Rappels sur les radicaux libres et les antioxydants

L’usage des plantes en médecine est très ancien. Les plantes médicinales font partie de l’histoire de tous les continents surtout en milieu rural faute d’alternative ou par choix. Le savoir concernant les plantes s’est organisé, documenté et a été transmis de génération en génération (Delaveau, 1982). Au Sénégal comme un peu partout en Afrique, la majorité de la population a recours aux plantes médicinales pour se soigner, souvent en même temps que les services de la médecine moderne (Muthu et al., 2006). On trouve ainsi de nombreux produits dans les pharmacopées, chez les herboristes dans les marchés, dans la rue, ou encore à la source, à savoir dans les villages de l’intérieur du Sénégal.

Les plantes médicinales sont utilisées entières ou en partie (feuille, tige, racine, écorce, fruit,…) dans des préparations galéniques diverses. Or le prélèvement inconsidéré de ces organes, notamment les racines, peut entrainer la mort de la plante. D’après Karou et al. (2005), plus de 25% des médicaments prescrits dans les pays développés dérivent directement ou indirectement des plantes. Cependant les plantes, en tant que sources de médicaments, sont sous exploitées surtout dans le domaine de la microbiologie médicale (Kirby, 1996). Dans le cadre de la valorisation de la médecine traditionnelle, il y a eu un intérêt croissant ces dernières décennies dans l’étude des plantes médicinales et leurs utilisations traditionnelles dans différentes régions du monde. Aujourd’hui, selon l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), près de 80% des populations dépendent de la médecine traditionnelle pour des soins de santé primaire (Arbonnier, 2002). Les principales difficultés qui accompagnent le traitement des maladies par les médicaments conventionnels sont : leur inaccessibilité en particulier à cause de leur coût élevé, la résistance progressive de l’agent pathogène vis-à-vis des substances actives et la manifestation d’effets secondaires sévères voire même toxiques dans certains cas. L’utilisation de molécules naturelles pour remédier au phénomène d’oxydation et ses conséquences sur la santé ont fait l’objet de plusieurs recherches. L’oxydation fait partie d’une réaction d’oxydo-réduction qui peut produire des radicaux libres. En effet, les radicaux libres (RL) induisent des dommages et des lésions sur l’ADN, les protéines cellulaires essentiellement, et les lipides membranaires. Ces actions s’expliquent par la présence d’électron(s) célibataire(s) très réactif(s) sur une de leurs orbitales, susceptibles de s’apparier aux électrons des composés environnants. Bien que les réactions d’oxydation soient nécessaires à la vie, elles peuvent être destructrices. Ainsi les plantes et les animaux utilisent et produisent de nombreux antioxydants pour se protéger. Une déficience ou une absence de production d’enzymes antioxydantes entraîne un stress oxydatif pouvant endommager ou détruire les cellules (Bjelakovic et al., 2008). Le stress oxydant est la principale cause initiale de plusieurs maladies (Mates et Sanchez-Jimenez, 2000). C’est le facteur potentialisant l’apparition des maladies plurifactorielles telles que le diabète, la maladie d’Alzheimer, les rhumatismes et les maladies cardiovasculaires (Sergeant et al., 1998). Vues la diversité et la gravité des maladies qu’induit le stress oxydant, plusieurs équipes de chercheurs se sont investies dans la recherche de nouveaux antioxydants en vue de lutter contre ses effets nocifs et ses pathologies associées. On considère aujourd’hui que les antioxydants végétaux sont d’importants agents protecteurs de notre santé. C’est là où réside tout l’intérêt de notre étude qui porte sur la recherche de l’activité antioxydante de quatre plantes de la flore sénégalaise : Mangifera  indica et Sclerocarya birrea (Anacardiaceae), Jatropha curcas et Jatropha gossypifolia (Euphorbiaceae).

Rappels sur les Radicaux Libres 

Définition d’un radical libre (RL) 

Un radical libre se définit comme tout atome ou molécule, neutre ou ionisée, comportant au moins un électron célibataire dans une orbitale externe. Tendant à revenir très rapidement à un état stable, le radical libre est très réactif : ce n’est qu’un intermédiaire de réaction chimique. Cet état se symbolise par un point en haut et à droite (exemple du radical hydroxyle: OH•).

Parmi toutes les espèces radicalaires susceptibles de se former dans les cellules, il convient de distinguer un ensemble restreint de composés radicalaires qui jouent un rôle particulier en physiologie et que nous appelons radicaux libres primaires qui dérivent directement de l’oxygène. Les autres radicaux libres, dits radicaux secondaires (radical peroxyle : ROO• ; radical alkoxyle : RO•), se forment par réaction de ces radicaux primaires sur les composés biochimiques de la cellule (Novelli, 1997). L’ensemble des radicaux libres primaires est souvent appelé ‟espèces réactives de l’oxygène” (ERO). Cette appellation n’est pas restrictive. Elle inclut les radicaux libres de l’oxygène proprement dit (radical superoxyde : O2• ; radical hydroxyle : OH• ; monoxyde d’azote : NO•), mais aussi certains dérivés oxygénés réactifs non radicalaires dont la toxicité est importante (l’oxygène singulet : 1 O2 ; peroxyde d’hydrogène : H2O2) (Dacosta et al., 2003 ; Favier, 2003).

