Qu’est-ce que le Stress Oxydatif (Stress Oxydant)

Le stress oxydatif (stress oxydant ou pression oxydative) est un type d’agression des constituants de la cellule dû aux espèces réactives oxygénées^[] (ROS, en anglais : reactive oxygen species) et aux espèces réactives oxygénées et azotées (RONS, N pour nitrogen en anglais) oxydantes. Ces espèces peuvent être ou non des radicaux. Les trois plus connues sont l’anion superoxyde (O₂^•–), le peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) et le radical hydroxyle (HO^•).

En présence de fer (sous forme ionique, fer ferreux Fe²⁺), le peroxyde d’hydrogène produit des radicaux hydroxyles (réaction de Fenton).

Introduction

La production de ROS et RONS est normale pour tous les organismes vivant en aérobie et ne constitue pas, en soi, une situation de stress oxydant. En effet, la cellule dispose d’un système complexe de détoxification contre les ROS comprenant des enzymes (superoxyde dismutase, catalase, glutathion peroxydase, etc.), des protéines chaperons et des petites molécules (vitamine E, vitamine C…).

En situation physiologique, l’anion superoxyde (O₂^•–) est produit essentiellement par les NADPH oxydases (NOX) dont on connaît cinq isoenzymes, et le monoxyde d’azote (NO^•) par la famille des NO synthases (plusieurs isoformes).

Situation pathologique

Le stress oxydant devient une situation pathologique dès que le système de protection est submergé par les ROS et RONS.

Ceci peut être par exemple dû à :

• l’introduction dans la cellule de radicaux ou d’espèces réactives oxygénées (polluants photochimiques pénétrant l’organisme via le système respiratoire, l’alimentation ou les muqueuses) ;
• une surproduction de ROS et RONS induite par des processus de type ischémie-reperfusion qui sont à l’origine d’une partie des rejets des greffes ou à la présence de certains composés chimiques prooxydants tels que le méthylviologène ;
• un défaut du système de protection, par exemple une mutation inactivant une des enzymes du système de protection ou une carence en une des vitamines ;
• l’introduction dans la cellule, ou dans un organe, de molécules hautement réactives, par exemple des nanoparticules (très petites et à surface spécifique très développée). Si ces nanoparticules sont nombreuses, les macrophages n’arrivent plus à les traiter et peuvent libérer leurs oxydants dans l’organisme en provoquant une réaction inflammatoire exacerbée.

Le stress oxydant est un facteur d’inflammation et de mutagenèse, mais il est aussi considéré comme une des principales causes de cancer et jouerait un rôle dans la maladie d’Alzheimer, comme dans plusieurs affections plus courantes telles que les maladies cardio-vasculaires, les accidents cérébro-vasculaires, l’arthrite rhumatoïde ou les cataractes.

Les antioxydants bien dosés pourraient théoriquement diminuer ces dégâts.

Par ailleurs, les macrophages produisent, à l’aide de l’enzyme chloroperoxydase, des ions hypochlorite ClO^– qui causent la mort des bactéries pathogènes en provoquant une situation de stress oxydant au sein de celles-ci.

Exemples de ROS et RONS

• Le radical superoxyde O₂^•–
• Le peroxyde d’hydrogène H₂O₂
• L’ion hypochlorite ClO^–
• Le radical hydroxyle HO^•
• Les radicaux peroxyde (ROO^•) et alkoxyle (RO^•), où R est une chaîne carbonée
• Les radicaux dérivant d’acides gras insaturés
• Le peroxynitrite ONOO^•
• Le monoxyde d’azote NO^•
• L’oxygène singulet O₂

Sources de pressions oxydantes

• alcool, tabac
• déséquilibre alimentaire, sucre raffiné
• ensoleillement, rayonnements
• pollution, pesticides, toxines
• infections
• médicaments
• surmenage, manque d’activité physique

Les antioxydants

Le terme « antioxydant » (on dit parfois anti oxygène) était à l’origine utilisé pour désigner les substances chimiques qui empêchent les réactions avec l’oxygène. À la fin du XIX^e siècle et au début du XX^e siècle, les propriétés des antioxydants ont été largement étudiées pour leur utilisation dans les procédés industriels afin de réduire par exemple la corrosion des métaux, la vulcanisation du caoutchouc et la polymérisation des carburants dans les moteurs à explosion.

En biologie, les premières recherches sur les antioxydants concernèrent la réduction de l’oxydation des acides gras insaturés, cause du rancissement. L’activité antioxydante était facilement mesurée en enfermant des corps gras dans des récipients hermétiques avec de l’oxygène, puis en vérifiant le taux d’absorption de ce dernier. Cependant, ce n’est qu’avec l’identification des vitamines A, C et E qu’est apparue l’importance des antioxydants dans la biochimie des organismes vivants.

Les mécanismes possibles des antioxydants ont été étudiés à partir du moment où l’on a compris qu’une substance antioxydante devait être elle-même facilement oxydable. Les recherches sur l’action de la vitamine E dans la limitation de l’oxydation des lipides ont démontré son rôle dans l’élimination des molécules contenant un atome d’oxygène actif avant que ces derniers n’attaquent les cellules.

Les antioxydants dans l’alimentation

Les antioxydants les plus connus sont le ß-carotène (provitamines A), l’acide ascorbique (vitamine C), le tocophérol (vitamine E), les polyphénols et le lycopène. Ceux-ci incluent les flavonoïdes (très répandus parmi les végétaux), les tanins (dans le cacao, le café, le thé, le raisin, etc.), les anthocyanes (notamment dans les fruits rouges) et les acides phénoliques (dans les céréales, les fruits et les légumes).

Fruits riches en antioxydants

Les fruits sont riches en antioxydants, notamment ceux dits rouges, tels les airelles, et ceux bleu foncé, tels l’aronia du fait de la présence conjuguée de vitamine C et de polyphénols. Le « pouvoir antioxydant » d’un aliment, c’est-à-dire sa capacité de résister à l’oxydation, s’exprime en unités ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity, cette valeur mesure la capacité de l’aliment à neutraliser le radical peroxyle) :

Légumes riches en antioxydants

L’avocat, l’artichaut, le cresson, l’ail, le chou vert, l’épinard, l’asperge, le chou de Bruxelles, le germe de luzerne, le brocoli, la betterave et le poivron rouge sont les légumes ayant la plus forte concentration d’antioxydants.

On attribue le caractère antioxydant de ces aliments à leur riche teneur en vitamine C, caroténoïdes (dont les lycopènes), flavonoïdes, composés phénoliques, terpénoïdes et resvératrol.

Lors de la cuisson, certains antioxydants tels que la vitamine C sont inactivés, alors que d’autres se transforment pour devenir plus actifs ou plus facilement absorbables par le système digestif. C’est le cas des lycopènes de la tomate. En effet, la cuisson de la tomate augmente la quantité de lycopène biodisponible, la chaleur le libérant des cellules de la tomate. Ainsi, il y a environ quatre fois plus de lycopène biodisponible dans la sauce tomate que dans la tomate fraîche.