Oxydation cellulaire, défendez-vous !

 

Les termes antioxydant et stress oxydant sont aujourd’hui bien connus du grand public, matraqué par l’industrie vantant à grand renfort publicitaire telle purée de carotte riche en bêta-carotène ou telle margarine source de vitamine E antioxydante. Mais au fond, qu’est-ce que le stress oxydatif et qui sont ces mystérieux antioxydants ?

Le stress oxydant, qu’est-ce que c’est ?

Le paradoxe de l’oxygène et les radicaux libres

Dans les termes stress oxydatifs ou antioxydants se cache le mot oxygène. Ce gaz, constituant à environ 21 % de l’air que nous respirons sous forme de dioxygène O₂, est indispensable à la vie des organismes supérieurs que nous sommes et à la production d’énergie au sein d’organites cellulaires appelés mitochondries. Dans chacune de nos cellules, des centaines de ces petites usines énergétiques sont le siège de phénomènes biochimiques complexes au terme desquels les carburants que nous fournit l’alimentation sous forme de sucres, graisses et protéines sont dégradés en présence de dioxygène pour fournir l’énergie nécessaire à la vie. Au cours de ces processus, des dérivés toxiques de l’oxygène, appelés Espèces Oxygénées Activées (EOA) et comprenant notamment des radicaux libres, sont formés. En chimie, un radical libre est un composé (atome ou molécule) caractérisé par l’existence dans sa structure atomique, d’un électron célibataire suite à la perte ou au gain d’un électron résultant de la capture de ce dernier par un composé alors dit oxydant ou de son don par un composé alors qualifié de réducteur. Un tel composé sera extrêmement réactif et n’aura de cesse que de tenter de récupérer sa stabilité électronique en volant à d’autres atomes ou molécules l’électron qui lui manque, créant ainsi une réaction en chaîne.

Amis ou ennemis ?

Considérer les radicaux libres comme des ennemis à abattre ne correspond cependant pas à la réalité physiologique. Lorsqu’ils sont produits en quantité raisonnable, ils ont même de nombreux rôles physiologiques bénéfiques à remplir comme la dilatation des vaisseaux sanguins, la commu-ni-ca-tion entre cellules, le bon fonctionnement du système immunitaire.

Un mode de vie oxydant

D’une quantité raisonnable et utile de radicaux libres, il est pourtant facile de faire littéralement « exploser » la charge radicalaire. Le stress psychique et physique, l’inflammation chronique, une opération chirurgicale, la prise de médicaments et plus particulièrement de la pilule contraceptive, la pollution, l’exposition aux UV, les infections bactériennes ou virales chroniques, le tabagisme, la consommation d’alcool, une pratique sportive trop intense… sont autant de déclencheurs de la production de radicaux libres en grande quantité !

Si les défenses endogènes sont dépassées, les radicaux libres en excès vont être source de ce que l’on va nommer stress oxydant. Synonyme d’une rupture d’équilibre résultant soit d’un déficit en antioxydants soit d’une surproduction de radicaux libres, ce stress oxydant est susceptible de causer des dégâts énormes aux structures cellulaires. Le problème réside dans le fait que les composants cellulaires ainsi attaqués dans leur intégrité chimique peuvent en perdre leur fonction. Ce n’est pas très grave quand il s’agit de molécules d’utilité secondaire ; cela l’est bien plus quand la cible attaquée est d’importance majeure pour le fonctionnement cellulaire, comme c’est le cas avec les lipides des membranes cellulaires, le matériel génétique (ADN) garant de l’information à la base de toutes les synthèses dans la cellule ou encore des protéines ayant un rôle de structure fondamental ou une activité enzymatique. C’est alors la vie même de la cellule, du tissu qu’elle constitue et de l’organe qu’il construit qui est en jeu !

