Stress oxydant et pathologies : mécanismes moléculaires et biomarqueurs

Le stress oxydant correspond à un déséquilibre entre la production d'espèces réactives de l'oxygène (ERO) et les capacités de défense antioxydante. Les ERO principales sont l'anion superoxyde (O2•−), le peroxyde d'hydrogène (H2O2) et le radical hydroxyle (HO•). Elles proviennent de sources endogènes comme la chaîne respiratoire mitochondriale ou l'inflammation, mais aussi de sources exogènes : tabac, UV, pollution. À faible dose, les ERO jouent un rôle de signalisation cellulaire ; à forte dose, elles deviennent toxiques. Ce déséquilibre est au cœur de nombreuses pathologies chroniques.

Les ERO attaquent en priorité les acides gras polyinsaturés des membranes : c'est la peroxydation lipidique, qui altère la fluidité membranaire et produit des aldéhydes toxiques comme le MDA. Les protéines subissent des oxydations (carbonylation, nitration) entraînant une perte de fonction enzymatique ou une agrégation. L'ADN est également touché : l'oxydation de la guanine en 8-oxo-guanine provoque des mutations si elle n'est pas réparée. Ces lésions moléculaires sont impliquées dans l'athérosclérose (oxydation des LDL), les cancers et les maladies neurodégénératives.

L'organisme possède des défenses antioxydantes enzymatiques : la superoxyde dismutase (SOD) transforme l'anion superoxyde en H2O2 ; la catalase et la glutathion peroxydase décomposent ensuite H2O2 en eau. Les antioxydants non enzymatiques incluent le glutathion, les vitamines C et E, les caroténoïdes et les polyphénols alimentaires. Ces molécules agissent en piégeant directement les radicaux ou en régénérant d'autres antioxydants. L'équilibre entre ces systèmes maintient l'homéostasie redox.

Le dosage des biomarqueurs permet d'évaluer le stress oxydant in vivo. Le malondialdéhyde (MDA) urinaire ou plasmatique reflète la peroxydation lipidique ; la 8-OHdG urinaire indique les lésions oxydatives de l'ADN ; les protéines carbonylées témoignent de l'oxydation des protéines. Le rapport glutathion réduit/oxydé (GSH/GSSG) renseigne sur l'état redox cellulaire. Ces marqueurs sont utilisés en recherche clinique, en suivi de pathologies chroniques et pour évaluer l'impact d'une supplémentation en antioxydants.