Le stress oxydatif et les antioxydants

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Le stress oxydatif et les antioxydants
• Définitions
• Le rôle de l’oxygène
• Les radicaux libres
• Les systèmes de défenses antioxydants
• Le stress oxydatif et ses pathologies
• Systèmes de mesures des antioxydants
Dr. Philippe Tacchini, EDEL THERAPEUTICS, PSE-B, 1015 LAUSANNE
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Définitions
•Stress oxydatif: déséquilibre entre les oxydants et les
antioxydants, en faveur des oxydants, potentiellement
conduisant à des dégâts structuraux et fonctionnels.
•Radical libre: espèce chimique possédant un électron
célibataire sur sa couche périphérique.
•Antioxydant: toute substance présente en faible
concentration relative à un substrat oxydable et qui
diminue ou prévient l’oxydation de ce substrat.

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Rôle de l’oxygène
Respiration
Energie Protection
et
Régulation
Dégâts
ROS
Production d’oxygène à partir de l’eau par les cyanobactéries (-1500 millions): O2=1%
Formation de la couche d’ozone qui réduit les Ultra-Violets et favorise le
développement de la vie sur terre (-500 millions): O2=10%
Apparition de l’homme (-5 millions): O2 = 21% Systèmes
antioxydants
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Métabolisme de l’oxygène
O2 + 4 e- + 4 H+2 H2ORéduction de l’oxygène,
respiration
2-5% « fuite » qui produit des
superoxydes
O2 + 1 e-O2
.-
O2
.- + O2 .- + 2H+
SOD H2O2 + O2
Production de peroxyde
d’hydrogène catalysée par la SOD
H2O2 + Fe2+ .OH + Fe 3+ + -OH Production d’hydroxyle
par la réaction de Fenton
H2O2 + H2O2
H2O2 + 2GSH
2 H2O + O2
H2O + 2GSSH
Dismutation catalysée par la
CAT
Réduction par le Glutathion
et la Glutathion peroxydase
CAT
GPx

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Principaux radicaux libres du stress
oxydant
O2.- = radical superoxyde
HO2. = radical perhydroxyde
.OH = radical hydroxyle
RO2. = radical peroxyle, R= substrat organique
RO. = radical alkoxyle
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Structures des atomes d’oxygène des
intermédiaires réduits de l’oxygène
(-2)(-1)(-1) (-1)(-1) (0)(0) (0)
Degrés
D’oxydation
HOH
.OHHO--OHHO--O.
Formes
protonées
O2-.O--O--O--O--O.
O.--.O
Formes
déprotonées
EauRadical
hydroxyle
Preoxyde
d’hydrogène
Radical
superoxyde
Oxygène

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Le radical hydroxyle: .OH
• Potentiel standard d’oxydoréduction très élevé
(E.o OH/H2O =2.34 V à pH7) = pouvoir oxydant
très élevé = avide d’électrons.
• Constante de vitesse élevée (k = 1010 mol-1L s-1)
= forte réactivité = réagissent sur leur lieu de
production de façon non spécifique (diffusion:10
nm et faible durée de vie:10-6 s).
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Mode d’action du radical hydroxyle
Le radical hydroxyle peut oxyder un substrat selon 3 modes d’action
différents:
1. Arrachement d’un électron:
.OH + Fe 2+
2. Arrachement d’un atome d’hydrogène sur un substrat organique RH:
.OH + RH
3. Addition sur une double liaison
.OH + C=C
Fe 3+ + -OH
R. + H2O
.C-C(OH)
(R. + O2RO2
.= radical peroxyle
qui initie la
peroxydation lipidique =
réactions en chaîne =
dégradation membraire)

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Dégâts des radicaux libres
Cibles Effets Résultats
Protéines
Lipides
ADN
Hydrates de
carbone
Diminution de l’
activité enzymatique
Dégâtes membranaires
& oxydation
Mutation
Modification des
récepteurs
Altération
de la structure et
des fonctions
cellulairesAldéhydes
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Sources de radicaux libres
Endogène
• Mitochondries
• Phagocytoses
• Xanthine oxydase
• Métaux de transition
• Peroxysomes
• Exercice
• Inflammation
• Choc
ischiémique/reperfusion
Exogène
• Cigarette
• Radiation ionisantes
• Pollutions diverses
• Rayonnement UV
• Produits chimiques &
médicaments
• Ozone