Les radicaux libres 

L’oxydation représente un processus indispensable dans le métabolisme des cellules aérobies de l’organisme. Elle met en jeu la molécule d’oxygène dont la production par des voies métaboliques non contrôlées engendre la formation d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) tels que les radicaux libres superoxide O2•-, hydroxyl HO• , alkoxyl RO• et peroxyl RO2• . Ces radicaux sont impliqués dans le stress oxydant qui est caractérisé par un déséquilibre entre la production des ERO (prooxydants) et l’élimination de ces espèces par le mécanisme de défense antioxydante. Le stress oxydant peut engendrer l’endommagement de molécules comme les lipides, l’ADN, les glucides et les protéines. Les radicaux libres sont également impliqués dans le développement de nombreuses pathologies telles que l’obésité, le cancer, le diabète, l’inflammation, l’athérosclérose et les maladies dégénératives (Sarr et al, 2015).

En guise de protection, les cellules de l’organisme possèdent des mécanismes de défense endogènes enzymatiques et non-enzymatiques qui, de manière générale, suffisent à compenser le stress oxydant résultant entre autres du métabolisme aérobique. Cependant, le concept d’une thérapie à l’aide d’antioxydants, dans le but de renforcer les défenses antioxydantes endogènes pour une protection plus efficace contre le stress oxydant, représente un enjeu thérapeutique important d’intérêt scientifique et public (Belkheiri, 2010).

Les vitamines A, C et E font partie des antioxydants les plus connus (Filaire et Toumi, 2012). Certaines molécules d’origine végétale, tels les polyphénols qui peuvent être ingérés par l’alimentation, sont également réputés protéger l’organisme contre les effets délétères des apports environnementaux oxydants (Stoclet et Schini-Kerth, 2011). Ces polyphénols constituent les principes actifs de nombreuses plantes médicinales et sont localisés dans divers organes tels que les racines, les tiges, les feuilles et les fruits (Nkhili, 2009).

RADICAUX LIBRES ET ANTIOXYDANTS 

LES RADICAUX LIBRES 

DEFINITION

Un radical libre est une espèce chimique (atome ou molécule) contenant un électron non apparié. Ce déséquilibre n’est que transitoire et est comblé par l’acceptation d’un autre électron ou par le transfert de cet électron libre sur une autre molécule (Afonso et al, 2007).

STRESS OXYDANT ET ORIGINE DES RADICAUX LIBRES OXYGENES

LE STRESS OXYDANT : SOURCE ENDOGENE DES ESPECES REACTIVES DE L’OXYGENE 

Le stress oxydant correspond à un déséquilibre entre la génération d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) et les défenses antioxydantes de l’organisme, en faveur des premières (Haleng et al, 2007). Les ERO peuvent être produites par des agents physiques comme les rayonnements, des réactions chimiques et surtout enzymatiques. En effet, toute réaction impliquant de l’oxygène et un système réducteur de transfert d’électrons est susceptible de libérer des ERO. C’est ainsi que la chaîne respiratoire provoque une libération importante d’ERO, mais dont l’intensité demeure controversée. D’autres activités enzymatiques fournissent aussi des ERO, notamment les NADPH oxydases au cours de l’inflammation et les cytochromes P450 au cours de la détoxication des xénobiotiques. Ainsi, la mitochondrie, la membrane plasmique et le réticulum endoplasmique sont les sièges principaux de libération d’ERO (Barouki, 2006).

SOURCES EXOGENES DES ESPECEES REACTIVES DE L’OXYGENE 

Elles sont surtout d’origine physique et chimique (ex. radiations X ou gamma, UV (315-400 nm), radiolyse de l’eau, réactions photochimiques) (Diallo, 2005) .

MECANISMES DE FORMATION DES ESPECES REACTIVES DE L’OXYGENE 

L’oxygène est nécessaire aux animaux, plantes et bactéries pour produire de l’énergie par l’intermédiaire de chaînes de transport d’électrons telles que celle existant dans les mitochondries des cellules eucaryotes. La majeure partie de l’oxygène que nous respirons subit une réduction (réaction (1)) conduisant à la production d’eau. Cette réaction est catalysée par le cytochrome oxydase, accepteur terminal d’électrons, présent dans le complexe IV de la chaîne de transport des électrons située dans la membrane interne mitochondriale.