Des dégâts considérables

Les lipides et principalement les acides gras insaturés sont une cible privilégiée de l’attaque radicalaire. Ils subissent un phénomène appelé peroxydation lipidique qui peut conduire à leur destruction totale. L’altération des lipides qui sont les constituants principaux des membranes cellulaires peut conduire à une déstructuration importante de ces dernières qui se traduira cliniquement par des symptômes très variés allant de la nécrose tissulaire, aux troubles nerveux ou encore à la résistance insulinique faisant le lit du diabète et de l’obésité. La dégradation des lipides circulants participant au transport du cholestérol se traduira, elle, par une augmentation considérable des risques cardiovasculaires liés à l’athé-ros-clé-rose. On le voit, les risques sont loin d’être anodins en ce qui concerne les lipides et le seront encore moins lorsque l’ADN est la cible des attaques. En dehors d’un stress oxydant exagéré, on estime ainsi que près de 10 000 lésions affectent l’ADN de chacune de nos cellules chaque jour ! Selon leur gravité, les dommages iront d’une simple altération des synthèses, à la mort cellulaire ou pire encore, au basculement de la cellule vers un mode de prolifération cancéreux !

Quant aux sucres et aux protéines, leur attaque par les radicaux libres va faire le lit d’affections telles des dégénérescences nerveuses, cataracte et DMLA, diabète ou encore des troubles articulaires et cutanés (rides, taches, …).

La contre-attaque : les antioxydants !

Si nous sommes encore en vie malgré cette menace oxydative, c’est bien sûr parce qu’une parade existe. Son nom : les antioxydants ! Sous ce nom se cache une incroyable variété de composés chimiques qui ont tous comme point commun d’être des donneurs d’électrons capables de restaurer l’équilibre électronique des radicaux libres en leur fournissant l’électron manquant tant recherché sans devenir eux-mêmes des espèces chimiques nocives. Si leur existence est sans doute aussi ancienne que la vie sur terre, l’intérêt pour ces substances capables d’empêcher les effets délétères de l’oxygène ne date pas non plus d’hier…

Pour la petite histoire…

L’homme s’est très vite rendu compte que certaines matières laissées à l’air libre s’oxydaient et s’altéraient. Dès la fin du XIXe siècle, l’industrie s’intéresse à la façon de juguler ce phénomène et de contrer les dommages sur ses produits, tels la corrosion des métaux, la perte d’élasticité des caoutchoucs ou le rancissement des graisses. Au milieu des années 50, les chercheurs démontrent que cet oxygène, si délétère pour l’industrie peut l’être aussi pour l’organisme humain ! L’oxygène et les radicaux libres qu’il génère deviennent alors l’objet d’un intérêt qui se généralise au monde de la biologie et de la médecine. C’est en 1956 que le Dr Harman a l’intuition que ces derniers pourraient être responsables de notre vieillissement cellulaire. Il propose la Théorie du vieillissement par les radicaux libres (Free Radical Theory of Ageing) qui initie alors de nombreux travaux aboutissant par exemple à la découverte en 1969 de la première enzyme antioxydante endogène connue, la Superoxyde Dismutase (SOD). Indirectement, cette révélation fait la preuve de l’existence de radicaux libres au sein de notre organisme et devient le point de départ d’un nombre impressionnant de travaux sur les radicaux libres et les antioxydants en santé humaine.

Les défenses antioxydantes

Nous possédons en effet un certain nombre de défenseurs endogènes tels le glutathion, l’acide urique ou encore des enzymes comme les superoxydes dismutases, les catalases et les glutathions peroxydases capables de juguler la prolifération des radicaux libres. Il est important de noter que ces systèmes de défense voient leur efficacité diminuer avec l’âge. Ces systèmes enzymatiques sont en outre étroitement dépendants de certains minéraux et oligo-élément tels le zinc, le cuivre, le fer, le manganèse, le sélénium, mais aussi le magnésium. L’apport de ces éléments en quantité suffisante par l’alimentation est donc essentiel pour garantir le bon fonctionnement de cette ligne de défense. C’est également l’alimentation qui va fournir des nutriments essentiels à la vie tels les vitamines C, E et le bêta-carotène. Outre leurs rôles vitaux dans de nombreux processus métaboliques, ces composés jouent aussi un rôle majeur dans la lutte antioxydante.

