Radicaux libres et antioxydants

RADICAUX LIBRES ET ANTIOXYDANTS

Radicaux libres 

Définition
Un radical libre est une molécule ou un fragment moléculaire qui contient un électron (ou plus) non apparié [5]. Ainsi, le radical se trouve, doté d’une réactivité particulière et peut réagir avec d’autres atomes ou molécules et se comporter, selon le cas, comme un oxydant ou comme un réducteur, afin d’apparier son électron célibataire. Il aura donc tendance soit à donner son électron, soit à créer une liaison pour combler son orbitale [6].

Nature des radicaux libres

Espèces réactives dérivées de l’oxygène
L’oxygène doit sa grande réactivité à sa structure particulière. En effet, il possède deux électrons radicalaires non appropriés sur sa couche orbitale externe. Cette molécule est essentielle au bon fonctionnement de l’organisme [7]. Les mitochondries utilisent la plus grosse part de l’oxygène inspiré pour la production d’énergie. Cependant 2 à 3% de cet oxygène utilisé par les mitochondries lors de l’activité métabolique normale est inévitablement à l’origine de radicaux libres oxygénés, hautement toxiques.

Ion superoxyde : O2°-
La majeure partie de l’oxygène que nous respirons subit une réduction tétravalente (addition de 4 électrons) conduisant à la production d’eau. Cette réaction est catalysée par la cytochrome oxydase, accepteur terminal d’électrons présents dans le complexe IV de la chaîne de transport des électrons située dans la membrane interne mitochondriale.

O2 + 4 e- + 4 H+ → 2H2O

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 monoélectronique (addition d’un seul électron) conduisant à la formation du radical superoxyde O2°- [1].

°O-O° + e- → O-O° (O2°-)

L’ion superoxyde (O2°- ) est un dérivé très réactif de l’oxygène. Relativement stable, il n’est pas très toxique pour l’organisme. Mais il est à l’origine de cascades de réactions conduisant à la production de molécules très nocives [5].

Radical libre hydroxyle : OH°

Le radical libre hydroxyle (OH°) est très réactif. Son temps de demi-vie en milieu aqueux est de 10⁻⁶ secondes. Il peut réagir avec de nombreuses molécules comme l’ADN, les glucides, les nucléotides, les protéines et être à l’origine de lésions de nécrose [5]. C’est un dérivé de l’ion superoxyde. Il peut être produit à la suite de diverses réactions.

Autres espèces réactives dérivés d’oxygène 

Il existe, dans la cellule, d’autres oxydants très puissants, qu’ils soient des radicaux libres ou non. Par exemple, des oxydants chlorés (HOCl) sont libérés par les macrophages et ont une activité bactéricide importante. Par ailleurs, le radical monoxyde d’azote (°NO) est un radical libre qui est surtout réputé pour ses propriétés physiologiques. Or, 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. D’autres molécules comme les hydroquinones se retrouvent sous forme de radicaux libres après leur réaction avec le radical OH°, et, de par leur structure, stabilisent leur électron célibataire (radical semi-quinonique). Elles sont ainsi susceptibles de diffuser dans la cellule et d’oxyder d’autres molécules à distance, propageant ainsi une chaîne de réactions radicalaires [10].

Espèces libres non oxygénées 

Les espèces libres non oxygénées sont les produits des réactions de certaines molécules avec les ERO. Ils peuvent à leur tour réagir avec d’autres molécules et être à l’origine de la multiplication des réactions d’oxydation et de la propagation de dommages oxydatifs. Par exemple, les acides gras peroxydés, résultats de l’action des espèces oxygénées sur les membranes biologiques (figure 1). Les fractions protéiques, les acides aminés et les acides nucléiques peuvent aussi réagir avec les ERO générant des molécules réactives et nocives [9].

Production des radicaux libres 

La production de ces espèces oxydantes est une conséquence inévitable du métabolisme aérobie. En effet, l’organisme a besoin d’O2 pour produire de l’énergie au cours des réactions dites de respirations oxydatives. Cependant, une faible partie de l’oxygène échappe à sa réduction en eau, au niveau de la mitochondrie. Elle peut alors être à l’origine de la production de radicaux libres oxygénés [11].

Les autres sources de production de radicaux libres peuvent être classées en deux catégories :
– les sources endogènes : les radicaux libres sont des produits des réactions de l’organisme,
– les sources exogènes : les êtres vivants sont exposés quotidiennement à des polluants (fumée de cigarette, rayons ultraviolets, radiations…) susceptibles d’être à l’origine de la production de radicaux libres, une fois dans l’organisme.

Cibles biologiques et lésions cellulaires associées aux radicaux libres

Les radicaux libres sont instables et cherchent à s’apparier avec un électron d’une autre molécule. Ils sont à l’origine de réactions en chaîne qui conduisent à des destructions cellulaires. La plupart des molécules biologiques y sont sensibles : acides gras et lipides complexes, acides aminés et protéines, bases puriques et acides nucléiques.

