Les dommages oxydatifs induits par le chromate chez le rat

Propriétés physicochimiques du chrome

      L’élément chrome a d’abord été isolé et identifié comme un métal par le chimiste français Vauquelin en 1798 dans du minerai de plomb rouge de Sibérie (crocoite, PbCrO4). Il tire son nom des couleurs vives que ce métal et ses composés forment (Costa et Klein, 2006). Le chrome (numéro atomique 24, masse atomique relative 51,996) apparaît dans chacun des états d’oxydation de -II à +VI, mais seuls les états 0, +II, +III et +VI sont communs. Le chrome divalent (+II) est instable dans la plupart des composés car il est facilement oxydé en forme trivalente par l’air. En conséquence, seules les formes trivalentes Cr [III] et hexavalent Cr [VI] sont importantes pour la santé humaine (Dayan et Paine, 2001). Egalement, le chrome [VI] est la deuxième forme de chrome la plus stable et un puissant agent oxydant, notamment en milieu acide. En solution, le chrome [VI] existe sous forme d’hydro-chromate (HCrO4−), chromate (CrO42−), et dichromate (Cr2O72−). Le Cr [VI] est lié à l’oxygène sous forme de chromate et de bichromate avec une forte capacité oxydative et à un pH très bas, l’espèce de bichromate prédomine.

Le chrome et le stress oxydant

        Une fois que le Cr [VI] pénètre dans la cellule épuise le pool de réducteurs intracellulaires (figures 1, 2), ce qui entraîne une perturbation de la balance redox de la cellule, connu sous le nom de stress oxydatif. Les modifications des taux de réducteurs cellulaires non enzymatiques après une exposition au Cr [VI] ont été utilisées comme indicateurs du stress oxydatif (Levina et al., 2006). Au sein de la cellule, le glutathion (GSH) forme rapidement un complexe avec Cr [VI], suivi d’une réduction lente de Cr [VI] pour donner du Cr [V] (figure 2). Ainsi, le glutathion peut agir en tant que stabilisant intramoléculaire du Cr [VI] via la formation d’un ester de thiolate. Une fois formés, les espèces de Cr [V] altéraient la conformation de l’ADN. Diverses autres substances étaient capables de réduire le Cr [VI] comprennent l’ascorbate, la cystéine, l’acide lipoïque, le NAD(P) H+H+, le fructose, le ribose (Valko et al., 2005). Cinétiquement, l’ascorbate serait encore plus favorisé dans la réduction du Cr [VI] que le GSH. La formation d’espèces Cr [V] et le radical thiyle dérivé du glutathion (GS•), peut réagir via la réaction de Fenton avec H2O2 formant le radical hydroxyle (OH•) susceptible de causer des dommages à l’ADN (Valko et al., 2005).

Effets rénaux du chrome

       L’exposition au Cr [VI] sur le lieu de travail peut entraîner la génération d’espèces d’oxygène hautement réactives. Chez des travailleurs exposés au Cr [VI] dans des usines de galvanoplastie à Taïwan. Présente des concentrations urinaires de Cr, de 8-OHdG (la 8- hydroxy-2’-désoxyguanosine) et de MDA supérieures à celles des sujets témoins. Les concentrations urinaires de 8-OHdG étaient corrélées positivement aux concentrations de Cr urinaire (Chih-Hong et al., 2009). Une autre étude dans laquelle des lésions rénales ont été causées chez des rats femelles Wistar et leur progéniture à la suite d’une exposition au Cr [VI] dans l’eau de boisson. Une augmentation des niveaux de MDA, de GSH dans les reins. Ces modifications étaient accompagnées de taux plasmatiques plus élevés et de taux urinaires moins élevés de créatinine. Une augmentation significative de clairance de la créatinine a également été observée. Les études histologiques ont montré une infiltration des cellules mononuclées, une nécrose et une congestion vasculaire (Soudani et al., 2011b). Des altérations histologiques a été marqué aussi dans une étude récente, des modifications de la fonction rénale chez les souris Swiss albino mâles traitées par dichromate de potassium à une dose de 10 mg pendant 30 jours (Shil et Pal, 2017).

Origine et histoire sur le curcuma

          Le curcuma a été domestiqué dans les pays de l’Asie du Sud-Est. Ses propriétés en font un ingrédient pharmaceutique et nutraceutique très efficace (Prabhakaran, 2013). La première référence sur le curcuma peut être vue à Atharvaveda, médecine traditionnelle indienne, dans laquelle le curcuma est prescrit pour éliminer la jaunisse. Il a également été recommandé dans le traitement de la lèpre. Pour les anciens, le curcuma n’était pas une épice, mais un colorant et un remède contre de nombreux maux. Il a été introduit dans la cuisine pour conserver les produits alimentaires et était généralement utilisé pour imprimer de la couleur aux plats. Pour de telles utilisations, les autres espèces de curcuma pourraient ne pas avoir été préférées en raison de leur goût très amer. Le goût, la couleur, et les propriétés médicinales ont tous fusionné dans Curcuma longa (Ravindran et al., 2007).