L’alimentation à la rescousse

Fort heureusement, les dispositifs antioxydants endogènes décrits plus haut ne sont pas les seuls à s’opposer aux radicaux libres ! Un nombre considérable de substances fournies par l’alimentation va ainsi accroître le statut en antioxydants de l’organisme. Mais quelles sont ces substances ? Les vitamines tout d’abord. Les principales vitamines ayant une puissante activité antioxydante (et leur apport journalier recommandé, AJR), principalement en participant à la régénération des défenses endogènes comme le gluthation sont :

• Les vitamines E : vitamine liposoluble, il en existe 8 formes, alpa-, beta-, gamma-, delta-tocophérol et alpha-, beta-, gamma, delta-tocotriénol. Si l’alpha-tocophérol est présent en plus grande quantité et principal responsable de l’activité biologique dans l’organisme, les autres formes n’en restent pas moins importantes et devraient être incluses dans tout apport en vitamine E. Elle est un grand protecteur des lipides membranaires contre la peroxydation par les radicaux libres. AJR : 12 mg/jour.

•  La vitamine C : hydrosoluble, elle est très sensible à la lumière et à la chaleur. Elle participe à la régénération des systèmes antioxydants endogènes et à de nombreux mécanismes physiologiques garants notamment d’une immunité optimale et d’une bonne santé cardio-vasculaire. AJR : 80 mg/jour (doit être revu à la hausse, surtout chez les fumeurs !)

• Plusieurs minéraux agissent comme cofacteurs de l’activité enzymatique antioxydante et sont donc indispensables. Il s’agit :

- Du sélénium (Se) : cofacteur de la glutathion peroxydase, cet oligoélément peut être très carencé dans l’alimentation à cause notamment de sa rareté dans certains sols et donc des végétaux et animaux qui s’y développent.

- Zinc (Zn) : cofacteur de la SOD au même titre que le cuivre et le manganèse.

- Cuivre (Cu) et Fer (Fe) : cofacteurs des SOD et des catalases, ces minéraux sont donc indispensables à l’activité antioxydante. Paradoxalement, ils sont aussi responsables de la production de certains radicaux libres et donc pro-oxydants en trop grande quantité !

Enfin, un grand nombre de composés phytochimiques élaborés par les végétaux pour soutenir leur croissance ou comme moyen de défense contre les ravageurs se révèlent être de puissants antioxydants et font l’objet depuis ces dix dernières années de nombreuses recherches sur leur implication dans la prévention des maladies dites « de civilisation » (maladies cardio-vasculaires, cancer, diabète, obésité, troubles neurodégénératifs comme les maladies de Parkinson et d’Alzheimer). Il est difficile de fixer des apports journaliers recommandés en ces composés. On estime cependant que la consommation quotidienne de 5 à 7 portions de fruits et légumes variés devrait suffire à combler les besoins et à assurer une protection, notamment antioxydante, optimale. Ce sont essentiellement :

• Les polyphénols : familles de composés regroupant plusieurs milliers d’espèces regroupées en

• Composés phénoliques (comme l’acide caféique abondant dans la peau des fruits, l’acide férulique représentant 90 % des polyphénols du blé,…).

• Lignanes, abondants dans les graines de lin, légumineuses et légumes et présentant une activité phyto-oestrogénique.

• Stilbènes, dont le célèbre Resvératrol extrait des fruits rouges dont le raisin et impliqué dans le fameux paradoxe français.

• Flavonoïdes : comme la Quercétine et le Kaempférol, les catéchines du thé vert et du cacao. Ils sont très abondants dans certains légumes comme le persil et le céleri ainsi que dans les petits fruits (myrtilles, canneberge, cassis…) et certaines légumineuses (isoflavones du soja). Ce sont de puissants protecteurs des vaisseaux, particulièrement abondants dans les parties extérieures des fruits et légumes (peau, feuilles les plus externes des légumes à feuilles). Ils regroupent notamment les anthocyanes responsables de la couleur rouge et bleue des petits fruits (airelle, cassis, myrtille…) et les tanins (dans le vin, le thé, la noix, la fraise et la framboise).

• Les caroténoïdes : groupe de pigments responsables de la couleur rouge et jaune des végétaux. Les plus connus sont :

- Le bêta-carotène (ß-carotène ou provitamine A) : abondant dans les fruits et légumes jaunes comme les carottes, poivrons, abricots, patates douces, mais aussi épinards et brocolis dans lesquels ils sont masqués par la chlorophylle verte qui a d’ailleurs, elle aussi, un grand pouvoir antioxydant. Un taux record en ß-carotène plus de 10 fois supérieur à celui de la carotte est cependant trouvé dans la spiruline (Arthrospira platensis), une algue bleu-vert bien connue en complémentation nutritionnelle. Le ß-carotène, pigment liposoluble, est le précurseur de la vitamine A (rétinol) indispensable à la vie.

