Rappels sur le stress oxydant

RAPPELS SUR LE STRESS OXYDANT 

Définition du stress oxydant 

Le stress oxydant réfère à une perturbation dans la balance métabolique cellulaire durant laquelle, la génération d’oxydants accable le système de défense antioxydant, que ce soit par augmentation de la production d’oxydants et /ou par une diminution des défenses anti oxydantes[4].Ce déséquilibre peut avoir diverses origines :
● la surproduction endogène d’agents pro-oxydants d’origine inflammatoire,
● un déficit nutritionnel en antioxydants ou même une exposition environnementale a des facteurs pro-oxydants(tabac, alcool, médicaments, ozone, métaux, toxiques), [4-6].

Espèces réactives de l’oxygène (ERO) 

L’appellation espèces réactives de l’oxygène (ERO) inclut les radicaux libres de l’oxygène (radical superoxyde, radical hydroxyle, monoxyde d’azote, etc…) mais aussi certains dérivés réactifs non radicalaires dont la toxicité est plus importante tels que le peroxyde d’hydrogène (H2O2) et le peroxynitrite (ONOO) .

Les radicaux libres sont des espèces chimiques, atomiques ou moléculaires, contenant un ou plusieurs électron(s) libre(s) non apparié(s) sur leurs couches externes [8]. Cet état leur confère une instabilité énergétique et cinétique. Ils apparaissent soit au cours de la rupture symétrique d’une liaison covalente (fission homolytique) pendant laquelle chaque atome conserve son électron soit au cours d’une réaction redox avec perte ou gain d’un électron à partir d’un composé non radical [6]. Du fait de leur caractère très électrophile, les espèces radicalaires vont tenter de réapparier leurs électrons célibataires en agressant toute molécule susceptible de se faire arracher un électron [8]. L’espèce agressée devient à son tour radicalaire initiant de cette façon un processus de réaction en chaîne [6] qui se caractérise par trois étapes :
– initiation ;
– propagation ;
– terminaison, provoquant enfin une perturbation de la cellule vivante.

L’instabilité des ERO rend difficile leur mise en évidence au niveau des différents milieux biologiques. Leur constante de vitesse réactionnelle varie selon leur nature, elle est très élevée et peut aller de 10⁵ à 10¹⁰ mol-1.l.s1- [9]. La durée de vie des ERO est extrêmement très courte de la nano à la milli seconde [8]. En effet, la toxicité des ERO n’est pas nécessairement corrélée avec leur réactivité. Dans plusieurs cas, des espèces peu réactives peuvent être à l’origine d’une grande toxicité en raison de leur demi-vie longue qui leur permet de diffuser et gagner des localisations sensitives où elles peuvent interagir et causer des dommages à longue distance de leurs sites de production.

Nature et sources cellulaires des ERO

Les ERO se forment de façon parasitaire dans toutes les réactions biochimiques comportant le transfert d’électrons ou la participation de l’oxygène. Divers types cellulaires et tissus donnent naissance aux ERO par des réactions enzymatiques ou par auto-oxydation au cours de leur métabolisme normal et parfois en réponse à un stimulis spécifique. Dans ce contexte, plusieurs exemples peuvent être cités .

Radical anion superoxyde

Par sa configuration électronique, l’oxygène moléculaire est un radical, il possède en effet, deux électrons non appariés. Heureusement, un blocage cinétique limite sa réactivité ; les spins de ses deux électrons sont parallèles lui attribuant une stabilité relativement grande. Cependant, dans l’organisme, une partie de cet oxygène moléculaire peut capter de manière univalente, un électron, conduisant à la formation du radical superoxyde (O●-2 ); chef de file des ERO [6].