Usages du curcuma dans la médicine traditionnel

        Le curcuma est un remède bien connu utilisé dans la médecine et les cosmétiques traditionnels indiens, couramment utilisé aussi comme antiseptique, le curcuma aurait un effet de rajeunir l’état postnatal de la mère après l’accouchement. Utilisé pour le traitement de l’inflammation des articulations, au rhume, à la grippe, et pour la conservation d’aliments grâce à ses propriétés antimicrobiennes. Ce traitement ancien combat également les problèmes dentaires et les troubles digestifs tels que la dyspepsie par l’indigestion, l’acidité, l’indigestion, les flatulences, et les ulcères (Prabhakaran, 2013). La fumée obtenue en saupoudrant du curcuma sur du charbon brûlé servait à soulager la douleur provoquée par les piqûres de scorpion (Hoppe, 2001). Dans le système de médecine Unani (indien), le curcuma est utilisé pour l’hydropisie, la jaunisse, et l’inflammation. En revanche dans le système de médecine himalayen, le curcuma est utilisé comme contraceptif et tonique pour la peau, ainsi que pour traiter l’enflure, les plaies, la coqueluche, les lésions internes, les boutons, et également les lésions externes (Sakarkar et al., 2006).

Propriétés anti-carcinogènes

      In vivo, la curcumine a permis de supprimer la carcinogenèse cutanée (Das et Kumar, 2015), de l’estomac (Sintara et al., 2012), du côlon (Alizadeh et al., 2012) et du foie (Wang et al., 2018b). Elle est reconnue comme un agent anti-carcinogène en raison de sa propension à induire un suicide cellulaire ou une apoptose in vivo et in vitro. La glycoprotéine P est une pompe d’efflux de médicament dépendante de l’ATP, liée au développement de la multirésistance aux médicaments (DMR) dans les cellules cancéreuses. Il a été prouvé que la curcumine module efficacement le DMR et peut être utilisée en association avec des médicaments chimiothérapeutiques classiques pour inverser le DMR dans les cellules cancéreuses (Chearwae et al., 2004). Dans une étude sur l’héptocarcinogenèse induite par la nitrosodiéthylamine (NDEA) chez le rats ayant reçu du curcuma avant, pendant et après l’exposition à NDEA ont montré une diminution significative de l’incidence de dysplasie focale et carcinomes heptocellulaires (Thapliyal et al., 2003).

Définition des ROS

      Un radical libre peut être défini comme toute espèce moléculaire capable d’existence indépendante qui contient un électron non apparié dans une orbitale atomique, une molécule ou un ion d’oxygène qui confère une réactivité à l’espèce. Selon cette définition, la molécule d’oxygène est le radical le plus faible, car l’état fondamental comporte deux électrons non appariés bien qu’il soit non réactif. De nombreux radicaux sont instables et hautement réactifs. Ils peuvent soit donner un électron, soit accepter un électron d’autres molécules, se comportant donc comme des oxydants ou des réducteurs (Lobo et al., 2010; Quaye, 2012).

