Oxydation de l’ADN

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Les systèmes non enzymatiques

La vitamine E

La vitamine E est le nom commun utilisé pour toutes les molécules possédant des activités biologiques identique à celles de la famille des tocophérols. Sa forme naturelle inclut quatre tocophérols isomère α, B, γ et δ avec une activité antioxydante variable. L’alpha tocophérol (α – TocH) est la forme la plus active de la classe des tocophérols (Carr et al., 2000). Le caractère hydrophobe de la vitamine E lui permet de s’insérer au sein des acides gras de la membrane cellulaire et des lipoprotéines, ou’ elle joue un rôle protecteur en empêchant la propagation de la peroxydation lipidique induite par un stress oxydant. De plus, elle présente la particularité de pouvoir être régénérée après son oxydation (Khalil, 2002).

La vitamine C

La vitamine C (acide ascorbique) est le principal antioxydant hydrosoluble. C’est un excellent piégeur des ROS (surtout les radicaux superoxydes et hydroxyles) qui peut protéger divers substrats biologiques (protiènes, acides gras, ADN) de l’oxydation et joue également un rôle important dans la régénération de la vitamine E (Sies et Stahl, 1995).

Le glutathion

Le glutathion, sous sa forme réduite, est un tripeptide (γ- glutamyl- cystéinyl-glycine) naturel synthétisé par les cellules et doté d’un groupement réducteur représenté par la fonction thiol de sa cystéine (Vamecq et al., 2004). Le glutathion joue un rôle à divers niveaux dans la lutte contre le stress oxydant, il intervient comme agent de détoxication et participe à la neutralisation de certains radicaux libres, notamment comme cofacteur de l’enzyme glutathion peroxydase. Par ailleurs, il participe à la synthèse d’ADN, des protéines et intervient dans des processus de transport cellulaires (Goussard, 1999).
Le rapport entre glutathion réduit et glutathion oxydé (GSH/GSSG) dépend de la concentration en espèces oxydantes, il diminue dans les états de stress oxydatif et peut dés lors servir de marqueur du stress oxydatif (Vamecq et al., 2004).
Ils existent également toute une série de composés naturellement apportés par l’alimentation, comme par exemple les polyphénols et les différents thiols. Ils peuvent être aussi d’origine endogène comme la mélatonine, le coenzyme Q ou l’acide urique (Vamecq et al., 2004).

Oligoéléments

Des métaux tels que le cuivre (Cu), le zinc (Zn), le manganèse (Mn) et dans certains micro-organismes le nickel (Ni), jouent un rôle important en tant que catalyseur de la SOD. De la même façon le sélénium (Se) et le fer (Fe) sont respectivement les éléments catalyseurs de la GPx et la catalase (De moffarts et al., 2005).

Les conséquences du stress oxydant

Peroxydation Lipidique

Les premières cibles privilégiées de l’attaque radicalaire sont les lipides et principalement leur acides gras polyinsaturés, qui sont très sensibles à l’oxydation en raison de leur degré élevé d’instauration (Hulbertl, 2005 ; Pamplona et al., 2000).
La peroxydation lipidique se déroule en trois phases :
L’initiation, qui consiste en la rupture homolytique, occasionnée par un initiateur radicalaire (tel que le radical hydroxyle °OH), d’une liaison C-H de la chaîne d’un acide gras, ce qui en fait un composé radicalaire (diène conjugué) très réactif vis-à-vis de l’oxygène et qui va donc se transformer en radical peroxyle (L00°).
La propagation, au cours de laquelle le radical peroxyle va arracher un hydrogène à un autre acide gras, créant un nouveau radical et entretenant ainsi une réaction en chaîne, pour se transformer en hydroperoxyde .
La terminaison, les hydroperoxydes peuvent subir plusieurs modes d’évolution, être réduits et neutralisés par la glutathion peroxydase et la vitamine E intercalée dans la bicouche lipidiques des membranes (Luc et al., 1991 ; Halliwell, 1996 ; Favier, 2003). Ou continuer à s’oxyder et à se fragmenter en produits secondaires c’est-à-dire en aldéhydes très réactifs, pouvant être considérés comme des messages secondaires toxiques qui augment les dommages initiaux dus aux radicaux libres.
Parmi ces aldéhydes formés : l’isoprostane, le malondialdehyde (MDA) et le 4-hydroxynonénal (4- HNE), sont très étudiés comme marqueurs de la peroxydation lipidique. Les deux derniers produits (MDA, 4HNE) réagissent avec les protéines et l’ADN, une fois fixé à la molécule d’ADN, le MDA semble être le produit le plus mutagène, alors que le 4-HNE est le plus toxique pour la cellule (Marnett, 1999).

