Antioxydant
Modèle spatial de la molécule du glutathion. La sphère jaune représente l'atome réducteur de soufre qui apporte la fonction antioxydante. Les sphères rouges, bleues, blanches et grises représentent respectivement les atomes d'oxygène, d'azote, d'hydrogène et de carbone.

Un antioxydant est une molécule qui diminue ou empêche l'oxydation d'autres substances chimiques.

L'oxydation fait partie d'une réaction d'oxydo-réduction qui transfère des électrons d'une substance vers un agent oxydant. Cette réaction peut produire des radicaux libres qui entraînent des réactions en chaîne destructrices. Les antioxydants sont capables de stopper ces réactions en chaîne en se réduisant avec les radicaux libres et annihilant ainsi leur action. Ces propriétés se trouvent beaucoup dans les familles des thiols et des phénols.

Bien que les réactions d'oxydation soient nécessaires à la vie, elles peuvent aussi être destructrices : les plantes et les animaux utilisent et produisent de nombreux antioxydants pour se protéger, tels le glutathion, la vitamine C et la vitamine E, ou des enzymes comme la catalase, la superoxyde dismutase et certaines peroxydases. Une déficience ou une absence de production d'enzymes antioxydantes entraîne un stress oxydatif pouvant endommager ou détruire les cellules. De même, notre organisme est capable de produire, à partir de l'acide aminé cystéine, un antioxydant puissant, l'acide alpha-lipoïque, encore appelé lipoate.

Le stress oxydatif a été mis en cause dans la pathogénèse de nombreuses maladies humaines, l'utilisation des antioxydants en pharmacologie est donc beaucoup étudiée pour traiter notamment les accidents vasculaires cérébraux et les maladies neurodégénératives. Toutefois, on ne sait pas encore si le stress oxydatif est la cause ou la conséquence de ces maladies. Les antioxydants sont aussi des ingrédients importants des compléments alimentaires dans le but d'entretenir la santé et de prévenir certaines maladies, comme le cancer ou les maladies coronariennes. Même si des études suggèrent que les compléments d'antioxydants sont bénéfiques à la santé[1] , de larges études cliniques ne leur ont pas trouvé d'avantages particuliers et ont même retrouvé qu'un excès de suppléments (ou compléments) en antioxydants pouvait parfois avoir des effets négatifs[2].

Les antioxydants sont aussi beaucoup utilisés par l'industrie comme conservateurs pour les aliments, les cosmétiques, ou encore pour préserver le caoutchouc ou l'essence.

Sommaire

Histoire

Le terme antioxydant (on dit parfois antioxygène) était à l'origine utilisé pour désigner les substances chimiques qui empêchent les réactions avec l'oxygène. À la fin du XIXe siècle et au début du XXe siècle les propriétés des antioxydants ont été largement étudiées pour leur utilisation dans les procédés industriels afin de réduire par exemple la corrosion des métaux, la vulcanisation du caoutchouc et la polymérisation des carburants dans les moteurs à explosion.

En biologie, les premières recherches sur les antioxydants concernèrent la réduction de l'oxydation des acides gras insaturés, cause du rancissement. L'activité antioxydante était facilement mesurée en enfermant des corps gras dans des récipients hermétiques avec de l'oxygène, puis en vérifiant le taux d'absorption de ce dernier. Cependant, ce n'est qu'avec l'identification des vitamines A, C et E qu'est apparue l'importance des antioxydants dans la biochimie des organismes vivants.

Les mécanismes possibles des antioxydants ont été étudiés à partir du moment où l'on a compris qu'une substance antioxydante devait être elle-même facilement oxydable. Les recherches sur l'action de la vitamine E dans la limitation de l'oxydation des lipides ont démontré son rôle dans l'élimination des molécules contenant un atome d'oxygène actif avant que ces derniers n'attaquent les cellules.

L'importance des antioxydants

Un paradoxe du métabolisme de la vie sur Terre est que la majorité des êtres vivants ont besoin de dioxygène pour assurer leur existence alors que le dioxygène est une molécule hautement réactive qui produit des dégradations sur les organismes vivants. Cependant, les organismes possèdent un système d'antioxydants et d'enzymes qui agissent ensemble pour empêcher l'endommagement des composants des cellules comme l'ADN, les lipides et les protéines.

Les antioxydants empêchent la formation des molécules très réactives ou provoquent l'élimination de ces espèces avant d'endommager les constituants de la cellule.

