Antioxydant

Modèle de remplissage d'espace de l'antioxydant métabolite glutathion. La sphère est le jaune un atome de soufre ayant une activité rédox qui fournit une activité anti-oxydante, tandis que les sphères grises rouge, bleu, blanc et foncés représentent l'oxygène, l'azote, l'hydrogène et des atomes de carbone, respectivement.

Un antioxydant est une molécule capable de ralentir ou prévenir la oxydation d'autres molécules. L'oxydation est une réaction chimique qui transfère des électrons à partir d'une substance à un agent oxydant. Les réactions d'oxydation peuvent produire les radicaux libres, qui commencent réactions en chaîne qui endommagent les cellules . Les antioxydants se terminent ces réactions en chaîne par élimination des intermédiaires à radicaux libres, et inhibent d'autres réactions d'oxydation en étant eux-mêmes oxydés. En conséquence, les antioxydants sont souvent Des agents réducteurs tels que thiols ou polyphénols.

Bien que les réactions d'oxydation sont cruciales pour la vie, ils peuvent aussi être dommageable; par conséquent, les plantes et les animaux maintiennent des systèmes complexes de plusieurs types d'antioxydants, tels que le glutathion, la vitamine C , et la vitamine E, ainsi que des enzymes telles que catalase, la superoxyde dismutase et divers peroxydases. Les faibles niveaux d'antioxydants, ou l'inhibition des enzymes antioxydantes, provoque le stress oxydatif et peut endommager ou tuer les cellules.

Comme le stress oxydatif pourrait être un élément important de nombreuses maladies humaines, l'utilisation d'antioxydants dans la pharmacologie est intensivement étudié, notamment en traitements pour les AVC et les maladies neurodégénératives. Cependant, on ignore si le stress oxydatif est la cause ou la conséquence de la maladie. Les antioxydants sont aussi largement utilisés comme ingrédients dans compléments alimentaires dans l'espoir de maintenir la santé et prévenir les maladies telles que le cancer et maladie coronarienne. Bien que certaines études ont suggéré des suppléments d'antioxydants ont des avantages en matière de santé, d'autres grands les essais cliniques ne ont pas détecté aucun bénéfice pour les formulations testées, et la supplémentation en excès peuvent être nocifs. En plus de ces utilisations en médecine, les antioxydants ont de nombreuses utilisations industrielles, telles que des agents de conservation dans les aliments et les cosmétiques et la prévention de la dégradation du caoutchouc et essence.

Histoire

Le terme antioxydant origine a été utilisé pour se référer spécifiquement à un produit chimique qui a empêché la consommation d'oxygène. Dans la fin du 19e et début du 20e siècle, une vaste étude a été consacrée à l'utilisation d'antioxydants dans les procédés industriels importants, tels que la prévention du métal à la corrosion , le la vulcanisation du caoutchouc, et la polymérisation de combustibles dans le l'encrassement du moteurs à combustion interne.

Les premières recherches sur le rôle des antioxydants en biologie axée sur leur utilisation dans la prévention de l'oxydation de graisses insaturées, ce qui est la cause de rancissement. L'activité antioxydante peut être mesurée en plaçant simplement la graisse dans un récipient fermé avec de l'oxygène et en mesurant le taux de consommation d'oxygène. Cependant, ce est l'identification de les vitamines A, C , et E comme des antioxydants qui ont révolutionné le domaine et ont conduit à la réalisation de l'importance des antioxydants dans la biochimie des organismes vivants.

L'possible mécanismes d'action des antioxydants ont été explorées pour la première quand il a été reconnu qu'une substance ayant une activité anti-oxydante est susceptible d'être celui qui est lui-même facilement oxydé. La recherche sur la façon dont la vitamine E prévient le processus de la peroxydation des lipides a conduit à l'identification des agents antioxydants qui empêchent les réactions d'oxydation réductrice, souvent par balayage espèces réactives de l'oxygène avant qu'ils peuvent endommager les cellules.

Le défi oxydatif en biologie

La structure de l'antioxydant vitamine l'acide ascorbique (vitamine C).

Un paradoxe dans le métabolisme est que tandis que la grande majorité de la vie complexe nécessite l'oxygène pour son existence, l'oxygène est une molécule très réactive que les dommages en produisant organismes vivant les espèces réactives de l'oxygène. En conséquence, les organismes contiennent un réseau complexe d'antioxydant métabolites et enzymes qui travaillent ensemble pour prévenir les dommages oxydatifs à des composants cellulaires tels que ADN , protéines et lipides . En général, les systèmes antioxydants soit empêcher ces espèces réactives de se former, ou les supprimer avant qu'ils peuvent endommager les composants vitaux de la cellule. Cependant, puisque les espèces réactives de l'oxygène ne avons fonctions utiles dans les cellules, tels que signalisation redox, la fonction des systèmes antioxydants est de ne pas enlever les oxydants entièrement, mais au lieu de les garder à un niveau optimal.

