Oksidativt stress

Kilder til oksidativt trykk
alkohol , tobakk
ubalanse i kosten (mangel på frukt og grønnsaker)
solskinn, stråling
forurensning, plantevernmidler, ozon
infeksjoner, jernoverbelastning
medisiner, p-piller
anstrengende eller dårlig administrert trening

Den oksidativt stress , også kalt oksidativt stress (Anglisisme) eller oksydativ trykk , er en type aggresjon av cellekomponenter. Det vises når reaktive oksygenerte arter (eller frie radikaler) og / eller reaktive oksygenerte og nitrogenholdige oksiderende arter kommer inn i cellen eller dannes der; disse molekylene er ustabile og veldig cytotoksiske fordi de “oksyderer” andre molekyler ved å fjerne et elektron fra dem, noe som igjen gjør dem ustabile.
Disse artene kan være radikaler eller ikke . De tre mest kjente er den superoksid anion (O 2 • - ), de hydroksyl -radikal (HO • og hydrogenperoksid (H 2 O 2); Dette hydrogenperoksidet produseres naturlig av cellulær metabolisme, i nærvær av jern (i ionisk form, jernholdig Fe 2+ ) produserer meget giftige intracellulære hydroksylradikaler ( Fenton-reaksjon ), men i en sunn celle blir det nesten nøytralisert i sanntid av glutation (som forvandler det til vann).

Forkortelser

ROS betyr på engelsk  : reaktive oksygenarter (ERO på fransk). RNS står for reaktive nitrogenarter ( reaktive nitrogenarter eller ERN på fransk, N for nitrogen som nitrogensymbol). Disse frie radikaler er gruppert sammen under betegnelsen RONS, reaktive oksygen- og nitrogenarter .

Årsaker

Oksidativt stress induseres av forskjellige biotiske og abiotiske cellebelastninger (angrep av patogener, vann- og varmestress, overflødig saltinnhold, etc.).

Fysiologi

Produksjonen av ROS og RONS er normal for alle aerobe organismer og utgjør ikke i seg selv en oksidativ stresssituasjon . Faktisk har cellen et komplekst avgiftingssystem mot ROS omfattende flere forsvarslinjer som virker synergistisk: 1 / en første forsvarslinje som bringer endogene antioksidanter i bruk som virker på en forebyggende måte. Denne linjen inkluderer mer enn 1400 konstitutive enzymer typen oksidoreduktase ( superoksid dismutase , katalase , glutation peroksidase ,  etc. ) forbundet med deres kofaktorer (sink, selen, kobber, mangan), og protein binding til overgangsmetall ( albumin , transferrin , ferritin , ferroksidase ...); 2 / en annen forsvarslinje involverer antioksidantmolekyler som er i stand til å fange opp og inaktivere frie radikaler ("scavengers" kalt "  scavengers  " - søppeloppsamlere - på språket biokjemi ). Den består av eksogene scavengers (levert av mat, disse er hovedsakelig vitamin A , vitamin C , vitamin E , karotenoider , polyfenoler inkludert flavonoider og tanniner ...) som gir elektroner til veldig reaktive radikaler for å danne andre radikaler som er mye mindre reaktive og som resirkuleres; 3 / en tredje forsvarslinje består av DNA-reparasjonssystemer (DNA- reparasjonsenzymer ), lipider (selektiv hydrolyse av oksyderte fettsyrer ) eller oksyderte proteiner ( proteolytiske enzymer , kaperonproteiner ) og eliminering av endrede molekyler; 4 / en fjerde forsvarslinje involverer en adaptiv mekanisme, ROS-aktiveringsveiene cellesignalering via induksjon av enzymsyntese (en) ( Glutation S-transferase , tioredoksinreduktaser ...).  

I en fysiologisk situasjon produseres superoksydanionen (O 2 • - ) hovedsakelig av NADPH-oksidaser (NOX) hvorav fem isoenzymer er kjent , og nitrogenmonoksid (NO • ) av familien av NO-syntaser (flere isoformer).

Patologisk situasjon

Oksidativt stress blir en patologisk situasjon så snart beskyttelsessystemet blir overveldet av ROS og RONS.

Dette kan for eksempel skyldes:

Oksidativt stress er en faktor i betennelse og mutagenese , men det regnes også som en av hovedårsakene til kreft og antas å spille en rolle i Alzheimers sykdom , som i flere vanligere tilstander som hjerte- og karsykdommer , ulykker Hjerneslag , revmatoid artritt eller grå stær . Den antioksidanter velproporsjonert kan teoretisk redusere skadene, men det gjenstår å se.

