OXYDANTS, ANTIOXYDANTS. DEFINITIONS
On peut définir les antioxydantscomme des molécules qui empêchent ou diminuent l'oxydation d'autres molécules (oxydants). Les molécules oxydantes provenant de la réduction de l'oxygène (O2) ou de l'azote, correspondent aux espèces réactives d'oxygène
et d'azote dénommées respectivement ROS (Reactive oxygen
species) et RNS (Reactive nitrogen species). La
production des ROS rentrent dans le métabolisme de l'oxygène.
Une réaction d'oxydo-réduction, dont fait partie l'oxydation,
assure le transfert des électrons d'une molécule donnée
vers un agent oxydant. Cette réaction peut produire des
radicaux libres qui entraînent des réactions en chaîne à pouvoir
destructeur.
Les radicaux libres sont produits spontanément et de manière continue au sein de l'organisme.
الشقيات أو الجزيئات الحرة الشقيات أو الجزيئات الحرة (Radicaux libres) عبارة عن ذرة أو مجموعة من الذرات تحتوي على إلكترون غير مزدوج على الأقل. عندما يتحول الإلكترون من مزدوج إلى غير مزدوج فإن خطره يزيد ويصبح غيرمستقر مدمر. ترتكز
الشقيات على الاوكسجين. تهاجم الشقيات الخلايا و تحدث فيها الاكسدة غير المنتظمة التي تدمر خلايا الجسم ، و تُضعف جهاز
المناعة ، و تسبب السرطانات و الامراض. تنتج الشقيات بحضور الأيونات المعدنية
مثل الحديد والنحاس بإنتاج مركبات أكسجينية تدمِّر خلايا الإنسان. لقد أظهرت
الدراسات أن مضادات الأكسدة تعمل على معادلة نشاط التأكسد ويحدث هذا طبيعياً
عند تناول الفواكه والخضراوات والشاي الأخضر والثوم والبصل |
Le maintien d'un niveau non cytotoxique de ROS est assuré par des systèmes antioxydants. Un déficit
ou un dysfonctionnement de ces systèmes engendre une augmentation
des dommages tissulaires.
Les antioxydants sont des systèmes enzymatiques ou non-enzymatiques.
ANTIOXYDANTS NON ENZYMATIQUES (CHIMIQUES)
Contrairement aux enzymes antioxydantes, la plupart de des antioxydants non enzymatiques ne sont pas synthétisés par l'organisme animal et doivent être apportés par l'alimentation. Dans cette catégorie
d'antioxydant nous retrouvons:
- Oligoéléments comme le cuivre
(Cu), le zinc (Zn), le manganèse (Mn), le sélénium
(Se) et le fer (Fe). Ces métaux sont essentiels dans la défense
contre le stress oxydant. Toutes les enzymes antioxydantes requièrent
un cofacteur pour maintenir leur activité catalytique. Ainsi,
la SOD mitochondriale a besoin de manganèse, la SOD cytosolique
de cuivre et de zinc, la catalase de fer et la GPx de sélénium.
Néanmoins, certains oligoéléments,
notamment le fer, lorsqu'ils sont en excès dans l'organisme et
sous leur forme réduite, peuvent avoir une action pro-oxydante
(réaction de Fenton, d'Haber-Weiss).
- Glutathion réduit (GSH). Le glutathion
est le thiol le plus abondant dans les organismes et les systèmes vivants. Le glutathion réduit (GSH), réduit le peroxyde d'hydrogène et/ou les peroxydes organiques grâce à la réaction catalysée par la glutathion peroxydase (GPx) (2 GSH + H2O2 --> GS-SG + 2 H2O). La glutathion réductase (GSSG-RD) permet ensuite la réduction rapide du glutathion oxydé (GS-SG) pour compléter le cycle (GS-SG + NADPH + H+ --> 2 GSH + NADP+ ). La source principale de NADPH, H + est la conversion du glucose en pyruvate lors de la glycolyse.
- Vitamine E et vitamine C.
Les vitamines E (alpha-tocopherol) et C (acide ascorbique) semblent être des plus importants dans la lutte contre le stress oxydant.
La vitamine E étant liposoluble, se fixe aux membranes et peut ainsi séquestrer les radicaux libres empêchant la propagation des reactions de peroxydation lipidique.
La vitamine C, hydrosoluble, se trouvant dans le cytosol et dans le fluide extracellulaire, peut capter directement O2.- et OH.. Elle peut aussi reduire le radical alpha-tocopherol (potentiel réducteur puissant
(E° = - 0,29 V)) et ainsi permettre une meilleure efficacité de la vitamine E.
Le
glutathion réduit (GSH) peut aussi réduire les radicaux
formés par l'oxydation des vitamines antioxydantes E et C, baissant
ainsi les niveaux de peroxydation lipidique. Le glutathion permet ainsi
à ces vitamines d'agir en recyclant leurs formes oxydées:
T- OH + AGPI-OO. -->T-O. + AGPI-OOH
Asc-H- + T-O. --> T- OH + Asc.