Protéines

Les acides aminés sont très sensibles au radical hydroxyle (OH° ), 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 semi-aldéhydes ;
– les aromatiques : la phénylalanine en ortho-tyrosine, le tryptophane en cynurénine, la tyrosine en DOPA, ou encore nitration par les peroxynitrites [13].

Les radicaux libres peuvent réagir avec les différents acides aminés et donc altérer la structure des protéines. Les fonctions de multiples enzymes, de récepteurs et de protéines de transport cellulaire peuvent ainsi être modifiées. Toute la machinerie cellulaire peut être affectée.

Glucides
Les radicaux libres peuvent aussi agir sur le glucose et générer des intermédiaires réactifs ; les dommages oxydatifs peuvent alors se propager via l’attaque des radicaux formés sur d’autres molécules [14].

Lipides
Les radicaux libres peuvent attaquer les lipides et notamment les acides gras monoinsaturés (AGMI) et polyinsaturés (AGPI) des phospholipides membranaires. Ils sont à l’origine de réaction de peroxydation. Il s’agit d’une succession de réactions radicalaires à l’origine de la libération de molécules réactives.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : RADICAUX LIBRES ET ANTIOXYDANTS
I. Radicaux libres
I.1. Définition
I.2. Nature des radicaux libres
I.2.1. Espèces réactives dérivées de l’oxygène
I.2.1.1. Ion superoxyde : O2°-
I.2.1.2. Radical libre hydroxyle : OH°
I.2.1.3. Oxygène singulet : 1O2
I.2.1.4. Radical peroxyde : H2O2
I.2.1.5. Autres espèces réactives dérivés d’oxygène
I.2.2. Espèces libres non oxygénées
I.3. Production des radicaux libres
I.4. Cibles biologiques et lésions cellulaires associées aux radicaux libres
I.4.1. Protéines
I.4.2. Glucides
I.4.3. Lipides
I.4.4. ADN
I.5. Effets bénéfiques des radicaux libres
I.6. Stress oxydant
I.7. Stress oxydant et pathologie
II. Antioxydants
II.1.Définition
II.2.Mode d’action des antioxydants
II.3.Différentes localisations cellulaires des antioxydants
II.4.Classification des antioxydants
II.4.1. Classification par rapport au mécanisme d’action
II.4.1.1.Système de défense primaire
II.4.1.2.Système de défense secondaire
II.4.2. Classification suivant la nature chimique
II.4.2.1.Antioxydants enzymatiques
II.4.2.2.Antioxydants d’origine naturelle non enzymatique
II.4.3. Classification des antioxydants selon leur origine
II.4.3.1.Systèmes antioxydants endogènes
II.4.3.1.1. Superoxyde dismutase (SOD)
II.4.3.1.2. Catalase
II.4.3.1.3. Glutathions peroxydases et réductases
II.4.3.2.Antioxydants exogènes
II.4.3.2.1. Vitamine C
II.4.3.2.2. Tocophérol (vitamine E)
II.4.3.2.3. β- carotène
II.4.3.2.4. Sélénium
II.4.3.2.5. Polyphénols
II.4.3.2.6. Lignanes
II.4.3.2.7. Médicaments
II.5.Effets des antioxydants sur certaines pathologies
II.5.1. Cancer
II.5.2. Cataracte
II.5.3. Athérosclérose
II.5.4. Diabète
II.6.Méthodes analytiques de détermination de l’activité antioxydante
II.6.1. Méthode TEAC (Trolox Equivalent Antioxidant Capacity)
II.6.2. Méthode TRAP (Total Radical-trapping Antioxidant Parameter)
II.6.3. Méthode FRAP (Ferric Reducing-Antioxidant Power)
II.6.4. Méthode ORAC
II.6.5. Méthode DPPH (1, 1, Diphenyl-2-picryl- hydrazyl)
CHAPITRE II : MANGIFERA INDICA 34
I. Généralités
I.1. Taxonomie
I.2. Nomenclature
I.3. Description et botanique
I.3.1. Appareil végétatif
I.3.1.1. Racines
I.3.1.2. Tronc
I.3.1.3. Feuilles
I.3.2. Appareil reproducteur
I.3.2.1. Fleur
I.3.2.2. Fruit
II. Composition chimique
II.1.Composés phénoliques
II.2.Principaux composés en dehors des composés phénoliques
III. Propriétés nutritives
IV. Propriétés pharmacologiques
IV.1. Propriété hypoglycémiante
IV.2. Propriété anti cancéreuse
IV.3. Propriété antibactérienne
IV.4. Propriété antioxydante
IV.5. Propriété anti inflammatoire
IV.6. Propriété anti-diarrhéique
V. Principaux usages traditionnels du manguier
V.1. Pathologies de l’appareil digestif
V.2. Pathologie Oto-Rhino-Laryngologie (ORL)
V.3. Paludisme
V.4. Anémie
V.5. Autres pathologies
VI. Utilisation cosmétique de la mangue
CONCLUSION

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