Les Espèces Réactives de l'Oxygène (ROS)

L’oxygène est indispensable à la production d’énergie par nos cellules.

 
Cependant 3 à 10% de l’oxygène apporté aux cellules aérobies est convertie en espèces réactives de l’oxygène ou Oxygen Reactive Species (ROS).
 
Les ROS sont des molécules instables, à la recherche d’électrons et par conséquence susceptible de réagir immédiatement avec tous les composants des cellules (ADN, protéines, lipides, glucides) pour produire spontanément des radicaux libres (RL), comme par exemple le radical peroxyde (ROO°). Les RL sont très dangereux car dès qu’ils sont formés, ils sont capables d’initier des réactions en chaines produisant de nombreux autres RL qui perturbent le fonctionnement des cellules et tissus via l’oxydation de leurs lipides la dénaturation de leurs protéines ou l’endommagement de leur ADN.
 
Les espèces réactives de l'oxygène ROS sont représentés par : 
Le peroxyde d'hydrogène (H2O2) est considéré comme un ROS car, en présence de fer (sous forme ionique), il se dismute en radical et anion hydroxyle (OH° et OH-) (réaction de Fenton).
Les radicaux libres RL sont représentés par les
    • Les radicaux peroxydes (ROO), dérivés d’une chaine carbonée
    • Les radicaux alkoxyles (RO), dérivés d’une chaine carbonée
    • Les radicaux dérivant d'un acide gras insaturé
Les RONS :
 
Le premier ROS formé est l’anion superoxyde (O2°-). C’est aussi celui qui est le plus abondamment formé dans les cellules. Il agit au niveau cellulaire là ou il est formé et est le précurseur d’autres ROS.
 
 
L'anion superoxyde
 
L’anion superoxyde est une espéce réactive de l'oxygène. Il est naturellement produit dans toutes les cellules aérobies et plus particulièrement dans les mitochondries.
L'anion superoxyde est toxique.
L’anion superoxyde O- est instable en solution aqueuse : il dismute spontanément en oxygène O2 et peroxyde d’hydrogène H2O2.
Cependant, dans les conditions phyiologiques, la vitesse de cette réaction biomoléculaire est faible et le temps de vie du superoxyde est suffisamment long pour qu'il puisse soit oxyder les constituants des cellules, soit générer d'autres espèces réactives oxygénées ROS bien plus toxiques que lui-même.
Ces espèces sont par exemple l’anion peroxynitrite (ONOO-) ou le radical hydroxyle (OH°).
Particulièrement toxique car hautement réactif et capable de traversé les membranes cellulaires, le radical hydroxyle a pour origine la réaction de Haber-Weiss. Cette réaction implique le peroxyde d'hydrogène et l’anion superoxyde et est catalysée par certains métaux sous forme ioniques tels que le fer ou le cuivre. Par sa mobilité, il peut agir dans des cellules très éloignée de son site de formation.
 
 
Puissant agent oxydant et nitrant, le peroxynitrite a pour origine la réaction de l’anion superoxyde avec le monoxyde d'azote.
 
La réaction de l’anion superoxyde avec le peroxyde d’hydrogène conduit aussi à la formation du radical hydroxyle (OH°) qui est extremement toxique car il traverse les membranes cellulaires et attaque toutes les cibles cellulaires même très éloigné de son site de formation.
 
L'équilibre oxydants/antioxydants

Les espèces réactives de l’oxygène ou Oxygen Reactive Species (ROS) sont des molécules très destructrices pour les cellules. Elles sont capables de réagir avec leurs macromolécules constitutives (ADN, protéines, lipides, glucides) et d’engendrer des cascades oxydatives en chaine.
Néanmoins, en faible quantité, ces ROS sont nécessaires au bon fonctionnement biologique des organismes vivants car ils déclenchent et stimulent des réactions fondamentales pour l’équilibre de l’organisme (lutte contre les microorganismes hostiles, destruction de cellules pathogènes, …).
Il est donc nécessaire pour les cellules aérobie de maitriser leur production. Ce rôle est assuré par les enzymes antioxydantes et en premier lieu par l’enzyme superoxyde dismutase SOD.
 
Dans les conditions normales, la SOD -superoxyde dismutase-réduit ainsi efficacement la concentration de l’anion superoxyde dans les tissus vivants aérobies, en empêchant la toxicité de l’anion superoxyde et en neutralisant la production des autres ROS.
 

 

Vive la vie