Les antioxydants

1-  Les radicaux libres et stress oxydant

 L’oxygène est un élément essentiel pour les organismes multicellulaires parce qu’ilpermet de produire de l’énergie en oxydant la matière organique. Mais nos cellules convertissent une partie de cet oxygène en métabolites toxiques : les radicaux libres organiques (MEZITI, 2007).

Un radical libre est une espèce chimique, atome ou molécule, contenant un électron non apparié. Ce déséquilibre n’est que transitoire et il est comblé soit par l’acceptation d’un autre électron soit par le transfert de cet électron libre sur une autre molécule. Ces espèces radicalaires très instables et très réactives sont produites d’une manière continue au sein de notre organisme, dans le cadre de nombreux phénomènes biologiques. Par exemple, lors de la respiration cellulaire, l’oxygène moléculaire se transforme en diverses substances oxygénées, communément appelées radicaux libres de l’oxygène ou espèces réactives oxygénées(Réactive Oxygène Spécifs : ROS) (MARFAK, 2011).

Dans certaines situations, cette production augmente fortement, entraînant un stress oxydatif que l’on définit comme un déséquilibre entre la production et la destruction de ces espèces. Ce déséquilibre est à l’origine de nombreux facteurs, notamment les polluants présents dans l’air que nous respirons et l’eau et les aliments que nous consommons. Les rayons ultraviolets du soleil, d’autres radiations, la fumée de tabac et l’exercice excessif sont également des facteurs qui augmentent considérablement la présence des radicaux libres dans notre organisme(TOUAFEK,2010).

En raison de leur capacité à endommager les cellules, les tissus et les organes, les espèces réactives de l’oxygène sont impliquées dans un grand nombre de pathologies, tant aiguës que chroniques(MEZITI, 2007).

Ces radicaux sont responsables de l’altération de l’ADN, du vieillissement cellulaire qui est à la base de certaines maladies comme l’athérosclérose, le cancer, la maladie d’Alzheimer ou la maladie de Parkinson (MARFAK, 2011).

1-1- Définition d’un radical libre

 Un radical libre est une espèce caractérise par une instabilité et/ou un pouvoir oxydant fort .il se différencier par la préséance d’un électron non apparie sur la couche électronique la plus externe (BENHAMMOU, 2012).

Les radicaux libres sont des atomes ou des molécules portant un électron non apparié. Cette propriété rend ces éléments très réactifs du fait de la tendance de cet électron à se ré apparier ,déstabilisant ainsi d’autres molécules. Les molécules ainsi transformées deviennent leur tour d’autres radicaux libres et initient ainsi une réaction en chaîne. C’est typiquement ce qui se passe lors de la peroxydation lipidique .(DACOSTA,2003)

Parmi toutes les espèces radicalaires susceptibles de se former dans les cellules, il convient de distinguer un ensemble restreint de composés radicalaires qui jouent un rôle particulier en physiologie et que nous appellerons radicaux libres primaires, qui dérivent directement de l’oxygène. Les autres radicaux libres, dits radicaux secondaires (radical peroxyle ROO•, radical alkoxyle RO•), se forment par réaction de ces radicaux primaires sur les composés biochimiques de la cellule . (NOVELLI, 1997)

L’ensemble des radicaux libres primaires est souvent appelé “espèces réactives de l’oxygène” (ROS). Cette appellation n’est pas restrictive. Elle inclut les radicaux libres de l’oxygène proprement dit : radical superoxyde O2•, radical hydroxyl OH•, monoxyde d’azote NO•, mais aussi certains dérivés oxygénés réactifs non radicalaires dont la toxicité estim portante : l’oxygène singulet 1O2, peroxyde d’hydrogène H2O2 , peroxynitrite ONOO¯. ( FAVIER,2003)

