Soutenance mémoire
Mécanisme de la formation des radicaux libres
Réaction d’oxydoréduction
Les radicaux libres les plus courants possédant un seul électron célibataire. Ils peuvent être formés depuis une espèce radicalaire qui subit une réaction d’oxydoréduction. Il y’a alors perte ou gain d’électron [W4].
La rupture homolytique est le partage symétrique du doublet de valence commun, par opposition à la rupture hétérolytique qui donne naissance à des ions de charge opposée. Celle ci intervient le plus communément en phase gazeuse ou en phase liquide pour les molécules ayant des liaisons peu polarisées. La molécule de dioxygène est représentative de ce type de rupture. L’énergie de liaison qui relie les deux atomes d’oxygène (150 kJ mol-1) est relativement faible par rapport à la liaison carbone-carbone (346 kJ mol-1). Cette liaison étant fragile, elle est plus apte à subir une rupture homolytique [11].
Les espèces réactives de nitrogènes
Le monoxyde d’azote (NO•)
Le monoxyde d’azote (NO•) est un radical libre qui est surtout réputé pour ses propriétés physiologiques. Le NO• interagit avec l’anion superoxyde pour donner le peroxynitrite, composé extrêmement réactif et toxique. NO• et peroxynitrite interagissent avec des protéines et peuvent altérer leurs propriétés [15].
L’anion peroxynitrite (ONOO•)
L’anion peroxynitrite (ONOO•) est un oxydant très puissant, capable d’endommager de nombreuses molécules biologiques ou engendrer un radical nitrite (NO2•) et le radical hydroxyle (HO•) .
Le dioxyde d’azote (NO2•)
Le dioxyde d’azote (NO •) se forme à partir de la réaction dit radical peroxyde et le monoxyde d’azote (NO), très abondant dans les polluants atmosphériques [12].
Conséquences du stress oxydatif
Definition
En 1991, Sies a défini la notion de stress oxydant comme un déséquilibre en faveur de la production d’espèces réactives qui conduit à une oxydation accrue des composants cellulaires essentiels [13]. Dans la cellule, il existe donc un équilibre entre la production d’espèces réactives de l’oxygène et leur élimination.
Conséquences biochimiques du stress oxydant
La production excessive de radicaux libres provoque des lésions directes de molécules biologiques (oxydation de l’ADN, des protéines, des lipides) [17]. Cependant, ces espèces réactives sont également des produits essentiels au fonctionnement cellulaire ; elles seraient impliquées dans la prolifération cellulaire, la mort cellulaire programmée et agiraient comme second messager [9].
La peroxydation lipidique
Les membranes cellulaires constituent les premières cibles pour les radicaux libres circulants [13]. Elles y sont particulièrement sensibles à cause de leur richesse en acides gras et la susceptibilité est proportionnelle à leur degré d’instauration. Le système nerveux central est particulièrement sensible aux radicaux libres à cause de sa grande consommation d’oxygène, de la grande concentration en lipides et de sa faiblesse relative en enzymes antioxydants .
La peroxydation lipidique est considérée comme normale quand elle reste contrôlée par des enzymes, comme la prostaglandine synthase, la cyclooxygénase, la thromboxane synthase ou la 5 lipoxygénase substrat ou acide arachidonique). Elle devient pathologique quand son mécanisme est non enzymatique [5]. Elle peut se propager alors aux molécules ou à de nouvelles molécules qui peuvent jouer un rôle important dans différentes pathologies. Elle est catalysée par les ions ferriques. L’attaque radicalaire des membranes cellulaires phospholipidiques déclenche .
L’oxydation des protéines
L’action des radicaux libres porte sur les chaines latérales de certains acides aminés. Les acides aminés, en particulier les soufrés (la cystéine s’oxyde en cystine ou en acide cystéique et la méthionine en sulfoxyde ou sulfone), les basiques (histidine, lysine, arginine) en dérivés carbonylés ou hydroxylés semialdéhydes, et les aromatiques (la phénylalanine en orthotyrosine, le tryptophane en cynurénine, la tyrosine en DOPA, ou encore nitration par les peroxynitrites) (schéma 5) [18]. Les acides aminés peuvent être oxydés de façon irréversible par le radical OH• ce qui modifie la structure des protéines et peut altérer leur antigénicité ou leur activité. Les protéines modifiées deviennent généralement plus sensibles à l’action des protéases et sont donc éliminées. Afin de limiter les conséquences de ces modifications conformationnelles, le stress oxydant induit la synthèse de protéines de réparation spécifique [17]. Le stress oxydant a également des répercussions sur l’ADN mitochondrial, en particulier si la proportion de glutathion oxydé est importante. Par ailleurs le peroxyde d’hydrogène peut provoquer la dégradation du ARN mitochondrial [12].
