UV_306_PATHO_NUT

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PATHOLOGIE NUTRITIONNELLE
UV 306
OXYDATION
HYPERCHOLESTEROLEMIE
GLYCOGENOSES
P.Pilardeau

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PROCESSUS OXYDATIFS
L’oxygène est une substance toxique dont l’organisme doit continuellement se protéger, mais
qu’il utilise également pour lutter contre des substances étrangères, dites xénobiotiques.
= La protection contre l’hyperoxydation a lieu dans le plasma, les érythrocytes et les
cellules périphériques.
Les globules rouges chargés de transporter l’oxygène disposent de deux systèmes
particulièrement efficaces, l’hème qui isole l’oxygène du reste de la globine, la SOD et la glutathion
réductase chargées de lutter contre l’apparition d’anions superoxydes.
Le plasma dispose également de ces enzymes
Les cellules présentent en plus deux systèmes vitaminiques, la vitamine C dont l’action est
particulièrement efficace dans le milieu aqueux et la vitamine E, liposoluble, destinées à la phase
lipidique membranaire.
= La lutte contre les xénobiotiques se déroule à la fois dans les mitochondries et dans
le cytoplasme cellulaire (système microsomial).
= La synthèse des stéroïdes gonadiques et surrénaliens et de nombreuses autres
substances comme les prostaglandines…
I – PROTECTION CONTRE LES XENOBIOTIQUES
Ces mécanismes utilisent des enzymes transporteurs d’électrons, les cytochromes.
= Cytochrome P 450
Le cyt P 450 se trouve engagé dans des réactions d’oxydoréduction au niveau des microsomes
cytoplasmiques mais aussi dans la mitochondrie.
+ Oxygénase microsomique
Le cytochrome P 450 appartient à un système microsomique destiné à lutter contre les agents
pathogènes et à détoxiquer les xénobiotiques.
Les protons sont fournis par le NADH et le NADPH. Ce système fonctionne de façon fermé entre le
cyt P 450 Fe +++ et sa forme Fe ++
NADPH H+ FADH H+ 2 Fe2 S2 +++ P 450 Fe ++
NADPH cyt P 450 réductase
NADP FAD 2 Fé2 S2++ P 450 Fe +++
Ce cycle hydroxylasique est responsable de fuites d’anions superoxydes excessivement
dangereux pour la cellule.
Le substrat xénobiotique A-H (forme réduite) se trouve après oxydation sous la forme A-O
(oxydée) inactive.

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Substrat A - H H-A-P450-Fe+++ H-A-P450 - Fe++
e-
O2
NADP FADH2 2Fe2S2+++
H-A-P450-Fe++-O2
P-450-Fe+++
NADPH2 FAD 2Fe2S2++
e-
2H+ H20
H-A-P450-Fe++-O-2
A-OH
Ce mécanisme est utilisé lors:
Du métabolisme de l’alcool
Du catabolisme de certains médicaments comme les anti-inflammatoires non stéroïdiens
Du catabolisme de la caféine (cytochrome P 448)
+ Oxygénase mitochondriale
Ce système est à l’origine de la synthèse des stéroïdes gonadiques et surrénaliens réalisée à
partir du cholestérol.
Les principales réactions concernées sont :
Le clivage de la chaîne latérale du cholestérol, première réaction de la chaîne enzymatique
donnant les hormones stéroïdes.
Cyt P 450
Cholestérol Prégnénolone
Les réactions d’hydroxylation des hormones surrénaliennes et de la vitamine D.
Des réactions intermédiaires concernant la biosynthèse des prostaglandines ou le
métabolisme des quinones
II - LUTTE CONTRE L’OXYDATION
L’oxydation des tissus est une des origines non programmées de leur vieillissement. Pour
lutter contre ces phénomènes induits par les « fuites » d’oxygène atomique l’organisme dispose de
plusieurs systèmes faisant intervenir des vitamines et des enzymes chargés de réduire les substrats
oxydés.
2.1 Origines de la peroxydation
Physiologiquement les transferts d’électrons dans la chaîne respiratoire mitochondriale ou
lors du catabolisme peroxysomial produisent par réduction de l’oxygène (O2) un radical libre, l’anion

