Radicaux libres : Est-ce que la peur est exagérée? (SQ-21)

Les radicaux libres – des molécules toxiques dont on sait depuis longtemps qu’elles endommagent l’ADN, les protéines, les lipides et d’autres molécules biologiques essentielles. Leur contribution au vieillissement prématuré et aux maladies dégénératives chroniques est un fait bien établi. Mais est-ce la seule manière de percevoir les radicaux libre? Comme nous sommes sur le point de le découvrir, la peur des radicaux libres pourrait en effet être exagérée. Bien que les radicaux libres soient mis de l’avant d’une manière très négative, la vérité est qu’ils sont une partie cruciale de la vie et qu’en petites quantités, ils jouent un important rôle dans plusieurs fonctions biologiques.

Que sont donc vraiment ces radicaux libres?

Les radicaux libres : Un sous-produit du métabolisme cellulaire

Nos cellules ont besoin d’oxygène pour produire l’énergie nécessaire afin de transporter les importantes réactions biochimiques qui nous gardent vivants. Pendant que les cellules traitent l’oxygène, des molécules hautement réactives connues sous le nom de radicaux libres sont produites en tant que sous-produit toxique. Comment est-ce que les radicaux libres endommagent notre composition génétique?

Un radical libre est une molécule avec un électron non apparié ou plus. Dans sa tentative de se stabiliser, il est toujours à la recherche d’autres électrons – une propriété qui rend le radical libre hautement instable et réactif. Il réagit avec les molécules stables qui se trouvent à proximité, telles que l’ADN, les lipides, les protéines et les membranes cellulaires, pour voler leurs électrons et, par conséquent, il rend la molécule biologique attaquée instable. Cela déclenche une chaine de réactions annonçant la production de plus en plus de radicaux libres. Les radicaux libres causent des dommages oxydatifs aux structures cellulaires fragiles – compromettant ainsi la structure et les fonctions des tissus et des organes. On sait du stress oxydatif qu’il joue un rôle dominant dans le développement de plusieurs maladies chroniques et dégénératives, telles que le vieillissement prématuré, le cancer, les maladies auto-immunes, l’arthrite, les maladies cardiovasculaires, le Parkinson, l’Alzheimer et la perte de vision.

Toutefois, notre corps travaille de manière à maintenir un mécanisme de défense élaboré et complexe pour répliquer aux effets des radicaux libres. Avec l’aide d’un approvisionnement endogène et exogène d’enzymes antioxydantes, des nutriments des aliments, et de son mécanisme d’autoréparation, notre corps est généralement capable de garder ce stress oxydatif sous contrôle. Mais une surcharge de radicaux libres peut constituer un énorme problème. Plusieurs déclencheurs environnementaux stimulent le corps à produire des radicaux libres à un rythme beaucoup plus effréné que ce qu’il est en mesure de suivre. Le stress chronique, les substances chimiques dans la nourriture telles que les pesticides, les aliments transformés, la lumière du soleil, l’exposition aux métaux et les médicaments sont quelques exemples de ce qui cause une accumulation excessive de radicaux libres dans le corps, ce qui trace un chemin de destruction.

Le rôle bénéfique des radicaux libres dans le corps

Bien, une chose est certaine : les radicaux libres sont une partie inévitable de la vie. Et, bien que communément perçus comme étant des déchets toxiques rejetés lors des réactions cellulaires, notre corps a en fait besoin de radicaux libres en faibles quantités pour réaliser certaines fonctions importantes.

Des armes dans l’arsenal du système immunitaire

Notre système immunitaire crée délibérément des radicaux libres pour tuer les virus et des bactéries. Les cellules immunitaires, telles que les neutrophiles, les monocytes et les macrophages, augmentent l’absorption de l’oxygène provenant de la circulation sanguine, retirant ainsi un électron – ce qui crée une variété de radicaux libres, tels que l’anion superoxyde, l’oxyde nitrique et le peroxyde d’hydrogène. Ces puissants radicaux libres anéantissent les pathogènes envahisseurs avec leur explosion oxydative toxique – une étape clé dans la défense immunitaire. De cette manière, nos cellules immunitaires dépendent du pouvoir destructeur de certains des plus puissants radicaux libres pour tuer et engloutir les pathogènes.

