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LES ANTIOXYDANTS ET LE STRESS OXYDANT

En 1956, Denham Harman publia son hypothèse selon laquelle les radicaux libres (RL) jouaient un rôle dans le processus de vieillissement chez l'homme. Aujourd'hui, "The Free Radical Theory of Aging" (la Théorie des radicaux libres du Vieillissement) fait partie intégrante du processus du « vieillissement passif », mais il n'y a pas encore de preuve absolue que les radicaux libres soient la cause primaire du vieillissement. Une multitude d’études scientifiques montre par contre que les radicaux libres sont impliqués dans les aspects secondaires des maladies et des changements relatifs à l'âge. Aujourd'hui, la quasi-totalité du monde scientifique estime que l'équilibre entre les radicaux libres et les antioxydants est impliqué dans l’allongement de l’espérance de vie mais peut aussi influencer des mécanismes plus compliqués et être impliqué dans de multiples pathologies et maladies génétiques.

Radicaux d'oxygène

Les premiers travaux sur les radicaux libres et la pathologie humaine étaient surtout concentrés sur les radicaux d'oxygène. En effet, après la suggestion d'Harman que les radicaux libres étaient impliqués dans la biochimie humaine, le premier suspect de la production de radicaux était le métabolisme d'oxygène.

Les radicaux d'oxygène peuvent se former comme réaction secondaire du métabolisme ordinaire de l’oxygène. Environ 97% de l'oxygène utilisé par les mitochondries pour former de l'eau ou du dioxyde de carbone concernent une étape avec deux électrons. Cependant, les 3 % restant de l'oxygène utilisé concernent des réactions secondaires relatives à des transferts d'électrons célibataires qui peuvent atteindre indirectement le même résultat. Malheureusement, les radicaux d'oxygène formés dans œ processus peuvent aussi être impliqués dans des réactions qui peuvent causer des dommages importants au corps.

Schéma Mitochondrie

En effet, les molécules stables ont des électrons pairs, c'est à dire que les électrons sont en groupes de deux qui partagent la même orbite pour atteindre le niveau d'énergie le plus bas pour le nombre d'électrons dans la molécule. Les radicaux libres sont généralement définis comme des molécules, des fragments moléculaires ou des atomes qui ont un ou plusieurs électrons célibataires (impairs). Pour produire des radicaux libres, il faut donc apporter l'énergie nécessaire à la rupture du doublet, cette énergie peut provenir de la lumière (photolyse), des rayonnements ionisants (radiolyse), de réactions biochimiques (métabolisme cellulaire).

Les radicaux d'oxygène ordinaires comprennent les radicaux hydroxyles, alkoxyles, peroxyles et semiquinones, le radical de peroxyde anion et l'acide hypochloreux. L'oxyde nitrique est considéré comme un radical de nitrogène, et le rôle de ces radicaux a élargi notre compréhension de la pathologie des radicaux libres.

Plus tard, il fut reconnu que d'autres espèces d'oxygène non-radicalaires comme l'oxygène singulet et le peroxyde d'hydrogène, pouvaient être impliqués dans des pathologies similaires. C'est pourquoi, maintenant on considère ces composantes d'oxygène destructives comme des Espèces d'Oxygène Réactives ou ROS (Reactive Oxygen Species).

L'excès des RL dans la cellule cause des lésions caractéristiques: La peroxydation des phospholipides membranaires (AGPI) tant péri-cellulaires qu'intra-cellulaire (membranes mitochondriales, lysosomiales, etc. ... ) l'altération de l'activité d'enzymes à groupement sulfydrile, la dénaturation de la structure de microfibrilles de collagène (osseux entre autres comme dans l’arthrose), de l'acide hyaluronique, la dénaturation de l'ADN et de l’ARN….

Dans la matière vivante, la création de RL se fait par capture d'atome d'hydrogène (électron plus proton) aux dépens de molécules organiques avoisinantes. Il y a rupture d'une liaison covalente entre un atome de carbone et un d'hydrogène. Il en résulte une déshydrogénation qui crée de nouveaux radicaux lesquels capturent à leur tour des électrons, etc...

Les réactions radicalaires sont donc des réactions en chaîne qui impliquent des étapes d'initiation, de propagation et d'arrêt. Cet arrêt de réaction en chaîne se produit lorsque deux RL réagissent entre eux ou par l'intervention précisément des antioxydants cellulaires.

