Les systèmes non-enzymatiques
II.2.2. Défenses anti-oxydantes exogènes [39]
II.2.2.a.
La vitamine C
La vitamine C est un antioxydant puissant présent dans tous les organes. A pH physiologique, l’acide ascorbique est sous sa forme de monoanion ascorbate. Cet anion est un cofacteur enzymatique impliqué dans la synthèse du collagène et dans la conversion de la dopamine en noradrénaline. De plus, il piège facilement les radicaux pour donner le semidéhydroascorbate. Ce dernier peut à son tour s’oxyder en déhydroascorbate (Figure 17).
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Figure 17 : Inhibition de radicaux par l’acide ascorbique
L’anion ascorbate peut aussi agir comme réducteur de cations ferriques et cuivriques induisant ainsi, en présence de peroxyde d’hydrogène, la formation de radicaux hydroxyles par réaction de Fenton ou Fenton-like faisant apparaître la dualité pro/anti-oxydant de l’acide ascorbique[40, 41].
II.2.2.b.
La vitamine E
La vitamine E est constituée d’un ensemble de phénols de structures proches, répartis en deux sous-groupes que sont les tocophérols et les tocotriénols. La vitamine E est un composé très antioxydant de par sa fonction phénol et peu polaire car il présente une longue chaîne lipophile. Ainsi, il est présent essentiellement dans les milieux lipidiques tels que les membranes cellulaires, en faisant la première ligne de défense contre les radicaux peroxyles formés lors de la peroxydation lipidique[42]. La vitamine E, après avoir réagi, devient radicalaire. Le radical formé est cependant peu réactif et peut être inhibé par d’autres antioxydants tels que la vitamine C ou le glutathion[43, 44]. Par exemple, la vitamine E, sous sa forme oxydée, à forte concentration, peut aussi présenter une activité pro-oxydante[45].
Tocophérol R1 R2 R3 CH3 CH3 CH3 α-tocophérol CH3 H CH3 β-tocophérol H CH3 CH3 γ-tocophérol H H CH3 δ-tocophérol Tocotriénol R1 R2 R3 CH3 CH3 CH3 α-tocotriénol CH3 H CH3 β-tocotriénol H CH3 CH3 γ-tocotriénol H H CH3 δ-tocotriénol
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II.2.2.c.
Les caroténoïdes
Les caroténoïdes sont des terpénoïdes issus des carotènes et des xanthophylles. Ils sont présents dans les légumes tels que la carotte (β-carotène) ou la tomate (lycopène) ainsi que chez certains animaux et bactéries. Ces composés sont très antioxydants et lipophiles et sont donc localisés dans les lipoprotéines, dans les membranes ou dans les autres milieux lipophiles.
β-carotène
II.2.2.d.
Les polyphénols
Les polyphénols sont des substances naturelles présentes dans les plantes. Cette famille de produits, composée par plus de 8000 structures différentes dont les acides pulviniques, les flavonoïdes et les coumarines, présente des propriétés antioxydantes, antimutagènes et pourrait permettre de réduire les risques cardiovasculaires[46, 47].
Flavonoïde Coumarine
II.2.3.
Les autres systèmes de défense
Nous avons vu que l’effet oxygène était un des facteurs non négligeables de radiorésistance ou de radiosensibilité. Aussi, la mise en hypoxie ou en anoxie des cellules peut permettre une inhibition des phénomènes radicalaires destructeurs. Ce mode d’action a été démontré pour certains radioprotecteurs tels que les catécholamines et l’histamine[48]. Agir avec les propriétés vasoconstrictrices de certaines molécules peut être une voie de recherche.
L’hypothèse des disulfures mixtes est aussi intéressante ici. Emise pour la première fois par Eldjarn et Phil[49] en 1956 elle correspond à l’hypothèse où des thiols pourraient former des ponts disulfures avec des protéines intra- et extra- cellulaires. Cette liaison,
66 démontrée pour la cystéamine et la cystéine, peut être réduite par les glutathion-transférases permettant ainsi de protéger contre l’effet direct des rayonnements ionisants la fonction SH de la protéine facilement oxydable par la formation d’un pont disulfure. Par attaque d’un radical libre, le pont disulfure est clivé en fonction thiol d’une part et en acide thiosulfonique d’autre part. Cette hypothèse reste controversée car tous les thiols ne sont pas des radioprotecteurs, alors qu’ils forment tous des disulfures.
D’autres molécules peuvent permettre de faciliter la réparation des dommages subis. Ainsi, après attaque par effet direct ou par les radicaux libres, il apparaît des biomolécules sous leur forme radicalaire. La réparation par transfert d’hydrogène permet d’inhiber ce type de radicaux avant qu’ils ne réagissent avec d’autres radicaux ou avec du dioxygène. Cette réparation simple et très rapide permet la restauration d’une molécule avant que les dommages ne deviennent irréversibles.
L’injection de certaines molécules engendre un choc biochimique se caractérisant par une hypotension, une hypothermie ou une hypoxie. Ce choc biochimique peut permettre, entre autre par hypothermie, de réduire les réactions métaboliques et de réparer les dommages[50].
II.3.
II.3.II.3.
II.3.
ConclusionConclusionConclusionConclusion
Ainsi, un ensemble de systèmes de défenses enzymatique ou non enzymatique peuvent permettre de limiter l’effet des rayonnements ionisants. Cependant, bien qu’efficaces, on voit apparaître une limitation de ces défenses après une irradiation durant laquelle de grandes quantités d’espèces oxydantes et radicalaires sont produites. L’intérêt d’essayer de développer des molécules antioxydantes et antiradicalaires afin d’inhiber les radicaux formés lors d’irradiation apparaît comme un axe de recherche intéressant pour la radioprotection chimique.
Les rayonnements ionisants affectant les tissus hématopoïétiques et réduisant le nombre de neutrophile et de plaquettes dans le sang, le risque de septicémie, d’hémorragie ou d’anémie augmente considérablement. Activer la restauration hématopoïétique apparaît alors comme un autre axe de recherche.
De plus, il a aussi été démontré qu’une même molécule peut agir selon de nombreux mécanismes alliant ainsi des propriétés antioxydantes à d’autres propriétés comme des propriétés antimutagéniques etc.
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