Chapitre 11

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Chapitre 11

  1. 1. ANTIOXYDANTSSystèmes de protection del’organisme contre les radicauxlibres 1
  2. 2. SOURCES DE RADICAUX LIBRES Oxygène que nous respirons est une source endogène de radicaux libres  À peu près tout l’oxygène consommé au cours du métabolisme énergétique se combine à l’hydrogène dans la mitochondrie pour former de l’eau  < 2% de l’oxygène respiré produira des dérivés oxygénés appelés radicaux libres tels que :  Superoxyde (O2-)  Peroxyde d’hydrogène (H2O2)  Hydroxyde (OH-)  Un radical libre est une molécule hautement réactive Radicaux libres sont produits aussi par des facteurs exogènes comme :  Chaleur  Radiation ionisante  Fumée de cigarette  Alcool  Polluants atmosphériques  Ozone  Certains médicaments Radicaux libres peuvent interagir avec d’autres substances pour générer de nouveaux radicaux libres initiant des cascades 2
  3. 3. CIBLES DES RADICAUX LIBRES Accumulation de radicaux libres augmente le risque de dommages intracellulaires par des réactions de peroxydation sur :  ADN  Protéines  Lipides et AG polyinsaturés Une caractéristique majeure des radicaux oxygénés c’est une grande affinité pour les AG polyinsaturés de la double couche de lipides membranaires. Cette membrane cellulaire contribue à protéger la cellule des substances nocives comme les toxines et les agents carcinogènes Radicaux libres facilitent l’oxydation des LDL-cholestérol ce qui accélère le processus d’athérosclérose. LDL-cholestérol oxydé s’attarde aux zones endommagées de la paroi artérielle et contribue à accroître les dommages résultant en la formation des plaques d’athéromes Des évidences indirectes suggèrent que la peroxydation accentue le taux de dommages cellulaires associés au :  Vieillissement  Cancer  Diabète  Problèmes cardiaques 3
  4. 4. 4
  5. 5. SYSTÈMES ANTIOXYDANTS L’arrêt de la réduction de l’oxygène et de la production de radicaux libres n’étant pas possible, le cytoplasme, la mitochondrie et le milieu extracellulaire disposent de plusieurs mécanismes de protection Les systèmes de défense contre l’oxydation :  Protéines métalliques  Enzymes d’épuration antioxydantes  Gluthation  Agents réducteurs nutritionnels (vitamines A, C et E)  -carotène, un précurseur de la vitamine A, offre une protection supplémentaire Antioxydants agissent à différents niveaux :  Neutraliser les radicaux libres  Enlever les catalyseurs qui accélèrent les réactions d’oxydation et ainsi minimiser la formation des radicaux libres  Réparer les dommages résultant de l’oxydation  Lier les ions métalliques libres pour prévenir leur liaison aux espèces réactives Des agents nutritionnels réducteurs comme les vitamines A, C et E et la - carotène offrent une protection antioxydante car ils réagissent avec les radicaux libres 5
  6. 6. Toxic oxygen free radicals are continously created by our celles’ many metabolic activities. Under the prodding ofsuperoxide dismutase (an anitoxidant enzyme), free radicals combine with hydrogen ions to form hydrogenperoxide. To remove hydrogen peroxide, itself a potent free radical agent, the cell next enlists the talents of twomore antioxidant enzyme systems, catalase and glutathione peroxidase. Working together, catalase andglutathione peroxidase cleave the hydrogen peroxide molecules to produce harmless water and molecular oxygen. 6
  7. 7. ENZYMES ANTIOXYDANTES Superoxide dismutase (SOD) accélère la conversion du superoxide en peroxyde d’hydrogène Catalase (CAT) enlève le peroxyde d’hydrogène Glutathion peroxydase (GPX) enlève le peroxyde d’hydrogène, réduit les hydroperoxydes des lipides et prévient les dommages de l’ARN et l’ADN Peroxydase débarrasse le corps de l’excès de peroxyde d’hydrogène Les enzymes antioxydantes requièrent des minéraux comme co- facteurs :  Cuivre et le zinc comme composants de la structure de la SOD cytosolique  Manganèse dans la structure de la SOD des mitochondries  Fer dans la structure de la CAT Des déficiences en ces minéraux peuvent résulter en des activités amoindries des enzymes antioxydantes D’autre part, les formes libres du fer et du cuivre peuvent accroître les dommages oxydatifs 7