1-2- Types des radicaux libres꞉

 Les formes de l’oxygène provoque le stress oxydant sont:

l’oxygène singulier O₂,le pyroxyde d’hydrogene H₂O₂, les pyroxy de alkylessROOH,le radical super oxyde O₂,les radicaux hydroxyles OH, pyroxyde ROO et alky les RO.(MUANDA, 2010). Ils peuvent être dérivés de l’oxygène (espèces réactives de l’oxygène ERO) ou d’autres atomes comme l’azote (espèces réactives de l’azote ERA). La présence d’un électron célibataire confère aux radicaux libres une grande réactivité (demi-vie courte) et ils peuvent être aussi bien des espèces oxydantes que réductrices. (GUENZET, 2012)

2-  Les antioxydants

 L’oxydation fait partie d’une réaction d’oxydo- réduction qui transfère des électrons d’une substance vers un agent oxydant. Cette réaction peut produire des radicaux libres qui entraînent des réactions en chaîne destructrices. Les antioxydants sont capables de stopper ou de retarder ces réactions en chaîne en se réduisant avec les radicaux libres et annihilant ainsi leur action. Ces propriétés se trouvent beaucoup dans les familles des thiols et des phénols.(BOUHADJRA,2011)

2-1-Définition

 Un antioxydant est une molécule qui diminue ou empêche l’oxydation d’autres substances chimiques. Il est défini par (HALLIWELL,1999) comme « toute substance qui, en faible concentration par rapport au substrat susceptible d’être oxydé, prévient ou ralentit l’oxydation de ce substrat ». C’est une molécule qui est capable de neutraliser les formes actives de l’oxygène et permet de maintenir au niveau de la cellule et de l’organisme des niveaux non cytotoxiques de radicaux libres.

Un antioxydant peut être défini comme toutes substances capable sa concentration relativement faible, d’entrer en compétition avec d’autre substrat oxydable et ainsi retarder ou empêcher l’oxydation de ces substrats (MEZITI, 2009).

2-2- Classification des antioxydants

2-2-1- Les antioxydants primaires

La cellule est pourvue d’enzymes anti oxydant qui sont des systèmes de défense très efficaces puisque les enzymes ont la propriété de pouvoir réaliser un travail de façon permanente cette système comporte trois enzyme catalysent les réactions comme suivante (YEKHLEF, 2010).

Plusieurs noms ont été attribués à ce groupe par exemple, antioxydants primaires, chain breaking, piégeur des radicaux libres. Ce genre d’antioxydants peut inhiber la réaction d’initiation et la propagation de l’oxydation en participant au processus d’oxydation et en convertissant les radicaux libres vers leurs formes inactives. Les antioxydants primaires sont généralement des composés phénoliques (AH) capables de donner un atome d’hydrogène au radical libre et le convertir en un composé stable non radicalaire. Les antioxydants de ce groupe réagissent de façon prédominante avec les radicaux peroxydés, pour deux raisons : la concentration élevée de ces radicaux et la faible énergie du groupement (ROO·), en comparaison avec les autres radicaux comme le (RO·) et la faible concentration du piégeur du radical libre dans l’aliment. Un piégeur du radical libre, même à des concentrations faibles entre en compétition avec les lipides pour rendre le radical libre inactif par l’intermédiaire d’une réaction de libération d’un électron, suivie d’une déprotonation. (BOUBELLOTA,2008)

2-2-2- Les antioxydants secondaires

Les composés de ce groupe sont catalogues comme préventifs. Ils englobent une large gamme de différentes substances chimiques qui inhibent l’oxydation des lipides par différents mécanismes et ne transfèrent pas le radical libre sous sa forme radicalaire (OUATTARA,1999). Aussi ce groupe renferme des substances antis oxydantes d’origine endogène parmi lesquelles on peut citer le glutathion, l’acide urique, la bilirubine, la mélanine, la mélatonine, l’acide lipoique.de tous ces composes endogène synthétises par la cellule, la plus important est sans doute le glutathion (MEZITI, 2009).Avec quelques exceptions, les antioxydants secondaires sont généralement reliés à l’inhibition de facteurs initiant l’oxydation. ce groupe inclut : des chélateurs de métaux pro-oxydatifs, des piégeurs de la molécule d’oxygène, inhibiteurs des enzymes pro-oxydative, enzymes antioxydantes et destructeurs des hydroperoxides.

