physiologie

Radicaux libres et stress oxydatif

Toutes les espèces vivantes sont continuellement exposées à des agents réactifs qui attaquent les organismes de l'extérieur et de l'intérieur. Au cours des dernières décennies, les recherches ont principalement porté sur les radicaux libres en raison de leur implication dans l'apparition et le développement de nombreuses maladies.

Les radicaux libres sont des espèces chimiques très instables en raison de la présence dans leur structure d'un ou plusieurs électrons non appariés. La distribution électronique particulière rend les radicaux libres très réactifs et essaient d'atteindre un état plus stable en se couplant avec d'autres molécules ou atomes, en "volant" leurs atomes d'hydrogène ou en interagissant avec d'autres espèces radicalaires.

Une fois formés, les radicaux libres réagissent rapidement avec d'autres molécules par le biais de réactions d'oxydoréduction (rédox) afin d'obtenir une configuration électronique stable. Lors de ce type de réaction, il existe un transfert d'électrons entre les composés participant à la réaction, dans lequel une espèce perd des électrons (processus d'oxydation) au profit d'un autre qui les acquiert (processus de réduction): la molécule qui perd des électrons est l'agent réducteur, tandis que celui qui les gagne est l'oxydant.

Lorsqu'un radical libre réagit avec une espèce non radicalaire, il peut perdre ou gagner des électrons ou simplement rejoindre la molécule elle-même. Dans tous les cas, l’espèce non radicalaire est transformée en un nouveau radical qui déclenche une réaction en chaîne, dans laquelle un radical libre génère un autre radical libre, jusqu’à ce que deux radicaux se rencontrent, arrêtant ainsi la cascade de réactions.

Les ROS (espèces réactives à l'oxygène) et d'autres espèces radicalaires réactives sont produites par les cellules elles-mêmes au cours de processus physiologiques normaux, ou peuvent avoir une origine exogène. La respiration atmosphérique, certains processus enzymatiques et certaines réactions immunitaires sont généralement libérés à l'intérieur du corps, alors que les principaux facteurs externes responsables de la formation de radicaux libres sont la pollution atmosphérique, le rayonnement ultraviolet, les produits chimiques et le stress. .

Dans des conditions physiologiques, les systèmes vivants possèdent des systèmes de défense endogènes qui protègent les biomolécules structurelles et fonctionnelles des attaques des radicaux libres. Ces systèmes de défense, qui peuvent être enzymatiques (glutathion, superoxyde dismutase, catalase) et non enzymatiques (molécules antioxydantes et vitamines prises avec un régime alimentaire), réagissent avec les espèces radicales avant de pouvoir attaquer les structures biologiques, réduisant ainsi leur potentiel. nocifs.

En l'absence de cette "barrière anti-oxydante", les radicaux libres réagissent rapidement avec des biomolécules menaçant le pronostic vital, telles que l'ADN, les lipides et les protéines, provoquant de graves dommages cellulaires et même la mort des cellules.

En raison d'une exposition excessive à des espèces oxydantes hautement réactives, l'équilibre entre les radicaux libres et les antioxydants peut être moindre; cela déclenche une situation de stress oxydatif, responsable de dommages majeurs compromettant la fonctionnalité des cellules et des tissus et associée à de nombreuses maladies chroniques, telles que les troubles cardio-circulatoires (athérosclérose, ischémie, accident vasculaire cérébral), le diabète, le cancer, les maladies neurodégénérative (par exemple, maladie de Parkinson, Alzheimer). De plus, le stress oxydatif est l’une des principales causes du vieillissement cellulaire. Les ROS attaquent en effet les polysides des lipides en provoquant leur oxydation (peroxydation des lipides). L'altération des chaînes lipidiques représente un endommagement sérieux des membranes cellulaires, qui deviennent plus perméables et perdent leur efficacité, avec le vieillissement prématuré des cellules et des tissus qui en résulte.

Du point de vue chimique, les radicaux libres constituent une grande famille de composés qui, pour simplifier, peuvent être divisés en deux catégories principales: les ROS (espèces réactives de l'oxygène), qui sont des espèces réactives contenant de l'oxygène et qui comprennent également des molécules non radicalaires telles que les peroxydes et les RNS (espèces réactives de l'azote) qui incluent les espèces radicalaires de l'azote (oxyde nitrique radical NO et peroxynitrite).

Les ROS sont physiologiquement formées en petites quantités en tant que produits secondaires du métabolisme respiratoire, mais elles peuvent également être générées en raison de facteurs environnementaux tels que les rayons UV et la pollution, ou en raison de l'action du système immunitaire à la suite du déclenchement de réactions inflammatoires. Les ROS comprennent à la fois des espèces radicalaires telles que l'anion superoxyde, les radicaux hydroxyle et les radicaux hydroperoxyle, et des espèces non radicalaires telles que le peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2 ) et l'oxygène singulet. Le radical hydroxyle et l'oxygène singulet sont les formes les plus réactives parmi les radicaux libres, car ils oxydent rapidement toutes les molécules biologiques, en particulier les graisses insaturées, les protéines, les acides nucléiques, causant de graves dommages aux cellules.