Toxicité des radicaux libres 

Les effets destructeurs des radicaux libres au niveau cellulaire s’expliquent par la présence d’électron(s) célibataire(s) très réactif(s) sur une de leurs orbitales, susceptible(s) de s’apparier aux électrons des composés environnants. Ces composés, ainsi spoliés, deviennent à leur tour des radicaux et amorcent des réactions en chaîne. Les molécules cibles sont :
– les protéines ;
– les acides nucléiques ;
– les acides gras polyinsaturés, en particulier ceux des membranes cellulaires et des lipoprotéines (Logani et Davies, 1980).

Action sur les protéines 

Les protéines cellulaires sont une cible idéale de l’attaque radicalaire qui se situe à différents niveaux. Les groupements sulfhydryles, présents dans de nombreux enzymes, subissent, sous l’action des RL, une déshydrogénation avec création de ponts disulfures et inactivation de ces enzymes (Chio et Tappel, 1969 ; Logani et Davies, 1980). On peut aussi rencontrer des cas d’activation enzymatique, lors de l’inactivation d’un inhibiteur spécifique.
– Les protéines de structure sont dépolymérisées (acide hyaluronique) sous l’action des RL ou polymérisées de façon anarchique. Ainsi, le collagène est dégradé avec une malformation des fibres et une fragilisation des vaisseaux sanguins (Halliwell et Gutteridge, 1989).
– Les acides aminés peuvent être modifiés. Par exemple, l’action de l’oxygène singulet sur la méthionine donne la méthionine sulfoxyde .

Le radical hydroxyde réagit avec la phénylalanine (PHE) et donne l’orthotyrosine (o – TYR) ou le para- Tyrosine (p – TYR).

Action sur les acides nucléiques

Les acides nucléiques sont particulièrement sensibles à l’action des RL qui créent des sites radicalaires au sein de la molécule et peuvent ainsi induire des effets mutagènes ou l’arrêt des réplications (Logani et Davies, 1980). La toxicité des carcinogènes et des radiations ionisantes est, entre autres, due à l’action des radicaux libres au niveau de l’ADN cellulaire. Outre cette action directe sur l’ADN, les radicaux libres altèrent la synthèse et la transcription de l’ARN (Hoff et O’neil, 1991). Cette attaque provoque une baisse de concentration intracellulaire de la coenzyme NAD+ , secondaire à son clivage par l’enzyme poly (ADP-ribose)-synthétase, avec transfert de l’ADPribose sur la protéine nucléaire.

Action sur les lipides

Cette action se fait au niveau des acides gras polyinsaturés des phospholipides et détermine la lipidopéroxydation des membranes et des lipoprotéines, en particulier les lipoprotéines de faible densité (LDL). La nature des acides gras polyinsaturés issus de notre alimentation, contribue dans une large mesure à modifier les équilibres en induisant l’action peroxydante des neutrophiles dans les cellules endothéliales. Cette augmentation de l’activité des neutrophiles, provoque des dommages au niveau des tissus correspondants. Il a été largement démontré, que l’acide arachidonique, principal acide gras des phospholipides des membranes cellulaires est facilement peroxydé donnant lieu à une variété de substances comme les prostaglandines, les leucotriènes, les lipoxines et des molécules de faible poids moléculaire. Ces substances diffusant dans le sang sont nuisibles pour la santé car provoquant des processus inflammatoires (Morelle et al., 1998).

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I: RAPPELS SUR LES RADICAUX LIBRES ET LES ANTIOXYDANTS
I.1. Rappels sur les radicaux libres
I.1.1. Définition d’un radical libre
I.1.2. Toxicité des radicaux libres
I.1.2.1. Action sur les protéines
I.1.2.2. Action sur les acides nucléiques
I.1.2.3. Action sur les lipides
I.2. Les antioxydants
I.2.1. Définition d’un antioxydant
I.2.2. Systèmes de protection contre les radicaux libres
I.2.2.1. Les moyens de défense endogènes
I.2.2.1.1. Les systèmes enzymatiques
I.2.2.1.2. Les systèmes non enzymatiques
I.2.2.2. Les moyens de défense exogènes
CHAPITRE II: METHODES D’ETUDE DE L’ACTIVITE ANTIOXYDANTE
II.1. Test TEAC (Trolox Equivalent Antioxydant Capacity) ou test ABTS+ Decolorization Assay
II.2. Test DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)
II.3. Test ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity)
CHAPITRE III: PRESENTATION DES PLANTES ETUDIEES
III.1. Les Anacardiaceae
III.1.1. Mangifera indica Linn
III.1.1.1. Nomenclature
III.1.1.2. Description botanique
III.1.1.3. Répartition géographique
III.1.1.4. Etudes réalisées sur la chimie
III.1.1.5. Etudes réalisées sur la pharmacologie
III.1.1.6. Emplois
III.1.2. Sclerocarya birrea (A. Rich) Hochst
III.1.2.1. Nomenclature
III.1.2.2. Description botanique
III.1.2.3. Répartition géographique
III.1.2.4. Etudes réalisées sur la chimie
III.1.2.5. Etudes réalisées sur la pharmacologie
III.1.2.6. Emplois
III.2. Les Euphorbiaceae
III.2.1. Jatropha curcas Linn
III.2.1.1. Nomenclature
III.2.1.2. Description botanique
III.2.1.3. Répartition géographique
III.2.1.4. Etudes réalisées sur la chimie
III.2.1.5. Etudes réalisées sur la pharmacologie
III.2.1.6. Emplois
III.2.2. Jatropha gossypifolia Linn
III.2.2.1. Nomenclature
III.2.2.2. Description botanique
III.2.2.3. Répartition géographique
III.2.2.4. Etudes réalisées sur la chimie
III.2.2.5. Etudes réalisées sur la pharmacologie
III.2.2.6. Emplois
CONCLUSION

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