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Choc oxydatif
BICH 6423Mécanisme et régulation de
l’activité des macromolécules
BICH 6423Mécanisme et régulation de
l’activité des macromolécules
Automne 2009 BICH 6423 - Choc oxydatif 1
Choc oxydatifChoc oxydatif
• Déséquilibre entre formation de dérivés réactifs
de l'oxygène et le métabolisme protecteur
•DRO (dérivés réactifs de l'oxygène - ROS)
• Réduction partielle (un e-) de O• sous-produits (indésirables) du métabolisme normal ou de défense
•Cause du vieillissement ?
Automne 2009 BICH 6423 - Choc oxydatif
Stress oxydatif: sources des DROStress oxydatif: sources des DRO
•Chaine respiratoire
• Principale source cellulaire
• Complexe IV qui réduit O2 en H2O
• Cycle Q (quinone): •Q + O2 -> •O2 -> •OH-
• Niveau basal de ROS durant fonctionnement normal• Amplifié par blocage de la chaine respiratoire
• Anoxie ou hypoxie (peu/pas• Poisons mitochondriaux
•Peroxysomes
•Radiations ionisantes
Automne 2009 BICH 6423 - Choc oxydatif
Stress oxydatif: sources des ROSStress oxydatif: sources des ROS
•Métabolisme: xanthine oxydase, cyt P450
•Réactions spécifiques: Rn de Fenton
•Phagocytes (•O2
-), oxide nitrique (•NO), peroxynitrite (OONO-)
•Agents exogènes (H2O2)
•Pathologies? (causes ou conséquences)
Automne 2009 BICH 6423 - Choc oxydatif
Stress oxydatif: dommages cellulairesStress oxydatif: dommages cellulaires
•Lipides insaturés des membranes => perte de propriétés
•Protéines => dénaturation
•ADN => mutations
•=> Associé à pathologies: cancer, Alzheimer, asthme, ischémie, déficits fonctionnels liés au vieillissement, diabète, etc……..
Automne 2009 BICH 6423 - Choc oxydatif
DRODRO
•H2O2, ROOH, •O2
-, -, ONOO-, ?
•Produits très réactifs (•OH-)
•Diffusant loin de leur point de formation (•OH-, ONOO-, )
•Produits très réactifs (OH•-)
•Diffusant loin de leur point de formation (H2O2)
•Formant des radicaux libres capables d'amorcer/propager des réactions en chaîne (•O2
-)
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Principaux ROSPrincipaux ROS
••
O2- : anion superoxide
• - réactif chaine respiratoire ou auto-oxydation de O2
•H2O2 : peroxyde d'H
• réactif - dismutation O2-
• soluble dans membranes••
OH-: radical hydroxyle• très réactif• Rn Fenton
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Principaux DRO (suite)Principaux DRO (suite)
•HOCl: acide hypochloreux
• très réactif: acides aminés, thiol• soluble dans membranes
•Autres: hydroperoxydes organiques (ROOH), oxyde nitrique (•NO), peroxyde nitrique (OONO-)
Automne 2009 BICH 6423 - Choc oxydatif
Roles catalytiques des métaux dans la formation des DRO
Roles catalytiques des métaux dans la formation des DRO
•Fe, Cu, Cr, Va, Co
•Réaction de Fenton
• Fe2+ + H2O2 ===> Fe3+ + OH• + OH-
• Fe2+ + H2O2 ===> Fe3+ + HOO• + H+
• => Formation de radicaux libres potentiellement dangereux
•Réaction de Haber-Weiss
•Quinones
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Systèmes protecteursSystèmes protecteurs
•Antioxydants endogènes ou alimentaires
• => Désactivateurs ("scavengers" intra- ou extracellulaires)
• Vitamine C (ascorbate), vitamine E, polyphénols,• Méthionine et autres échangeurs thiol-disulfures…
•Systèmes Catalase-SOD
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Systèmes protecteurs (suite)Systèmes protecteurs (suite)
•Diverses peroxydases
•Glutathion
• Principal agent de maintien des conditions réductrices du cytoplasme
• Peroxydase (échange thiol-disulfure) (GSHPx)
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GlutathionGlutathion
•Principal agent de maintien des conditions réductrices du cytoplasme
•Tripeptide oscillant entre formes oxydées (GSSG) et réduites (GSH) oxydantes
•Élimination de molécules oxydantes toxiques
•Echange thiol-disulfure
•Cytoplasme: GSH:GSSG = 50:1
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Réactions du glutathionRéactions du glutathion
Automne 2009 BICH 6423 - Choc oxydatif
Gly |Cys - SH |Glu
2Gly |Cys - S |Glu
Gly |S - Cys
|Glu
GSHGSSGAAH2
GluthationGluthation
•Echange thiol-disulfure
•GSH GSSG: élimination de molécules oxydantes toxiques
•GSSH GSH: regénération du GSH
• Avec NADPH + H+ comme donneur d’électrons• NADPH: produit par voie des pentoses (cyto)
Automne 2009 BICH 6423 - Choc oxydatif
•Glutathion peroxydase (élimination)
• 2 GSH + H2O2 GSSG + 2 H2O (mitochondrie)
• Élimination du H2O2 + ac. gras peroxydés
•Glutathion réductase
• GSSG + NADPH + H+ -----> 2 GSH (mitochondrie)• Transfert du NADPH cyto -> mito
Automne 2009 BICH 6423 - Choc oxydatif
Superoxyde dismutase (SOD) et catalase
Superoxyde dismutase (SOD) et catalase
•SOD: 2 O2
- + 2 H+ ---> H2O2 + O2
• Cofacteur métallique: Zn2+, Cu2+, Mn2+, Fe2+
• Production d’un H2O2 qui doit être éliminé (catalase)
•Catalase: 2 H2O2 ==> 2 H2O + O2
• H2O2 seulement provenant SOD ou autre
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