Interactions entre homéostasie redox et toxicité des métaux
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Parkinson, maladie d’Alzheimer, pathologies neuro-dégénératives avec accumulation cérébrale en fer...) dans lesquelles l’apparition de lésions est associée à une
atteinte du trafic des métaux (Zecca et al., 2004).
Ainsi, les effets aigus et chroniques de l’exposition aux métaux concernent les
deux modes d’action des espèces réactives responsables de l’homéostasie redox,
l’induction de dommages et la signalisation, respectivement.
4.2.
Dérégulations des homéostasies redox et métalliques
L’exposition cellulaire à des quantités inadéquates de cations métalliques
génère des effets qui se rapprochent de ceux observés lors des perturbations de
l’homéostasie redox. Certaines atteintes hépatiques dans les hémochromatoses et
la maladie de Wilson (cf. paragraphe 4.1) sont consécutives à la dérégulation de
l’homéostasie redox, entre autre au niveau hépatique.
Réciproquement, des conditions de stress redox peuvent affecter l’homéostasie de métaux essentiels, voire influer sur la toxicité de ceux qui ne le sont pas.
Par exemple, le métabolisme de l’éthanol lors de son ingestion importante chez
les animaux provoque un déséquilibre redox qui s’accompagne d’une réactivité
accrue de fer non-héminique dans les cas d’hépatopathies alcooliques.
Ainsi, les interactions entre homéostasies redox et métalliques sont à double
sens, avec des conséquences de nature similaire lors de déséquilibres, sans que le
mode d’action du mécanisme moléculaire puisse toujours être bien identifié.
4.3.
Mécanismes cellulaires activés lors de l’exposition aux métaux
La similitude entre réponses cellulaires à des métaux et aux d’espèces
oxydantes suggère des mécanismes moléculaires et cellulaires communs. En
effet, les métaux peuvent facilement échanger des électrons et ainsi être d’excellents catalyseurs de la formation d’ERO. D’autres métaux ne présentant pas cette
propriété peuvent toutefois influer sur l’équilibre redox, par exemple en interagissant avec les systèmes anti-oxydants. Au bilan, la présence de métaux induit
une augmentation d’espèces réactives, ayant pour conséquence d’importants
| dommages cellulaires. Par exemple, une péroxydation lipidique marquée accomf pagne la croissance ÏÏArabidopsis thaliana en présence de sulfate de cuivre, un
® métal pouvant directement générer des espèces réactives, mais aussi de sulfate de
= cadmium, un métal sans réactivité redox (hors-texte couleurs, figure 3). La vita® mine E est essentielle pour la tolérance au stress oxydant induit par le cadmium
= ou le cuivre dans ce système (Collin et al., 2008).
3
Réciproquement, l’exposition cellulaire à de fortes concentrations d’espèces
| réactives mobilise des métaux qui acquièrent une réactivité auparavant maîtrisée,
f Cela peut se produire par déplacement de ces métaux de leurs sites habituels de
| localisation, ou par modification de leur trafic inter- ou intracellulaire. Ainsi,
? les processus physio-pathologiques (athérosclérose, ischémie, inflammation...)
5 produisant de l’eau oxygénée dans les cellules animales mobilisent du fer réactif,
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Parkinson, maladie d’Alzheimer, pathologies neuro-dégénératives avec accumulation cérébrale en fer...) dans lesquelles l’apparition de lésions est associée à une
atteinte du trafic des métaux (Zecca et al., 2004).
Ainsi, les effets aigus et chroniques de l’exposition aux métaux concernent les
deux modes d’action des espèces réactives responsables de l’homéostasie redox,
l’induction de dommages et la signalisation, respectivement.
4.2.
Dérégulations des homéostasies redox et métalliques
L’exposition cellulaire à des quantités inadéquates de cations métalliques
génère des effets qui se rapprochent de ceux observés lors des perturbations de
l’homéostasie redox. Certaines atteintes hépatiques dans les hémochromatoses et
la maladie de Wilson (cf. paragraphe 4.1) sont consécutives à la dérégulation de
l’homéostasie redox, entre autre au niveau hépatique.
Réciproquement, des conditions de stress redox peuvent affecter l’homéostasie de métaux essentiels, voire influer sur la toxicité de ceux qui ne le sont pas.
Par exemple, le métabolisme de l’éthanol lors de son ingestion importante chez
les animaux provoque un déséquilibre redox qui s’accompagne d’une réactivité
accrue de fer non-héminique dans les cas d’hépatopathies alcooliques.
Ainsi, les interactions entre homéostasies redox et métalliques sont à double
sens, avec des conséquences de nature similaire lors de déséquilibres, sans que le
mode d’action du mécanisme moléculaire puisse toujours être bien identifié.
4.3.
Mécanismes cellulaires activés lors de l’exposition aux métaux
La similitude entre réponses cellulaires à des métaux et aux d’espèces
oxydantes suggère des mécanismes moléculaires et cellulaires communs. En
effet, les métaux peuvent facilement échanger des électrons et ainsi être d’excellents catalyseurs de la formation d’ERO. D’autres métaux ne présentant pas cette
propriété peuvent toutefois influer sur l’équilibre redox, par exemple en interagissant avec les systèmes anti-oxydants. Au bilan, la présence de métaux induit
une augmentation d’espèces réactives, ayant pour conséquence d’importants
| dommages cellulaires. Par exemple, une péroxydation lipidique marquée accomf pagne la croissance ÏÏArabidopsis thaliana en présence de sulfate de cuivre, un
® métal pouvant directement générer des espèces réactives, mais aussi de sulfate de
= cadmium, un métal sans réactivité redox (hors-texte couleurs, figure 3). La vita® mine E est essentielle pour la tolérance au stress oxydant induit par le cadmium
= ou le cuivre dans ce système (Collin et al., 2008).
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Réciproquement, l’exposition cellulaire à de fortes concentrations d’espèces
| réactives mobilise des métaux qui acquièrent une réactivité auparavant maîtrisée,
f Cela peut se produire par déplacement de ces métaux de leurs sites habituels de
| localisation, ou par modification de leur trafic inter- ou intracellulaire. Ainsi,
? les processus physio-pathologiques (athérosclérose, ischémie, inflammation...)
5 produisant de l’eau oxygénée dans les cellules animales mobilisent du fer réactif,