Parfois, quelques antioxydants peuvent exercer plusieurs fonctions anti-oxydatives, par exemple l’acide ascorbique peut être un piégeur du radical libre, désactivateur des oxygènes singlets dans une solution aqueuse et effectivement régénérer du tocophérol. Plusieurs flavonoïdes sont des piégeurs de radicaux libres et chélateurs de métaux. (KANOUN,2011) (GHAUTHURET,1968)

2-3- Mécanisme d’action

2-3-1- Mécanisme d’action des polyphénols contre les ROS

 Le processus d’oxydation est de type radicalaire : les antioxydants vont intervenir comme “capteurs” de radicaux libres. Les antioxydants de type phénolique réagissent selon un mécanisme proposé dès 1976 par Sherwin : l’antioxydant cède formellement un radical hydrogène, qui peut être un transfert d’électrons suivi, plus ou moins rapidement, par un transfert de proton (NKHLILI, 2009).

R• + RH+ [ ]

2-3-2- Mécanisme d’action des flavonoïdes contre les ROS :

L’activité antioxydante des flavonoïdes peut prendre plusieurs formes dans la régulation du stress oxydatif, vis-à-vis les effets délétères des radicaux libres. Ces composants peuvent intervenir en captant directement les radicaux libres, ou inhibant les enzymes responsables de la génération des ROS, ou en captant les cations métalliques. (NKHLILI, 2009).

2-3-2-1- Capture directe des radicaux libres :

La structure chimique des flavonoïdes leur confère la capacité de fixer directement les radicaux libres « effet anti radicalaire ≫. Les flavonoïdes peuvent piéger le radical superoxyde,hydroxyle, alkoxyle et peroxyle, par transfert d’hydrogène.

FL − OH + R• FL-O• + RH

FL : représente le flavonoïde. R : représente le radical libre.

Le radical flavonoxy (FL-O•) peut réagir avec un autre radical pour former une structure quinone stable. La capacité anti radicalaire des flavonoïdes dépend principalement de leurs structures.( MUANDA,2010)

2-3-2-2- Capture des cations métalliques :

 Les ions métalliques présents dans notre organisme, comme le fer ou le cuivre, peuvent donner naissance à des radicaux hydroxyles très réactifs.

Les flavonoïdes sont connus par leur capacité à former des complexes stables avec les ions métalliques et sont alors capables d‟inhiber la réaction de Fenton et ainsi empêcher la production des ROS, pour cette raison sont considérés comme de bons chélateurs. On peut résumer les sites essentiels pour la chélation des ions métalliques :

• Un noyau catéchol sur le cycle B, Les groupes3-hydroxyle et 4-oxo du cycle C.
• Les groupes 4-oxo et 5-hydroxyle entre les cycles A et C.

La quercétine est la plus active des flavonoïdes.(FERHAT et al.,2009)

2-4- Les sources des antioxydants

2-4-1- Les antioxydants synthétisés 

Les antioxydants de synthèse sont introduits dans toutes les formulations contenant des corps gras insaturés et parfois aussi dans des phases aqueuses où se trouvent des extraits végétaux riches en oxydases. Leur concentration d’utilisation est généralement dix fois plus faible que celle des conservateurs et se situe entre 0,02 et 0,05 %. Ce sont :

• le butylhydroxytoluène (BHT)
• le butylhydroxyanisole (BHA)
• les gallates de propyle, octyle et de dodécyle .(PERRIN,1992)

2-4-2- Les antioxydants naturels

Les antioxydants naturels sont présents dans toutes les parties des plantes supérieures. Elles incluent le bêta carotène, l’albumine, les vitamines (E, C, P..), les composés phénoliques. (AMADOU,2005)

2-4-2-1- Les vitamines :

Vitamine E 

Elle adésigné un groupe de nombreux composants présent dans la nature꞉les ᵅ, ᵝ, ᵞ, et ᵟ – tocophérols et tocotrienols. Elle intervient directement au niveau des membranes biologiques ou elle piège les radicaux libres avant qu’ils n’atteignent leurs cibles. (KANNOUN, 2011).

