Soutenance mémoire
MECANISMES ET CONSEQUENCES DU STRESS OXYDANT
Origine des radicaux libres
Sources endogènes
➤ La chaine respiratoire mitochondriale
La production endogène d’EROs est en grande partie due à la respiration cellulaire. Dans les conditions physiologiques le fonctionnement de la chaine respiratoire mitochondriale aboutit à la réduction complète de la majorité (94% à 98%) de l’oxygène inspiré en eau (H2O). Les 2% à 6% d’oxygène restant subissent une réduction monoélectronique aboutissant à la formation de l’anion superoxyde (O2 .-). L’ion superoxyde ainsi formé peut diffuser dans le cytoplasme ou être métabolisé en peroxyde d’hydrogène. Ce dernier sera décomposé en eau ou transformé en radical hydroxyle par la réaction de Fenton (Carrière et al., 2006).
➤ Autres sources endogènes de radicaux libres
-La xanthine oxydase : également appelée xanthine oxydoréductase, est présente dans l’organisme sous deux formes interconvertibles que sont la xanthine oxydase et la xanthine déshydrogénase. C’est une enzyme qui catalyse l’oxydation de l’hypoxanthine en xanthine puis en acide urique. Dans ce processus métabolique, l’oxygène agit comme accepteur d’électrons entrainant la formation de radicaux superoxydes selon les réactions suivantes (Demarchez, 2012).
– la NADH déshydrogénase située dans la membrane mitochondriale peut conduire à la formation d’ions superoxydes (Gardès-Albert et al., 2003).
– La NADPH oxydase présente dans les phagocytes produit une grande quantité de radicaux superoxydes lors des infections et des inflammations. Cette production importante de radicaux libres est un moyen de défense immunitaire (Favier, 2003).
Sources exogènes
Des agents extérieurs à l’organisme peuvent entrainer une augmentation de la quantité de radicaux libres. Selon Riche (2008), ces facteurs peuvent être liés à:
– l’environnement : la pollution atmosphérique, les métaux toxiques, les xénobiotiques, les rayons ionisants, l’ozone,
– l’hygiène de vie : tabagisme, alcoolisme,
– les pathologies : infections, inflammations, intoxications.
Cibles biologiques des radicaux libres
La présence d’espèces activées de l’oxygène a des conséquences potentiellement graves pour la cellule. En effet les radicaux libres en grande quantité peuvent attaquer les molécules vitales de l’organisme telles que l’ADN, les protéines, les lipides, les lipoprotéines et les glucides.
Action des radicaux libres sur l’ADN
L’ADN est une molécule que l’on retrouve dans toutes nos cellules. C’est le patrimoine génétique nécessaire au bon fonctionnement de notre organisme. C’est une molécule sensible à l’attaque par les radicaux de l’oxygène. Le radical hydroxyle est le plus réactif vis-à-vis de l’ADN. Il peut provoquer cinq classes principales de dommages oxydatifs : l’oxydation des bases, la formation de sites abasiques, des adduits intra caténaires, des cassures de brins et des pontages ADN-Protéines (Favier, 2003).
Action des radicaux libres sur les protéines
Les protéines sont des macromolécules biologiquement actives qui interviennent dans plusieurs réactions cellulaires. Sous l’action des radicaux libres elles peuvent subir des coupures, des modifications structurales et des réticulations. Ces dommages entrainent la perte de leurs propriétés biologiques. Les protéines comportant un groupement sulfhydrile sont les plus vulnérables aux attaques des EROs (Favier, 2003).
Action des radicaux libres sur les lipides
Les lipides, surtout les acides gras poly-insaturés sont la cible principale du radical hydroxyle OH- . L’attaque lipidique concerne aussi bien les phospholipides membranaires que les lipoprotéines circulantes (Favier, 2003). Sur les phospholipides membranaires, l’action des radicaux libres se déroule comme suit :
– la phase d’initiation au cours de laquelle le radical hydroxyle arrache un hydrogène sur les carbones situés entre deux doubles liaisons. Cette étape aboutit à la formation d’un radical peroxyl.
– la phase de propagation au cours de laquelle le radical peroxyl attaque un acide gras voisin qui devient à son tour un radical peroxyl. La réaction se propage ainsi d’un acide gras à l’autre : c’est la chaine de peroxydation lipidique.
L’action des radicaux libres sur les lipoprotéines entraine la production de LDLoxydés impliqués dans la formation de la plaque d’athérome.
Action des radicaux libres sur les glucides
Les glucides présents dans l’organisme peuvent être endommagés par l’action des radicaux libres. En effet les EROs attaquent les mucopolysacharides, surtout les protéoglycanes du cartilage. De plus, en présence de traces de métaux, il se produit une glycosoxydation chez le diabétique aboutissant à la formation de cétoaldéhydes, de peroxyde d’hydrogène et de radicaux hydroxyles. La glycosoxydation entraine une fragilité des parois vasculaires et de la rétine chez les diabétiques (Favier, 2003).
Impact du stress oxydant sur la santé humaine
Le stress oxydatif a un impact sur le vieillissement de l’organisme. Il est également impliqué dans plusieurs pathologies telles que les cancers, le diabète et les maladies neurodégénératives.