Transmission des signaux intracellulaires

Les radicaux libres sont aussi une partie intégrale du système de signalisation cellulaire – un système complexe et intégré, par lequel les cellules communiquent, sentent et traitent leur microenvironnement, coordonnent leurs actions et y réagissent d’une variété de manières, comme en activant les cellules immunitaires ou en réparant les tissus endommagés. En fonction de la cellule, cette réaction déclenchera un changement dans la capacité de la cellule à se diviser, dans son expression génique et dans son métabolisme afin de maintenir l’équilibre nécessaire. Les hormones, les neurotransmetteurs et les cytokines sont tous des exemples de molécules de signalisation qui aident le corps à réagir à un grand nombre de stimuli externes et internes. Percevoir les déclencheurs environnementaux et y répondre correctement est la clé de l’homéostasie du corps – nécessaire à la survie et à la bonne santé. Toute erreur dans la manière que les cellules traitent ces informations pourrait avoir pour résultat des maladies telles que le cancer, le diabète et l’auto-immunité.

Quel rôle est-ce que les radicaux libres jouent dans la transmission des signaux intracellulaire? De très importants rôles semble-t-il.

• Certains radicaux libres régulent les voies de la signalisation intracellulaire dans plusieurs cellules outre les phagocytes. Par exemple, la production de radicaux libres par des versions non phagocytes de la NADPH oxydase, une enzyme complexe que l’on trouve dans les membranes plasmiques « joue un rôle clé dans la régulation de la signalisation intracellulaire, et tombe en cascade dans divers types de cellules non phagocytiques, dont les fibroblastes, les cellules endothéliales, les cellules musculaires lisses vasculaires, les myocytes cardiaques et les tissus thyroïdiens. Par exemple, l’oxyde nitrique (NO) est un messager intercellulaire pour la modulation de la circulation sanguine, les thromboses, et l’activité neuronale. » [1].


• Une étude de 2011 publiée dans The Journal of Physiology a démontré que les radicaux libres servent comme molécules de signalisation qui, dans les situations stressantes, font battre le cœur avec la force nécessaire [2]. Lorsque notre corps est en situation de stress, le système nerveux sympathique active des récepteurs spécifiques, les récepteurs bêta-adrénergiques, sur la surface des cellules du muscle cardiaque. Cela déclenche une cascade de changements biochimiques au sein des cellules cardiaques. Une de ces réactions en particulier aura pour effet de plus fortes contractions des cellules du muscle cardiaque – faisant ainsi battre le cœur plus fort. Les scientifiques ont démontré que l’activation de récepteurs bêta augmente la production de radicaux libres dans les mitochondries et contribue à de plus fortes contractions. « Les radicaux libres jouent un rôle important, puisqu’ils contribuent au fait que le cœur puisse pomper plus de sang dans les situations stressantes, » affirme HåkanWesterblad, le directeur de l’étude. « En revanche, le stress persistant peut entrainer une insuffisance cardiaque, et des taux chroniquement accrus de radicaux libres pourraient faire ici partie du problème. » [3]


• Dans une autre étude de 2001 [4] publiée dans Nature Medicine, les chercheurs ont découvert que la suralimentation a pour conséquence l’augmentation de la production de radicaux libres dans l’hypothalamus – une partie du cerveau chargée de la production de plusieurs des hormones essentielles du corps. Ces radicaux libres agissent comme molécules de signalisation et activent certains neurones qui réduisent l’appétit et favorisent la satiété – signalant essentiellement au cerveau qu’il doit réguler l’apport alimentaire. Toutefois, lorsque le corps est chroniquement exposé au torrent de radicaux libres, des dommages et du vieillissement cellulaires ont lieu. En réaction, le corps déclenche un mécanisme cellulaire pour stopper la production de radicaux libres. Avez-vous remarqué l’ironie ici? Alors que ce mécanisme agit pour protéger les cellules du dommage oxydatif, il limite également la capacité du corps à sentir la satiété après un repas. L’étude a révélé le rôle des radicaux libres dans la régulation du métabolisme énergétique et a découvert que les mécanismes cellulaires qui sont déclenchés pour contrôler les radicaux libres « sont au cœur de l’accroissement de l’appétit dans les cas d’obésité d’origine alimentaire. » [5]


• Une autre étude révélatrice menée par des biologistes de l’Université de la Californie a indiqué que les radicaux libres pourraient jouer un rôle important dans la guérison des plaies cutanées [6]. Dans cette étude menée en laboratoire sur des vers C. Elegans, les chercheurs ont découvert que les radicaux libres « générés dans les mitochondries sont non seulement nécessaires à la guérison des plaies cutanées, mais que des taux élevés de dérivés réactifs de l'oxygène, ou DRO, peuvent même permettre une guérison plus rapide. » Selon Andrew Chisholm, un des chercheurs, « il semblerait que l’on ait besoin d’un certain niveau optimal de signalisation de DRO……..Trop c’est mauvais, mais trop peu c’est également mauvais. Nous avons découvert dans nos expériences que lorsque nous éliminions les gènes qui produisaient les DRO dans les mitochondries ainsi que les antioxydants, les vers avaient du mal à refermer leurs plaies. Nous avons également découvert qu’un petit peu plus de DRO aidait les plaies à se refermer plus rapidement qu’à la normale. » Les chercheurs pensent que de tels effets peuvent s’appliquer aux animaux « supérieurs » également.