- Le lycopène : présent dans la tomate, le pamplemousse rose, la papaye et la pastèque, ce pigment liposoluble présente des propriétés antioxydantes très intéressantes pour la prévention de certains cancers dont celui de la prostate.

- Lutéine et zéaxanthine : ces deux pigments liposolubles sont abondants dans des aliments jaunes comme le maïs, le jaune d’œuf, mais aussi dans certains légumes verts comme les brocolis, les choux, les épinards, l’oseille. Ils sont notamment de grands protecteurs de la rétine qu’ils protègent de la DMLA (Dégénérescence maculaire liée à l’âge, fréquente source de cécité chez les personnes âgées).

Remarque : si le contenu en antioxydant, et plus particulièrement en vitamine C, est généralement altéré à la cuisson, il est des substances comme le lycopène qui sont davantage libérées dans les fruits ou légumes cuits. Le contenu en antioxydants biodisponibles d’une sauce tomate sera donc accru par rapport à la tomate crue.

Principales sources d'antioxydants Vitamines E (tocophérols et tocotriénols) : animales: beurre, fromages gras, poissons gras, laitages. Végétales : huiles de germe de blé, de colza, fruits oléagineux (noix, noisettes…) Vitamine C (acide ascorbique) : agrumes (orange, pamplemousse, citron…),cassis, kiwi, poivrons, persil, légumes verts (céleri, choux, épinards, cresson, mâche…) et abats (foie, rognons) Le Sélénium (Se) : viandes (foie, œufs, produits laitiers, noix du Brésil (1 seule noix comble les AJR !) céréales complètes, levure de bière, certains légumes (ail, asperges). Zinc (Zn) : fruits de mer (huîtres, coquillages…), poisson, viande, jaune d’œuf, noix, pain complet, levure de bière Polyphénols et caroténoïdes : essentiellement présents dans les fruits et légumes de couleur variée. Les petits fruits (cassis, myrtilles, bleuets, canneberge, framboises…) en sont proportionnellement plus pourvus. Pensez aux épices également, comme le curcuma qui est un excellent antioxydant !

 

La diversité avant tout !

Comme le montrent les paragraphes précédents, la diversité alimentaire principalement axée sur une consommation importante de fruits et légumes variés chaque jour est la garante d’un apport d’antioxydants à même de soutenir nos lignes de défense endogènes qui sont souvent dépassées et ont, de plus, tendance à s’affaiblir avec l’âge. Il est aussi fondamental de comprendre que les différents types d’antioxydants ne sont pas interchangeables quant à leurs spécificités. Consommer de la vitamine E en quantité très importante ne comblera donc pas le déficit antioxydant occasionné par une consommation quasi nulle de fruits et légumes ! Variez donc votre assiette et misez sur la couleur !

L’atout bio

Bien que peu d’études aient été réalisées à ce jour, plusieurs d’entre elles montrent que les fruits et légumes issus de la filière bio auraient une capacité antioxydante entre 20 et 50 % supérieure à ceux produits en agriculture conventionnelle. Les causes supposées de cette différence sont très complexes à analyser, mais on a par exemple démontré que les hausses de rendements de cultures non bio obtenues à grand renfort de nitrates apportés aux cultures se traduisaient par une moindre richesse en éléments nutritifs des aliments obtenus, un effet appelé effet de dilution. De nombreux antioxydants étant en outre des molécules de défense élaborées pour contrer les attaques des ravageurs, il est logique que leur concentration soit plus importante dans les végétaux non protégés par des pesticides. Inutile cependant de verser dans l’intégrisme biologique car il est évident que si les pratiques culturales et la proximité producteur consommateur utilisées en bio favorisent un contenu important en antioxydants, de nombreux autres paramètres tels la richesse de départ des sols de culture ou le climat jouent également un rôle non négligeable. Un point reste cependant incontournable, les parties les plus externes des fruits et légumes étant souvent les plus riches en antioxydants, elles le sont aussi, lorsqu’ils ne sont pas bio,…en pesticides, dont l’effet délétère sur la santé n’est pas à négliger !

