Biochimie des antioxydants et des composés phytochimiques
La biochimie des antioxydants et des composés phytochimiques étudie les molécules qui défendent les cellules contre les dommages oxydatifs et les divers composés d'origine végétale (phytochimiques) qui agissent comme antioxydants alimentaires et agents de signalisation. Elle fait le lien entre la chimie redox, l'enzymologie et la science de la nutrition, en s'interrogeant sur la manière dont les espèces réactives de l'oxygène sont générées et neutralisées, et comment des composés tels que les polyphénols et les caroténoïdes pénètrent, sont transformés par, et agissent au sein du corps humain.
Definition
La biochimie des antioxydants et des composés phytochimiques est la branche de la biochimie nutritionnelle qui s'intéresse aux structures, aux réactions et au devenir métabolique des antioxydants — substances endogènes et alimentaires qui préviennent ou ralentissent l'oxydation des biomolécules — et des phytochimiques, les composés bioactifs non nutritifs des aliments végétaux.
Scope
Ce domaine oriente le lecteur à travers les systèmes de défense antioxydante endogènes et la chimie des espèces réactives de l'oxygène, les principales classes de composés phytochimiques alimentaires (polyphénols et flavonoïdes ; caroténoïdes et xanthophylles), ainsi que l'absorption, le métabolisme et la biodisponibilité qui déterminent si ces composés atteignent les tissus. Il traite le sujet comme une référence biochimique et nutritionnelle, et non comme une directive clinique, et renvoie à ses sujets composants pour un traitement détaillé.
Sub-topics
Core questions
- Comment les espèces réactives de l'oxygène sont-elles produites dans les cellules, et quels systèmes enzymatiques et à petites molécules les contrent-ils ?
- Quelles caractéristiques chimiques font que les composés phytochimiques alimentaires agissent comme antioxydants ou molécules de signalisation redox-actives ?
- Comment l'absorption, la conjugaison et le métabolisme microbien façonnent-ils la biodisponibilité et les effets biologiques des polyphénols et des caroténoïdes ?
- Que disent les preuves sur la relation entre l'apport en composés phytochimiques et les marqueurs de stress oxydatif ?
Key concepts
- Espèces réactives de l'oxygène (ERO)
- Antioxydants endogènes et alimentaires
- Polyphénols et flavonoïdes
- Caroténoïdes et xanthophylles
- Biodisponibilité et métabolisme des composés phytochimiques
- Signalisation redox versus dommages oxydatifs
Key theories
- Équilibre du stress oxydatif
- Le stress oxydatif est défini comme un déséquilibre entre la production d'espèces réactives de l'oxygène et de l'azote et les défenses antioxydantes qui les éliminent ou réparent leurs dommages ; la carence comme l'excès de pro-oxydants sont biologiquement significatifs.
- Signalisation redox
- Les espèces réactives de l'oxygène ne sont pas seulement des sous-produits dommageables, mais aussi des messagers physiologiques, de sorte que les antioxydants modulent la signalisation plutôt que de simplement piéger, ce qui complique l'ancienne vision selon laquelle un apport accru en antioxydants est uniformément bénéfique.
Mechanisms
Le métabolisme aérobie génère continuellement des espèces réactives de l'oxygène, principalement à partir du transport mitochondrial d'électrons, qui peuvent oxyder les lipides, les protéines et l'ADN. Les cellules y répondent par des systèmes enzymatiques (superoxyde dismutase, catalase, glutathion peroxydase) et des antioxydants à petites molécules. Les composés phytochimiques alimentaires ajoutent une couche exogène : les polyphénols et les flavonoïdes peuvent donner des atomes d'hydrogène ou des électrons et chélater les métaux de transition, tandis que les caroténoïdes désactivent l'oxygène singulet et piègent les radicaux peroxyles. L'action de ces composés dans les tissus dépend de leur absorption, de leur conjugaison et de leur transformation microbienne, qui produisent souvent des métabolites circulants distincts du composé parent.
Clinical relevance
La biochimie des antioxydants et des composés phytochimiques éclaire la manière dont les régimes riches en fruits, légumes et aliments végétaux sont étudiés en relation avec les maladies chroniques, et elle explique pourquoi les essais d'intervention sur des antioxydants isolés à forte dose n'ont pas toujours reproduit les associations observées avec la consommation d'aliments complets. Elle est présentée ici pour soutenir la compréhension des mécanismes et des preuves, et ne constitue pas une base pour des prescriptions diététiques individuelles ou des décisions de traitement.
Epidemiology
La recherche nutritionnelle observationnelle a maintes fois lié une consommation plus élevée d'aliments riches en polyphénols et en caroténoïdes à un risque plus faible de plusieurs maladies chroniques, tandis que les essais randomisés de suppléments antioxydants isolés ont montré des effets mitigés ou nuls, un contraste qui encadre une grande partie du débat dans ce domaine.
Evidence & guidelines
La base de preuves couvre la biochimie mécanistique, de grandes cohortes observationnelles et des essais de suppléments ; les revues majeures soulignent que les facteurs liés à la matrice alimentaire et à la biodisponibilité, plutôt que la capacité antioxydante mesurée in vitro, régissent la pertinence physiologique. Aucune directive clinique n'est émise dans cette entrée de référence.
History
La théorie des radicaux libres sur les dommages biologiques a émergé au milieu du XXe siècle et s'est développée grâce aux travaux de Halliwell et Gutteridge, qui ont systématisé la biochimie des radicaux libres. À partir des années 1990, la science de la nutrition a de plus en plus caractérisé les polyphénols et les caroténoïdes alimentaires, et de grands essais de suppléments au cours de cette décennie ont remodelé les attentes concernant les antioxydants isolés, déplaçant l'attention vers la biodisponibilité et les effets des aliments complets.
Debates
- Les suppléments antioxydants reproduisent-ils les bienfaits des aliments riches en antioxydants ?
- Les associations entre la consommation d'aliments végétaux et un risque plus faible de maladies chroniques n'ont pas été systématiquement reproduites par les essais d'antioxydants isolés à forte dose, ce qui a suscité un débat sur la question de savoir si la matrice alimentaire, la biodisponibilité ou des mécanismes non antioxydants expliquent cette différence.
Key figures
- Barry Halliwell
- John Gutteridge
- Augustine Scalbert
- Claudine Manach
- Norman Krinsky
Related topics
Seminal works
- valko-2006
- droge-2002
- manach-2004
- halliwell-gutteridge-2015
Frequently asked questions
- Quelle est la différence entre un antioxydant et un composé phytochimique ?
- Un antioxydant est toute substance qui prévient ou ralentit l'oxydation d'autres molécules ; un composé phytochimique est un composé bioactif produit par les plantes. De nombreux composés phytochimiques alimentaires, tels que les flavonoïdes et les caroténoïdes, agissent comme antioxydants, mais tous les phytochimiques ne sont pas des antioxydants et tous les antioxydants ne sont pas des phytochimiques.
- Pourquoi étudier la biodisponibilité lorsque l'on discute des antioxydants ?
- Parce que la chimie antioxydante d'un composé mesurée in vitro n'a d'importance biologique que si le composé est absorbé et atteint les tissus ; l'absorption, la conjugaison et le métabolisme microbien modifient souvent les molécules qui circulent réellement.