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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
Le potentiel redox intracellulaire est la résultante de tous les couples redox
présents dans la cellule et dépend de leur concentration. Il rend compte principalement du potentiel redox de certaines molécules abondantes dans les cellules,
telles que le glutathion dont la concentration peut atteindre 10 mM. Le glutathion
(y-L-Glutamyl-L-cystéinylglycine) est un tampon redox par sa capacité à réagir
(à neutraliser du point de vue redox) avec les oxydants ou les réducteurs forts. Le
rapport des concentrations en glutathion réduit (GSH) et oxydé (GSSG) permet
ainsi d’estimer le potentiel redox intracellulaire et ses variations. Les processus
cellulaires qui participent au maintien d’une valeur stable de ce potentiel constituent l’homéostasie redox (Jacob et Anwar, 2008).
1.2. Molécules pro-oxydantes
Les molécules qui modifient l’homéostasie redox sont celles pouvant facilement échanger leurs électrons. Du côté des molécules oxydantes, les organismes
vivants sont exposés à des oxydants issus de molécules chimiques environnementales ou exogènes (métaux, gaz, hydrocarbures, aérosols, amiantes, composés
lipo- et hydrosolubles, pesticides...), endogènes (4-hydroxynonénal, méthylglyoxal
et malondialdéhyde issus de la péroxydation lipidique), ou de processus physiques
(irradiations, contraintes mécaniques...).
Un cas particulier important est celui de l’oxygène lui-même, accepteur des
électrons issus du catabolisme dans le processus vital de la vie aérobie, et produit
lors de la photosynthèse. L’oxygène dans son état fondamental triplet est peu
réactif, ainsi que son produit de réduction à quatre électrons, l’eau. En revanche
d’autres espèces dérivées de l’oxygène triplet à fort pouvoir oxydant sont appelées espèces réactives de l’oxygène (ERO). L’oxygène singulet
est produit
par activation photodynamique. Dans les plantes, 'O-, est formé par interaction
de l’oxygène avec la chlorophylle excitée à l’état triplet et, plus généralement, par
photo-réaction avec des molécules polyinsaturées (flavines, quinones...), ou par
réaction entre peroxydes et anion hypochlorite. La réduction incomplète de l’oxygène donne lieu à la formation d’autres ERO. Cette production reste généralement
à un niveau de base faible, mais peut être plus importante dans certaines conditions : efforts, carences, vieillissement, contraintes environnementales...
Les produits de réduction partielle de l’oxygène incluent, successivement, j
l’anion superoxyde (O2-), l’eau oxygénée (H2O2) et le radical hydroxyle (OH). =
Ce dernier est le plus réactif de la série par son fort pouvoir oxydant (Eo (OH0/1
H2O)=2,3 V/Electrode Normale à Hydrogène, à comparer à la gamme de poten- )
tiels redox biologiques, approximativement de -0,7 à +1 V). Il modifie, le plus «
souvent irréversiblement, les molécules biologiques telles que les sucres, les =
protéines, les lipides, les acides nucléiques et les acides organiques, à proximité j
immédiate du site où il est produit (Halliwell et Gutteridge, 2007).
Il existe aussi des espèces réactives dérivées de l’azote (ERN) comme le -
monoxyde d azote radicalaire (NO°), l’acide nitreux (N?O), le dioxyde d’azote ?
(NO2), le cation nitrosonium (NO+) ou l’anion nitroxyîe (NO“) (Halliwell et ]
Gutteridge, 2007). Enfin, ces espèces réactives peuvent réagir entre elles pour ■
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
Le potentiel redox intracellulaire est la résultante de tous les couples redox
présents dans la cellule et dépend de leur concentration. Il rend compte principalement du potentiel redox de certaines molécules abondantes dans les cellules,
telles que le glutathion dont la concentration peut atteindre 10 mM. Le glutathion
(y-L-Glutamyl-L-cystéinylglycine) est un tampon redox par sa capacité à réagir
(à neutraliser du point de vue redox) avec les oxydants ou les réducteurs forts. Le
rapport des concentrations en glutathion réduit (GSH) et oxydé (GSSG) permet
ainsi d’estimer le potentiel redox intracellulaire et ses variations. Les processus
cellulaires qui participent au maintien d’une valeur stable de ce potentiel constituent l’homéostasie redox (Jacob et Anwar, 2008).
1.2. Molécules pro-oxydantes
Les molécules qui modifient l’homéostasie redox sont celles pouvant facilement échanger leurs électrons. Du côté des molécules oxydantes, les organismes
vivants sont exposés à des oxydants issus de molécules chimiques environnementales ou exogènes (métaux, gaz, hydrocarbures, aérosols, amiantes, composés
lipo- et hydrosolubles, pesticides...), endogènes (4-hydroxynonénal, méthylglyoxal
et malondialdéhyde issus de la péroxydation lipidique), ou de processus physiques
(irradiations, contraintes mécaniques...).
Un cas particulier important est celui de l’oxygène lui-même, accepteur des
électrons issus du catabolisme dans le processus vital de la vie aérobie, et produit
lors de la photosynthèse. L’oxygène dans son état fondamental triplet est peu
réactif, ainsi que son produit de réduction à quatre électrons, l’eau. En revanche
d’autres espèces dérivées de l’oxygène triplet à fort pouvoir oxydant sont appelées espèces réactives de l’oxygène (ERO). L’oxygène singulet
est produit
par activation photodynamique. Dans les plantes, 'O-, est formé par interaction
de l’oxygène avec la chlorophylle excitée à l’état triplet et, plus généralement, par
photo-réaction avec des molécules polyinsaturées (flavines, quinones...), ou par
réaction entre peroxydes et anion hypochlorite. La réduction incomplète de l’oxygène donne lieu à la formation d’autres ERO. Cette production reste généralement
à un niveau de base faible, mais peut être plus importante dans certaines conditions : efforts, carences, vieillissement, contraintes environnementales...
Les produits de réduction partielle de l’oxygène incluent, successivement, j
l’anion superoxyde (O2-), l’eau oxygénée (H2O2) et le radical hydroxyle (OH). =
Ce dernier est le plus réactif de la série par son fort pouvoir oxydant (Eo (OH0/1
H2O)=2,3 V/Electrode Normale à Hydrogène, à comparer à la gamme de poten- )
tiels redox biologiques, approximativement de -0,7 à +1 V). Il modifie, le plus «
souvent irréversiblement, les molécules biologiques telles que les sucres, les =
protéines, les lipides, les acides nucléiques et les acides organiques, à proximité j
immédiate du site où il est produit (Halliwell et Gutteridge, 2007).
Il existe aussi des espèces réactives dérivées de l’azote (ERN) comme le -
monoxyde d azote radicalaire (NO°), l’acide nitreux (N?O), le dioxyde d’azote ?
(NO2), le cation nitrosonium (NO+) ou l’anion nitroxyîe (NO“) (Halliwell et ]
Gutteridge, 2007). Enfin, ces espèces réactives peuvent réagir entre elles pour ■