Le système antioxydant de l'organisme

Le système antioxydant du corps est un ensemble de mécanismes qui inhibent l’autooxydation dans la cellule.

L'autooxydation non enzymatique, si elle ne se limite pas à une épidémie locale, est un processus destructeur. Depuis l'apparition de l'oxygène dans l'atmosphère, les procaryotes ont besoin d'une protection constante contre les réactions spontanées de décomposition oxydative de leurs composants organiques.

Le système antioxydant comprend des antioxydants qui inhibent l'autooxydation au stade initial de la peroxydation lipidique (tocophérol, polyphénols) ou des espèces actives de l'oxygène (superoxyde dismutase – SOD) dans les membranes. Dans ce cas, les particules possédant un électron non apparié, les radicaux tocophérol ou polyphénol formés lors de la réduction, sont régénérés par l'acide ascorbique contenu dans la couche hydrophile de la membrane. Les formes oxydées de l'ascorbate sont à leur tour réduites par le glutathion (ou ergothionéine), qui reçoit des atomes d'hydrogène du NADP ou du NAD. Ainsi, l'inhibition radicalaire est assurée par la chaîne glutathion (ergothionéine) ascorbate-tocophérol (polyphénol), qui transporte les électrons (partie des atomes d'hydrogène) des nucléotides pyridiniques (NAD et NADP) vers le SR. Cela garantit un niveau stationnaire et extrêmement faible de radicaux libres dans les lipides et les biopolymères de la cellule.

Outre la chaîne AO, le système d'inhibition des radicaux libres dans une cellule vivante implique des enzymes qui catalysent la conversion par oxydoréduction du glutathion et de l'ascorbate - réductase et déshydrogénase dépendantes du glutathion, ainsi que celles qui décomposent les peroxydes - catalase et peroxydases.

Il convient de noter que le fonctionnement de deux mécanismes de défense – la chaîne de bioantioxydants et le groupe d'enzymes antiperoxydes – dépend du stock d'atomes d'hydrogène (NADP et NADH). Ce stock est reconstitué lors des processus d'oxydation-déshydrogénation enzymatique biologique des substrats énergétiques. Ainsi, un niveau suffisant de catabolisme enzymatique – un état d'activité optimale de l'organisme – est une condition nécessaire à l'efficacité du système antioxydant. Contrairement à d'autres systèmes physiologiques (par exemple, la coagulation sanguine ou le système hormonal), même une déficience temporaire du système antioxydant ne passe pas inaperçue: les membranes et les biopolymères sont endommagés.

La dégradation de la protection antioxydante se caractérise par l'apparition de lésions radicalaires affectant divers composants des cellules et des tissus qui composent le SR. La diversité des manifestations de la pathologie radicalaire dans les différents organes et tissus, ainsi que la sensibilité variable des structures cellulaires aux effets des produits du SR, indiquent un apport inégal en bioantioxydants entre les organes et les tissus. Autrement dit, leur système antioxydant présente apparemment des différences significatives. Les résultats de la détermination de la teneur en principaux composants du système antioxydant dans différents organes et tissus sont présentés ci-dessous, ce qui nous a permis de tirer des conclusions sur leur spécificité.

Ainsi, la particularité des érythrocytes réside dans le rôle important des enzymes antiperoxydes – catalase, glutathion peroxydase, SOD – dans les enzymopathies congénitales des érythrocytes, où l'on observe souvent une anémie hémolytique. Le plasma sanguin contient de la céruloplasmine, qui possède une activité SOD, absente dans d'autres tissus. Les résultats présentés permettent d'imaginer l'auto-oxydation des érythrocytes et du plasma: elle comprend à la fois une liaison antiradicalaire et un mécanisme de défense enzymatique. Cette structure du système antioxydant permet d'inhiber efficacement la FRO des lipides et des biopolymères grâce à la forte saturation des érythrocytes en oxygène. Les lipoprotéines, principal transporteur du tocophérol, jouent un rôle important dans la limitation de la FRO. De ce fait, le tocophérol passe dans les érythrocytes au contact des membranes. De plus, les lipoprotéines sont particulièrement sensibles à l'auto-oxydation.

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Spécificité des systèmes antioxydants de différents organes et tissus

L'importance de l'autooxydation non enzymatique des lipides et des biopolymères comme déclencheur nous permet d'attribuer un rôle déclencheur dans la genèse de la SP à l'insuffisance du système de défense antioxydant de l'organisme. L'activité fonctionnelle du système antioxydant des différents organes et tissus dépend de plusieurs facteurs, notamment:

1. le niveau de catabolisme enzymatique (déshydrogénation) - production du fonds NAD-H + NADP-H;
2. le degré de consommation du fonds NAD-H et NADPH dans les processus de biosynthèse;
3. le niveau des réactions d’oxydation mitochondriale enzymatique du NADH;
4. l'apport de composants essentiels du système antioxydant - tocophérol, ascorbate, bioflavonoïdes, acides aminés soufrés, ergothionéine, sélénium, etc.

D’autre part, l’activité du système antioxydant dépend de la gravité des effets des lipides qui induisent l’oxydation des radicaux libres; lorsqu’ils sont excessivement actifs, l’inhibition est perturbée et la production de radicaux libres et de peroxydes augmente.