Table des matières

Introduction
Partie bibliographique
Premier Chapitre
1. Le chrome
1.2. Propriétés physicochimiques du chrome
1.3. Sources d’exposition du chrome
1.3.1. Sources naturelles du chrome
1.3.1.1. Dans le sol et les roches
1.3.1.2. Dans les eaux de surface et souterraines
1.3.1.3. Dans l’atmosphère
1.3.2. Sources anthropiques du chrome
1.3.2.1. Dans le sol
1.3.2.2. Dans les matériaux agricoles
1.3.2.3. Dans les boues d’épuration
1.3.2.4. Dans l’élimination du charbon et des cendres volantes
1.3.2.5. Dans l’eau
1.3.2.6. Dans l’atmosphère
1.4. Toxicocinétique du chrome
1.4.1. Absorption
1.4.2. Distribution
1.4.3. Métabolisme
1.4.4. Excrétion
1.5. Le chrome et le stress oxydant
1.6. Toxicodynamie du chrome
1.6.1. Effet du chrome sur l’appareil respiratoire
1.6.2. Effet du chrome sur le tractus gastro-intestinal
VI Rôle cytoprotecteur du curcuma contre les dommages oxydatifs induits par le chromate chez le rat
1.6.3. Effet du chrome sur le tissu sanguin
1.6.4. Effet du chrome sur le système reproductif
1.6.5. Effets hépatiques du chrome
1.6.6. Effets rénaux du chrome
1.6.7. Effet du chrome sur le poids corporel
1.6.8. Les risques cancérigènes du chrome
1.6.9. Dommages oxydatifs créés à l’ADN par le chrome
Deuxième Chapitre
2. Le curcuma
2.1. Origine et histoire sur le curcuma
2.2. Zone et production du curcuma
2.3. Description botanique du curcuma
2.4. Les composés chimiques de curcuma
2.5. Utilisation du curcuma
2.5.1. Utilisation du curcuma en cosmétologie
2.5.2. Usages du curcuma dans la médicine traditionnel
2.5.3. Utilisation du curcuma comme additif alimentaire
2.6. Propriétés médicinales du curcuma
2.6.1. Propriétés hépatoprotectrices
2.6.2. Propriétés néphroprotectrices
2.6.3. Propriétés cardioprotectrices
2.6.4. Propriétés gastroprotectrices
2.6.5. Propriété antioxydantes
2.6.6. Propriété anti-inflammatoire
2.6.7. Propriétés antidiabétiques
2.6.8. Propriétés anti-carcinogènes
2.6.9. Propriétés antimicrobiennes
VII Rôle cytoprotecteur du curcuma contre les dommages oxydatifs induits par le chromate chez le rat
2.6.10. Propriétés dermoprotectrices
2.7. Toxicité du curcuma
Troisième Chapitre
3. Le stress oxydant
3.1. Définition du stress oxydatif
3.2. Les dérivés réactifs de l’oxygène (ROS)
3.2.1. Définition des ROS
3.2.2. Différents types des ROS
3.2.3. Origine des radicaux libres
3.2.4. Conséquences des biomarqueurs du stress oxydant
a. Peroxydation lipidique
b. Oxydation des glucides
c. Oxydation des protéines
d. Oxydation de l’ADN
3.3. Le système de défense antioxydant
3.3.1. Classification des antioxydants
3.3.1.1. Les antioxydants enzymatiques
3.3.1.2. Les antioxydants non-enzymatiques
3.3.2. Modulation des radicaux libres par les antioxydants
3.4. Pathologies liées au stress oxydant
Partie experimentale
Quatrième Chapitre
4. Matériel et méthodes
4.1. Matériel
4.1.1. Matériel végétal
4.1.2. Produit chimique
4.1.3. Entretien des rats
VIII Rôle cytoprotecteur du curcuma contre les dommages oxydatifs induits par le chromate chez le rat
4.1.4. Procédure expérimentale
4.1.4.1. Prélèvement sanguin
4.1.4.2. Prélèvement des organes
4.2. Méthodes de dosage
4.2.1. Dosage des paramètres hématologiques
4.2.2. Dosage des paramètres biochimiques
4.2.3. Dosage des paramètres du stress oxydant
4.2.3.1. Mesure le taux de glutathion (GSH)
4.2.3.2. Mesure l’activité de la glutathion peroxydase (GSH-Px)
4.2.3.3. Mesure l’activité de la glutathion S-transférase (GSH-ST)
4.2.3.4. Mesure l’activité de la catalase (CAT)
4.2.3.5. Dosage des protéines
4.2.4. Etude histologique
4.2.4.1. Fixation
4.2.4.2. Déshydratation
4.2.4.3. Inclusion et réalisation des blocs
4.2.4.4. Confection des coupes histologiques
4.2.4.5. Coloration et montage
4.2.5. Analyse statistique des résultats
Cinquième Chapitre
5. Résultats
5.1. L’effet du traitement sur les paramètres pondéraux
5.2. L’effet du traitement sur les paramètres hématologiques
5.3. L’effet du traitement sur les paramètres biochimiques
5.3.1. Taux de glycémie
5.3.2. Bilan lipidique
5.3.3. Bilan hépatique
IX Rôle cytoprotecteur du curcuma contre les dommages oxydatifs induits par le chromate chez le rat
5.3.4. Bilan rénal
5.4. L’effet du traitement sur les paramètres de stress oxydant
5.4.1. Le contenu en glutathion (GSH)
5.4.2. Activité des enzymes antioxydants (CAT, GSH-Px, GSH-ST)
5.5. L’effet du traitement sur l’histologie
5.5.1. Etude histologique du foie
5.5.2. Etude histologique des reins
Sixième Chapitre
6. Discussion
Conclusion & perspectives
Références bibliographiques
Annexes

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