d) Peroxydation lipidique

Lorsque des molécules réactives contiennent un ou plusieurs électrons non appariés, on assiste à la formation de composés instables, capables de générer d'importants dommages tissulaires et membranaires dans l'organisme : ce sont les radicaux libres. Ces derniers peuvent avoir une origine exogène, par l'action de certains polluants organiques et métalliques par exemple, sur des composants cellulaires (Ribera, 1990).
La production de radicaux libres dans une cellule entraîne différentes conséquences cytotoxiques, dont l'inactivation des systèmes enzymatiques, la dégradation des protéines, l'altération de l'ADN et surtout la détérioration de la membrane cellulaire par attaque de ses acides gras constitutifs, ce qui se traduit par des phénomènes de peroxydation lipidique (Cf. encadré).
La méthode d'évaluation de ce phénomène consiste alors à doser un des produits finaux de dégradation des acides gras, le malonedialdéhyde (MDA), dont la teneur est en relation étroite avec les dégradations de la membrane cellulaire et, d'une manière générale, avec le stress oxydant subi par les cellules de l'organisme ; la peroxydation lipidique peut également être estimée par la mesure de l'activité des défenses anti-radicalaires, qu'elles soient enzymatiques (catalase, superoxyde dismutase) ou non (glutathion, vitamines A, E et C).

Le processus de peroxydation lipidique

Un radical libre est une molécule qui contient un ou plusieurs électrons non appariés, résultat de la rupture homolytique d'une liaisons covalente (a) ou de réactions de transfert d'électrons (b) :


Ces réactions sont dues à des initiateurs tels que les radiations (ionisantes, ultraviolettes, thermiques), les processus de transferts d'électrons, les métaux et certains polluants et solvants organiques. L'état radicalaire présente une durée de vie brève car l'électron célibataire réagit rapidement sur d'autres molécules (radicalaires ou non).

Les membranes cellulaires sont riches en acides gras polyinsaturés. Les liaisons hydrogène-carbone sont affaiblies par la présence de double liaisons adjacentes et les radicaux libres arrachent facilement les hydrogènes allyliques, ce qui aboutit à un réarrangement intramoléculaire des liaisons insaturées. Ce phénomène conduit dans un premier temps à la formation de diènes conjugués, composés peu stables ; leur réaction avec l'oxygène moléculaire aboutit à leur cyclisation puis à une dégradation qui libère des aldéhydes tels que le malonedialdéhyde (MDA), mais également des alcools, des alcanes ou des hydroperoxydes lipidiques et des hydroxyaldéhydes.

La cellule possède toutefois des systèmes enzymatiques (superoxyde dismutase, glutathion peroxydase, catalase) et des éléments de faible poids moléculaire (vitamines A, E, C) qui présentent des capacités anti-oxydantes et peuvent lutter efficacement contre les effets des radicaux libres.

Rappelons tout de même que la peroxydation lipidique - lorsqu'elle n'est pas induite pas un élément exogène anormal - est un phénomène physiologique naturel qui intervient dans la dégradation de nombreux métabolites cellulaires (hormones, acides gras, etc.). Certains produits de la peroxydation contribuent même à l'activité des cellules, à l'adaptation des organismes aux conditions de l'environnement ou encore à la différenciation cellulaire. A l'état normal, il existe donc un équilibre entre les mécanismes de production des radicaux libres et les systèmes anti-oxydants.



Origine des radicaux libres dans la cellule
(d'après Machlin & Bendich, 1987)



Les différents systèmes protecteurs de la peroxydation lipidique dans la cellule
(d'après Machlin & Bendich, 1987)

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 REFERENCES

MACHLIN L.J., BENDICH A. (1987). Free radical tissue damage: protective role of antioxidant nutrients. FASEB J., 1 : 441-445. [retour texte]

RIBERA D. (1990). Métabolisme oxydatif chez la moule : peroxydation lipidique et biotransformation des xénobiotiques. Thèse de Doctorat, Université de Bordeaux I, pp. 38-51. [retour texte]