Les espèces réactives de l'oxygène produites dans des cellules comprennent le peroxyde d'hydrogène (H ₂ O _2), l'acide hypochloreux (HClO), et radicaux libres comme le radical hydroxyle (OH ·) et le l'anion superoxyde (O ₂ ^-). Le radical hydroxyle est particulièrement instable et réagir rapidement et de manière non spécifique avec la plupart des molécules biologiques. Cette espèce est produite à partir du peroxyde d'hydrogène dans catalysée par un métal réactions redox tels que la Réaction de Fenton. Ces oxydants peuvent endommager les cellules par des réactions en chaîne à partir de produits chimiques tels que la peroxydation des lipides, ou par oxydation de l'ADN ou des protéines. Dommages à l'ADN peut causer mutations et éventuellement le cancer , si ce ne est renversée par réparation de l'ADN mécanismes, alors que les dommages aux protéines provoque une inhibition de l'enzyme, dénaturation et la dégradation des protéines.

L'utilisation d'oxygène en tant que partie du processus de génération d'énergie métabolique produit des espèces réactives de l'oxygène. Dans ce procédé, l'anion superoxyde est produit comme sous-produit de plusieurs étapes de la chaîne de transport d'électrons. Particulièrement importante est la réduction de coenzyme Q dans complexe III, depuis un radical hautement réactif est formé comme produit intermédiaire libre (Q · ^-). Cet intermédiaire instable peut conduire à électrons "fuites", lorsque les électrons sautent directement à l'oxygène et forment l'anion superoxyde, au lieu de se déplacer dans la série normale de réactions bien contrôlée de la chaîne de transport d'électrons. Dans un ensemble similaire de réactions dans les plantes, les espèces réactives de l'oxygène sont aussi produits lors de la photosynthèse dans des conditions de forte intensité lumineuse. Cet effet est partiellement compensé par la participation de les caroténoïdes dans photoinhibition, ce qui implique réagissant avec ces antioxydants plus réduite formes des centres réactionnels photosynthétiques pour éviter la production d'espèces réactives de l'oxygène.

Métabolites

Vue d'ensemble

Les antioxydants sont classés en deux grandes divisions, selon qu'ils sont solubles dans l' eau ( hydrophile) ou dans les lipides ( hydrophobe). En général, les antioxydants solubles dans l'eau réagissent avec les oxydants dans la cellule et le cytoplasme le plasma sanguin, tandis que les antioxydants solubles dans les lipides protègent les membranes cellulaires de la peroxydation lipidique. Ces composés peuvent être synthétisés dans le corps ou obtenus à partir de l'alimentation. Les différents antioxydants sont présents à une large gamme de concentrations dans des fluides corporels et les tissus, avec une certaine tel que le glutathion ou ubiquinone principalement présente dans les cellules, tandis que d'autres tels que l'acide urique sont plus uniformément répartie (voir tableau ci-dessous).

L'importance relative et les interactions entre ces différents antioxydants est une question très complexe, avec les différents métabolites et des systèmes enzymatiques ayant effets synergiques et interdépendants sur l'autre. L'action d'un antioxydant peut donc dépendre du bon fonctionnement des autres membres du système anti-oxydant. Le montant de la protection fournie par l'un antioxydant dépendra aussi de sa concentration, sa réactivité à l'égard des espèces réactives de l'oxygène particulières à l'étude, et l'état des antioxydants avec lesquelles elle interagit.

Certains composés contribuent à la profondeur de l'antioxydant chélatant les métaux de transition et les empêchant de catalyser la production de radicaux libres dans la cellule. Particulièrement importante est la capacité de séquestrer le fer , qui est la fonction de des protéines se liant au fer, tels que la transferrine et ferritine. sélénium et le zinc sont communément appelés nutriments antioxydants, mais ces éléments chimiques ne ont pas eux-mêmes une action antioxydante et sont plutôt nécessaire à l'activité de certaines enzymes antioxydantes, comme on le verra ci-dessous.

L'acide ascorbique

L'acide ascorbique ou "vitamine C" est un antioxydant monosaccharide trouvé chez les animaux et les plantes. Comme il ne peut pas être synthétisée chez l'homme et doit être obtenu à partir de l'alimentation, ce est une vitamine. La plupart des autres animaux sont capables de produire ce composé dans leur corps et ne nécessitent pas dans leur alimentation. Dans les cellules, il est maintenu dans sa forme réduite par réaction avec du glutathion, qui peut être catalysée par une protéine disulfure isomérase et glutarédoxines. L'acide ascorbique est un agent réducteur et peut ainsi réduire et neutraliser les espèces réactives de l'oxygène tels que le peroxyde d'hydrogène. En plus de ses effets antioxydants directs, l'acide ascorbique est aussi une substrat pour l'enzyme antioxydante ascorbate peroxydase, une fonction qui est particulièrement important dans la résistance au stress chez les plantes.