Propriétés

D'un point de vue chimique, un antioxydant n'est qu'un composé réducteur : il va donc pouvoir réagir avec un oxydant pour le neutraliser. Les antioxydants vont ainsi réduire les radicaux libres si dangereux pour l'organisme en raison de leur pouvoir oxydant très élevé. Ainsi, les antioxydants présents dans les aliments protègent les molécules organiques, par exemple les graisses ou l’ADN, de l'oxydation et semblent jouer un rôle protecteur contre la cancérogenèse.

Usage

Les antioxydants sont utilisés :

Les antioxydants dans l'alimentation

Les antioxydants les plus connus sont le ß-carotène (provitamines A), l'acide ascorbique (vitamine C), le tocophérol (vitamine E), les polyphénols et le lycopène. Ceux-ci incluent les flavonoïdes (très répandus dans les végétaux), les tanins (dans le cacao, le café, le thé, le raisin, etc.), les anthocyanes (notamment dans les fruits rouges) et les acides phénoliques (dans les céréales, les fruits et les légumes).

Exemple du thé

Antioxydants du thé (% m.s.)
(D.A. Balentine, 2000)
Constituant Thé vert Thé noir
Catéchines 30 - 42 3 - 10
Théaflavines 0 2 - 6
Polyphénols simples 2 3
Flavonols 2 1
Autres polyphénols 6 23
Théanine 3 3
Caféine 3 - 6 3 - 6

Fruits riches en antioxydants

Les fruits sont riches en antioxydants, notamment ceux dits rouges, tels les airelles, du fait de la présence conjuguée de vitamine C et de polyphénols. Le pouvoir antioxydant d'un aliment, c’est-à-dire sa capacité de résister à l'oxydation, s'exprime en unités ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity : cette valeur mesure la capacité de l’aliment à neutraliser le radical peroxyle) :

Pouvoir antioxydant (unités Orac/100 g)

[réf. souhaitée]

Argousier 'Argalap 700' (nom de cultivar) 22 000
Mangoustan (entier) 200 X supérieurs au Thé Vert
Canneberges 9584
Myrtilles 2400
Mûres 2036
Pruneaux 1800
Fraises 1540
Framboises 1220
Prunes 949
Orange 750
Raisin noir 739
Cerises 670
Kiwi 602
Pamplemousse rose 483
Tomate

Outre ses vertus médicales reconnues notamment par l'Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments (AFFSA) pour prévenir et traiter certaines infections urinaires, la canneberge bénéficie aussi d'un taux record d'antioxydants ORAC (indice) avec 9584 unités pour 100 g.

Il convient d'ajouter à cette liste de fruits les espèces les plus riches, à l'instar de la tomate, en lycopène (tétraterpène, pigment liposoluble rouge et puissant antioxydant de la famille de caroténoïdes), à savoir: la pastèque, la goyave, la papaye... qui se rangent parmi les fruits ayant la plus forte concentration d'antioxydants.

Le mangoustan — fruit du mangoustanier — est réputé contenir de puissants antioxydants naturels, dont au moins 40 xanthones. L'écorce du fruit contient notamment des vitamines, des catéchines, des stilbènes et des xanthones, dont l’alpha-mangoustin[3].

Dans les Alpes de Haute Provence une société développe des plants d'argousier (ARGALP-700) dont les baies ont un taux record d'antioxydants ORAC (indice) avec 22 000 unités pour 100 g.

Légumes riches en antioxydants

L'avocat, l'artichaut, le cresson, l'ail, le chou vert, l'épinard, l'asperge, le chou de Bruxelles, le germe de luzerne, le brocoli, la betterave et le poivron rouge sont les légumes ayant la plus forte concentration d'antioxydants.

On attribue le caractère antioxydant de ces aliments à leur riche teneur en vitamine C, caroténoïdes (dont les lycopènes), flavonoïdes, composés phénoliques, terpénoïdes et resvératrol.

Lors de la cuisson, certains antioxydants tels que la vitamine C sont inactivés, alors que d'autres se transforment pour devenir plus actifs ou plus facilement absorbables par le système digestif. C'est le cas des lycopènes de la tomate. En effet, la cuisson de la tomate augmente la quantité de lycopène biodisponible, la chaleur le libérant des cellules de la tomate. Ainsi, il y a environ quatre fois plus de lycopène biodisponible dans la sauce tomate que dans la tomate fraîche!

Produits dérivés riches en antioxydants

Le sirop d'érable, un produit dérivé de la sève de l'érable, contient plus de 20 antioxydants[4].