Asc. + GSH --> GS. + Asc
GS. + GS. --> GS-SG
GS-SG + NADPH + H+ --> 2 GSH + NADP+ (glutathion réductase)
(T-OH: tocophérol (vit. E), T-O.: radical tocophéryl, AGPI-COOH: acide gras polyinsaturé, Asc-H-: acide ascorbique, Asc.: radical de l'acide ascorbique).
Le glutathion réduit (GSH) permet de régénérer la vitamine C en se transformant en un radical thyile (GS.) qui, par réaction avec lui-même, donne du glutathion oxydé (GS-SG).
Le rapport glutathion réduit/glutathion oxydé (GSH/GSSG) est souvent utilisé comme un marqueur du stress oxydant, car plus le flux d'H2O2 est important, plus le glutathion réduit
est consommé et le glutathion oxydé augmenté. En conditions physiologiques, le rapport GSH/GSSG dans le foie est environ 100/1. Il diminué au cours du stress oxydant induit par le cancer; le diabète, les maladies neurodégénératives et hépatiques. Il est recommandé d'assurer un apport journalier de 300 mg via la vitamine C (agrumes, kiwis, fruits rouges), la vitamine E (huiles végétales, amandes, germe de blé), le zinc (oeuf, fromage, viande, foie) et le sélénium (poissons gras, foie, les noix,..).
- Ubiquinones et cytochrome c.
Il a été décrit précédemment que les ubiquinones, sous leur forme semi-radicalaire, jouaient un rôle fondamental dans la production de ROS. Inversement, il a pu être
défini que la forme 'ubiquinol' agissait comme antioxydant (Power & Lennon, 1999). L'ubiquinol protège les membranes contre la peroxydation lipidique par une diminution de la formation et de la propagation de radicaux peroxyls. L'ubiquinone est également impliquée dans la régénération de la vitamine E ce qui amplifie son rôle protecteur contre les ROS.
Le cytochrome c présent dans l'espace intermembranaire a un rôle de détoxification en captant l'électron libre d'O2•- produit au niveau de la chaîne respiratoire. Ainsi réduit,
il cède cet électron au complexe IV formant du cytochrome c oxydé et de l'H2O.
Antioxydants exogènes phénoliques
Les phénols sont des molécules qui contiennent un ou plusieurs
noyaux aromatiques avec un ou plusieurs groupes hydroxyle (OH). Ils
peuvent être extraits à partir de plantes ou synthétiques.
Les antioxydants sont capables d'arrêter ces réactions en chaîne
en s'oxydant, à leur tour, limitant ansi l'action destructrice
des radicaux libres. Ce sont les molécules des familles de thiols
et phénols qui présentent le plus de ces propriétés.
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ANTIOXYDANTS. DIFFERENTS TYPES
Les antioxydants sont de deux types; antioxydants non enzymatiques et des antioxydants de nature enzymatique.
Antioxydants non enzymatiques
Les antioxydants non enzymatiques peuvent être des Antioxydants naturels ou des Antioxydant synthétiques (artificiels). Les antioxydants non enzymatiques appartenant aux familles des phénols et des thiols. Plusieurs exemples peuvent être cités dont le glutathion (sous forme réduite –SH), la vitamine C (acide ascorbique, anti-oxydant hydrosoluble) et la vitamine E (tocophérol) à caractère lipophile. Béta Carotènes, flavones et hydroquinones. Notre organisme est capable de produire, à partir de la cystéine (acide aminé soufré), un antioxydant puissant, l'acide alpha-lipoïque, appelé encore lipoate.
Glutathion.
كمثل للبيبتيدات الثلاثية (tripeptides)، نذكر الجلوتاتيون (Glutathion) والذي يتكون من حمض الجلوتاميك (Glu) و الجليسين (Gly) و السيستيين (Cys) ويشكل حالة خاصة، إذ تجمع بين Glu و Cys رابطة يساهم فيها الكربوكسيل فوق الكاربون رقم 4 أي الكاربون غما (carbone γ) عوض الكاربون رقم 2 أي الكاربون ألفا (α).
يعد الجلوتاتيون من بين مضادات الأكسدة (Antioxydants) المهمة في الحماية من السرطان.
Le
glutathion est un tripeptide indispensable formé à partir
de glutamate, cystéine et de glycine. Il possède un
groupement SH libre sous sa forme réduite. Lorsqu'il
est oxydé il s'associe avec un autre glutathion oxydé
par un pont disulfure. Le glutathion est actif uniquement sous
sa forme réduite. Ceci fait qu'il est indispensable d'avoir
la glutathion réductase (et son co-enzyme le NADPH)
pour permettre le maintien normal de la cellule. Enfin, le glutathion
(GSH) et les thiols en général, sont d'excellents réducteurs,
donneurs d'hydrogène et puissants piégeurs de radicaux,
réagissant directement avec le peroxyde d'hydrogène,
le radical superoxyde, le radical hydroxyle et le monoxyde d'azote.
Les
antioxydants de nature phénolique, même s'ils
ont une liposolubilité limitée, assurent la stabilité
des huiles végétales. Ainsi, l'huile d'olive vierge
non raffinée et riche en polyphénols, est bien conservée.