Glutathion

Le mécanisme radicalaire de la peroxydation des lipides.

Le glutathion est un contenant de la cysteine peptide trouvé dans la plupart des formes de vie aérobie. Il ne est pas nécessaire dans l'alimentation et à la place est synthétisé dans les cellules à partir de ses constituants acides aminés . Le glutathion a des propriétés antioxydantes depuis le un groupe thiol dans sa cystéine fragment est un agent réducteur de façon réversible et peut être oxydé et réduit. Dans les cellules, le glutathion est maintenue dans la forme réduite par l'enzyme la glutathion réductase et, à son tour réduit les métabolites et les autres systèmes d'enzymes, ainsi que la réaction directement avec les oxydants. En raison de sa forte concentration et son rôle central dans le maintien de l'état redox de la cellule, le glutathion est l'un des antioxydants cellulaires les plus importants.

La mélatonine

La mélatonine est un puissant antioxydant qui membranes cellulaires peuvent facilement franchir et de la barrière hémato-encéphalique. Contrairement à d'autres antioxydants, la mélatonine ne subit pas cycle redox, qui est la capacité d'une molécule à subir répété réduction et l'oxydation. Redox vélo peut permettre à d'autres antioxydants (comme la vitamine C) pour agir comme pro-oxydants et favorisent la formation de radicaux libres. La mélatonine, une fois oxydé, ne peut pas être réduite à son état, car il forme plusieurs produits finaux stables lors de la réaction avec les radicaux libres. Par conséquent, il a été désigné comme un terminal (ou suicidaire) antioxydant.

Tocophérols et tocotriénols (vitamine E)

La vitamine E est le nom collectif pour un ensemble de huit connexes tocophérols et tocotriénols, qui sont des vitamines liposolubles ayant des propriétés antioxydantes. Parmi ceux-ci, α-tocophérol a été le plus étudié car il a le plus haut biodisponibilité, avec le corps absorbant préférentiellement et métaboliser ce formulaire.

On a prétendu que la forme α-tocophérol est le plus important antioxydant liposoluble, et qu'elle protège les membranes de l'oxydation par réaction avec des radicaux lipidiques produites dans la réaction en chaîne de la peroxydation lipidique. Cela supprime les intermédiaires de radicaux libres et empêche la propagation de la réaction de se poursuivre. Cette réaction produit oxydé radicaux α-tocophéroxyles qui peuvent être recyclés retour à la forme réduite active à travers la réduction par d'autres antioxydants, tels que l'ascorbate, le rétinol ou ubiquinol.

Cependant, les rôles et l'importance des différentes formes de vitamine E sont pas actuellement clairement établi, et il a même été suggéré que la fonction la plus importante de α-tocophérol est comme un molécule de signalisation, avec cette molécule ayant aucun rôle significatif dans le métabolisme antioxydant. Les fonctions des autres formes de vitamine E sont encore moins bien comprises, même si γ-tocophérol est une nucléophile qui peut réagir avec les mutagènes électrophiles, et les tocotriénols peuvent être importants dans la protection neurones contre les dommages.

Activités pro-oxydants

Les antioxydants sont des agents réducteurs qui peuvent aussi agir comme pro-oxydants. Par exemple, la vitamine C a une activité antioxydante quand il réduit substances telles que l'oxydation du peroxyde d'hydrogène, cependant, il permettra également de réduire les ions métalliques qui génèrent des radicaux libres par l'intermédiaire du Réaction de Fenton.

2 Fe ³⁺ + ascorbate → 2 Fe ²⁺ + déshydroascorbate

2 Fe ²⁺ + 2 H ₂ O ₂ → 2 Fe ³⁺ + 2 OH · + 2 OH ^-

L'importance relative des activités antioxydantes et pro-oxydants d'antioxydants sont un domaine de recherche en cours, mais la vitamine C, par exemple, semble avoir une action essentiellement antioxydant dans le corps. Cependant, peu de données sont disponibles pour d'autres antioxydants alimentaires, tels que la vitamine E, ou la polyphénols.

Les systèmes enzymatiques

Voie enzymatique pour détoxication d'espèces réactives de l'oxygène.