Stress oxydant et vieillissement
Le vieillissement est un processus biologique naturel qui se manifeste par une baisse des performances de l’organisme. En 1956, Harman émit l’hypothèse selon laquelle les radicaux libres accélèrent le vieillissement de l’organisme. Des études scientifiques menées par la suite ont donné des résultats compatibles avec la théorie radicalaire du vieillissement. D’abord, les marqueurs biologiques du stress oxydatif tels que la 8-oxo-guanine et les isoprostanes sont présents en plus grande quantité chez les sujets âgés. Ensuite, chez les individus âgés, les gènes de la chaine respiratoire sont réprimés tandis que ceux codant pour les antioxydants sont plus exprimés. Cela suggère un mécanisme d’adaptation à un environnement cellulaire pro-oxydant. Enfin, l’augmentation des dommages subis par les molécules de l’organisme (ADN, protéines, lipides) et la baisse des capacités de réparation cellulaire avec l’âge indiquent un stress oxydant plus important (Epelbaum, 2009).
Stress oxydant et cancers
Un cancer est une pathologie due à une prolifération cellulaire anormale dans un tissu de l’organisme. Le stress oxydant est impliqué dans la carcinogenèse par plusieurs mécanismes. D’abord les radicaux libres activent les procarcinogènes en carcinogènes et peuvent causer des mutations génétiques. Ensuite, la peroxydation lipidique et la dénaturation des protéines induites par les EROs modifient les activités membranaires et enzymatiques des cellules. Enfin, l’action des radicaux libres entraine l’amplification des signaux de prolifération cellulaire et l’inhibition des gènes suppresseurs de tumeurs comme le P53 (Favier, 2003 ; Bagchi et al., 2004).
Stress oxydant et diabète
Selon les travaux de Defraigne et al. (2008), l’hyperglycémie entraine une production mitochondriale accrue de radicaux libres, particulièrement d’anions superoxydes. Plusieurs mécanismes permettent d’expliquer cette augmentation d’EROs chez le sujet diabétique. Ce sont notamment la voie des polyols, la glycation des protéines et la formations d’acides gras insaturés. Le stress oxydatif provoqué par le diabète est mis en cause dans la survenue de la plupart des complications de cette pathologie : atteintes cardiovasculaires, néphropathie, rétinopathie…
Stress oxydant et maladie d’Alzheimer
Sur le plan clinique la maladie d’Alzheimer se manifeste par une perte progressive de la mémoire. Sur le plan neuropathologique elle se manifeste par des lésions caractéristiques qui sont la dégénérescence neurofibrillaire et la plaque sénile. Plusieurs faits soutiennent l’hypothèse de l’implication du stress oxydatif dans la pathogénèse de la maladie d’Alzheimer. En effet le cerveau est un organe riche en métaux de transition ainsi qu’en acides gras polyinsaturés potentiellement peroxydables. Il possède peu d’antioxydants comparativement aux autres tissus de l’organisme, ce qui le rend particulièrement vulnérable aux attaques des radicaux libres (Gilbert et al., 2013). Aussi, l’examen de cerveaux atteints d’Alzheimer montre la présence de dommages oxydatifs (atteintes de l’ADN, oxydation des protéines, peroxydation lipidique). On note également la présence de métabolites issus de la peroxydation lipidique (malondialdehyde, peroxynitrites, carbonyles, AGEs (Advanced gycation and products)…) dans les cerveaux des malades d’Alzheimer (Christen, 2000).
|
Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I : PRESENTATION DE SOLANUM AETHIOPICUM
I.1.Taxonomie
I.2. Dénominations
I.3. Origine et répartition géographique
I.4. Description botanique
I.4.1. Port de la plante
I.4.2. Feuilles
I.4.3. Inflorescences
I.4.4. Fruits
I.4.5. Racines
I.5. Composition phytochimique
I.5.1. Fruits
I.5.2. Feuilles
I.5.3. Racines
I.6. Etude ethnobotanique et propriètés pharmacologiques
I.6.1. Etude ethnobotanique
I.6.2. Propriètés pharmacologiques
I.7. Toxicité
CHAPITRE II : GENERALITES SUR LE STRESS OXYDATIF ET LES ANTIOXYDANTS
II.1. Définitions
II.1.1. Les radicaux libres
II.1.2. Les antioxydants
II.1.3. Le stress oxydatif
II.2. mécanismes et conséquences du stress oxydant
II.2.1. Origine des radicaux libres
II.2.2. Cibles biologiques des radicaux libres
II.2.3. Impact du stress oxydant sur la sante humaine
II.3. Moyens de défense de l’organisme contre le stress oxydant
II.3.1. Antioxydants endogènes
II.3.2. Les antioxydants exogènes
CHAPITRE III : PRINCIPE DE LA METHODE ABTS
DEUXIEME PARTIE : ETUDE EXPERIMENTALE
CHAPITRE I : MATERIEL ET METHODES
I.1. Matériel et réactifs
I.1.1. Matériel végétal
I.1.2. Matériel de laboratoire
I.1.3. Principaux réactifs utilisés
I.2. Méthodes
I.2.1. Teneur en eau
I.2.2. Extraction et fractionnement
I.2.3. Activité antiradicalaire par la méthode à l’ABTS
CHAPITRE II : RESULTATS
II.1. Teneur en eau
II.2. Rendements d’extraction et de fractionnement
II.3. Activite antiradicalaire
II.3.1. Pourcentages d’inhibition
II.3.2. CI50 des produits testés
CHAPITRE III : DISCUSSION
III.1. Teneur en eau
III.2. Extraction et fractionnement
III.3. Activité antiradicalaire
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