Oxydation des protéines

Tout comme les lipides, les protéines peuvent également être la cible des réactions radicalaires ou oxydatives et subir des modifications (Levine, 2002). Les protéines les plus sensibles sont surtout celles qui comportent un groupement sulfhydryle (SH), c’est le cas de nombreuses enzymes cellulaires et protéines de transport qui vont ainsi oxydées et inactivées (Favier, 2003). Les modifications oxydatives par les ROS provoquent l’introduction d’un groupe carbonyle dans la protéine. Ces réactions d’oxydation sont fréquemment influencées par les cations métalliques comme le Cu 2+ et le F2+. Nous pouvons classer les réactions d’oxydations des protéines en deux catégories : d’une part celle qui cassent les liaisons peptidiques et modifient la chaîne peptidique, et d’autre part les modifications des peptides par additions de produits issus de la peroxydation lipidique comme le 4-HNE. De telle modifications conduisent généralement à une perte de fonction catalytique ou structurale des protéines (Levine, 2002).

Oxydation de l’ADN

Les modifications induites par des processus oxydatifs dans le matériel génétique appartiennent à quatre catégories : modifications des bases, cassures simples et doubles de la chaîne d’ADN, site abasiques et pontage avec les protéines (Hochberg et al., 2006).
Les ROS ont une grande affinité de réaction avec certaines bases constitutives de l’ADN particulièrement la guanine. Celle –ci est facilement transformée en 8- hydroxy –2-déoxyguanosine (8-OHdG), qui est normalement éliminée par des enzymes de réparation de l’ADN. Si ces enzymes sont défaillants, la (8-OHdG) s’accumulera au sein de l’ADN causant ainsi des mutations (Borek, 1997).
Les aldéhydes réactifs issus de la peroxydation lipidique dont le MDA et le 4- HNE peuvent s’ajouter au groupe amine des bases de l’ADN et constituer ainsi une autre catégorie de dégâts oxydatifs de l’ADN (Marnett, 1999 ; Nair et al., 1999).
La formation de pontages covalents entre l’ADN et les protéines peut modifier l’expression des gènes et avoir ainsi de lourdes conséquences biologiques pour la cellule (Hochberg et al., 2006).

Les maladies Liées au stress oxydant

Le stress oxydant est impliqué dans de très nombreuses maladies comme facteur déclenchant ou associé à des complications de l’évolution (Favier, 2003). La multiplicité des conséquences médicales de ce stress oxydant vient du fait que de nombreux organes ou tissus peuvent devenir la cible d’un stress oxydant (Bonnefont –Rousselot et al., 2001 ; sohal et al., 2002 ; Delattre et al., 2005).
De nombreuses pathologies, à savoir les maladies neurologiques, les cancers, les processus inflammatoires ou encor le vieillissement accéléré, sont associées au stress oxydant. Ce dernier est aussi un des facteurs potentialisant l’apparition de maladies plurifactorielles tels le diabète, la maladie d’Alzheimer, les rhumatismes et les maladies cardiovasculaire (Zhang et Jope, 1999 ; Favier, 2003).
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 de radicaux. L’augmentation de l’apport nutritionnel en antioxydant visera donc essentiellement à prévenir ces maladies, de même, une consommation régulière en anti- oxydant pourrait avoir un effet bénéfique, mais essentiellement préventif (Favier, 2003).