Vue d'ensemble

Comme dans le cas des antioxydants chimiques, les cellules sont protégées contre le stress oxydatif par un réseau interactif d'enzymes antioxydantes. Ici, la superoxyde libéré par des processus tels que la phosphorylation oxydative est d'abord converti en peroxyde d'hydrogène et ensuite encore réduit pour donner de l'eau. Cette voie de détoxification est le résultat de plusieurs enzymes, avec les superoxyde dismutases catalysant la première étape, puis les catalases et les peroxydases différents enlever le peroxyde d'hydrogène. Comme métabolites antioxydantes, les contributions de ces enzymes à défenses antioxydantes peuvent être difficiles à séparer les uns des autres, mais la génération de souris transgéniques dépourvues juste une enzyme antioxydante peuvent être informatif.

Superoxyde dismutase, catalase et peroxyrédoxines

Les superoxyde dismutases (SOD) sont une classe d'enzymes étroitement apparentées qui catalysent la décomposition de l'anion superoxyde en oxygène et en peroxyde d'hydrogène. enzymes SOD sont présents dans presque toutes les cellules aérobies et dans les liquides extracellulaires. Enzymes superoxyde dismutase contiennent cofacteurs ions métalliques qui, en fonction de l'isoenzyme, peuvent être en cuivre , zinc, manganèse ou fer . Chez l'homme, la SOD cuivre / zinc est présent dans le cytosol, tandis que SOD manganèse est présent dans la mitochondrie . Il existe également une troisième forme de SOD dans les fluides extracellulaires, qui contient du cuivre et du zinc dans ses sites actifs. L'isoenzyme mitochondriale semble être le plus biologiquement importante de ces trois, puisque les souris dépourvues de cette enzyme meurent peu après la naissance. En revanche, les souris dépourvues de cuivre SOD / zinc sont viables, mais ont réduit la fertilité, alors que les souris sans SOD extracellulaire ont des défauts minimes. Chez les plantes, les isoenzymes de SOD sont présents dans le cytosol et les mitochondries, avec une SOD de fer trouvée dans chloroplastes qui est absent de vertébrés et la levure .

Catalases sont des enzymes qui catalysent la conversion du peroxyde d'hydrogène en eau et oxygène, en utilisant un fer à repasser ou cofacteur manganèse. Cette protéine est localisée à peroxysomes dans la plupart des eucaryotes cellules. La catalase est une enzyme inhabituel car, bien que le peroxyde d'hydrogène est le seul substrat, il se ensuit un mécanisme de ping-pong . Ici, son cofacteur est oxydé par une molécule de peroxyde d'hydrogène et ensuite régénéré par le transfert de l'oxygène lié à une seconde molécule de substrat. Malgré son importance apparente de l'élimination de peroxyde d'hydrogène, les humains avec déficience génétique de la catalase - " acatalasemia "- ou des souris génétiquement modifiées à manquer complètement catalase, souffrent quelques effets néfastes.

Structure de décamérique AhpC, un bactérienne 2-cystéine Peroxiredoxin partir Salmonella typhimurium.

Peroxyrédoxines sont les peroxydases qui catalysent la réduction du peroxyde d'hydrogène, des hydroperoxydes organiques, ainsi que peroxynitrite. Ils sont divisés en trois catégories: typiques peroxyrédoxines 2-cystéine; atypiques peroxyrédoxines 2-cystéine; et peroxyrédoxines 1-cystéine. Ces enzymes partagent le même mécanisme catalytique de base, dans laquelle une cystéine ayant une activité rédox (peroxidatic la cysteine) dans le site actif est oxydé en un acide sulfénique par le substrat de peroxyde. Peroxyrédoxines semblent être important dans le métabolisme antioxydant, comme les souris dépourvues peroxiredoxine 1 ou 2 ont raccourci la durée de vie et souffrent de anémie hémolytique, tandis que les plantes utilisent peroxyrédoxines pour éliminer le peroxyde d'hydrogène généré dans les chloroplastes.

systèmes de thiorédoxine et de glutathion

Le Système de thiorédoxine contenant le 12-k Da protéine thiorédoxine et son compagnon thiorédoxine réductase. Les protéines liées à la thiorédoxine sont présentes dans tous les organismes séquencés, avec des plantes telles que Arabidopsis thaliana ayant particulièrement grande diversité des isoformes. Le site actif de la thiorédoxine se compose de deux cystéines voisin, dans le cadre d'un CXXC hautement conservée motif, qui peut alterner entre une forme de dithiol actif (réduit) et un oxydé forme disulfure. Dans son état actif, thiorédoxine agit comme un agent réducteur efficace, piégeant des espèces réactives de l'oxygène et le maintien d'autres protéines dans leur état réduit. Après l'oxydation, la thiorédoxine actif est régénéré par l'action de la thiorédoxine réductase, en utilisant NADPH comme donneur d'électrons.