Famille d'additifs antioxydants

Les nombreux additifs antioxydants utilisés dans l'industrie agro-alimentaire se répartissent en huit familles :

  • acide ascorbique ou vitamine C (E300), ascorbates de sodium (E301), de calcium (E302), acide diacétyl 5-6-1-ascorbique (E303), acide palmityl 6-1-ascorbique (E304) ;
  • acide citrique (E330), citrates de sodium (E331), de potassium (E332) et de calcium (E333) ;
  • acide tartrique (E334), tartrates de sodium (E335), potassium (E336) et de sodium et de potassium (E337) ;
  • butylhydroxyanisol (E320) et butylhydroxytoluol (E321) ;
  • gallates d'octyle (E311) ou de dodécyle (E312) ;
  • lactates de sodium (E325), de potassium (E326) ou de calcium (E327) ;
  • lécithines (E322) ;
  • tocophérols naturels (E306), alpha-tocophérol de synthèse (E307), gamma-tocophérol de synthèse (E308) et delta-tocophérol de synthèse (E309), l'ensemble des tocophérols constituant la vitamine E.

Antioxydants et santé

De nombreuses études ont tenté d'étudier l'impact de la prise de suppléments alimentaires d'antioxydants dans la prévention de différentes maladies. Les résultats de ces études sont discordants.

Un régime alimentaire riche en antioxydants permettrait de vivre « jeune » plus longtemps. Parmi les aliments protecteurs figurent entre autres les céréales complètes, le lait de soja enrichi en calcium, le parmesan, le yaourt, la carotte, le brocoli et les différentes jeunes pousses. Alors que les chips, la pomme de terre frite, les fromages gras, le lait entier et le riz blanc à cuisson rapide sont des aliments accélérateurs de vieillissement[5].

La méta-analyse JAMA 2007

Une équipe danoise et serbe a publié en février 2007 une méta-analyse[6], réactualisée en 2008[2], de tous les essais randomisés utilisant des antioxydants en prévention primaire et secondaire.

Toutes les études randomisées chez les adultes comparant le Bêta-carotène, la vitamine A, la vitamine C, la vitamine E ou le sélénium, soit de manière isolée ou combinée à un placebo ou à l´absence d´intervention ont été incluses dans cette analyse ce qui représente soixante huit études randomisées portant sur 232 606 participants.

Les résultats de cette méta-analyse ne montrent pas d'effet significatif des suppléments anti-oxydants sur la mortalité (RR = 1.02, IC 95 % 0.98-1.06). Les analyses en méta-régression multivariée ont montré que les études ayant de faibles biais et le sélénium (RR = 0.998, IC 95 % 0.997-0.9995) étaient significativement associées à la mortalité. Dans quarante sept des études à faible biais portant sur 180 938 participants, les suppléments par antioxydants augmentaient de façon significative la mortalité (RR = 1.05, IC 95 % 1.02-1.08). Après exclusion des essais portant sur le sélénium, le Bêta-carotène (RR = 1.07, IC 1.02-1.11), la vitamine A (RR = 1.16, IC 1.10-1.24) et la vitamine E (RR = 1.04, IC 1.01-1.07) de façon isolée ou combinée augmentaient de façon significative la mortalité.

Les auteurs concluent donc que:

  • Les suppléments en anti-oxydants n'avaient pas d'effet significatif sur la mortalité
  • Une supplémentation avec le Bêta-carotène, la vitamine A et la vitamine E augmentait la mortalité.
  • Les effets de la vitamine C et du sélénium sur la mortalité ne pouvaient être déterminés par l'étude et nécessitaient des investigations complémentaires.

L'étude SU.VI.MAX

Dès les années 1980, on envisagea une relation entre la consommation de fruits et légumes et un effet protecteur contre la cancérogenèse. Cette hypothèse, inspirée notamment par les effets bénéfiques du régime méditerranéen (plus précisément du régime crétois), ayant été confirmée par une vingtaine d’études, on supposa que l’effet antioxydant de certains aliments en était à l'origine.