I tillegg produserer makrofager , ved hjelp av enzymet myeloperoksidase , hypokloritt ClO- ioner - som forårsaker død av patogene bakterier ved å forårsake en situasjon med oksidativt stress i dem.

Astragalus rot brukes for nevrologisk svikt forbundet med oksidativt fenomener av aldring. Astragalus beskytter mitokondriene ved å fjerne reaktive oksygenarter, hemme mitokondriell permeabilitet og øke antioksidase-aktivitetene, finner studien.

Eksempler på ROS og RONS

I mikroorganismer

I tillegg til en sanntids reparasjonsmekanisme har disse organismer en forebyggende strategi for beskyttelse mot oksidativt stress: de lagrer molekylene som er nødvendige for å håndtere oksidativt stress. I juli 2019 viste engelske forskere at visse bakterier så vel som gjær , i tider med ikke-stress, tilpasser stoffskiftet for å lagre lysin (aminosyre), opptil omtrent 100 ganger den mengden som er nødvendig for vekst alene.
Dette lageret vil potensielt være nyttig for dem når de trenger å forsvare seg mot oksidativt stress, fordi syntese av lysin får dem til å konsumere NADPH (forløper for antioksidanten glutation ). Ved å lagre lysin lagrer disse mikroorganismene NADPH og opprettholder glutationstammen (opptil 8 ganger mer lager). Akkumuleringen av lysin er en kilde til kadaverin (et luktmolekyl i død kropp), merk studieforfatterne.

I planter

Planter har "signal" -molekyler, elisatorene som "binder seg spesifikt til membranreseptorer som forårsaker øyeblikkelig depolarisering av denne membranen ledsaget av massiv produksjon av aktive oksygenformer (FAO), et fenomen som kalles oksidativt eller oksidativt stress . Sekvensen av hendelser innbefatter et intenst modifikasjon av ionestrøm, en reaksjon fosforylering / defosforylering  (i) proteiner og aktiveringen av molekyler som kan flyttes spennings meldinger til kjernen hvor feltet vil bli stimulert gener " .

Merknader og referanser

  1. også kalt reaktive oksygenarter eller reaktive oksygenderivater.
  2. Nicolas Gutierrez C. (2019) [SEAActu17h -20190815]; kort utgitt av Science & Avenir 14. august 2019
  3. (i) OM Ighodaro, OA Akinloye, "  First line defense antioxidants-superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPX): Their Fundamental role in the Entire antioxidant defense grid  " , Alexandria Journal of Medicine , vol. .  54, n o  4,2018, s.  287-293 ( DOI  10.1016 / j.ajme.2017.09.001 )
  4. (in) Toshikazu Yoshikawa, Free Radicals in Chemistry, Biology and Medicine , OICA International2000, s.  348-353
  5. Li XT, Zhang YK, Kuang HX, Jin FX, Liu DW, Gao MB, Liu Z, Xin XJ, Mitochondrial beskyttelse og anti-aging aktivitet av Astragalus polysakkarider og deres potensielle mekanisme , Int J Mol Sci, 2012, vol.13 ( 2), s.  1747-61 .
  6. (in) CJ Lamb and RA Dixon, "  The oxidative burst in plant sykdomsresistens  " , Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology , vol.  48,1997, s.  251-275 ( DOI  10.1146 / annurev.arplant.48.1.251 )
  7. (i) D. Wendehenne O. Lamotte, JM Frachisse H. Barbier-Brygoo og A. Pugin, "  Nitratutløp er en viktig komponent i signalveien som fører til kryptogeinforsvarsresponser og overfølsom celledød i tobakk  " , Plant Cell , vol.  14,2002, s.  1937-1951 ( DOI  10.1105 / tpc.002295 )
  8. (in) T. Xing, T. Ouellet og BL Miki "  Mot genomiske og proteomiske studier av proteinfosforylering i plante-patogen-interaksjoner  " , Trends Plant Sci , vol.  7,2002, s.  224-230 ( DOI  10.1016 / S1360-1385 (02) 02255-0 )
  9. (i) A. Garcia-Brugger, Lamotte O., E. Vandelle S. Bourque, D. Lecourieux, Poinssot B., D. og A. Pugin Wendehenne, "  Tidlige signalhendelser indusert av elikatorer av plantevern  " , Mol . Plant-Microbe Interact. , vol.  19,2006, s.  711-724 ( DOI  10.1094 / MPMI-19-0711 )
  10. Nicole Benhamou og Patrice Rey, “  Stimulatorer av det naturlige forsvaret av planter: en ny plantesanitær strategi i en sammenheng med bærekraftig økoproduksjon  ”, Phytoprotection , vol.  92, n o  1,2012, s.  1-23 ( DOI  10.7202 / 1012399ar )

Se også

Relaterte artikler

Bibliografi