Exposition lumineuse de la NP

Il est très surprenant voire même choquant, de constater que les efforts faits au niveau de la stabilité physicochimique des solutions constituants la NP sont quasiment réduits à néant lorsque l’on se rend compte qu’en terme de chimie réactionnelle, la NP se résume à :

 Un ensemble de molécules possédant des pH de stabilité différents,  Des caractéristiques oxydo-réductrices différentes,

 Des molécules photoexcitables,  De l’oxygène dissout.

En effet, ce mélange est réactif proposé tel quel. Il est donc difficilement concevable de penser que la solution ne soit pas protégée de la lumière, tout comme les produits chimiques (photo)oxydables utilisés en recherche. La lumière va effectivement jouer un rôle fondamental dans les processus de peroxydation que nous allons détailler ici.

2.5.1 La riboflavine comme photosensibilisant

Un photosensibilisant est une molécule susceptible de transférer un excès d’énergie emmagasinée sous forme photonique afin de retrouver son état énergétique fondamental stable [80]. Plusieurs molécules du cocktail de la NP répondent à cette définition, en particulier la riboflavine (Rf) qui une des composantes du mélange multivitaminique. Même si elle est indispensable pour l’organisme (elle permet la biosynthèse in vivo des flavoprotéines FAD et FMN [81]), elle est caractérisée par cette capacité à être photo- excitée par la lumière visible ambiante [82]. En passant à un niveau énergétique supérieur,

et donc par définition instable, la Rf va transmettre son excès d’énergie à d’autres molécules environnantes : l’oxygène moléculaire et l’acide ascorbique dans le cas qui nous concerne (Figure 1).

La Rf excitée transfère son énergie à l’oxygène moléculaire dissout pour le convertir en oxygène singulet (1O2) très réactif [83]. On appelle communément cette

réaction une photo-oxydation de type II. Mais elle est également capable, au cours d’une réaction de photo-oxydation de type I, de transférer ses électrons à une autre molécule en solution, à savoir l’acide ascorbique, qui est alors converti en radical ascorbate anionique [84].

A l’issue des réactions de type I et II, la molécule de Rf revient à son état énergétique stable en réduisant une nouvelle fois, une molécule d’oxygène dissoute pour former un anion superoxyde (O2). Par conséquent, le retour à cet état stable passe par la

génération de deux espèces radicalaires : O2 et le radical ascorbate, et d’une espèce

réactive particulièrement électrophile : 1O2 (Figure 1).

Figure 2 : Réactions de photo-oxydation de type I et II d’après Cardoso et al [85]

La lumière va donc de cette façon, pouvoir affecter considérablement la qualité de l’émulsion lipidique; les espèces radicalaires vont potentiellement pouvoir arracher des protons aux chaînes aliphatiques des AGPI et conduire à la formation d’hydroperoxydes lipidiques instables. Mais en réagissant entre elles, les molécules néoformées vont aboutir à la génération de deux nouvelles entités; le peroxyde d’hydrogène et le radical hydroxyle (OH), considéré comme l’espèce radicalaire oxydante la plus puissante [86, 87].

Figure 3 : Génération du peroxyde d’hydrogène et du radical hydroxyle en solution d’après Cardoso et al [85].

Les mécanismes indiqués ont été clairement mis en évidence dans différentes études dont la dernière en date de Cardoso et al, résume parfaitement l’implication de la Rf excitée dans la génération d’espèces radicalaires [85].

L’effet lumière a donc des conséquences directes sur la stabilité des émulsions lipidiques. Il faut également signaler qu’elle a par la même occasion des effets directs sur la stabilité de vitamines comme l’acide ascorbique à cause du processus de réduction de la Rb excitée. L’élévation de température joue également un rôle important dans la dégradation de ces éléments [88].

2.5.2 La peroxydation lipidique

La peroxydation des AGPI conduit à la formation d’hydroperoxydes instables. Ces molécules peuvent être infusées chez le prématuré, ou alors se fragmenter et générer d’autres molécules dont nous reparlerons par la suite : les 4-hydroxy-alkenals, dont le

trans-4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE) fait partie.

Le processus physicochimique de peroxydation et de réarrangement sera étudié en détails plus loin, mais ce qu’il faut retenir ici, c’est que la NP peut potentiellement générer des molécules dont les propriétés biologiques ont été clairement démontrées [16, 89].

2.5.3 Alternatives

Pour tenter de contrer l’effet lumière, le mélange des lipides avec des molécules anti-oxydantes a fait son apparition. C’est le cas de solutions commerciales dans lesquelles est ajouté de l’α-tocophérol sous forme libre. De plus, les multivitamines contiennent des molécules anti-oxydantes telles que les vitamines C et le tocophérol sous forme lié à un acétate. Les études menées par Silvers et Winterbourn ont permis de démontrer que mélanger les multivitamines avec l’émulsion lipidique pouvait protéger cette dernière de la peroxydation [90, 91]. Suivant ces indications, les recommandations européennes préconisent, lors d’une administration « 2 en 1 », d’ajouter les multivitamines à l’émulsion lipidique délivrée séparément [92]. Dans le cadre de nos travaux, cette formulation où les multivitamines sont mélangées avec les lipides sera appelée MV-LIP. Les recommandations américaines conseillent quant à elles d’introduire les lipides seuls, sans

multivitamines [93]. Cette formulation dite formulation nord-américaine, sera appelée MV- AA.

Une autre alternative serait d’isoler la NP de la lumière, mais pour des raisons essentiellement pratiques, ceci est très difficilement réalisable. En effet, plusieurs unités de néonatologie ont pris soin de protéger les sacs contenant les solutés de la NP (et ceci dès la fabrication en pharmacie), mais très souvent, la tubulure restant exposée, la protection n’est pas totalement efficace. Il est donc important de trouver d’autres solutions pour permettre le maintien de la stabilité de la NP.