Antioxydants dérivés de la diète

Les antioxydants dérivés de la diète ont un rôle très important au niveau du système antioxydant. Ceux-ci supportent l’activité des antioxydants endogènes. Suite à l’exposition à l’alcool, aux médicaments, à un trauma, à des infections, à une mauvaise alimentation, à des toxines, à la radiation ou à une activité physique intense, la défense antioxydante endogène n’est plus suffisante pour contrer le stress oxydant (Kaliora, Dedoussis, & Schmidt, 2006). La défense contre le stress oxydant va alors dépendre en grande partie des antioxydants dérivés de la diète. Plusieurs antioxydants dérivés de la diète ont fait l’objet d’études dans des pathologies où le stress oxydant est impliqué, comme les maladies cardiovasculaires. Les plus importants antioxydants dérivés de la diète sont la vitamine C, la vitamine E, les caroténoïdes et les polyphénols.

1.6.3.1 Acide ascorbique (vitamine C)

La vitamine C ou l’acide ascorbique est le plus important antioxydant soluble au niveau des fluides extracellulaires. La vitamine C serait la première ligne de défense contre le dommage oxydatif dans le plasma humain. Elle est capable de neutraliser les ROS dans la phase aqueuse avant que la peroxydation lipidique soit initiée (Linster & Van Schaftingen, 2007). À un pH physiologique, la vitamine C est présente sous forme d’acide ascorbique (Stocker & Keaney, 2004). La plupart des animaux peuvent synthétiser l’acide ascorbique à partir du glucose, mais les humains et les primates ont perdu l’oxydase gulonolactone requise pour l’étape finale de sa biosynthèse. Donc, les humains dépendent de l’apport alimentaire en vitamine C. Les sources alimentaires de vitamine C sont les agrumes, les pommes de terre et les tomates (Kaliora, et al., 2006).

L’acide ascorbique est un cofacteur pour plusieurs enzymes impliquées dans les réactions d’hydroxylation (Stocker & Keaney, 2004). L’acide ascorbique est aussi requis pour la biosynthèse du collagène par l’hydroxylation de la proline et de la lysine dans la paroi vasculaire. Malgré ces activités pro-oxydantes in vitro, l’acide ascorbique in vivo

protège les molécules biologiques de l’oxydation (Carr & Frei, 1999). L’acide ascorbique protège l’organisme des radicaux libres en donnant un électron libre, suivi d’un proton. Cette réaction résulte en un produit chimiquement réduit et non radicalaire. Le radical ascorbique ainsi formé est rapidement dismuté en acide ascorbique et en acide déhydroascorbique (Carr, Zhu, & Frei, 2000). Le radical ascorbique et l’acide déhydroascorbique peuvent être réduits par le système enzymatique dépendant du glutathion, recyclant ainsi le réservoir de vitamine C bio-disponible.

À des concentrations physiologiques, l’acide ascorbique peut inhiber la peroxydation lipidique des LDL initiée par les cellules vasculaires, les neutrophiles activés et les systèmes acellulaires (Carr, Zhu, et al., 2000). Au niveau du plasma, il peut aussi atténuer l’oxydation des LDL et des protéines induit par HOCl et par ONOO- (Carr, Tijerina, & Frei, 2000; Kurz, Kissner, Nauser, Perrin, & Koppenol, 2003). Son effet de prévention des dommages oxydants provient aussi du fait qu’il peut agir comme co- antioxydant avec l’alpha-tocophérol (vitamine E). L’acide ascorbique prévient l’activité pro-oxydante de l’alpha-tocophérol en réduisant le radical alpha-tocophérol (état oxydant) en alpha-tocophérol (état activé) (Carr, Zhu, et al., 2000). Donc, l’effet antioxydant des vitamines C et E est supérieur lorsque celles-ci sont administrées en combinaison. L’acide ascorbique est aussi capable de maintenir les niveaux de glutathion cellulaire par la réduction du radical glutathion thiyl, gardant ainsi le glutathion sous une forme antioxydante (Eling, Curtis, Harman, & Mason, 1986).

Outre ses effets antioxydants, l’acide ascorbique a d’autres effets protecteurs au niveau de l’athérosclérose et des maladies cardiovasculaires. Les patients présentant des syndromes coronariens instables ou de l’hypertension ont des concentrations plasmatiques d’acide ascorbique basses et un supplément de vitamine C peut atténuer le défaut de vasodilatation dépendante de l’endothélium (Stocker & Keaney, 2004; Vita, et al., 1998). Plusieurs mécanismes ont été découverts pour expliquer cet effet de l’acide ascorbique. L’acide ascorbique peut maintenir l’activité d’eNOS, atténuer le stress oxydant cellulaire et

compétitionner avec les O2-∙ pour la réaction avec le NO∙. Ce dernier mécanisme se

retrouve seulement à des concentrations supra-physiologiques de l’acide ascorbique (May, 2000). L’acide ascorbique augmente l’activité d’eNOS en stabilisant le cofacteur BH4. Il

augmente la demi-vie et les concentrations de BH4 dans les cellules et diminue la

production d’O2-∙ par les NOS (Heller, et al., 2001; Vasquez-Vivar, et al., 1999).

1.6.3.2 Alpha-tocophérol (vitamine E)

La vitamine E est un antioxydant liposoluble qui empêche la réaction en chaîne de la peroxydation lipidique dans les membranes cellulaires en neutralisant les lipides peroxyls et les radicaux alkoxyls (Carr, Zhu, et al., 2000). La vitamine E naturelle est un mélange de tocophérols et de tocotriénols (-, -, -, -tocophérol, et -, -, -, -tocotriénol) synthétisés seulement par les plantes (Kaliora, et al., 2006). La vitamine E se retrouve dans l’huile de germe de blé, l’huile de tournesol, l’huile d’olive, les amandes et les noisettes.

