RADICAUX LIBRES
Les radicaux libres sont des molécules d’oxygène incomplètes et instables (elles contiennent un électron non apparié ou en un nombre impair) ce qui les rend très réactives chimiquement.
Un atome d'oxygène dit stable, possède 6électrons et répond à la règle de l'octet mais sous forme de radical libre il possède un électron non apparié (ici illustré le radical hydroxyle) :
Ces derniers sont de plus en plus important avec l’âge, ils s'accumulent. Ainsi le nombre de dommages augmentent notamment vis-à-vis du collagène de la peau, ce qui provoque les rides et autres manifestations macroscopiques. Étudions alors leur fonctionnement.
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A l’origine, la production de radicaux libres est naturelle. En effet, les radicaux libres sont produits par l’activité même des cellules lors de la respiration cellulaire : 90% des radicaux libres proviennent des réactions enzymatiques des mitochondries. L’utilisation de l’oxygène par l’organisme entraîne en petite partie (1 à 5%) la formation d’espèces réactives à l’oxygène (ERO) dont font partie les radicaux libres.
La mitochondrie effectue une réaction d'oxydo-réduction par laquelle l'oxygène apporté par la respiration est utilisé pour oxyder les nutriments (au cours du cycle de Krebs) et obtenir de l'énergie sous forme d'ATP. La réaction (incomplète)entraîne le transfert de deux électrons vers chaque molécule d'oxygène; c’est l’accepteur terminal des électrons de la chaîne respiratoire mitochondriale. Elle aboutit à la formation d'ATP dans la cellule et libère de l'eau (H2O) et du dioxyde de carbone (CO2) selon la formule:
Glucose + O2 => ATP + H2O + CO2.
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L’oxygène est réduit suivant plusieurs étapes indépendantes pour être transformé en énergie. Cette réduction (incomplète) entraîne la production de trois types d'intermédiaires réactifs, le radical superoxyde, O2 •-, le peroxyde d’hydrogène H2O2 et le radical hydroxyle OH- .
La chaîne de transport d'électrons mitochondriale et les sites de production de radicaux libres cités ci-dessus mettent en jeu de nombreux complexes que le schéma ci-dessous récapitule :
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En effet, une première délocalisation électronique sur l’oxygène peut conduire à la formation de superoxyde O2 •- :
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En un milieu protoné, le superoxyde O2 •- cède son électron célibataire à un autre anion superoxyde qui devient alors un anion O2 •-. Puis, ce dernier réagit avec les protons du milieu pour donner le peroxyde d’hydrogène H2O2. Cette réaction est enzymatique (grâce à la l’oxydase) et se produit dans le peroxysome. Elle utilise l’anion O2 •- et les atomes d’hydrogène arrachés à un composé (tel qu’un acide gras ou un acide aminé). Le peroxysome est, tout comme la mitochondrie, un organite important dans la gestion de l’oxygène dans notre corps et dans la respiration cellulaire. Le superoxyde est alors le responsable de l’oxydation des protéines et de l’ADN. En milieu aqueux, donc dans notre corps, il se transforme instantanément et selon la réaction suivante :
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2 O2 •- + 2 H+ → H2O2 + O2
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En milieu acide (la peau ayant un ph entre 4 et 6), le superoxyde O2 •- se protone pour donner le radical hydroperoxyl HO2•. La capacité du superoxyde à réduire le Fe3+ en Fe2+ favorise la réaction de Fenton ainsi que la formation du radical d’hydroxyle HO• qui est très toxique.
Fe3+ + O2 •- → Fe2+ + O2
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + HO• + OH- (Fenton)
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O2 •- + H2O2 → HO• + OH- + O2 (Haber-Weiss)
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Les radicaux hydroxyles sont connus pour être les radicaux libres les plus réactifs. Ce sont les principaux médiateurs des dommages causés par les radicaux libres dans le corps
Les radicaux libres provoquent l’oxydation de différentes molécules dans les cellules. Ce processus n’est pas nécessairement dangereux. En effet, à des niveaux physiologiques, il permet de nous débarrasser de certaines bactéries, virus, ou même de nos propres cellules devenues trop « malades » mais également de stimuler l’activité mitochondriale. L’accumulation d’éléments endommagés est en effet dangereux pour une cellule qui peut alors en mourir.
Cependant, les radicaux libres peuvent également s’attaquer à des cellules saines, c’est alors qu’interviennent les antioxydants présents dans notre organisme qui ont pour rôle de les neutraliser.
Cependant, lorsque la production de radicaux libres devient trop importante, nos réserves d’antioxydants deviennent insuffisantes pour neutraliser l’effet néfaste de l’oxydation. Ce déséquilibre est appelé stress oxydatif. Ainsi, les radicaux libres s’attaquent aux cellules et aux tissus de notre organisme.
Les antioxydants sont des molécules issus de la nutrition, responsables du maintien de la neutralité de notre corps.
Les radicaux libres ont tendance à former des réactions en chaîne avec des structures de la cellule. C’est-à-dire que lorsqu’un radical libre vole un électron à une autre molécule pour être stable, la molécule devient à son tour un radical libre car elle n'est plus stable, donc elle va chercher à regagner un électron au détriment d'une autre molécule et ainsi de suite...
Ils forment avec des récepteurs cellulaires une liaison covalente en modifiant leurs fonctions. Ainsi en excès, ils causent de nombreux dégats : ils altèrent les «acides gras insaturés» des membranes protectrices de nos cellules entraînant la perte de la perméabilité et de la souplesse de la peau, et ralentissent leurs échanges. Mais, l’oxydation peut aller jusqu’à dénaturer les protéines (dont les enzymes) des composants à l’intérieur des cellules, et donc endommager l’ADN mitochondriale et cellulaire. La cellule ou même la mitochondrie (arrêt de la chaîne respiratoire) peut devenir anormale, cancéreuse ou mourir.
Pour se protéger, les cellules disposent d’un autre système de protection : les protéines « de choc thermique » ou HSP (Heat Shock Protein). Ces protéines chaperonnes s’expriment dans toutes les situations où la vie de la cellule est en danger. Dans le cas du stress oxydatif, ces protéines ont pour rôle de corriger les dégradations engendrées par les radicaux libres sur les protéines cellulaires.
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Par exemple, les HSP 90 et 70/72 vont s'opposer aux effets destructeurs des Radicaux Libres, en réparant les protéines "déplissées" leur redonnant une fonctionnalité
Cependant, il est important de noter que leur sécrétion et leurs effets diminuent avec le temps. Il y a donc une diminution physiologique de la protection cellulaire avec l’âge.
Pour conclure, nous pouvons dire qu’avec l’âge, les radicaux libres se font plus agressifs (par leurs production incessante) notamment vis-à-vis du collagène de la peau, ce qui provoque les rides et autres manifestations macroscopiques. Ils sont les premiers responsables du vieillissement prématuré.
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Cependant, certains facteurs externes peuvent exagérer ce phénomène d’oxydation. En effet, les recherches ont montré que les radicaux libres sont générés par de nombreux facteurs environnementaux ainsi que par certaines habitudes de vie comme les polluants, les rayons UV, l’alcool, la fumée du tabac ou encore le froid.
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