Programme et Résumés - Inra

STRESS OXYDANT, MICRONUTRIMENTS ET SANTE
Edmond ROCK
INRA – CRNH, Unité des Maladies Métaboliques et Micronutriments
63122 St Genès Champanelle
rock@clermont.inra.fr
1. Oxygène et stress oxydant
Au cours de l’évolution, les organismes aérobies se sont adaptés à l’oxygène
atmosphérique par la mise en place de systèmes métabolisant la molécule d’oxygène. Cette
molécule présente la particularité d’être à la fois un élément indispensable et toxique pour
l’Homme. La toxicité de l’oxygène est liée à sa structure moléculaire bi-radicalaire,
chimiquement instable, autorisant des réarrangements électroniques sur la couche orbitale
externe et le rendant plus actif. Ainsi l’oxygène moléculaire peut se transformer dans
l’organisme en oxygène singulet et en anion superoxyde. Ces molécules hautement réactives
engendrent à leur tour d’autres espèces oxygénées réactives de nature radicalaire ou non. Les
radicaux libres sont des ions ou molécules déséquilibrés par la présence d’électrons libres sur
la couche orbitale la plus externe, et cherchant la stabilité par appariement avec des électrons
arrachés sur les molécules les plus proches. Cette stabilisation va entraîner une réaction en
chaîne où la neutralisation d’un radical passe par la création d’un autre. Cette réaction en
chaîne engendre à son tour des modifications structurales pouvant avoir des conséquences
fonctionnelles sur les molécules biologiques contenues dans les divers compartiments
cellulaires, les protéines, les lipides et l’ADN. Notons que le métabolisme de l’oxygène peut
engendrer la production de radicaux libres. Un tel métabolisme est nécessaire pour la
production d’énergie par les mitochondries, pour la défense contre les microbes par le
système immunitaire ou pour la détoxication des xénobiotiques par le foie. Par conséquent, la
production des espèces radicalaires est incontournable et, au cours de l’évolution, les
organismes aérobies se sont également adaptés pour se protéger contre les radicaux libres
ainsi produits.
Dans ce contexte, le stress oxydant se définit par une situation de déséquilibre entre la
production d’espèces réactives oxygénées/nitrogénées (ERON) et les mécanismes de
défense/détoxification. La lutte contre ces effets délétères est assurée par des systèmes de
défense variés, chargés de capter et de neutraliser les ERON mais aussi d’éliminer et de
remplacer les molécules endommagées. Les éléments constituant ce potentiel antioxydant
global de l’organisme peuvent être distingués selon la nature chimique (protéique ou non) et
selon leur origine endogène ou exogène. L’évaluation du stress oxydant est réalisée à
plusieurs niveaux. L’accumulation d’ERON, leur impact sur les molécules biologiques, les
adduits formés par l’association de lipides et protéines oxydés, les anticorps contre ces adduits
sont des paramètres mesurables à l’aide de techniques plus ou moins sophistiquées. D’autres
mesures des systèmes de défense sont également applicables telles que la détermination des
activités enzymatiques formant la première ligne de défense (superoxyde dismutase,
glutathion peroxydase et catalase) et celle des éléments protéiques (albumine, la ferritine ou la
céruloplasmine) et non protéiques comprenant majoritairement le glutathion et les
micronutriments antioxydants. La présence des produits oxydés à des teneurs relativement
élevées et/ou une baisse des activités enzymatiques ont suggéré que le stress oxydant est
associé à de nombreuses pathologies, regroupées sous le terme de pathologies oxydatives
Université d'été de Nutrition 2003 – Clermont-Ferrand – 17-19 septembre 2003
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