Le Système de glutathion comprend le glutathion, la glutathion réductase, glutathion peroxydases et glutathion S transférases. Ce système se trouve dans les animaux, les plantes et les microorganismes. La glutathion peroxydase est une enzyme contenant quatre sélénium - cofacteurs qui catalyse la décomposition du peroxyde d'hydrogène et des hydroperoxydes organiques. Il existe au moins quatre glutathion peroxydase différent isoenzymes chez les animaux. La glutathion peroxydase 1 est le plus abondant et un piégeur est très efficace de peroxyde d'hydrogène, tandis que la glutathion peroxydase 4 est le plus actif avec des hydroperoxydes lipidiques. Étonnamment, la glutathion peroxydase 1 est indispensable, que les souris dépourvues de cette enzyme ont des durées de vie normales, mais ils sont hypersensibles au stress oxydatif induit. En outre, les transférases du glutathion montrent une activité élevée avec des peroxydes lipidiques. Ces enzymes sont à des niveaux particulièrement élevés dans le foie et servent également dans le métabolisme de détoxification.

Le stress oxydatif dans la maladie

Le stress oxydatif est pensé pour contribuer au développement d'une large gamme de maladies, notamment la maladie d'Alzheimer , La maladie de Parkinson, les pathologies causées par le diabète , la polyarthrite rhumatoïde, et la neurodégénérescence dans maladies moteur de neurones. Dans de nombreux cas, on ne sait pas si les oxydants provoquent la maladie, ou se ils sont produits comme conséquence de la maladie et de provoquer la maladie symptômes; comme une alternative plausible, une maladie neurodégénérative pourrait résulter de défectueux transport axonal des mitochondries, qui effectuent des réactions d'oxydation. Un cas dans lequel ce lien est particulièrement bien compris, ce est le rôle du stress oxydatif dans maladie cardiovasculaire. Ici, les lipoprotéines de basse densité (LDL) d'oxydation semble déclencher le processus d' athérogenèse , ce qui conduit à l'athérosclérose et les maladies cardiovasculaires finalement.

Un régime hypocalorique étend la durée de vie médiane et maximale chez de nombreux animaux. Cet effet peut entraîner une diminution du stress oxydatif. Bien qu'il y ait des preuves suffisantes pour soutenir le rôle du stress oxydatif dans le vieillissement dans des organismes modèles tels que Drosophila melanogaster et Caenorhabditis elegans, la preuve chez les mammifères est moins claire. Les régimes riches en fruits et légumes, qui sont riches en antioxydants, promouvoir la santé et réduire les effets du vieillissement, mais la supplémentation en vitamine antioxydant n'a pas d'effet détectable sur le processus de vieillissement, de sorte que les effets de fruits et légumes peuvent être sans rapport avec leur contenu antioxydantes. Une raison à cela pourrait être le fait que la consommation de molécules antioxydantes comme les polyphénols et la vitamine E se produire des changements dans d'autres parties du métabolisme, de sorte qu'il peut être ces autres effets non antioxydantes qui sont la vraie raison de leur importance dans l'alimentation humaine.

Effets sur la santé

traitement de la maladie

Le cerveau est particulièrement vulnérable aux blessures oxydatif, en raison de son taux métabolique élevé et des niveaux élevés de lipides polyinsaturés, la cible de la peroxydation lipidique. Par conséquent, les antioxydants sont couramment utilisés comme médicaments pour traiter diverses formes de lésions cérébrales. Ici, mimétiques de la superoxyde dismutase, thiopental de sodium et propofol sont utilisés pour traiter les lésions de reperfusion et lésion traumatique du cerveau, tandis que le médicament expérimental NXY-059 et ebselen sont appliquées dans le traitement de l'AVC. Ces composés semblent prévenir le stress oxydatif dans les neurones et prévenir apoptose et des dommages neurologiques. Les antioxydants sont également à l'étude en tant que traitements possibles de maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer , La maladie de Parkinson, et la sclérose latérale amyotrophique, et comme un moyen pour prévenir induite par le bruit de la perte d'audition.

La prévention des maladies

Structure de la polyphénol antioxydant resvératrol.

Les antioxydants peuvent annuler les effets qui endommagent les cellules des radicaux libres. En outre, les personnes qui mangent des fruits et légumes, qui sont de bonnes sources d'antioxydants, ont un risque moindre de maladie cardiaque et de certaines maladies neurologiques, et il est prouvé que certains types de légumes et les fruits en général, ne protègent probablement contre un certain nombre de cancers . Ces observations suggèrent que les antioxydants peuvent aider à prévenir ces conditions. Il existe certaines preuves que les antioxydants peuvent aider à prévenir les maladies telles que la dégénérescence maculaire, supprimé l'immunité due à une mauvaise nutrition, et la neurodégénérescence. Cependant, malgré le rôle clair du stress oxydatif dans les maladies cardiovasculaires, les études contrôlées à l'aide de vitamines antioxydantes ont observé aucune réduction ni dans le risque de développer une maladie cardiaque, ou le taux de progression de la maladie existante. Cela suggère que d'autres substances dans les fruits et légumes (éventuellement flavonoïdes), ou un mélange complexe de substances, peuvent contribuer à une meilleure santé cardiovasculaire de ceux qui consomment plus de fruits et légumes.