Un antioxydant se définit comme une substance, qui présente en petite concentration par rapport à la concentration d'un substrat oxydable, retarde ou prévient l'oxydation de œ substrat.

Les antioxydants agissent comme un catalyseur pour prévenir le dommage oxydatif.

Jusqu'à il y a peu, l'intérêt se portait surtout sur l'identification et la mesure des radicaux libres d'oxygène et sur les antioxydants ou les combinaisons d'antioxydants pouvant réduire les dégâts causés par les radicaux libres.

Nous comprenons maintenant beaucoup mieux la pathologie des radicaux, dans la mesure où nous comprenons que d'autres radicaux libres peuvent jouer un rôle et que l'équilibre entre radicaux et antioxydants peut influencer l'expression génétique (tant la régulation en amont qu'en aval).

Le schéma ci-dessous permet de voir une cascade radicalaire et les niveaux d’action de certains antioxydants (co-enzymes).

Schéma Oxydation 

Régulation des gènes

L'équilibre entre les oxydants (radicaux et non-radicaux) et les antioxydants est un facteur régulateur qui peut déterminer l'expression des gènes. Par l'activation d'électrons dans le réseau des antioxydants, des signaux sont envoyés aux facteurs de transcription sensibles à la réduction et oxydation, comme le facteur nucléaire kappa B, AP1 et P53. Ces facteurs de transcription agissent comme des interrupteurs de " marche/arrêt " pour contrôler l'expression de gènes protecteurs qui réparent l'ADN endommagé, activent le système immunitaire, arrêtent la prolifération de cellules endommagées et induisent l'apoptose (mort) cellulaire.

Le facteur nucléaire kappa B est important dans l'expression de nombreux gènes dont les protéines jouent un rôle dans des activités comme l'apoptose, le développement de cellules B et T, des réponses antivirales et bactériennes, de multiples réponses au stress, et le développement embryonnaire. Les produits en aval du facteur nucléaire kappa B comprennent les cytokines inflammatoires, le facteur de nécrose de tumeur, la synthase d'oxyde nitrique, les molécules d'adhésion cellulaire, l'activation de leucocytes, et l'activation virale.

Implications pratiques sur le stress oxydant

Chaque semaine de nouveaux résultats sont publiés, dans le monde, qui confirment l'importance de moduler le stress oxydant associé à un excès d'émission de radicaux libres et/ou à un manque de défenses anti oxydantes, en particulier dans les processus du vieillissement et des pathologies associées.

Par exemple, une étude italienne (Paolisso) montre que les centenaires en bonne santé ont des taux sanguins de vitamines anti oxydantes, C et E, plus élevée qu'une population comparable, mais qui n'a pas dépassé la barre des 100 ans (âgée de 70 à 99 ans)

C'est aussi l'accumulation de dégâts progressivement de moins en moins bien réparés, liés à la corrosion radicalaire qui prend une place centrale dans l'augmentation avec l'âge de la fréquence des pathologies "dégénératives". Les antioxydants peuvent jouer un rôle majeur dans leur prévention et même leur traitement.

Ainsi, chez des sujets sains âgés de 65 à 94 ans dont la mémoire et le vocabulaire sont testés, après élimination des facteurs statistiquement confondants, ce sont les niveaux circulants de vitamine C et de bêta-carotène qui ressortent comme prédicteurs des meilleures performances (Perrig). 

Les patients atteints de démences diverses ou de maladie d'Alzheimer présentent des taux plus bas en vitamines anti oxydantes que les témoins (Foy). Lorsque l'on suit aux Etats-Unis 633 sujets âgés de plus de 65 ans en bonne santé et que l'on les réévalue en moyenne 52 mois plus tard, 91d'entre eux présentent des signes de démence. Parmi les consommateurs réguliers de vitamines C ou E, aucun cas de démence n'est enregistré (Morris). 

Les fonctions immunitaires de 88 personnes âgées sont cliniquement améliorées par une supplémentation en vitamine E et les auteurs recommandent une révision systématique à la hausse avec l'âge des apports en cet anti oxydant (Meydani). Une étude menée chez des femmes âgées en moyenne de 72 ans et atteintes soit de coronaropathies ou de dépression majeure, obtient en 4 semaines avec 200 mg de vitamine E et 1g de vitamine C par jour, une optimisation des défenses anti-infectieuses et une réduction des graisses oxydées circulantes (De La Fuente).