L’arsenic et le stress oxydatif

De nombreuses études mettent en évidence que la présence d’arsenic dans la cellule génère la production de ROS : peroxyde d’hydrogène (H2O2) (Barchowsky et al., 1996 ; Wang et al., 1996 ; Chen et al., 1998 ), radicaux hydroxylés (HO°) (Wang et al., 1996), oxyde nitrique (NO°) (Gurr et al., 1998), anions superoxydes (O2-) (Lynn et al., 2000), peroxyldiméthylarsinique ([(CH3)2AsOO°]) et radicaux de diméthylarsinique ([(CH3)2As°]) (Yamanaka et al., 1997).
D’autres expériences montrent que l’arsenic induit la peroxydation des lipides membranaires, conduisant à la formation de peroxyde lipidiques, ce qui contribue à augmenter le stress oxydant intracellulaire et amplifie les dommages oxydatifs.
Les mécanismes de production des ROS sont encore mal compris. Une hypothèse propose que les ROS soient produits lors de l’oxydation de l’As III, qui en condition physiologique, produirait du H2O2 : H3AsO3 + 2H2O + O2 H3AsO3 + H2O2
Il est important de noter que la méthylation de l’arsenic comporte une succession d’oxydations de l’As III en MMAsV puis du MMAs III en DMAs V. (Aposhian, 1997 ; Nesnow et al., 2002 ) suggèrent que les ROS soient produits lors de l’oxydation du DMA (III) en DMA (V) c’est-à-dire la réduction intracellulaire de la forme pentavalente As (V) en une forme trivalente As (III) conduit à la formation de radicaux libres (ROS) toxiques pour la cellule (Del Razo et al., 2001).
Les arsénites ont une forte activité pour les groupements thiols des protéines (surtout les hydrolases), du glutathion et de l’acide lipoique (Bencko, 1986). La déplétion en glutathion et en acide lipoique qui sont deux antioxydants peut conduire à l’augmentation des espèces réactives de l’oxygènes (ROS) (Albores et al., 1992).
Ces ROS seraient responsables du stress et de la toxicité liée à l’arsenic.

Propriétés biologiques de thé vert

Le thé vert a un effet bénéfique, en réduisant le développement ou l’amélioration du stress oxydatif et, par conséquent, protégeant les individus des maladies liées au stress oxydant (Coimbra et al., 2006).

Activités anti-oxydantes

Le thé vert est connu pour sa richesse en polyphénols flavonoïdes, qui possèdent des propriétés anti- oxydantes dues à leurs fonctions de piégeage des radicaux libres et de chélation des métaux (Soussi et al., 2006). Des études en laboratoire présentés à une réunion de l’American chemical Society en septembre 1997 ont démontré que l’épigallocatéchine gallate (EGCG) était 100 fois plus efficace que la vitamine C et 25 fois plus efficace que la vitamine E pour neutraliser les radicaux libres. La recherche semble indiquer que cette puissance anti-oxydante pourrait jouer un rôle dans le maintien de l’immunité humaine (Hegarty, 2000).
Les polyphénols sont également capable de jouer indirectement leurs rôles anti-oxydants par l’induction d’enzymes anti-oxydantes, de plus la réduction de la peroxydation lipidique induite par les radicaux libres (Coimbra et al., 2006).

Activités anti- cancéreuses

Les polyphénols du thé vert sont actifs à tous les stades du cancer : l’initiation, promotion et progression. Ils ont montré des effets protecteurs vis-à-vis des cancers du poumon, du tube digestif (Œsophage, estomac, intestin grêle, colon, rectum), du pancréas, du foie, de la peau, de la prostate et du sein (Robin et Rouchy, 2001). Les effets inhibiteurs du thé vert dans la causalité et le développement du cancer sont le résultat de plusieurs mécanismes pouvant fonctionner individuellement ou en synergie :
Le thé vert inhibe la formation de carcinogènes réactifs en bloquant certaines réactions d’oxydation produisant un ADN anormal. Il inhibe notamment la formation d’un produit stable, le 8 –hydroxy –désoxyguanosine (8- OHDG), un marqueur des dommages oxydatifs de l’ADN (Lagarde, 2001).
Une étude (Mizoi et al., 2005) a montré très clairement que l’EGCG du thé vert est capable de diminuer le niveau de (8- OHDG) sur la peau et les poumon lors d’un stress oxydant induit par le diméthyl arsénique trivalent et pentavalent.
Le thé vert ralenti la multiplication cellulaire, surtout celle des cellules anormales que l’on trouve généralement en début de maladie, indiquant ainsi que la croissance des cancers sera inhibée. L’EGCG inhibe la libération du TNF (Tumor Necrosis Factor) et réduit l’activité de l’ornithine décarboxylase, des bio marqueurs des cancers de l’estomac et du côlon. Il fragmente l’ADN de la cellule cancéreuse, provoquant son apoptose (mort cellulaire programmée) (Robin et Rouchy, 2001).

