Le stress oxydatif est un stress au niveau cellulaire
Le stress oxydatif est un phénomène biochimique naturel de l'organisme qui, lorsqu'il est surexprimé, peut entraîner un déséquilibre au niveau cellulaire qui s'étend à l'ensemble de l'organisme. Le stress oxydatif peut être considéré comme une réaction d'oxydoréduction (réduction-oxydation). Il s'agit d'une réaction chimique dans laquelle un ou plusieurs électrons sont transférés, en tout ou en partie, d'un atome à un autre. Dans une telle réaction, l'agent donneur d'électrons est oxydé et l'agent accepteur d'électrons est réduit.
En pratique, le stress oxydatif signifie que les cellules sont trop exposées à la réaction d'oxydation. Ce déséquilibre est causé par la présence d'un trop grand nombre de facteurs oxydants dans l'organisme ou par une diminution de la capacité antioxydante de l'organisme, c'est-à-dire de la réserve de facteurs réducteurs. Idéalement, il existe un équilibre entre ces deux éléments qui favorise l'homéostasie naturelle.
En cas de stress oxydatif, la quantité de radicaux oxygénés réactifs et libres augmente (augmentation du nombre d'espèces réactives de l'oxygène ou ROS). Les molécules contenant des atomes d'oxygène possèdent un électron impair et libre, ce qui les rend très instables et de courte durée. La formation de radicaux libres d'oxygène dans l'organisme est normale, mais ceux-ci deviennent nocifs pour la santé en grande quantité. Un stress oxydatif prolongé incourage la mort cellulaire, qui, dans les cas extrêmes, peut conduire à nécrose des tissus.
Les radicaux d'oxygène sont produits dans l'organisme lors des processus suivants le métabolisme énergétique mitochondrial (respiration cellulaire), les enzymes hépatiques du cytochrome P450 et de nombreux autres événements oxydatifs cellulaires. Les sources externes de radicaux d'oxygène comprennent la pollution de l'air, les radiations, la fumée, de nombreux médicaments tels que la chimiothérapie et les xénobiotiques, ou d'autres substances étrangères à l'organisme. Le stress oxydatif est également provoqué par les cytokines dans diverses conditions inflammatoires et, par exemple, dans les infections bactériennes. Les espèces réactives de l'oxygène les plus courantes sont l'anion superoxyde (O2-), les peroxydes tels que le peroxyde d'hydrogène (H2O2), le radical hydroxyle (OH), les radicaux alkoxydes (RO), les radicaux peroxydes (RO) et le peroxynitrite (ONOO-) (voir l'image ci-dessous).
Source de l'image: Herb, M., & Schramm, M. (2021). Fonctions des ROS dans les macrophages et l'immunité antimicrobienne. Antioxydants 10 (2): 313.
La surcharge en radicaux libres d'oxygène a été associée à de nombreuses maladies en raison de ses effets néfastes au niveau cellulaire (peroxydation des lipides, c'est-à-dire rancissement des graisses, lésions des protéines et lésions de l'ADN). Le stress oxydatif joue un rôle important dans l'apparition de la maladie. développement de des maladies coronariennes, la dépression, diverses maladies auto-immunes, infections, le cancer et de nombreux maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson de Parkinson, entre autres. Un stress oxydatif excessif et prolongé est également associé à la fatigue et la fatigue persistante.
Stress oxydatif et raccourcissement des télomères
Un télomère est une séquence d'ADN située à l'extrémité de tous les chromosomes. Sa fonction est de protéger le chromosome et les cellules contre, entre autres, le stress oxydatif et la dégénérescence. Chaque cellule eucaryote possède 46 chromosomes et un total de 92 télomères à leur extrémité. Les télomères prennent en charge toutes les divisions cellulaires et l'information de l'ADN est copiée dans la nouvelle cellule. On sait également que les télomères raccourcissent légèrement à chaque division - ils peuvent se diviser environ 50 à 70 fois, après quoi les cellules ne sont plus capables de se diviser et meurent (c'est ce que l'on appelle la "mort"). limite de Hayflick).
Elizabeth Blackburn, lauréate du prix Nobel et docteur australienne en biologie moléculaire, qui étudie les télomères depuis des décennies, a découvert dans ses recherches que le stress à long terme accélère le raccourcissement des télomères. Le stress psychologique semble augmenter le stress oxydatif au niveau cellulaire. Dans une étude approfondie publiée en 2010, Mme Blackburn a constaté que la méditation pouvait ralentir le vieillissement. Des niveaux faibles de stress oxydatif et des niveaux plus élevés d'activité enzymatique de la télomérase, qui préviennent le raccourcissement des télomères, ont été observés chez les méditants de longue durée..
Image: Attrition des télomères, longueur des télomères et télomérase.
Source d'information: Vaiserman, A., & Krasnienkov, D. (2021). Telomere length as a marker of biological age : state-of-the-art, open issues, and future perspectives. Frontières de la génétique 11: 1816.
Cependant, les radicaux libres d'oxygène ne constituent pas seulement une menace pour la santé. Dans certaines situations, ils protègent également contre diverses infections et font ainsi partie du système immunitaire. Stress oxydatif à court terme peut également protéger l'organisme contre le vieillissement dû à mitohormèse.