On pense que l'oxydation des lipoprotéines de basse densité dans le sang contribue aux maladies du cœur et des études d'observation initiales constaté que les gens qui prennent des suppléments de vitamine E avaient un risque plus faible de développer une maladie cardiaque. Par conséquent, au moins sept grands essais cliniques ont été menées pour tester les effets de supplément de vitamine E antioxydante, à des doses allant de 50 à 600 mg par jour. Cependant, aucun de ces essais a trouvé un effet statistiquement significatif de la vitamine E sur le nombre total de décès ou sur les décès dus à la maladie cardiaque. Il ne est pas clair si les doses utilisées dans ces essais ou dans la plupart des compléments alimentaires sont capables de produire une diminution sensible de stress oxydatif.

Alors que plusieurs essais ont étudié suppléments avec des doses élevées d'antioxydants, le "en Vitamines et minéraux Antioxydants supplémentation" (SU.VI.MAX) étude a testé l'effet de la supplémentation avec des doses comparables à celles d'un régime alimentaire sain. Plus de 12 500 hommes et femmes françaises ont pris soit antioxydants à faible dose (120 mg d'acide ascorbique, 30 mg de vitamine E, 6 mg de bêta-carotène, 100 g de sélénium, et 20 mg de zinc) ou pilules placebo pour une moyenne de 7,5 années. Les enquêteurs ont constaté qu'il n'y avait pas d'effet statistiquement significatif des antioxydants sur la survie globale, le cancer ou les maladies cardiaques. Toutefois, une analyse de sous-groupes a montré une réduction de 31% du risque de cancer chez les hommes, mais pas chez les femmes.

Beaucoup sociétés nutraceutiques et des aliments santé vendent maintenant formulations d'antioxydants comme suppléments alimentaires et ceux-ci sont largement utilisés dans les pays industrialisés. Ces suppléments peuvent inclure des produits chimiques antioxydants spécifiques, comme le resvératrol (à partir de graines de raisin), combinaisons d'antioxydants, comme les produits «as» qui contiennent du bêta-carotène (provitamine A), la vitamine C, la vitamine E et S Elenium, ou des herbes qui contiennent des antioxydants - comme thé vert et jiaogulan . Bien que certains niveaux de vitamines et minéraux antioxydants dans le régime alimentaire sont nécessaires pour une bonne santé, il existe un doute quant à savoir si la supplémentation en antioxydants est bénéfique, et si oui, qui antioxydant (s) sont bénéfiques et en quelles quantités.

Il a été suggéré que des niveaux modérés de stress oxydatif peuvent accroître l'espérance de vie dans le ver Caenorhabditis elegans, en induisant une réponse protectrice à des niveaux accrus d'espèces réactives de l'oxygène. Cependant, la suggestion que l'augmentation de l'espérance de vie vient de l'augmentation des stress oxydatif conflits avec les résultats observés dans la levure Saccharomyces cerevisiae, et la situation chez les mammifères est encore moins claire.

Exercice physique

Pendant l'exercice, la consommation d'oxygène peut augmenter d'un facteur de plus de 10. Il en résulte une forte augmentation de la production d'oxydants et les résultats des dommages qui contribue à la fatigue musculaire pendant et après l'exercice. Le réponse inflammatoire qui se produit après un exercice intense est également associée au stress oxydatif, en particulier dans les 24 heures après une séance d'exercice. La réponse du système immunitaire aux dommages causés par l'exercice des pics 2 à 7 jours après l'exercice, la période pendant laquelle l'adaptation résultant en plus grande forme physique est plus grand. Pendant ce processus, les radicaux libres sont produits par neutrophiles pour enlever les tissus endommagés. En conséquence, les niveaux d'antioxydants excessives ont le potentiel d'inhiber les mécanismes de récupération et d'adaptation.

La preuve des prestations de la supplémentation en antioxydants à des exercices vigoureux est mixte. Il ya des preuves solides que l'une des adaptations résultant de l'exercice est un renforcement des défenses antioxydantes de l'organisme, en particulier le système de glutathion, pour faire face à l'augmentation du stress oxydatif. Il est possible que cet effet peut être dans une certaine mesure de protection contre les maladies qui sont associées au stress oxydatif, qui fournirait une explication partielle de la plus faible incidence de maladies importantes et une meilleure santé de ceux qui se engagent régulièrement de l'exercice.