Adaptations cellulaires utiles lors de l’exercice à intensité modérée

Les chercheurs dans ce domaine affirment que l’exercice modéré génère des quantités saines de stress oxydatif, saines au point où elles agissent comme antioxydants [7]. Des preuves solides appuient l’idée que lors de l’exercice à intensité légère à modérée, la production de radicaux libres aide l’activation des voies de signalisation et signale aux cellules musculaires de faire des changements adaptatifs utiles à l’exercice. Ces adaptations sont importantes pour la réalisation d’une plus grande circulation sanguine vers les muscles ainsi que de nouveaux modes de consommation et de production d’énergie. Le principe est qu’en faibles quantités, le stress oxydatif rend les cellules plus fortes et augmente leur résistance aux facteurs de stress. Même que le fait “d’interférer dans le métabolisme des radicaux libres avec des antioxydants pourrait freiner l’adaptation à l’entrainement ». Bien que l’exercice modéré soit considéré comme activant le système immunitaire [8], l’exercice intense durant de longue périodes semble produire plus de radicaux libres, ce qui bat les défenses d’antioxydants de notre corps – causant ainsi des dommages aux tissus et aux fonctions immunitaires.

Bons ou mauvais?

Vers quoi toutes ces études pointent-elles? Un excès de radicaux libres peut endommager l’ADN, les protéines, ainsi que d’autres structures cellulaires fragiles, ce qui favoriserait les dommages et le vieillissement cellulaires. Mais en de faibles concentrations, les radicaux libres remplissent une fonction importante dans les processus biologiques et ils exercent en fait des effets positifs sur les fonctions immunitaires et les réactions cellulaires. De plus, notre corps dispose d’un merveilleux mécanisme d’auto-défense qui réagit aux défis que lui lancent les radicaux libres d’une manière fascinante et bien plus organisée que ce que l’on peut même imaginer. Mais cela doit consister en un juste équilibre.

Il est vrai que les cellules possèdent un bassin limité d’antioxydants, et que cela implique une capacité limitée à neutraliser les larges concentrations de radicaux libres. Cela nous amène aux antioxydants. Est-ce que le fait de saturer le corps d’antioxydants est la solution? Non. Surtout s’il s’agit de les consommer en dehors de leur contexte naturel. En l’absence d’autres nutriments aidants qui peuvent supporter leur rôle, les antioxydants isolés ne sont pas capables de régler le problème des radicaux libres.

L’idée est de faire le plein de nutriments provenant d’une alimentation complète – qui contient des aliments naturels et entiers. Les légumes et les fruits aux couleurs vives abondent d’un large éventail d’antioxydants, d’enzymes et de nutriments qui ajoutent du poids à l’arsenal naturel du corps. Penser que des suppléments sous forme de comprimés puissent offrir les mêmes bienfaits est tout simplement inexact.

Traduit par: Claire S. E

Références:

1. Lien Ai Pham-Huy, Hua He and Chuong Pham-Huy. Free Radicals, Antioxidants in Disease and Health. International Journal of Biomedical Science. 2008.
2. Andersson DC, Fauconnier J, Yamada T, Lacampagne A, Zhang SJ, Katz A, Westerblad H. Mitochondrial production of reactive oxygen species contributes to the β-adrenergic stimulation of mouse cardiomycytes. The Journal of Physiology. April 2011
3. Free radicals may be good for you. ScienceDaily. March 1, 2011
4. Diano et al. Peroxisome proliferation–associated control of reactive oxygen species sets melanocortin tone and feeding in diet-induced obesity. Nature Medicine. 28 August 2011
5. Free radicals crucial to suppressing appetite. Science Daily. August 29, 2011
6. Kim McDonald. Moderate Levels of ‘Free Radicals’ Found Beneficial to Healing Wounds. UC San Diego News Center. October 13, 2014
7. Gomez-Cabrera MC, Domenech E, Viña J. Moderate exercise is an antioxidant: upregulation of antioxidant genes by training.Free Radical Biology & Medicine. January 15,2008.
8. Radak Z, Chung HY, Koltai E, Taylor AW, Goto S. Exercise, oxidative stress and hormesis. Ageing Research Reviews. January 2008.

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