Effet des AGPI n-3 sur le métabolisme secondaire de la cystéine, implication dans le statut oxydant

2.1 AGPI n-3 et statut oxydant

Parmi les propriétés des AGPI, notamment ceux à longue chaîne (tels l’EPA et le DHA), on note une forte oxydabilité qui leur est conférée par la présence de doubles liaisons sensibles à l’oxygène. La peroxydation de ces acides gras fournit une variété de produits pouvant être à l’origine d’un stress oxydant et affectant la stabilité des lipides, des lipoprotéines et des acides nucléiques. Une telle peroxydation est impliquée dans l'étiologie d'un certain nombre de maladies, y compris des maladies cardiovasculaires (Yagi 1987). Quelques études ont observé une augmentation des marqueurs de peroxydation et de stress oxydant suite à l’ingestion de fortes doses d’AGPI n-3 (Meydani et al. 1991; Allard et al. 1997). Cependant, les effets des AGPI n-3 sur la peroxydation lipidique et le stress oxydant restent discutables. En effet, la complémentation quotidienne du régime de femmes post-ménopausées (Higdon et al. 2000) ainsi que de sujets atteints de DT2 (Mori et al. 2003) avec des doses relativement élevées d’AGPI n-3 (3 g/j et plus), réduit le stress oxydant. Les doses nutritionnelles d’AGPI n-3 semblent aussi avoir des effets antioxydants. A titre d’exemple, chez l’homme sain, il a été démontré qu’une supplémentation de 200 mg/j avec du DHA pendant 2 semaines avait un effet antioxydant objectivé par l’augmentation des concentrations plaquettaires en vitamine E (alpha-tocophérol) (Guillot et al. 2009). De la même façon, les études in vitro suggèrent un effet antioxydant des AGPI n-3 LC (revue de (Richard et al. 2008)). Même si les mécanismes exacts régissant ces effets antioxydants des AGPI n-3 ne sont pas complètement compris, il

semblerait que ces acides gras inhibent les systèmes pro-oxydants (Massaro et al. 2006) et stimulent les systèmes antioxydants (Arab et al. 2006).

2.2 Modulation du métabolisme secondaire de la cystéine par les AGPI n-3 : voie de synthèse du glutathion

La biodisponibilité de la cystéine est un des facteurs limitant pour la synthèse du glutathion, un des plus puissants antioxydants intracellulaires. A ce jour, aucune étude ne s’est intéressée directement aux effets des AGPI n-3 sur le métabolisme secondaire de la cystéine en tant que précurseur du glutathion. Dans les études présentées ci-dessous, les mesures du taux de synthèse du glutathion, de son état d’oxydation ainsi que des activités protéiques associées à son métabolisme, sont explorées en tant que marqueurs de l’état de stress oxydant de l’organisme en réponse aux modulations de l’apport en AGPI n-3.

Chez l’homme, les données sur ce sujet sont très limitées. A notre connaissance, il existerait deux études plutôt contradictoires. Dans l’étude de Foulon et coll. (1999), 19 volontaires sains ont reçu 6 g/j d’huile de poisson (1,8 g de n-3 /j) pendant 3 semaines. Les taux sanguins de glutathion réduit (forme protectrice) ont diminué chez ces volontaires (Foulon et al. 1999). Dans une étude mexicaine, une cinquantaine de personnes âgées, exposées à des particules polluantes connues pour induire un stress oxydant, ont reçu 2 g/j d’huile de poisson contenant 52 % de DHA et 25 % d’EPA. Après 4 mois de complémentation, l’huile de poisson a eu un effet protecteur contre la diminution des concentrations plasmatiques de glutathion, induite par le stress oxydant (Romieu et al. 2008).

Chez l’animal, il existe plus de preuves quant à la modification du taux de glutathion par l’apport en AGPI n-3. Dans une récente étude, des rats sains ont reçu pendant 6 semaines des régimes témoins à faible teneur en lipides (10 % de l’énergie) ou des régimes d’induction à forte teneur en lipides (40 % de l’énergie), les sources de lipides étant soit du saindoux, soit de l’huile de poisson équilibrée en AGPI n-6 avec 10 % d’huile de soja. Dans cette étude, les concentrations érythrocytaires de glutathion, ainsi que le rapport entre le glutathion total et oxydé, ont été augmentées chez les animaux ayant reçu de l’huile de poisson, et ceci indépendamment de la teneur en lipides du régime (figure 52). Les concentrations de glutathion oxydé n’ont été affectées, ni par la variation de la quantité de lipides ni par l’apport en AGPI n-3 (Walczewska et al. 2010). Dans un modèle d'insuffisance cardiaque accompagnée d’une déficience du système antioxydant chez le rat, la complémentation chronique et aigue du régime des rats avec un mélange d’AGPI (450 mg/kg/j) composé de

30% d’ALA, 17% d’EPA et 3% DHA a augmenté, au niveau cardiaque, l'activité de la 2GCL ainsi que le glutathion total et réduit, et a diminué le glutathion oxydé (Fang et al. 2011). Cette étude est la seule ayant démontré in vivo un effet des AGPI n-3 sur l’activité de la

2GCL, enzyme limitante de la synthèse du glutathion (Fang et al. 2011). De même, dans un

modèle murin de colite induite chimiquement par du TNBS (2,4,6-trinitrobenzène), la complémentation du régime des rats avec de l’huile de cameline riche en ALA, 7 jours avant l’induction de la colite et 7 jours après, a permis de prévenir la diminution des concentrations coliques de glutathion des animaux traités au TNBS (Hassan et al. 2010) (figure 53). Contrairement à l’homme, les données chez l’animal semblent donc converger vers un effet bénéfique des AGPI n-3. Les AGPI n-3 semblent avoir un effet protecteur sur le statut oxydant : ils modulent le pool de glutathion, probablement via une régulation de sa synthèse et semble aussi affecter son statut oxydé-réduit.