  8. 8. GLUTATHION Glutathion (GSH) est un tripeptide (ce n’est pas une enzyme) formé de 3 acides aminés : acide glutamique, cystéine et glycine Soufre de la cystéine est responsable du fort pouvoir antioxydant du GSH Niveaux intracellulaires de GSH sont un indicateur sensible de la capacité des cellules à résister à des chocs toxiques Perte de GSH conduit à d’intenses dommages aux mitochondries et à l’apoptose GSH est impliqué dans l’enlèvement du peroxyde d’hydrogène et la réduction des peroxydes des lipides GSH aide à régénérer les autres antioxydants (ex: vitamine C) Co-facteur de la glutathion peroxydase Glutathion réductase (GR) converti le glutathion oxydé en glutathion réduit N-acétyle cystéine en supplément est bien absorbé par l’intestin et facilement transformé en GSH Déficiences en GSH et maladies :  Maladies du foie, des poumons  Vulnérabilité aux infections (HIV, hépatite)  Dégénérescences neuronales (Alzheimer, Parkinson) 8
  9. 9. NUTRIMENTS AVEC DES ACTIVITÉSANTIOXYDANTES Table 10.2 Nutrients Involved in Antioxidant Activities Nutrient Primary antioxidant functions Vitamin E (alpha-tocopherol) Halts lipid peroxidation Vitamin C (ascorbic acid) Quenches singlet oxygen, regenerates the reduced of vitamin E Beta-carotene Quenches singlet oxygen Selenium Part of the glutathione peroxidase enzyme system Ubiquinone (reduced coenzyme O10) Scavenges peroxyl radicals Copper Part of the Cu-Zn SOD enzyme complex (in cytosol) Zinc Part of the Cu-Zn SOD enzyme complex (in cytosol) Iron Part of the catalase enzyme system Manganese Part of the Mn-SOD enzyme complex (in mitochondria) 9
  10. 10. VITAMINE E Cette vitamine possède plusieurs activités antioxydantes dans le corps incluant :  Arrêter la peroxydation des lipides  Enlever l’oxygène singlet  Stabiliser les radicaux superoxydes  Protéger la b-carotène  Épargner le sélénium  Stabiliser la structure des membranes cellulaires Le rôle premier de la vitamine E est de protéger les AG polyinsaturés dans les membranes biologiques contre les dommages oxydatifs. La vitamine E en stoppant la peroxydation des lipides aide à maintenir la stabilité et la fluidité des membranes La vitamine E inclut 8 composés distincts avec des activités biologiques différentes Alpha-tocophérol est le composé le plus actif de la vitamine E et sa fonction première est celle d’un antioxydant Sources principales de vitamines E inclut :  Huiles végétales  Noix  Germe de blé  Céréales et pain à grain entier  Légumes à feuilles vertes  Haricots 10
  11. 11. VITAMINE C La vitamine C ou acide ascorbique est une vitamine hydrosoluble synthétisée par la plupart des plantes et des animaux mais non chez les primates incluant l’homme Fonctionne comme un antioxydant surtout dans le liquide extracellulaire Les actions antioxydantes sont :  Stabiliser le radical hydroxyde  Neutraliser l’oxygène singlet  Réduire la forme oxydée de la vitamine E  Réduire les nitrosamines en espèces moléculaires moins dangereuses  Peut aider à protéger les poumons de l’ozone et de la fumée de cigarette. Les concentrations de vitamine C du sang sont réduites chez les fumeurs et les personnes exposées à la fumée secondaire  Peut aider à prévenir l’oxydation des LDL qui est dépendante des métaux Concentrations sériques élevées de vitamine C augmentent la dissociation du fer de la ferritine accélérant les dommages oxydatifs Combiner des suppléments de vitamine C et de fer peut être un choix dangereux chez les personnes ayant des réserves importantes en fer. 6-10% des gens possèdent des prédispositions génétiques facilitant l’absorption du fer et son accumulation dans le corps Principales sources alimentaires de vitamine C :  Agrumes et jus d’agrumes  Chou  Brocoli  Navet  Cantaloup Réduire le temps de cuisson des légumes pour préserver la vitamine C qui est détruite par la chaleur 11