O2 + e- → O2●-

La source principale de ce radical est la chaîne de transport d’électrons mitochondriale [10] au niveau du complexe I (NADH /ubiquinone oxydoréductase) et du complexe III (ubiquinol /cytochrome C oxydoréduction) [11]. Environ 0 à 5 % de l’oxygène moléculaire utilisé par les mitochondries est partiellement réduit par des électrons qui s’échappent des transporteurs d’électrons de la chaîne respiratoire [10]. D’autres chaînes de transport d’électrons (péroxysomes et microsomes) contribuent pareillement à la production de l’anion superoxyde O2●-dans les cellules en aérobiose. Les cytochromes P450 de la chaîne de transport d’électrons des microsomes peuvent produire des ERO quand ils interrompent le cycle redox normal et détournent le flux d’électrons vers l’O2. La poussée respiratoire (respiratoryburst) des polynucléaires neutrophiles constitue une source cellulaire importante de l’anion superoxyde qui est produit au niveau de la NADPH oxydase, un complexe enzymatique formé de plusieurs sous unités. Cette enzyme normalement dormante est activée lorsque la cellule phagocytaire est stimulée pour produire le O2●-(voir réaction suivante).

Stress oxydant et pathologies humaines 

Le stress oxydant est une circonstance anormale que traversent parfois nos cellules ou un de nos tissus, lorsqu’ils sont soumis à une production, endogène ou exogène, de radicaux libres oxygénés qui dépasse leurs capacités antioxydantes. L’excès de radicaux libres non neutralisés par les défenses est très dommageable pour les macromolécules essentielles de nos cellules ,entraînant des anomalies d’expression des gènes et des récepteurs membranaires ,la prolifération ou la mort cellulaire, des troubles immunitaires, la mutagenèse, les dépôts de protéines ou de lipofuschine dans les tissus.

De nombreuses affections humaines ou animales incluent donc un stress oxydant, local ou général, dans leur pathogenèse au même titre que l’inflammation à laquelle il est souvent associé. Dans plusieurs maladies graves, notamment celles liées au vieillissement, le stress oxydant est le facteur déclenchant originel. C’est le cas des cancers, des pathologies oculaires (cataracte et dégénérescence maculaire), des maladies neurodégénératives(ataxies, sclérose latérale amyotrophique, maladie d’Alzheimer). La sclérose latérale amyotrophique familiale est l’exemple le plus démonstratif, puisque cette maladie génétique est due à un défaut sur le gène de l’enzyme antioxydant : la superoxyde dismutase [16]. Dans de nombreuses autres maladies, le stress oxydant est secondaire à l’établissement de la pathologie, mais participe à ses complications immunitaires ou vasculaires. C’est le cas de maladies infectieuses comme le sida ou le choc septique, le diabète, la maladie de Parkinson ou l’insuffisance rénale. Il semble donc important de tester l’effet thérapeutique des molécules antioxydantes naturelles ou de synthèse qui peuvent agir dans la prévention des maladies dégénératives à la condition d’être apportées très tôt avant l’apparition de mécanismes induits irréversibles. A doses modérées car la production basale de radicaux libres est indispensable à de nombreuses fonctions et ne doit pas être supprimée [17]. Comme l’inflammation, le stress oxydant est un phénomène impliqué dans plusieurs maladies. La variété des conséquences médicales ne doit pas surprendre, car ce stress sera, selon les cas, localisé à un tissu et à un type cellulaire particuliers, mettra en jeu des espèces radicalaires différentes et s’associera avec d’autres facteurs pathogènes ou des anomalies génétiques spécifiques et individuelles.