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superoxyde O2-. Ce dernier est à l’origine du radical .OH (radical hydroxyl), particulièrement
toxique comme initiateur de la lipoperoxydation.
Ce phénomène est dû à une voie minoritaire de la réduction de l’oxygène. Physiologiquement,
la réduction de l’O2 est réalisée de façon tétravalente grâce à l’action de la cytochrome c oxydase.
Cependant, 1 à 2% de l’oxygène se trouve réduit de façon monovalente. C’est cette fraction qui est à
l’origine des anions superoxydes.
Les processus de peroxydation se produisent essentiellement lors :
De la respiration cellulaire (courses prolongées et répétées)
De l’intoxication tabagique
De l’utilisation de médicaments oxydant comme la Nivaquine.
Lors de l’exercice sportif, la concentration en radicaux libres du muscle peut être
multipliée par trois.
2.2 Processus d’hyperoxydation
Physiologiquement deux types de réactions peuvent se manifester, la réduction tétravalente
qui aboutit à la formation d’eau, et la réaction monovalente, génératrice d’anions superoxydes.
Réduction tétravalente
O2 + 4 e- + 4 H + H2O
Réduction monovalente
La réduction monovalente est à l’origine :
+ De la synthèse d’eicosanoïdes, (leucotriènes, prostaglandines), substances
impliquées dans les processus inflammatoires.
+ De la synthèse dans les cellules phagocytaires d’anions superoxydes O2- destinés à
protéger les tissus contre les corps étrangers, ou reconnus comme tel. La formation de l’anion
superoxyde donne naissance aux radicaux hydroxyl (.OH), qui jouent un rôle de défense
contre les virus et les bactéries.
O2 + e- O2-.
Lors des exercices prolongés et répétés, une partie des cellules tendineuses sont détruites
par des phénomènes mécaniques et chimiques (acidoses). Pour « évacuer ces déchets »
cellulaires, l’organisme dépêche sur place des lymphocytes chargés de phagocyter les débris
cellulaires et de « nettoyer » la zone irritée. Lors de cette action physiologique, des fuites
d’anions superoxydes se produisent, induisant ainsi un processus inflammatoire local,
responsable de la tendinite.

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+ De radicaux libres, susceptibles d’agresser les tissus environnants.
Le radical O.2- libre peut être :
Soit fixé sur des protons pour donner du peroxyde d’hydrogène, ou eau oxygénée
(moins toxique) grâce à la superoxyde dismutase (SOD),
SOD
O2-. + H+ + e- H2O2 (peroxyde d’hydrogène)
Soit fixé sur du peroxyde d’hydrogène et donner un radical hydroxyl (réaction dite de
Fenton).
Réaction de Fenton
H2O2 + H+ + e - H2O + °OH
L’électron est donné par le passage du Fe++ en Fe+++ ou par le Cu+ qui est transformé en Cu++.
Un deuxième électron permet de transformer le peroxyde d’hydrogène en eau.
°OH + H+ + e- H2O
Réaction avec du peroxyde d’hydrogène
Réaction de Weiss
O2-. + H2O2 OH° + OH- + O2
La réduction monovalente aboutissant à la formation d’O2-. est un processus
physiologique au niveau de la chaîne respiratoire et de la chaîne du cytochrome 450.
Les substances peroxydantes présentes dans l’organisme sont essentiellement le radical
hydroxyl °OH et les radicaux alcoxy RO° et peroxy ROO°.
2.3 Effets de la peroxydation
Le radical °OH génère des structures radicalaires lipidiques, protéiques ou
nucléoprotéiniques.
Si l’oxydation est très poussée la structure peut être totalement détruite, on parle dans ce
cas d’oxydation disruptive.
Du fait de sa très brève demi vie (10-9 sec), le radical OH° ne peut exercer son effet
toxique que localement c’est à dire sur son lieu de production (foie, muscles, érythrocytes...). A
l’opposé O2-. et H2O2 du fait de leur relative stabilité peuvent diffuser dans les liquides
extracellulaires et produire leur effet toxique à distance.