MITOHORMESIS
La mitohormèse est un terme utilisé pour définir une réponse biologique dans laquelle le stress mitochondrial entraîne une augmentation de la santé et de la viabilité d'une cellule, d'un tissu ou d'un organisme entier. La réponse au stress mitochondrial activée par un stimulus potentiellement dommageable nécessite un dialogue coordonné avec le noyau cellulaire (communication mitonucléaire). Cette coopération induite par la réponse hormétique des mitochondries repose sur une variété de signaux dont les plus importants sont les espèces réactives de l'oxygène (ROS).
En outre, les métabolites mitochondriaux, les signaux protéotoxiques, la réponse au stress mitochondrie-cytosol et la libération de mitokines jouent un rôle important dans ce processus. Il a été constaté que l'activation de la mitohormèse augmentait la durée de vie dans des modèles animaux et qu'elle améliorait également l'espérance de vie en bonne santé en améliorant la fonction métabolique et le système immunitaire..
Les antioxydants dans l'équilibre du stress oxydatif
Selon l'hypothèse du stress oxydatif, des années 1950 jusqu'à la fin des années 1990, on pensait que les antioxydants étaient efficaces pour traiter presque toutes les maladies. On pensait également que le stress oxydatif était étroitement lié au vieillissement. C'est ce qu'on appelle la théorie des radicaux libres du vieillissement (FRTA).. Depuis, on comprend mieux que l'utilisation d'antioxydants ne garantit pas à elle seule la santé et que de nombreuses maladies sont sous-tendues par le stress oxydatif ainsi que par d'autres facteurs sous-jacents.
Cependant, les antioxydants ont leur place dans le régime alimentaire de chacun, car un stress oxydatif excessif et une faible capacité antioxydante sont néfastes pour l'organisme. Les antioxydants proviennent de l'alimentation, mais l'organisme produit également des antioxydants en interne, qui sont généralement suffisants pour équilibrer le stress oxydatif normal.
Les principaux antioxydants présents dans l'alimentation sont la vitamine C, la vitamine A (caroténoïdes tels que le bêta-carotène) et la vitamine E. Les résultats de la recherche sur les antioxydants alimentaires, favorables à la santé, sont les suivants l'astaxanthine, le lycopène et thé vert (en particulier l'épigallocatéchine-3-gallate, ECGC).
Source de l'image: Krumova, K. & Gonzalo, C. (2016). Aperçu des espèces réactives de l'oxygène. Singlet Oxygen : Applications en biosciences et nanosciences 1 : 1-21. Londres : Royal Society of Chemistry.
Les principaux antioxydants internes de l'organisme sont la superoxyde dismutase (SOD), le glutathion sulfhydryle (GSH), la coenzyme Q10, la catalase et la glutathion peroxydase. Les peroxydroxines et la sulfiredoxine jouent également un rôle important. Autres antioxydants endogènes importants sont l'acide alpha-lipoïque, la ferritine, l'urate, la bilirubine, la métallothionéine, la L-carnitine et la mélatonine.
La relation entre le stress oxydatif et la capacité antioxydante de l'organisme peut être mesurée avec précision à l'aide de diverses méthodes de laboratoire (voir plus loin).
ORAC
La valeur ORAC indique la teneur en antioxydants d'un aliment ou d'une denrée alimentaire. L'acronyme ORAC vient des mots anglais Capacité d'absorption des radicaux d'oxygènequi signifie la capacité de réduire les radicaux libres de l'oxygène. Cette valeur est obtenue, par exemple, en examinant une plante ou une baie dans un tube à essai (in vitro) et sa réaction avec un anion superoxyde. La valeur ORAC est donc un chiffre indicatif qui ne nous renseigne pas directement sur le potentiel antioxydant d'un aliment dans l'organisme.
Selon diverses estimations, l'organisme a besoin de 3 000 à 5 000 unités ORAC par jour pour protéger les cellules du stress oxydatif.
En 2012, l'USDA a supprimé la valeur ORAC pour les aliments en raison de l'insuffisance des preuves en matière de santé. Il n'est donc pas certain que la valeur ORAC puisse être utilisée directement pour évaluer les effets bénéfiques des aliments sur la santé.
Les antioxydants alimentaires présentent également de nombreux avantages autres que leur effet sur les radicaux libres de l'oxygène. En combinant les propriétés des baies, des légumes, des fruits, des épices et des champignons tels que la courge, il est possible d'obtenir une protection contre le stress oxydatif et de favoriser la santé en général.
Mesurer le stress oxydatif
Le stress oxydatif est un déséquilibre entre la production de radicaux libres et la capacité antioxydante existante (également connu sous le nom d'équilibre redox). En général, la diminution de la formation de radicaux libres est due à une augmentation de la capacité antioxydante, et une diminution correspondante de la capacité antioxydante peut être associée à une augmentation de la production de radicaux libres de l'oxygène. La détermination de ces concentrations permet d'examiner plus en détail l'équilibre des réactions d'oxydation-réduction, c'est-à-dire l'état général du stress oxydatif..
Le niveau de stress oxydatif peut également être évalué par d'autres études de laboratoire. Les principales études mesurant le stress oxydatif sont présentées dans le tableau ci-dessous.
Tableau: Marqueurs de laboratoire décrivant le stress oxydatif.
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Marqueur |
Action |
Plage de référence et plage optimale |
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Test FRAS (Free Radical Analytical System) |
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