Cependant, aucun avantage pour la performance physique aux athlètes sont vus avec supplémentation en vitamine E. En effet, en dépit de son rôle clé dans la prévention de la peroxydation lipidique de la membrane, 6 semaines de supplémentation en vitamine E n'a eu aucun effet sur les dommages musculaires chez les coureurs ultramarathon. Bien qu'il semble y avoir aucune augmentation de besoins en vitamine C chez les athlètes, il existe certaines preuves que supplémentation en vitamine C a augmenté la quantité d'exercice intense qui peut être fait et supplémentation en vitamine C avant l'exercice intense peut réduire la quantité de lésions musculaires. Cependant, d'autres études ont montré de tels effets, et certaines recherches suggèrent que la supplémentation avec des quantités aussi élevées que 1 000 mg inhibe récupération.

Les effets indésirables

Structure du chélateur de métal l'acide phytique.

Réducteurs acides relativement forts peuvent avoir des effets anti-nutritionnels en se liant aux minéraux alimentaires tels que le fer et le zinc dans le tractus gastro-intestinal et les empêchant d'être absorbé. Parmi les exemples notables sont l'acide oxalique, tanins et l'acide phytique, qui sont élevés dans les régimes à base de plantes. calcium carences en fer et ne sont pas rares dans l'alimentation en pays en développement où moins de viande est consommée et il est la consommation élevée d'acide phytique partir de fèves et sans levain pain de grains entiers.

Non polaires tels que des antioxydants eugénol, une composante majeure de l'huile de clou de girofle ont des limites de toxicité qui peuvent être dépassées à l'utilisation abusive des non dilué huiles essentielles . La toxicité associée à des doses élevées d'antioxydants solubles dans l'eau tels que l'acide ascorbique sont moins préoccupante, car ces composés peuvent être excrétés rapidement dans l'urine. Plus sérieusement, des doses très élevées de certains antioxydants peuvent avoir des effets nocifs à long terme. L'étude bêta-carotène et de rétinol étude d'efficacité (CARET) des patients atteints de cancer du poumon constaté que les fumeurs compte tenu des suppléments contenant du bêta-carotène et la vitamine A avaient augmenté les taux de cancer du poumon. Des études ultérieures ont confirmé ces effets indésirables.

Ces effets nocifs peuvent également être vu dans les non-fumeurs, comme une récente méta-analyse incluant des données d'environ 230 000 patients a montré que β-carotène, la vitamine A ou supplémentation en vitamine E est associée à une mortalité accrue, mais ne voit pas d'effet significatif de la vitamine C. Pas de risque pour la santé a été observée lorsque toutes les études randomisées et contrôlées ont été examinés ensemble, mais a détecté une augmentation de la mortalité que lorsque la haute qualité et les essais de risque trop faibles ont été examinés séparément. Cependant, comme la majorité de ces essais minorés traités avec soit les personnes âgées, ou les personnes souffrant déjà d'une maladie, ces résultats ne se appliquent pas à la population générale. Cette méta-analyse a ensuite été répétée et prolongée par les mêmes auteurs, avec la nouvelle analyse publiée par le Collaboration Cochrane; confirme les résultats précédents. Ces deux publications sont compatibles avec certains méta-analyses précédentes qui a également suggéré que la supplémentation en vitamine E augmentation de la mortalité, et que les suppléments antioxydants augmente le risque de cancer du côlon. Cependant, les résultats de cette méta-analyse sont incompatibles avec d'autres études telles que le procès SU.VI.MAX, ce qui suggère que les antioxydants ont aucun effet sur la mortalité toutes causes. Globalement, le grand nombre d'essais cliniques réalisés sur des suppléments d'antioxydants suggérer que soit ces produits ne ont aucun effet sur la santé, ou qu'ils causent une petite augmentation de la mortalité chez les personnes âgées ou vulnérables.

Bien que la supplémentation en antioxydants est largement utilisée dans des tentatives pour prévenir le développement du cancer, il a été proposé que les antioxydants peuvent, paradoxalement, interférer avec le traitement du cancer. Ceci a été supposée se produire puisque l'environnement de cellules cancéreuses provoque des niveaux élevés de stress oxydatif, ce qui rend ces cellules plus sensibles à la poursuite de stress oxydatif induit par les traitements. Par conséquent, en réduisant la contrainte rédox dans les cellules cancéreuses, les suppléments antioxydants ont été pensé à diminuer l'efficacité de la radiothérapie et la chimiothérapie. Toutefois, cette préoccupation ne semble pas être valide, comme il a été adressée par plusieurs essais cliniques qui indiquent que les antioxydants sont soit neutre ou bénéfique dans le traitement du cancer.