  12. 12. -CAROTÈNE ET VITAMINE A -carotène est un membre de la famille des caroténoïdes. Ces derniers sont des composants des pigments rouge, orange et jaune trouvés dans plusieurs fruits et légumes -carotènes sont liposolubles, transportés dans le sang par des lipoprotéines et entreposés dans les tissus adipeux -carotène est un précurseur de la vitamine A signifiant que cette vitamine est synthétisée par le corps Plus de 600 caroténoïdes de connus et la lycopène (tomate) et la lutéine (légumes avec feuilles vertes) possèdent des capacités antioxydantes plus puissantes que celles du -carotène -carotène est un antioxydant relativement faible en comparaison de la vitamine E -carotène agit sur les portions lipidiques des membranes cellulaires et des LDL en :  Neutralisant l’oxygène singlet  Protégeant contre la peroxydation des lipides Vitamine A protège les LDL-cholestérol contre l’oxydation Des suppléments de vitamine A pour des personnes sans déficience est très toxique 12
  13. 13.  Au contraire de la vitamine A, -carotène peut être pris en suppléments avec des risques faibles de toxicité Un effet secondaire de la prise du -carotène est une coloration jaune de la peau Quoique le -carotène soit converti en vitamine A, des doses élevées ne résultent pas en des niveaux toxiques de vitamine A Sources alimentaires de -carotène :  Légumes à feuilles vertes foncées comme les épinards  Carottes  Brocoli  Navet  Betterave  Patate douce  Courge d’hiver  Abricot  Cantaloup, etc.COMBINAISON -CAROTÈNE, VITAMINES C ET D Effets synergiques validés par des études épidémiologiques :  Réduit et prévient les risques de maladies cardiaques en diminuant l’oxydation des LDL Abaisse la mortalité due aux cancers 13
  14. 14. EFFETS NÉFASTES DES SUPPLÉMENTSDE VITAMINES ANTIOXYDANTES La prise de suppléments en excès peut être associée à une variété de risques pour la santé Suppléments de vitamine E :  Réponse autoimmune accrue et des maladies immunitaires (asthme, allergies, diabètes, arthrite rhumatoïde) Suppléments de vitamine C en combinaison avec le fer augmentent les risques de :  Calculs rénaux  Problèmes cardiaques Suppléments de -carotène augmentent les risques de :  Cancer du poumon  Maladies cardiovasculaires Il faut être prudent car des évidences indiquent que les suppléments de nutriments antioxydants peuvent être potentiellement dangereux pour la santé La plupart des études sur les effets des nutriments antioxydants sont de courts termes. Les effets de suppléments sur la santé à long terme (plusieurs années) sont inconnus 14
  15. 15. SÉLÉNIUM Métal en trace dont la fonction première est due à sa liaison avec l’enzyme antioxydante glutathion peroxydase (GPX) La consommation de sélénium varie considérablement avec la localisation géographique reflétant sa présence dans le sol Principales sources alimentaires de sélénium sont :  Noix de Brésil  Fruits de mer  Viandes (muscles, foie, reins)  Grains selon la nature du sol  Céréales complète  Champignons, ail, oignons, crucifères Toxicité peut facilement survenir avec des suppléments car la marge entre une déficience et un excès est plus étroite qu’avec les autres minéraux Effets antioxydants :  Freine l’oxydation des lipides qui est souvent un facteur à l’origine de maladies cardiovasculaires  Préviendrait le cancer (poumons, prostate)  Efficacité démontrée dans le traitement de l’arthrose 15
  16. 16. AUTRES NUTRIMENTS AVEC DESPROPRIÉTÉS ANTIOXIDANTES Plusieurs nutriments semblent jouer un rôle dans le métabolisme antioxydant. Ce sont souvent des substances qui agissent comme co-facteurs dans les réactions qui protègent le corps contre les dommages oxydatifs. Les rôles exacts de ces autres nutriments dans les processus antioxydants font encore l’objet d’études Table 10.4 Compounds in Food That Have Been Attributed Antioxidant and Disease-Fighting Properties Compound Food source Function Allylic sulfides Garlic and onion Glutathione precursor Carotenoids Carrots, parsley, vegetables Antioxidant, vitamin A precursor Bioflavonoids Tea, red wine, vegetables, fruits Antioxidants (catechins, tannins) Indoles Cabbage, Brussels sprouts Blocks steroid hormone synthesis Thiocyanates Horseradish, radish Detoxification Limonoids Citrus fruits Detoxification Lycopenes Tomatoes Antioxidants Monoterpenes Vegetables Antioxidants Reprinted from Karlsson 1997. 16
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