[tel-00433556, v1] Relation entre Stress Oxydant et Homéostasie ...

tel-00433556, version 1 - 20 Nov 2009
surestimée du fait que les concentrations en substrats et en oxygène, fournis à la chaîne
respiratoire, dépassent nettement celles de la réalité physiologique. Une production
mitochondriale in situ s'élevant à moins de 1% est plus vraisemblable (Hansford et al., 1997).
Dans les conditions basales, la concentration intermembranaire d"anion superoxyde est
contrôlée par trois mécanismes distincts# : (i) l"enzyme superoxyde dismutase (SOD)
mitochondriale (Beyer et al., 1991) ; (ii) les cytochromes c (Butler et al., 1975) ; et (iii) le pH#:
plus il est faible, plus le superoxyde dismute spontanément (Fridovich, 1978 ; Guidot et al.,
1995). Le superoxyde est produit au niveau de la membrane mitochondriale externe, dans la
matrice, et sur les deux faces de la membrane mitochondriale interne (pour revue#: Turrens,
2003). Une fois produit, ce superoxyde est convertit en H2O2, à la fois dans la matrice, où il
est rapidement dismuté, et dans l"espace intermembranaire, à partir duquel il peut rejoindre
le cytoplasme via des canaux voltages-dépendants (Han et al., 2003). À l"équilibre avec les
défenses antioxydantes opérant dans la mitochondrie, on estime entre 10 )10 et 10 )9 mol/l les
concentrations respectives en superoxyde et H2O2 (Forman et Azzi, 1997 ; Cadenas et
Davies, 2000).
espace !
intermembranaire!
membrane !
interne!
matrice!
NADH +H +!
rot!
NAD +!
navette !
glutamate-!
malate!
O 2!
e - !
H + !
C-I!
O 2 !" !
FADH 2!
H 2 O 2 !
C-II!
FAD !
succinate!
O 2 !"!
Ub!
O2! fumarate!
C-III!
acides !
gras!
H + !
myxo!
UbH 2!
Ub !"!
O 2!
O 2 !" !
c!
AA!
H 2 O 2 !
H + !
e " !
2H + + #O 2!
C-IV!
H 2O !
Introduction — Stress oxydant
H + !
ATP!
synthase!
nH + !
ADP +Pi ! ATP !
Fig. I6. Sites de production des ERO et sites d!action des inhibiteurs classiques
utilisés. Dans le processus d"oxydation phosphorylante, les équivalents réduits (NADH et
FADH2), dérivés de la dégradation des nutriments, sont transférés en direction d"une série de
complexes d"enzymes redox localisées dans la membrane interne mitochondriale. Les
électrons entrent aux niveaux des complexes (C-) I et II et sont transférés via le pool
d"ubiquinone (Ub) au C-III, puis au cytochrome c sur le C-IV et finalement à l"oxygène pour
générer de l"eau. L"énergie libérée lorsque les électrons traversent les C-I, -III et -IV, est
utilisée pour pomper les protons à l"extérieure de la matrice. Il en résulte un gradient
électrochimique, l"équivalent biologique d"un “condensateur”. Cette capacitance est utilisée
comme source d"énergie potentielle pour générer de l"ATP via l"ATP-synthase. L"élévation de
ce gradient (hyperpolarisation) — lors d'une inhibition de la chaîne respiratoire — entraîne
une augmentation de la production d"ERO, dont le superoxyde (O2 !$ ) et le peroxyde
d"hydrogène (H2O2). Les inhibiteurs spécifiques des complexes impliqués dans la production
d"ERO, respectivement la roténone (rot) pour le C-I, et l"antimycine A (AA) ou le myxothiazol
(myxo) pour le C-III, permettent de mettre en évidence cette production spécifiquement à
leurs niveaux. ERO, espèces réactives de l"oxygène.
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