionnelles importantes (non reconnaissance d’un récepteur par un ligand, perte d’activité enzymatique).Certains protéines oxydées sont peu dégradées et forment des agrégats qui s’accumulent dans les cellules et dans le compartiment extracellulaire.
Les 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(5).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 (malondialdéhyde, 4- hydroxynonénal) dont les activités pro-athérogénes sont bien connues.
Les lipoprotéines :
L’attaque radicalaire des lipoprotéines circulantes aboutit à la formation de LDL 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 cellule spumeuses (rôle important dans les premières étapes de l’athérosclérose) (44). En outre, ces LDL oxydées sont immunogènes et les immuns complexes formés peuvent activer la voie classique du complément et générer la sécrétion de cytokines pro inflammatoires par les macrophages .
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE: REVUE DE LA LITTERATURE
Chapitre-I : Le stress oxydant et les antioxydants
I. Généralités
1. Définition des radicaux libres
2. Origine des radicaux libres
II. Le stress oxydatif
1. Définition
2. Origine et mécanisme du stress oxydatif
3. Conséquences du stress oxydatif
III. Mécanisme endogène de régulation du stress oxydatif
IV. Pathologies liées au stress oxydant
V. Mise en évidence d’un état de stress oxydant
VI. Les antioxydants
1. Définition
2. Les antioxydants naturels
2.1. Les flavonoïdes
2.2. Les tanins
2.3 .Les coumarines
2.4. Les phénols
2.5. Les xanthones
3. Les antioxydants synthétiques
VII. Mécanisme d’action des antioxydants
Chapitre-II: Rappels bibliographiques sur Terminalia avicennioides
I. Classification scientifique
1. Place systématique de l’espèce
2. Noms vernaculaires
II. Etude botanique
1. Répartition géographique et habitat
2. Description de la plante
2.1. Port
2.2. Feuilles
2.3. Fleurs
2.4. Fruits
III. Chimie de la plante
IV. Etude ethnopharmacologique et pharmacologique
1. Etude ethno pharmacologique
2. Etude pharmacologique
DEUXIEME PARTIE
Chapitre I : Méthodologie générale
I. Cadre d’étude et Objectifs
1. Cadre d’étude
2 .Objectifs de l’étude
II Matériel et réactifs
1. Matériel végétal
2. Matériel expérimental
3. Les réactifs
III- Les méthodes d’étude
1. Extraction
2. Fractionnement
3. Mode opératoire
4 .Etude de l’activité antioxydante
4.1. Principe du test au DPPH
4-2. Protocole expérimentale du test au DPPH
4-3. Expressions des résultats et analyse statistique
Chapitre II : résultats
Chapitre III -: Discussion
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