La forme la plus active est l’alpha-tocophérol. Elle est localisée dans les membranes et lipoprotéines. L’action antioxydante majeure de l’alpha-tocophérol est la neutralisation de LOO-∙ (radical peroxyle lipidique), mais il peut aussi neutraliser HOCl et ONOO- (Stocker & Keaney, 2004). Ces réactions de neutralisation résultent en la formation du radical alpha-tocophérol qui est relativement non-réactif. Le radical alpha-tocophérol peut être réduit en alpha-tocophérol par plusieurs molécules comme l’acide ascorbique, les ubiquinols, la bilirubine, alpha-tocophérylhydroquinone, l’acide caféique, alpha- hydroxyestradiol et l’épinéphrine. L’alpha-tocophérol peut avoir aussi un effet oxydant en réduisant les métaux de transition comme le fer et le cuivre. De plus, le radical alpha- tocophérol possède une réactivité avec les lipides.

L’alpha-tocophérol pourrait avoir des effets bénéfiques sur les maladies cardiovasculaires. L’alpha-tocophérol diminue l’oxydation des LDL et augmente l’activation de l’enzyme eNOS (Keaney, et al., 1996). Dans des études de culture cellulaire, l’alpha-tocophérol inhibe l’expression de plusieurs molécules d’adhésion (ICAM-1,

VCAM-1, E-sélectine) sur les cellules endothéliales exposées à des LDL oxydés. Elle diminue aussi l’adhésion des monocytes sur ces cellules (Keaney, et al., 1996). Cette vitamine peut aussi diminuer l’expression des intégrines 1 et 2 sur les leucocytes et ainsi diminuer leur adhésion sur les cellules endothéliales (Panes, Perry, & Granger, 1999). De plus, l’alpha-tocophérol peut inhiber l’expression du récepteur CD36 sur les monocytes/macrophages, résultant en une diminution de la formation de cellules spumeuses. Elle peut aussi inhiber l’expression de MAC-1 par les monocytes (Kaliora, et al., 2006). L’alpha-tocophérol régule l’adhésion des plaquettes en inhibant l’expression du collagène 1, de la glycoprotéine IIB et en régulant l’expression des gènes de TGF-, IL-4 et IL-1 (Kaliora, et al., 2006). Il peut aussi protéger les cellules T contre l’apoptose en inhibant l’expression du ligand CD95. De plus, plusieurs études animales ont démontré que l’alpha-tocophérol pouvait avoir des effets anti-inflammatoires (Reiter, Jiang, & Christen, 2007).

1.6.3.3 Autres antioxydants dérivés de la diète

D’autres antioxydants dérivés de la diète ont fait l’objet d’études dans les maladies cardiovasculaires. Tout d’abord, il y a les caroténoïdes qui sont des pigments naturels lipophyliques, présents dans les fruits et légumes et présentant des caractéristiques antioxydantes (Krinsky, 2001). Les caroténoïdes présents dans le plasma humain sont la - carotène et le lycopène. L’effet des caroténoïdes sur les maladies cardiovasculaires n’est pas très bien connu. Les évidences épidémiologiques supportent généralement la notion qu’une diète riche en caroténoïdes est associée à une diminution du risque pour les maladies cardiovasculaires. Cependant, les études cliniques démontrent qu’un supplément de -carotène ne prévient pas les maladies cardiovasculaires (Tavani & La Vecchia, 1999).

Ensuite, il y a les polyphénols qui sont des agents réducteurs qui protègent les tissus du corps humain contre le stress oxydant. Ce sont les antioxydants les plus abondants dans la diète et les études épidémiologiques ont suggéré une association entre la consommation

de nourriture riche en polyphénols (fruits et légumes) ou de breuvages riches en polyphénols (vin et thé) et la prévention de maladies chroniques comme les cancers et les maladies cardiovasculaires (Kaliora, et al., 2006). Une des plus grandes sources de flavonoïdes dans la population occidentale est le thé. Plusieurs études dans différentes populations ont suggéré une association inverse entre la consommation de thé et les maladies cardiovasculaires (Arts, Hollman, Feskens, Bueno de Mesquita, & Kromhout, 2001; Geleijnse, Launer, Van der Kuip, Hofman, & Witteman, 2002; Mukamal, Maclure, Muller, Sherwood, & Mittleman, 2002). De plus, la consommation de thé est associée à des effets bénéfiques sur l’hypertension, l’obésité, la distribution du gras ainsi que sur le risque d’ostéoporose et de cancers (Wu, Yu, Tseng, Hankin, & Pike, 2003; Wu, Lu, et al., 2003; Wu, et al., 2002; Yang, Lu, Wu, Wu, & Chang, 2004). La consommation modérée de vin, une autre source de polyphénols, a aussi été associée à une réduction du risque de maladies cardiovasculaires (Baur & Sinclair, 2006). La composante du vin qui pourrait expliquer cet effet protecteur serait le resvératrol. Le resvératrol, une composante polyphénolique, a été étudié dans plusieurs modèles expérimentaux. Son effet protecteur pourrait être relié à une amélioration de l’activité de la NO synthase et de la génération de NO (Hattori, Otani, Maulik, & Das, 2002; Imamura, et al., 2002; Wallerath, et al., 2002).