L’oxydation des acides nucléiques
L’ADN, qu’il soit nucléaire ou mitochondrial, est également une cible majeure des EOR. Les radicaux O2•et OH• provoquent des lésions de l’ADN. Ceux-ci peuvent en effet interagir avec les désoxyriboses de l’ADN mais aussi avec ses bases puriques et pyrimidiques. Ces altérations structurales lorsqu’elles ne sont « réparées » entraînent à long terme des altérations géniques : cassures chromosomiques, mutations, délétions, amplifications, à l’origine d’un dysfonctionnement au niveau du métabolisme protéique [18]. Ces lésions auront des conséquences sur le contrôle du cycle cellulaire et l’expression génétique. Ainsi un stress oxydant moyen provoque la répression de gènes du cycle cellulaire et l’augmentation de la durée de la phase G1. Pendant cet arrêt du cycle, la cellule vérifie son matériel génétique et éventuellement entre en apoptose. L’attaque radicalaire est en effet à l’origine de cassures ou d’anomalies chromosomiques, susceptibles de favoriser la cancérogénèse et le vieillissement tissulaire [15]. Le stress oxydant a également des répercussions sur l’ADN mitochondrial, en particulier si la proportion de glutathion oxydé est importante. Par ailleurs le peroxyde d’hydrogène peut provoquer la dégradation du ARN mitochondrial [12].) .
Pathologies liées au stress oxydant
Une production importante d’ERO joue un rôle dans la pathogénèse de nombreuses maladies (figure 8), ils sont impliqués dans les maladies neurodégéneratives (Alzheimer, parkinson), les cancers, le diabète, l’hypertension et les maladies cardiovasculair [19]. Néanmoins, la plupart des maladies induites par le stress oxydant apparaissent avec l’âge car le vieillissement diminue les défenses antioxydantes et augmente la production mitochondriale des radicaux .
Les antioxydants
Les antioxydants peuvent être définis comme toute substance qui, présente à faible concentration par rapport au substrat oxydable, est capable de ralentir ou d’inhiber l’oxydation de ce substrat [20]. Ils sont présents sous de nombreuses formes et peuvent intervenir en prévention de la formation des radicaux libres, aussi bien que pour participer à leur élimination (antioxydants primaires et secondaires). Il existe deux classes d’antioxydants : les antioxydants enzymatiques et les antioxydants non enzymatiques qui sont, par définition, apportés de l’extérieur par exemple par l’alimentation.
Système antioxydant enzymatique
Pour protéger ses tissus contre toutes agressions radicalaire, l’organisme humain possède des systèmes enzymatiques, tel que les superoxydes dismutases et la catalase qui jouent un rôle de protection, ainsi que les glutathions-peroxydes (GSH, Px) qui jouent un rôle de détoxication [21].
Systèmes antioxydants non enzymatiques
Les antioxydants non enzymatiques peuvent être classés en molécules liposolubles (vitamine E, caroténoïdes) ou hydrosolubles (vitamine C) [22]. Selon leurs caractéristiques physico-chimiques, ils auront une localisation cellulaire préférentielle: les membranes cellulaires pour les substances liposolubles et le cytosol et/ou le milieu extracellulaire pour les substances hydrosolubles [9] ; à ceux-là s’ajoutent quelques oligoéléments (zinc, sélénium) .
|
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : RAPPELS SUR LES RADICAUX LIBRES
I-1-Introduction
I-2-Mécanisme de la formation des radicaux libres
I-2-1- Réaction d’oxydoréduction
I-2-2-Rupture homolytique
I-2-3-Les espèces oxydantes en biologies
I-2-3-1- Les espèces réactives de l’oxygène
I-2-3-2- Les espèces réactives de nitrogènes
I-3- Conséquences du stress oxydatif
I-3-1-Definition
I-3-2-Conséquences biochimiques du stress oxydant
I-3-3-Pathologies liées au stress oxydant
I-4-Les antioxydants
I-4-1-Système antioxydant enzymatique
I-4-2-Systèmes antioxydants non enzymatiques
I-5- Conclusion
CHAPITRE II : METHODES D’EVALUATION DE L’ACTIVITE ANTIOXYDANTE
II-1-INTRODUCTION
II-2-Mesures du statut antioxydant total (TAS)
II-2-1- Méthodes d’évaluation par DPPH
II-2-2- Méthodes d’évaluation par ABTS
II-2-3- Méthodes d’évaluation par TRAP
II-2-4- Méthodes d’évaluation par FRAP
II-2-5- Méthodes d’évaluation par ORAC
II-3-Conclusion
CONCLUSION GENERALE