O2 + 4 e- + 4 H+ → 2 H2O (1)

Toutefois, cette chaîne de transport peut laisser « fuir » une certaine proportion d’électrons qui vont réduire l’oxygène, mais en partie seulement. C’est ainsi qu’environ 2% de l’oxygène subit une réduction mono électronique (réaction (2)) conduisant à la formation duradicalsuperoxydeO2·- , au niveau de l’ubiquinone ou coenzyme Q.

O2 + 1 e- → O2·- (2)

De même, la NADH-déshydrogénase située dans la membrane mitochondriale interne, tout comme la NADPH oxydase présente au niveau des cellules vasculaires endothéliales, peuvent conduire à la formation de radicaux O2·- .

Par ailleurs, l’apparition de radicaux superoxydes peut résulter de l’autooxydation (oxydation par l’oxygène) de composés tels que des neuromédiateurs (adrénaline, noradrénaline, dopamine…), des thiols(cystéine), des coenzymes réduits (FMNH2, FADH2), mais aussi de la détoxification des xénobiotiques (toxiques, médicaments) par le système des cytochromes P450présents au niveau du réticulum endoplasmique. Le radical superoxyde qui présente une certaine toxicité est éliminé ou tout au moins maintenu à un niveau de concentration assez bas par des enzymes appelées superoxyde dismutases (SOD) qui catalysent sa disparition par dismutation (réaction (3)).

O2·- + O2·- → H2O2 + O2 (3)

L’eau oxygénée (ou peroxyde d’hydrogène, H2O2) ainsi formée n’est pas ellemême un radical libre mais une molécule (ayant tous ses électrons périphériques appariés).Sa production peut également résulter de la réduction biélectronique de l’oxygène (réaction (4)) en présence d’oxydases (aminoacides oxydases, glycolate oxydase, urate oxydase…) qui se trouvent principalement dans des organites cellulaires bien individualisés comme les peroxysomes. Par ailleurs, la membrane mitochondriale externe renferme une monoamine oxydase capable de catalyser la désamination oxydative de certaines amines, avec production simultanée de H2O.

EFFET PHYSIOLOGIQUE DES ESPECES REACTIVES DE L’OXYGENE

OXYDATION DES PROTEINES 

Dans les conditions physiologiques, les cibles majeures des ERO sont les acides aminés soufrés (cystéine, méthionine), les acides aminés basiques (arginine, lysine) et les acides aminés aromatiques (phénylalanine, tyrosine, tryptophane). Les protéines modifiées par oxydation perdent leurs propriétés biologiques et deviennent beaucoup plus sensibles à l’action des protéases. Certains acides aminés comme la cystéine (Cyst) sont particulièrement sensibles à l’oxydation via leur groupement thiol. La cystéine, une fois oxydée, conduit à plusieurs composés comme l’acide cystéique, ou génère des ponts disulfures. Ceux-ci peuvent être aisément régénérés en fonction thiols, in vivo par le glutathion réduit ou la thiorédoxine réduite. L’oxydation réversible de la cystéine joue un rôle important dans l’activation ou l’inactivation de certaines protéines. L’oxydation de la méthionine, particulièrement sensible au H2O2, s’effectue en deux étapes : l’une, réversible, conduit au sulfoxyde de méthionine, l’autre, irréversible, donne la sulfone de méthionine, cette réaction n’étant pas possible in vivo. Les acides aminés basiques et aromatiques subissent en majorité des modifications d’hydroxylation (St louis, 2011).