Elle est trouvée dans les huiles végétales, dans les noix, les amandes, les graines, le lait, les œufs et les légumes a feuilles verts (AUISSA, 2002)

vitamine C (Acide ascorbique )

Contient une forme enediol qui produit la forme dicétonique par transferts successifs de ses deux atomes d‟H.la forme enediol est régénérée par l’intervention d‟enzyme super oxyde dismutase en présence d’une catalase. (MUANDA, 2010). De plus, l’ascorbate est muni d’une priorités importante : la réparation de deux autres antioxydants, le glutathion (GSH) et l’tocophérol a partir de leur formes radicalaires (BEN BRINIS, 2012).

     Caroteinoides

Sont des pigments végétaux lipophiles formant une de plus de 600 molécules notamment le lycopene le ᵝ-carotène précurseurs de la vitamine A. lerôle biologique des caroteinoidesest, entre autres, complémentaire de celui de la vitamine E (BOUGANDOURA, 2001).

  Polyphénols 

Plusieurs études épidémiologiques ont montré qu‟il a un rapport inverse entre la prise d‟aliment riche en polyphénols et le risque des maladies neurodégénératives. Cette relation est souvent attribuée aux activités antioxydants : éliminer les effets des radicaux libres ainsi que de chélateur les métaux de transition (BEN BRINIS, 2012). 

Les composés phénoliques des végétaux correspondent à un vaste ensemble de molécules qui ont toutes en commun un noyau benzénique portant un ou plusieurs hydroxyles libres ou engages dans une autre fonction sont des molécules issues des métabolites secondaires (TOMAS, 2011), cette famille de composé compte plus de 800 structures différant dont les Synthèse b Cotulacinereaibliographique 17 flavonoides et coumarines (BRICE, 2009). La plus important parmi les polyphénols sont les flavonoïdes: Ces dernières années, une importance particulière a été attribuer en partie aux propriétés antioxydants des flavonoïdes qui ont la capacité de piéger directement les radicaux libres il sont susceptibles de réagir la plupart des espèces réactives oxygénées (YEKHLEF, 2010), de chélate les ions métalliques, d‟inhiber quelque enzyme en particulier les oxydases, d’activer les enzymes antioxydant et réduire les radicaux alpha tocophérol (NAIT SAID, 2007).

 Les flavonoïdes 

Du latin flavus, jaune, sont des substances généralement colorées très répandues chezles végétaux : on les trouve dissoutes dans les vacuoles à l’état d’hétérosides ou comme constituant des plastes particuliers, les chromoplastes .(GUIGNARD,2001)

Les flavonoïdes ont tous la même structure chimique de base, ils possèdent un squelette carboné de quinze atomes de carbones constitué de deux cycles aromatiques (A) et(B) qui sont reliés entre eux par une chaîne en C₃en formant ainsi l’hétérocycle (C).(ERDMAN etal.,2007) .Généralement, la structure des flavonoïdes est représentée selon le système C₆-C₃-C₆. (EMERENCIANO et al.,2007)en formant une structure de type diphényle propane dont des groupements hydroxyles, oxygènes,méthyles, ou des sucres peuvent être attachés sur les noyaux de cette molécule( MALSEV etKUNTIC,2007;NARAYANA et al.,2001).

Les flavonoïdes sont présents dans une grande variété d’aliments (fruitsjus de fruits, thé……).écologique ou biologique.

Source:

AMARNI, Abdelhamid et BEN AOUALI, Ameur 2017 . Evaluation des propriétés des antioxydants chez deux plantes médicinales (Allium sativum et Artemisia herba.alba ) et leur influence sur la pyrale des dattes ( Ectomyelois ceratoniae Zeller., 1839 ) .

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