Mesure et concentrations dans les aliments

Fruits et légumes sont de bonnes sources d'antioxydants.

Mesure d'antioxydants ne est pas un processus simple, car ce est un groupe hétérogène de composés ayant des réactivités différentes pour différentes espèces réactives de l'oxygène. En sciences de l'alimentation, le la capacité radicale d'absorbance de l'oxygène (ORAC) est devenu la norme actuelle de l'industrie pour évaluer la force antioxydant des aliments entiers, jus de fruits et les additifs alimentaires. D'autres tests de mesure incluent le Réactif de Folin-Ciocalteu, et la Trolox dosage équivalent de la capacité antioxydante. En médecine, une gamme de tests différents sont utilisés pour évaluer la capacité antioxydante du plasma sanguin et de ceux-ci, le test ORAC peut être le plus fiable.

Les antioxydants se trouvent en quantités variables dans les aliments tels que les légumes, les fruits, les céréales, les légumineuses et les noix. Des antioxydants tels que le lycopène, et l'acide ascorbique peuvent être détruits lors de l'entreposage à long terme ou une cuisson prolongée. Autres composés antioxydants sont plus stables, tels que les antioxydants polyphénoliques dans les aliments tels que les céréales de blé entier et de thé. En général, les aliments transformés contiennent moins d'antioxydants que les aliments frais et non cuits, étant donné que les procédés de préparation peuvent exposer les aliments à l'oxygène.

Des antioxydants sont fabriquées dans le corps et ne sont pas absorbés dans le intestin. Un exemple est le glutathion, qui est fabriqué à partir d'acides aminés. Comme tout le glutathion dans l'intestin est décomposé à cystéine libre, glycine et l'acide glutamique, avant d'être absorbé, même de grandes doses orales ont peu d'effet sur ​​la concentration de glutathion dans le corps. Ubiquinol (coenzyme Q) est également mal absorbé par l'intestin et est fait chez l'homme par le biais de la voie du mévalonate.

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Les conservants alimentaire

Les antioxydants sont utilisés en tant que additifs alimentaires pour aider garde contre la détérioration des aliments. L'exposition à la lumière solaire et l'oxygène sont les deux principaux facteurs à l'oxydation de denrées alimentaires, de sorte que la nourriture est préservée en maintenant dans l'obscurité et en le scellant dans des récipients ou même enrobant dans de la cire, comme les concombres. Cependant, comme l'oxygène est également important pour les plantes respiration, le stockage de matières végétales dans conditions anaérobies produit saveurs désagréables et les couleurs peu attrayantes. Par conséquent, l'emballage des fruits et légumes frais contient 8% atmosphère d'oxygène ~. Les antioxydants sont une classe particulièrement important de conservateurs que, contrairement bactérienne ou fongique détérioration, des réactions d'oxydation se produisent encore relativement rapidement dans les aliments congelés ou réfrigérés. Ces conservateurs sont l'acide ascorbique (AA, E300), gallate de propyle (PG, E310), tocophérols (E306), butylhydroquinone tertiaire (TBHQ), l'hydroxyanisole butylé (BHA, E320) et butylhydroxytoluène (BHT, E321).

Les molécules les plus communs attaqués par oxydation sont des gras insaturés; oxydation amène à tourner rance. Etant donné que les lipides oxydés sont souvent décolorés et ont généralement des goûts désagréables tels que métallique ou soufrés saveurs, il est important d'éviter l'oxydation des aliments riches en matières grasses. Ainsi, ces aliments sont rarement conservées par séchage; à la place, ils sont conservés par le tabagisme, le salage ou la fermentation. Même moins d'aliments gras tels que les fruits sont pulvérisés avec des antioxydants soufrés avant le séchage à l'air. L'oxydation est souvent catalysée par des métaux, ce qui explique pourquoi les graisses comme le beurre ne doivent jamais être enveloppés dans une feuille d'aluminium ou conservés dans des récipients métalliques. Certains aliments gras tels que l'huile d'olive sont partiellement protégés de l'oxydation par leur teneur naturelle en antioxydants, tout en restant sensible à la photo-oxydation.

Les utilisations industrielles

Des antioxydants sont ajoutés à des produits industriels. Une utilisation courante est comme stabilisants dans des carburants et des lubrifiants pour empêcher l'oxydation, et dans les essences pour empêcher la polymérisation qui mène à la formation de résidus qui encrassent le moteur. Ils sont également utilisés pour empêcher la dégradation oxydative du caoutchouc, des matières plastiques et des adhésifs qui provoque une perte de résistance et la flexibilité de ces matériaux. Antioxydant conservateurs sont également ajoutés à base de matières grasses cosmétiques tels que du rouge à lèvres et des hydratants pour éviter le rancissement.