EROXYDATION LIPIDIQUE

Au niveau cellulaire, les lipides membranaires et tout particulièrement les acides gras polyinsaturés, estérifiés ou non, à cause de leur double liaison, sont une cible privilégiée des ERO. Ceux-ci provoquent l’oxydation des acides gras polyinsaturés, à l’origine de la formation de très nombreux produits primaires (hydroperoxydes) ou secondaires (aldéhydes) dont les activités biologiques sont multiples. Ce phénomène est la peroxydation lipidique. Parmi les acides gras polyinsaturés, l’acide linoléique (C18:2) est le plus abondant dans les tissus des mammifères. La position d’un ou plusieurs groupements méthylènes entre deux doubles liaisons les rend particulièrement sensibles à l’oxydation par les ERO. Ainsi, la peroxydation des acides gras polyinsaturés les rend plus hydrophiles, ce qui tend à altérer la structure des membranes cellulaires et à perturber le fonctionnement de ces membranes, notamment leur rôle de barrière de transport et de récepteur (St Louis, 2011). Les mécanismes d’oxydation des composés insaturés biologiques présentent trois phases principales:
– une phase d’initiation qui peut être due à l’intervention d’un radical hydroxyl qui est capable d’arracher un atome d’hydrogène.
– une phase de propagation : le radical formé R· va immédiatement réagir avec l’oxygène moléculaire, donnant un radical peroxyl ROO·, qui va à son tour arracher un atome d’hydrogène sur la chaîne insaturée voisine pour générer un hydroperoxy ROOH instable et un nouveau radical R assurant la propagation du processus.
– une phase de terminaison, où se recombinent différents radicaux formés pour aboutir à des composés stables (St Louis, 2011).

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE:ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I :RADICAUX LIBRES ET ANTIOXYDANTS
I. LES RADICAUX LIBRES
I .1. DEFINITION
I.2.STRESS OXYDANT ET ORIGINE DES RADICAUX LIBRES OXYGENES
I.3. EFFET PHYSIOLOGIQUE DES ESPECES REACTIVES DE L’OXYGENE
I.4. PRISE EN CHARGE DES ESPECES REACTIVES DE L’OXYGENE
II. MECANISME D’ACTION DES ANTIOXYDANTS
III. METHODES D’EVALUATION IN VITRO DE LA CAPACITE ANTIOXYDANTE
III.1. MESURE DE L’ACTIVITE ANTIOXYDANTE PAR LE TEST ABTS
III.2. MESURE DE L’ACTIVITE ANTIOXYDANTE PAR LE TEST DPPH
III.3. LE TEST ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity)
III.4. LA METHODE FRAP (Ferric Reducing Antioxydant Power)
CHAPITRE II : PRESENTATION DE L’ESPECE ETUDIEE :VITEX DONIANA
I. GENERALITES
I.1. TAXONOMIE ET SYSTEMATIQUE
I.2. DENOMINATIONS VERNACULAIRES
I.3. HABITAT
II. ASPECT BOTANIQUE
III. COMPOSITION CHIMIQUE
IV. UTILISATIONS EN MEDECINE TRADITIONNELLE
V. PROPRIETES PHARMACOLOGIQUES DES FEUILLES DE VITEX DONIANA
V.1. ACTIVITE ANTIOXYDANTE IN VITRO
V.2.AUTRES ACTIVITES
VI. DONNEES TOXICOLOGIQUES
I. OBJECTIFS DE L’ETUDE
DEUXIEME PARTIE : ETUDE EXPERIMENTALE
II. MATERIEL
II.1. MATERIEL VEGETAL
II.2. APPAREILLAGE
III. METHODES
III.1. EXTRACTION ET FRACTIONNEMENT
III.1.1. EXTRACTION ETHANOLIQUE
III.1.2. EXTRACTION A L’ACETATE D’ETHYLE
III.1.3. FRACTIONNEMENT DE L’EXTRAIT ETHANOLIQUE
III.2. ACTIVITE ANTIOXYDANTE
III.2.1. PROTOCOLE EXPERIMENTAL DU TEST AU DPPH
III.2.2. PROTOCOLE EXPERIMENTAL DU TEST A L’ABTS
III.4. ETUDE PHYTOCHIMIQUE DE L’EXTRAIT ETHANOLIQUE
IV. RESULTATS
IV .1. EXTRACTION ET FRACTIONNEMENT
IV.1.1 EXTRACTION PAR L’ETHANOL ET FRACTIONNEMENT
IV.1.2. EXTRACTION PAR L’ACETATE D’ETHYLE
IV.2. ACTIVITE ANTIOXYDANTE
IV.2.1 EXTRAIT ETHANOLIQUE ET FRACTIONS
IV.2.2. EXTRAIT D’ACETATE D’ETHYLE
IV.3. ETUDE PHYTOCHIMIQUE DE L’EXTRAIT ETHANOLIQUE
V. DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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