Commencée en 1994, l'étude française SU.VI.MAX [7],[8] (pour Suppléments en vitamines et minéraux antioxydants) a suivi pendant 8 ans près de 13 000 adultes âgées de 35 à 60 ans afin de déterminer l'efficacité d'une supplémentation journalière en vitamines antioxydantes (vitamine C, 120 mg, vitamine E, 30 mg, et beta-carotene, 6 mg) et en minéraux (sélénium, 100 microg, et zinc, 20 mg) à doses nutritionnelles, dans la réduction des principales causes de mortalité précoce (cancers et maladies cardiovasculaires). Ses résultats montrent que l'apport d'antioxydants, à des doses comparables à celles d'une alimentation saine, font baisser de plus de 30 % le risque de cancer et la mortalité des hommes. En revanche, aucune différence n'a pu être mise en évidence chez les femmes, peut-être parce qu'elles consomment plus de fruits et légumes que les hommes ou qu'elles fument moins.

Ces résultats incitent à manger beaucoup de fruits et légumes, sources d'antioxydants mais aussi de sels minéraux et de vitamines. On a estimé que 9 % des cancers pourraient être évités en France grâce à une consommation quotidienne de cinq portions de fruits et légumes, une portion correspondant à un gros fruit, 100 g de crudités ou 200 g de légumes cuits.

Les résultats discordants pourraient s'expliquer par l'origine de l'antioxydant : les formes chimiques naturelles, qui existent dans la nature (aliments) seraient les seules efficaces. Un excès d'antioxydants, notamment synthétiques, serait nocif. Prenant l'exemple de la vitamine E, généralement proposées dans les suppléments sous la forme d'alpha-tocophérol, on constate que dans la nature, elle est plus souvent sous la forme de béta-tocotrienol. D'où les biais possibles dans les études.

L'expérience de S. Hekimi

Siegfried Hekimi a modifié génétiquement des vers (C. elegans) pour leur faire produire un excès de radicaux libres. Or ceux-ci semblent avoir ralenti le vieillissement, comme un signal du vieillissement donné à l'organisme. Parmi les vers génétiquement modifiés, ceux soumis à un régime riche en vitamine C ont eu une vie plus courte[9]. L'auteur conclut : « il n'y a pas de raison justifiant l'usage des antioxydants pour prévenir les maladies associées à l'âge. »

Références

  1. Blot W., Li JY, Taylor P. et als, « Nutrition intervention trials in Linxian, China : supplementation with specific vitamin/mineral combinations, cancer incidence, and disease – specific mortality in the general population. », dans J. Natl Cancer Inst, vol. 85, 1993, p. 1483-1491 
  2. a et b Bjelakovic G, Nikolova D, Gluud LL, Simonetti RG, Gluud C, Antioxidant supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various diseases, Cochrane Database of Systematic Reviews, 2008;2 DOI: 10.1002/14651858.CD007176
  3. Le mangoustan, un puissant antioxydant! par Geneviève Rivard, Journaliste, Québec.
  4. (fr)Le sirop d'érable du Canada renferme plus de 20 composés antioxydants reconnus pour leurs effets bénéfiques sur la santé et inhiberait la prolifération de cellules cancéreuses
  5. Les aliments qui font vieillir: les connaissez-vous?
  6. Mortality in randomized trials of antioxidant supplements for primary and secondary prevention: systematic review and meta-analysis. Bjelakovic G, Nikolova D, Gluud LL, Simonetti RG, Gluud C. The Cochrane Hepato-Biliary Group, Copenhagen Trial Unit, Center for Clinical Intervention Research, Copenhagen University Hospital, Rigshospitalet, Copenhagen, Denmark. Goranb@junis.ni.ac.yu. JAMA. 2007 Feb 28;297(8):842-57.
  7. A primary prevention trial using nutritional doses of antioxidant vitamins and minerals in cardiovascular diseases and cancers in a general population: the SU.VI.MAX study--design, methods, and participant characteristics. Hercberg S, Preziosi P, Briançon S, Galan P, Triol I, Malvy D, Roussel AM, Favier A. Control Clin Trials. 1998 Aug;19(4):336-51. PMID:9683310
  8. The SU.VI.MAX Study: a randomized, placebo-controlled trial of the health effects of antioxidant vitamins and minerals. Hercberg S, Galan P,Preziosi P, Bertrais S, Mennen L, Malvy D, Roussel AM, Favier A, Briancon S. Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale, Unite de Recherche Medicale INSERM/Institut National de la Recherche Agronomique/Conservatoire National des Ants et Metiers (CNAM), Paris, France. Arch Intern Med. 2004 Nov 22;164(21):2335-42.
  9. Loin de ralentir le vieillissement, les anti-oxydants l'accélèrent, M.Co, recherche de Siegfried Hekimi, université Mc Gill, Montréal, Science-et-vie n°1122, mars 2011

Voir aussi

Liens externes



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