Fruits	Unités ORAC fruit	Légumes	Unités ORAC légumes
Baies de goji Grenades Myrtilles Mûres Canneberges Fraises Framboises Prunes Avocats Oranges	14600 3307 2400 2036 1750 1540 1220 949 782 750	Ail Choux Frisés Epinards Choux de Bruxelles Brocolis Betteraves Poivrons rouges Haricots secs Oignons Aubergines	1939 1770 1260 980 890 840 710 503 450 390

Si on combine l’indice ORAC et la fréquence de consommation, les 3 fruits apportant le plus d’antioxydants sont la pomme, les fraises et les raisins. Pour les légumes, il s’agit des pommes de terre, de la salade et des oignons. La plupart des fruits et légumes à l’exception de la tomate et de la pomme de terre ont un indice ORAC plus bas après cuisson.

 

L’alimentation suffit-elle ?

Interrogés sur le sujet, le docteur Jean-Paul Curtay, spécialiste de la nutrithérapie et Thierry Souccar, biochimiste et directeur d’un grand site français dédié à la nutrition sont unanimes : la réponse est non ! Ils se font ainsi l’écho de nombreuses études révélant la dégradation, depuis une cinquantaine d’années, de la qualité nutritionnelle de notre alimentation, même bio. Combi-née aux mauvaises habitudes alimentaires et de vie en général, cette dégradation se traduit par des carences avérées en de nombreux nutriments tels le magnésium, la vitamine C et la vitamine E ! A l’instar de plusieurs études menées en France, une étude importante menée par le Professeur Pincemail – spécialiste des antioxydants – pour le CHU de Liège (Projet ELAN) montre ainsi que près de 20 % de la population testée ne consomme pratiquement aucun fruit ni légume !

Détecter les carences

Depuis quelques années, les tests analytiques permettent la mesure, sur base d’un échantillon sanguin, du stress oxydant subit par le patient et de son statut en antioxydants. Les procédures employées mesurent les métabolites sanguins issus de la dégradation de nos molécules sous l’effet des radicaux libres. Quant au statut antioxydant, plusieurs types de mesures peuvent être réalisés et donnent lieu à la détermination d’indices tel l’indice ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity) ou TAC (Total Absorbance Capacity) dont la valeur est révélatrice du pouvoir antioxydant. Plus l’indice ORAC d’un échantillon est élevé, plus cet échantillon est riche en antioxydants. Même si la méthode ORAC est aujourd’hui remise en question car les comparaisons entre aliments sont difficiles à réaliser, un classement ORAC permet néanmoins d’orienter les choix (voir encadré). Les experts s’accordent pour dire que l’alimentation devrait apporter entre 3500 et 5000 unités ORAC par jour pour optimiser nos défenses. Tant en Europe qu’aux États-Unis, il apparaît qu’elle n’en apporte en moyenne que 1500 !

Alors, que faire ?

Les études actuelles s’accordent pour reconnaître l’efficacité supérieure de l’alimentation riche en fruits et légumes, à raison de 7 à 10 portions (1 portion = ± 80 g) par jour, sur la complémentation nutritionnelle pour assurer une protection contre le stress oxydant ! La synergie des compo-sés végétaux est sans doute la clé de ce pouvoir antioxydant supérieur. Mais cela se révèle souvent insuffisant ! La première mesure lorsqu’une carence est détectée est bien sûr d’augmenter sa consommation en fruits, légumes et céréales à haut pouvoir antioxydant en consommant plus de petits fruits (myrtilles, mûres,…), de légumes tels l’artichaut ou les épinards, d’épices comme le curcuma et le poivre. Ajoutez à cela du thé, un peu de vin rouge et le menu qui se profile ressemblera beaucoup au fameux régime crétois !