Dans différents organes, selon la spécificité tissulaire du métabolisme, certains composants du système antioxydant prédominent. Dans les structures extracellulaires dépourvues de réserves de NAD-H et de NADPH, l'afflux de formes réduites d'AO-glutathion, d'ascorbate, de polyphénols et de tocophérol transportés par le sang est d'une importance capitale. Les indicateurs du niveau d'apport en AO, de l'activité des enzymes antioxydantes et de la teneur en produits STO caractérisent intégralement l'activité du système antioxydant de l'organisme dans son ensemble. Cependant, ces indicateurs ne reflètent pas l'état de l'AS dans les différents organes et tissus, qui peuvent varier considérablement. Ce qui précède permet de supposer que la localisation et la nature de la pathologie des radicaux libres sont principalement déterminées par:

• caractéristiques génotypiques du système antioxydant dans différents tissus et organes;
• la nature de l'inducteur SR exogène agissant tout au long de l'ontogenèse.

En analysant le contenu des principaux composants du système antioxydant dans divers tissus (épithéliaux, nerveux, conjonctifs), il est possible d'identifier diverses variantes de systèmes tissulaires (organes) d'inhibition du FRO, qui coïncident généralement avec leur activité métabolique.

Érythrocytes, épithélium glandulaire

Dans ces tissus, le cycle actif des pentoses phosphates fonctionne et le catabolisme anaérobie prédomine; la principale source d'hydrogène pour la chaîne antiradicalaire du système antioxydant et les peroxydases est le NADPH. Les érythrocytes, en tant que transporteurs d'oxygène, sont sensibles aux inducteurs de FRO.

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Tissu musculaire et nerveux

Le cycle des pentoses phosphates dans ces tissus est inactif; le NADH, formé lors des cycles aérobie et anaérobie du catabolisme des lipides et des glucides, prédomine comme source d'hydrogène pour les inhibiteurs antiradicalaires et les enzymes antioxydantes. La saturation des cellules en mitochondries augmente le risque de fuite d'O₂ et peut endommager les biopolymères.

Hépatocytes, leucocytes, fibroblastes

Un cycle équilibré des pentoses phosphates et des voies cataboliques ana- et aérobies sont observés.

La substance intercellulaire du tissu conjonctif est constituée de plasma sanguin, de fibres et de la substance fondamentale de la paroi vasculaire et du tissu osseux. L'inhibition du SR dans la substance intercellulaire est principalement assurée par des inhibiteurs antiradicalaires (tocophérol, bioflavonoïdes, ascorbate), ce qui entraîne une forte sensibilité de la paroi vasculaire à leur insuffisance. De plus, le plasma sanguin contient de la céruloplasmine, capable d'éliminer les radicaux libres superoxydes. Dans le cristallin, où des réactions photochimiques sont possibles, outre les inhibiteurs antiradicalaires, l'activité de la glutathion réductase, de la glutathion peroxydase et de la SOD est élevée.

Les caractéristiques des organes et des tissus présentées des systèmes antioxydants locaux expliquent les différences dans les manifestations précoces de la SP avec différents types d'effets induisant la FRO.

La différence d'importance fonctionnelle des bioantioxydants selon les tissus prédétermine les différences dans les manifestations locales de leur déficit. Seule la carence en tocophérol, antioxydant lipidique universel présent dans tous les types de structures cellulaires et non cellulaires, se manifeste par des lésions précoces dans différents organes. Les manifestations initiales de SP causées par les prooxydants chimiques dépendent également de la nature de l'agent. Les données suggèrent qu'outre la nature du facteur exogène, le rôle des espèces spécifiques au génotype et des caractéristiques tissulaires du système antioxydant est important dans le développement de la pathologie des radicaux libres. Dans les tissus présentant un faible taux d'oxydation enzymatique biologique, comme la paroi vasculaire, le rôle de la chaîne antiradicalaire ergothionéine-ascorbate (bioflavonoïdes)-tocophérol, représentée par les bioantioxydants non synthétisés par l'organisme, est important; par conséquent, la carence chronique en polyantioxydants provoque principalement des lésions de la paroi vasculaire. Dans d'autres tissus, le rôle des composants enzymatiques du système antioxydant prévaut - SOD, peroxydases, etc. Ainsi, une diminution du niveau de catalase dans le corps est caractérisée par une pathologie parodontale progressive.

L'état du système antioxydant dans différents organes et tissus est déterminé non seulement par le génotype, mais aussi, au cours de l'oncogenèse, par le déclin phénotypiquement hétérochronique de l'activité de divers composants du système antioxydant, causé par la nature de l'inducteur du système antioxydant. Ainsi, en conditions réelles chez un individu, différentes combinaisons de facteurs exogènes et endogènes de dégradation du système antioxydant déterminent à la fois les mécanismes généraux du vieillissement liés aux radicaux libres et les déclencheurs spécifiques de pathologies radicalaires, se manifestant dans certains organes.

Les résultats présentés de l'évaluation de l'activité des principaux liens de l'AS dans différents organes et tissus servent de base à la recherche de nouveaux médicaments inhibiteurs des radicaux libres lipidiques à action ciblée pour la prévention des pathologies liées aux radicaux libres localisées. Compte tenu de la spécificité du système antioxydant des différents tissus, les médicaments anti-oxydants libres devraient agir différemment sur les liens manquants pour chaque organe ou tissu.

Différents systèmes antioxydants ont été révélés dans les lymphocytes et les érythrocytes. Gonzalez-Hernandez et al. (1994) ont étudié les systèmes antioxydants dans les lymphocytes et les érythrocytes chez 23 sujets sains. Il a été montré que dans les lymphocytes et les érythrocytes, l'activité de la glutathion réductase était de 160 et 4,1 U/h, de la glutathion peroxydase de 346 et 21 U/h, de la glucose-6-phosphate déshydrogénase de 146 et 2,6 sd/h, de la catalase de 164 et 60 U/h et de la superoxyde dismutase de 4 et 303 μg/s, respectivement.