Autres rôles biologiques

D’après les études récentes, le thé vert semble réduire le taux de cholestérol et du glucose, soigner les problèmes d’hypertension, empêcher la formation de caries dentaires, posséder des propriétés anti- microbiennes et protéger contre les maladies cardio-vasculaires et neuro-dégénératives (Huang et al., 1992 ; Trevisanato et Kim, 2000 ; Zuo et al., 2002).

Table des matières

INTRODUCTION
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I : Le stress oxydant
1. Définition
2. Les radicaux Libres
3. Espèces oxygénées réactives (ROS)
3.1. Origine des ROS
4. Les défenses antioxydantes
4.1. Les systèmes enzymatiques
4.1.1. Superoxyde dismutase (SOD)
4.1.2. Catalase
4.1.3. Glutathions peroxydases
4.2. Les systèmes non enzymatiques
4.2.1. La vitamine E
4.2.2. La vitamine C
4.2.3. Glutathion
4.3. Oligoéléments
5. Les Conséquences du stress oxydant
5.1. Peroxydation Lipidique
5.2. Oxydation des protéines
5.3. Oxydation de l’ADN
6. Les maladies Liées au stress oxydant
CHAPITRE II : L’ARSENIC
1. Généralité sur l’arsenic
2. Propriétés physico-chimiques
3. Les principales sources de l’arsenic
3.1. Sources naturelles
3.2. Sources anthropiques
4. Métabolisme de l’arsenic
4.1. Absorption
4.2. Distribution
4.3. Transformation métabolique
4.4. Elimination
5. Toxicité de l’arsenic
6. L’arsenic et le stress oxydatif
1. Présentation de Camellia sinensis
1.1. Historique
1.2. Les variétés du thé
2. Composition des feuilles de thé
3. Propriétés biologiques de thé vert
3.1. Activités anti-oxydantes
3.2. Activités anti- cancéreuses
3.3. Autres rôles biologiques
PARTIE PRATIQUE
CHAPITRE I : MATÉRIELS ET MÉTHODES
1. Matériel biologique et conditions d’élevage
2. Traitement des rats
3. Sacrifices et prélèvements des organes
3.1. Prélèvement sanguin
3.2. Prélèvement des organes
4. Méthodes de dosage des paramètres biochimiques
4.1. Dosage du glucose
4.2. Dosage de la bilirubine totale
4.3. Dosage de l’urée
4.4. Dosage de la créatinine
4.5. Dosage du cholestérol
5. Evaluation de la peroxydation lipidique
5.1. Préparation de l’homogénat
5.2. Dosage des protéines
5.3. Dosage de malondialdehyde (MDA)
6. Traitement statistique des résultats
CHAPITRE II : RÉSULTATS ET DISCUSSION
1. Paramètres de croissance
1.1. Action sur la croissance corporelle
1.2. Action sur le poids relatif de certains organes
2. Effets sur la fonction hématologique
3. Effets sur les paramètres biochimiques
3.1. Glucose
3.2. Bilirubine totale
3.3. Urée et créatinine
3.4. Cholestérol
4. Effets sur la peroxydation lipidique
4.1. Variations du taux de peroxydation hépatique
4.2. Variations du taux de peroxydation rénale
4.3. Variations du taux de peroxydation testiculaire
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
BIBLIOGRAPHIE

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