Hyg!ène de vie antioxydante, la clé de la longévité  De nombreuses études ont révélé qu’une alimentation frugale était source de longévité accrue. A côté d’apports nutritifs faisant la part belle au petits fruits colorés, aux légumes verts, aux noix, aux céréales complètes et aux huiles végétales bio de première pression à froid, aux poissons gras et viandes maigres en petite quantité ainsi qu’à des boissons riches en antioxydants comme, par exemple, le thé vert et le vin rouge - le tout bio autant que faire se peut ! - des mesures d’hygiène de vie saines sont donc plus que conseillées ! Ces mesures incluront un exercice physique doux régulier au grand air, la pratique de la relaxation, l’entretien de relations sociales harmonieuses, l’abandon du tabac et de l’alcool à outrance et toutes autres pratiques réduisant le stress physique et psychique générateur de radicaux libres. Ces pratiques sont bien illustrées dans le mode de vie traditionnel crétois ou celui des centenaires d’Okinawa…tout est donc possible !

Si malgré cela les analyses médicales révèlent toujours un déficit, la complémentation peut être envisagée, ce qui sera sans doute le cas pour de nombreuses personnes. Selon le Dr Curtay, le complément idéal serait un composé minéro-vitaminique comportant des minéraux souvent manquants comme l’iode (en dehors de tout trouble thyroïdien avéré bien sûr !), des vitamines essentielles pour la santé osseuse comme les vitamines K, des détoxifiants comme la N-acétylcystéine, de la glutamine et un complexe d’antioxydants alliant polyphénols, lycopène et lutéine à dose nutritionnelle. Il est important qu’un complément antioxydant ne contienne ni fer (Fe) ni cuivre (Cu), deux métaux pourtant indispensables aux enzymes antioxydantes, mais qui en trop grande quantité, participent à la production de radicaux libres ! En présence de vitamine C notamment, ils concourent à faire de cette dernière une molécule pro-oxydante dans la lumière même de l’intestin, avant toute absorption. Autre point important, les vitamines d’origine naturelle seront à privilégier, notamment pour la vitamine E.

La prise de compléments antioxydants est en outre à éviter absolument en cas de cancer traité par chimiothérapie et radiothérapie, ces techniques faisant justement appel à la production de radicaux libres pour détruire les cellules cancéreuses ! Selon plusieurs études, une complémentation trop dosée en antioxydants risquerait d’avoir des effets nocifs pour la santé, les antioxydants en excès pouvant en effet devenir eux-mêmes pro-oxydants ! L’étude SUVIMAX menée en France dans les années nonante avait d’ailleurs déjà montré qu’il ne semblait pas y avoir de bénéfice santé à la prise de compléments en antioxydants pour les personnes n’ayant pas de carence avérée. Prudence donc avec l’automédication, un mode de vie sain et équilibré restera toujours la meilleure des préventions ! 

Pour en savoir plus  Sur le contenu nutritionnel des aliments   • Agence Nationale de Sécurité Sanitaire (ANSES) : www.anses.fr • Nutriments Belgique (NUBEL) : www.nubel.com • Ministère Américain de l’Agriculture (USDA) : http://ndb.nal.usda.gov • Tables de la Food and Agriculture Organisation (FAO) : www.fao.org/infoods/directory_fr.stm • The european Food Information Council (EUFIC) : www.eufic.org Sur les antioxydants : • Site français sur la nutrition : www.lanutrition.fr • Centre pour l’agriculture biologique américain : www.organic-center.org • Antioxydants et agriculture bio (site canadien) : www.organicagcentre.ca • Site canadien Passeport Santé : www.passeportsante.net • Livre du Dr Michel Brack aux Editions Albin Michel : Ralentir le vieillissement et prévenir les maladies- La Révolution des Antioxydants

Nous tenons à remercier, pour leur disponibilité et les réponses apportées aux questions relatives à cet article, Messieurs :

• Joël Pincemail, Docteur en Sciences Biomédicales, Coordinateur du projet ÉLAN, Université de Liège CHU, Service de Chirurgie cardiovasculaire.

• Le Dr Jean-Paul Curtay, docteur en médecine, auteur de plusieurs ouvrages dont « La Nutrithérapie, bases scientifiques et pratique médicale », « Le guide Familial des Aliments Soigneurs », « Okinawa, un programme pour mieux vivre », directeur du site « La Nutrithérapie.com ».

• Thierry Souccar, Biochimiste, directeur du site « La Nutrition.fr » et co-auteur avec Jean-Paul Curtay du livre « Le Nouveau Guide des Vitamines »