Par contre le raffinage (suppression des polyphénols) s'accompagne
de la perte de protection contre l'oxydation et d'un rancissement
de l'huile.
Les
antioxydants synthétique (artificiels)
sont généralement des composés phénoliques
d'origine pétrochimique comme le butylhydroxytoluène
(BHT), le butylhydroxyanisole (BHA) ou encore les gallates. Certaines
études ont montré que des extraits de chêne sont
plus efficaces que le BHT pour protéger l'huile de colza
de l'oxydation par le dioxygène. Cependant, ces extraits,
peu solubles dans l'huile, ne peuvent pas y être
incorporés en quantités suffisantes pour que la protection
soit durable. Il a semblé opportun d'augmenter cette solubilité
en greffant chimiquement une chaîne aliphatique aux tanins sans
altérer leur activité antioxydante (Poaty-Poaty, B..
2009. Modification chimique d'antioxydants pour les rendre lipophiles.
Application aux tanins. Thèse de Doctorat, Université
Henri Poincaré-Nancy I, France).
De
nombreux composés phénoliques simples d'origine
végétale tels que la vitamine C, la catéchine,
la quercétine, les isoflavones, l'acide caféique
ou encore l'acide gallique sont très appréciés
pour leur pouvoir antioxydant. L'intérêt qu'on
leur porte est tel que, lorsqu'ils ne sont pas miscibles à
un milieu d'utilisation hydrophobe, différentes stratégies
ont été développées pour y remédier.
Il existe une grande variété de techniques dont ont
fait l'objet de tels composés afin de les rendre lipophiles
et de bénéficier ainsi de leurs propriétés
dans les corps gras. Etant donné que les composés phénoliques
antioxydants possèdent des groupements hydroxyle et
souvent des groupements carboxyliques, des estérifications
visant à les rendre lipophiles ont pu être réalisées
soit par des acides gras, soit par des alcools à longue chaîne
carbonée. La présence de noyaux aromatiques et de structure
de type flavan-3-ol a aussi permis d'envisager des alkylations
et acylations de Friedel-Crafts, ainsi que certaines réactions
de couplage régiosélectives. Ces antioxydants peuvent
aussi être modifiés par des réactions photochimiques
ou enzymatiques.
Le butylhydroxyanisole (BHA), le butylhydroxytoluène (BHT), les
esters de l'acide gallique (gallate de propyle, gallate d'octyle et
gallate de dodécyle) sont des antioxydants synthétiques
lipophiles. Le BHA et le BHT sont les plus fréquemment utilisés.
Ceux-ci sont principalement employés comme conservateurs, à
faible concentration, dans les produits cosmétiques et alimentaires
afin de protéger les lipides du rancissement. Néanmoins,
leur utilisation reste controversée, les produits de dégradation
du BHA et du BHT étant suspectés d'être cancérogènes.
La Plus de détails sur les antioxydants non enzymatiques
ANTIOXYDANTS DE NATURE ENZYMATIQUE
Un stress oxydatif (ou oxydant) peut, aussi, résulter d'une déficience ou d'une absence de production d'enzymes antioxydantes. Il peut entraîner des dommages au niveau des cellules.
Pour lutter contre les radicaux libres, l'organisme peut faire appel à des enzymes comme la peroxydase, la catalase, la superoxyde dismutase, la glutathione réductase (enzyme utilisant NADH) et les enzymes produisant NADH. Elles vont limiter l'action des radicaux libres
L'utilisation des antioxydants en pharmacologie pour traiter les maladies neurodégénératives et les accidents vasculaires cérébraux, est une indication de l'implication du stress oxydatif dans de nombreuses maladies chez l'Homme. Néanmoins, il n'est pas encore claire si le stress oxydatif est la cause ou la conséquence de ces maladies. Les antioxydants sont aussi des ingrédients importants des compléments alimentaires visant l'appartition de certaines maladies, comme le cancer ou les maladie cardiovasculaires.
LIENS UTILES
- Antioxydants et élimination des radicaux libres
مضادات الأكسدة و حذف الشقيات الحرة
- Antioxydants. Structure tridimensionnelle
بنيات مضادات الأكسدة
- Visualisation de la structure tridimensionnelle par JMOL
مضادات الأكسدة. بنية ثلاثية البعد
- Biotechnologies modernes. Applications
تطبيقات في البيوتكنولوجيات الحديثة
- Stress oxydatif (oxydant) et antioxydants. Articles de congrès
إجهاد تأكسدي
- METABOLISME DE L'OXYGENE ET PRODUCTION D'ESPECES D'OXYGENE REACTIVES (ROS)
استقلاب الأوكسيجين وإنتاج الأنواع التفاعلية للأوكسيجين
- لمحة عامة عن مشاريع نهاية الدراسة في ميدان البيولوجيا والبيوكيمياء
An overview on the end-study projects in the field of biology and biochemistry
- مشروع نهاية الدراسة في دراسات البيولوجيا والبيوكيمياء
End year graduation project activity in Biology and Biochemistry studies
Faculty of Sciences, Cadi Ayyad University
Marrakech, 40000, Morocco
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