De plus, ces effets des AGPI n-3 sur la production ou la biodisponibilité du glutathion au niveau des organes humains et animaux, semblent être confirmés par les études in vitro. Le traitement de culture de fibroblastes humains avec des doses croissantes de DHA (entre 5 et 60 µmol/l) pendant 48h a montré une augmentation de l’activité de la 2GCL, ainsi que du contenu intracellulaire en glutathion, par rapport aux cellules non traitées, à partir de la dose de 30 µmol/l (figure 54). Le même effet a été retrouvé de façon plus significative après 7 jours de traitement à la dose de 30 µmol/l de DHA. Dans cette même étude, une augmentation significative du taux d’ARNm de la 2GCL à été observée entre 4 et 48h après le traitement au DHA avec un pic au bout de la 8ème heure de traitement (Arab et al. 2006). Cette observation est à notre connaissance la seule ayant mis en évidence un effet des AGPI n-3 sur l’expression génique de la 2GCL. Enfin, le traitement avec des AGPI n-3 de culture de lymphocytes T provenant de patients atteints de diabète de type 1 a provoqué une augmentation des taux de glutathion réduit par rapport au cellules non traitées (Merzouk et al. 2008).

Même si la majorité des résultats de ces études ne dépasse pas le stade de l’observation, ils permettent néanmoins de mettre en évidence une modulation de la biodisponibilité du glutathion, voire une régulation de sa production par les AGPI n-3, sans pour autant pouvoir conclure sur la puissance de ces effets. De même, l’exploration des effets des AGPI n-3 au niveau du foie, premier lieu de synthèse du glutathion, reste à faire.

2.3 Effet des AGPI n-3 sur les enzymes utilisant le glutathion et les enzymes antioxydants

En plus de son potentiel en tant que tampon redox intracellulaire, le glutathion est utilisé par le système antioxydant enzymatique (constitué par 3 enzymes principales la GPX, la SOD et la CAT) afin de faire face aux ROS. Par ailleurs, d’autres enzymes sont impliquées dans le métabolisme du glutathion, telles que la glutathion réductase permettant le recyclage (oxydé/réduit) du glutathion, et la glutathion transférase qui permet sa conjugaison aux xénobiotiques et aux électrophiles. Il semble donc intéressant de s’attarder sur les effets potentiels des AGPI n-3 vis-à-vis de ces enzymes.

Chez l’homme, l’apport quotidien d’huile de poisson (2,1 g/j) à des patients atteints de dyslipidémie et/ou d’hypercholestérolémie, induit l’augmentation des activités plasmatiques des 3 enzymes antioxydantes ( GPX, SOD et CAT) au bout de 90 jours (Bouzidi et al. 2010). Chez le rat, la littérature reste peu convergente quant aux effets des AGPI n-3 sur les enzymes antioxydantes. L’activité hépatique de la GPX semble diminuée chez le rat recevant pendant 60 jours des régimes à base de poudre de lait enrichie en huile de lin riche en ALA ou en huile de poisson par rapport à un régime riche en huile d’arachide (Ramaprasad et al. 2005). A l’inverse, l’activité plasmatique de cette enzyme reste inchangée après une complémentation de 0,4 g/kg d’huile de poisson pendant 30 jours (Erdogan et al. 2004). L’activité de la SOD demeure inchangée au niveau hépatique dans l’étude de Ramaprasad et coll. (2005), alors qu’elle augmente significativement au niveau plasmatique dans celle d’Erdogan et coll. (2004) suite à l’apport d'huile de poisson. Pour la CAT, les données semblent être plus cohérentes. L’activité hépatique de la CAT est augmentée en réponse aux régimes riches en AGPI n-3 (Yamazaki et al. 1987; Ramaprasad et al. 2005).

Au vu de la divergence de ces données, il semble difficile de conclure quant aux effets des AGPI n-3 sur le système enzymatique antioxydant. Néanmoins, les conclusions des auteurs iraient plus vers une stimulation des défenses antioxydantes enzymatiques par les AGPI n-3. Concernant la glutathion réductase et la glutathion transférase, il existe très peu de données. Ramaprasad et coll. ont montré une augmentation de la glutathion transférase chez les rats sains recevant pendant 60 jours des régimes à base de poudre de lait enrichie en huile de lin ou de poisson par rapport à un régime riche en huile d’arachide (Ramaprasad et al. 2005). Cette donnée est confirmée in vitro. L’étude d’Arab et coll., présentée plus haut, a montré, sur des fibroblastes humains traités au DHA, une augmentation des activités de la glutathion réductase et de la glutathion transférase pour des doses de DHA 8 à 15µmol/l (figure 55)

(Arab et al. 2006). Ceci pourrait refléter une stimulation du turn-over du glutathion par les AGPI n-3, ce qui affecterait sa biodisponibilité.

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En conclusion, nous pouvons constater que les AGPI n-3 modulent le statut oxydant en partie en affectant le pool de glutathion ou son état d’oxydoréduction, mais aussi en affectant son utilisation par les enzymes antioxydantes. Néanmoins, il est clair qu’aucune conclusion ne peut être formulée quant aux mécanismes biologiques régissant ces modulations. De même, les conséquences fonctionnelles d’une éventuelle régulation du métabolisme du glutathion par les AGPI n-3 restent non élucidées. Il semble donc d’intérêt de mettre en place des études qui permuteraient de mettre la lumière sur ces problématiques.