Aux Etats-Unis, la Reaver Dam Eye Study menée chez 252 sujets de 50 à 86 ans découvre 60 % de cataractes en moins chez ceux qui représentent le taux sanguin le plus élevé en vitamine E (Lyle). Le traitement de 71 patients atteints de dégénérescence maculaire sévère risquant une cécité irréversible, par de fortes doses d'anti-oxydants (lutéine esters, zéaxanthine et cryptoxanthine), a permis de stopper la perte de la vision alors qu'elle s'est poursuivie dans le groupe recevant un placebo (Age-Related Macular Degeneration Study Group).

En Finlande 7526 hommes sont suivis pendant 21 ans. Dix-neuf d'entre eux développent un diabète insulino-dépendant. Le risque de diabète se trouve 88% plus bas chez le tiers des sujets qui ont le taux circulant le plus élevé de vitamine E ajusté par rapport au cholestérol (Knekt). Chez des diabétiques non insulino-dépendants porteurs d'une neuropathie débutante l'administration de 900 mg de vitamine E par jour pendant 6 mois entraîne une amélioration dans la vitesse de conduction nerveuse statistiquement significative par rapport au groupe placebo (Tutuncu).

Parmi 39.910 hommes et 86.245 femmes, tous professionnels de santé, suivis par des équipes de Harvard, les consommateurs depuis plus de 2 ans d'au moins 100 UI de vitamine E, quantité 20 fois supérieure à celle qui est atteinte dans l'alimentation, ont connu par rapport aux non-consommateurs une fréquence de maladies cardio-vasculaires diminuée respectivement de 37 à 41 % (Rimm, Stampfer). Et l'administration de quantités encore supérieures de vitamine E (400 ou 800 UI) chez plus de 2000 patients coronariens suivis à Cambridge conclut à une diminution de 77 % des risques d'infarctus non mortels par rapport au groupe ayant reçu un placebo (Stephens).

Au total, que ce soit en prévention ou en thérapeutique, l'utilisation d'un complexe associant vitamine E naturelle, vitamine C, caroténoïdes et sélénium s'impose de plus en plus comme une évidente nécessité. Restent à adjoindre les conseils alimentaires, d'évitement des toxiques, d'adaptation au stress et d'activités physiques et intellectuelles pertinentes, ainsi que certains suppléments spécifiques selon les pathologies rencontrées.

Pathologies corrélatives des Radicaux Libres

CARDIOLOGIE ET PATHOLOGIES VASCULAIRES 

  • Ischémie-reperfusion des post-infarctus, AVC, angor, spasmes artériels, etc. ...
  • Maladie de Kawasaki (vasculite fébrile chez l'enfant)
  • Maladie de Keshan (cardiomyopathie)
  • Hypoacousies; acouphènes
  • Hyperagrégabilité plaquettaire
  • Athérosclérose et hyperlipidémie.

RHUMATOLOGIE

  • Polyarthrite rhumatoïde caractérisée par des inflammations récurrentes avec surproduction de RL. Le liquide synovial est particulièrement riche en dérivés peroxydés.
  • Le cartilage, le tissu conjonctif sont atteints par cette action oxydante.

GASTRO-ENTEROLOGIE

  • Etats inflammatoires: rectocolite hémorragique, iléite de Crohn, etc. ...
  • Fibrose kystique du pancréas (mucoviscidose)
  • Etats cirrhotiques: métabolisation incomplète de l'alcool et de l'acétaldéhyde.

OPHTALMOLOGIE

  • Dégénéresœnce rétinienne
  • Cataracte
  • Dégénéresœnce maculaire sénile
  • Rétinopathie diabétique

PNEUMOLOGIE 

  • Syndrome de détresse respiratoire
  • Pneumopathies interstitielles diffuses chroniques
  • Emphysème, asthme

NEURO-GERIATRIE

  • Sénescence cellulaire
  • Vieillissement pathologique: Parkinson et Alzheimer.
  • Trisomie 21

CANCEROLOGIE

  • Cancérogénèse au cours d'expositions prolongées aux RL.
  • Cancer cutané. (mélanome)

NEONATALOGIE

  • Fibroplasie rétrolentale après oxygénation hyperbare
  • Dysplasie broncho-pulmonaire par agression des parenchymes immatures après oxygétrothérapie.
  • Rétinopathie

NEUROLOGIE



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