Par la création de molécules biologiques chimiquement et irréversiblement anormales et la surexpression de certains gènes, le stress oxydant sera la cause initiale essentielle de plusieurs maladies : cancer, cataracte, sclérose latérale amyotrophique, syndrome de détresse pulmonaire aigu, œdème pulmonaire, vieillissement accéléré. Ainsi, les relations entre stress oxydant et cancer s’avèrent très étroites ; les radicaux libres intervenant dans l’activation des pro-carcinogènes en carcinogènes, créant les lésions de l’ADN, amplifiant les signaux de prolifération et inhibant les anti-oncogènes. Par contre, à un stade plus avancé d’évolution de la carcinogenèse, les radicaux libres serviront inversement pour les NK (Natural Killer) à tuer les cellules tumorales [18]. Le stress oxydant sera aussi un des facteurs potentialisant la genèse de maladies plurifactorielles telles que le diabète, la maladie d’Alzheimer, les rhumatismes et les maladies cardiovasculaires. Dans la genèse de la plaque d’athérome, l’oxydation des LDL est un des phénomènes clefs transformant les monocytes en cellules spumeuses, mais le rôle du stress oxydant dans la mise en route d’autres facteurs de risque est loin d’être négligeable : l’augmentation de la résistance à l’insuline, l’activation des cellules endothéliales libérant des médiateurs pro-oxydants (prostacycline, cytokines, facteurs de fibrinolyse, superoxydes, NO), augmentation de la prolifération des fibres lisses. Un facteur de risque découvert récemment, l’homocystéine, voit son action liée en partie à la production de radicaux libres lors de son métabolisme [18]. Dans certaines maladies, la cause initiale ne met pas en jeu un processus radicalaire, mais la survenue secondaire du stress vient aggraver le processus initial. Un exemple caractéristique de cette situation est celui du sida où le processus initial est l’infection virale, mais où le virus induit un stress oxydant en réprimant le gène de la superoxyde dismutase et de la glutathion peroxydase facilitant la mort des lymphocytes T par apoptose. L’implication la plus nette des radicaux libres est mise en évidence dans les maladies génétiques qui sont directement induites par des anomalies héréditaires d’un gène antioxydant. Ainsi, plusieurs mutations de la Cu-Zn-SOD ont été observées dans les formes familiales d’une maladie neurologique très sévère, la sclérose latérale amyotrophique (SLA) qui apparaît brutalement vers 40 ans et évolue rapidement vers une paralysie progressive et vers la mort [16].

Table des matières

INTRODUCTION
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I : RAPPELS SUR LE STRESS OXYDANT ET LES ANTI-OXYDANTS
I.RAPPELS SUR LE STRESS OXYDANT
I.1 Définition du stress oxydant
I.2. Espèces réactives de l’oxygène (ERO)
1.3. Nature et sources cellulaires des ERO
I.3.1. Radical anion superoxyde
I.3.2. Peroxyde d’hydrogène
I.3.3. Radical hydroxyle
I.3.4. Monoxyde d’azote
I.3.5. Oxygène singulet
I.4.Stress oxydant et pathologies humaines
I.5 stress oxydant et ses conséquences biologiques
I.5.1 Protéines
I.5.2 Acides nucléiques
I.5.3 Lipides
II. Antioxydants
II.1. Définition
II.2. Différents systèmes antioxydants
II.2.1 Systèmes non enzymatiques
II2.1.52 Tanins
II.2.2 Systèmes enzymatiques
II.1. Méthodes de piégeage des radicaux libres oxygénés
II.1.1 Piégeage du peroxyde d’hydrogène (H2O2 scavenging activity)
II. 1. 2. Piégeage du radical hydroxyle (HO●)
II.1.3. Piégeage du radical peroxyle (ROO●)
II.2. Méthodes de piégeage des radicaux stables et évaluation de leur capacité de réduction
II. 2.1. Piégeage du radical 2,2-diphényl-1picrylhydrazyl (DPPH●)
II.2. 2 Piégeage de l’ABTS (2,2’-azynobis-[3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid])
II. 2.3. Rèduction du fer (FRAP: Ferric Reducing Ability of Plasma)
CHAPITRE II : ETUDE DE MANGIFERA INDICA
I. Taxinomie, origine et distribution
II. Description botanique
II.1. Position dans la systématique
II.2. Noms africains
II.3. Différentes variétés de mangue
II.4. Description de la plante
III. Données phytochimiques
III.1 Racines
III.2 Tiges
III.3 Pulpe de fruits et noyau
III.4 Feuilles
IV. Données pharmacologiques
IV.1 Propriétés antiparasitaires
IV.2 Propriétés antibactériennes
IV.3 Propriétés antifongiques
IV.4 Propriétés antivirales
IV.5 Propriétés anti-inflammatoires et antalgiques
IV .6 Propriétés anti-oxydantes
CONCLUSION

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