Antioxydant

Modèle spatial de la molécule duglutathion.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'hydrogèneet de carbone.

Unantioxydant(AOX) est unemoléculequi ralentit ou empêche l'oxydationd'autressubstances chimiquesà leur contact.

L'oxydation fait partie d'uneréaction d'oxydoréductionqui transfère desélectronsd'une substance vers un agentoxydant.Cette réaction peut produire desradicauxqui entraînent desréactions en chaînedestructrices. Les antioxydants sont capables d'arrêter ces réactions en chaîne en se réduisant avec les radicaux et annihilant ainsi leur action. Ces propriétés se trouvent beaucoup dans les familles desthiolset desphénols.

La plupart des êtres vivants ont besoin dedioxygènepour assurer leur existence, mais l'oxygène peut produire des radicaux libres (aussi appelés« espèces réactives de l'oxygène »(ROS, pourreactive oxygen species) qui sont toxiques pour l'intégrité des cellules,notamment au niveau desmitochondries.Les organismes possèdent cependant un système d'antioxydants et d'enzymes qui agissent ensemble pour protéger les composants des cellules comme l'ADN,leslipideset lesprotéines.

Dans lesannées 1990,d'importantes études scientifiques sur les antioxydants ont donné des résultats encourageants. Il s'est ensuivi une promotion médiatique effrénée des aliments contenant des antioxydants, et l'explosion des ventes d'antioxydants en complément alimentaire. Les résultats des études suivantes, portant notamment sur des compléments alimentaires, ont été plus contrastés. En 2017, la consommation de fruits et légumes est recommandée, mais celle de compléments alimentaires ne l'est pas.

Les antioxydants sont largement utilisés par l'industrie commeconservateurs pour les aliments,lescosmétiques,ou encore pour préserver lecaoutchoucou l'essence.

Histoire

Le terme « antioxydant » (on dit parfoisantioxygène) était à l'origine utilisé pour désigner les substances chimiques qui empêchent les réactions avec l'oxygène. À la fin duXIX^esiècleet au début duXX^esiècle,les propriétés des antioxydants ont été largement étudiées pour leur utilisation dans les procédés industriels, notamment lavulcanisationducaoutchoucet lapolymérisationdes carburants dans lesmoteurs à explosion,ainsi que pour réduire par exemple lacorrosiondesmétaux.

Biologie

Bien que les réactions d'oxydation soient nécessaires à lavie,elles peuvent aussi être destructrices: les plantes et les animaux utilisent et produisent de nombreux antioxydants pour se protéger, tels leglutathion,lavitamine Cet lavitamine E,ou desenzymestelles lacatalase,lasuperoxyde dismutaseet certainesperoxydases.Une déficience ou une absence de production d'enzymes antioxydantes entraîne unstress oxydatifpouvant endommager ou détruire lescellules.De même, notre organisme est capable de produire, à partir de l'acide aminécystéine,un antioxydant puissant, l'acide α-lipoïque,encore appelélipoate.

Les premières recherchesbiologiquessur les antioxydants concernèrent la diminution de l'oxydation desacides grasinsaturés, cause durancissement.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 vitaminesA,CetEqu'est apparue l'importance des antioxydants dans la biochimie des organismes vivants.

Lestress oxydatifcorrespond à un déséquilibre entre les défenses oxydantes de l'organisme et les espèces pro-oxydantes en faveur de ces derniers;le stress oxydatif été mis en cause dans lapathogénèsede nombreusesmaladieshumaines, l'utilisation des antioxydants enpharmacologieest donc beaucoup étudiée pour traiter notamment lesaccidents vasculaires cérébrauxet lesmaladies neurodégénératives.Toutefois, on ne sait pas encore si le stress oxydatif est la cause ou la conséquence de ces maladies. Des études suggèrent que les compléments d'antioxydants sont bénéfiques à la santé,mais de largesétudes cliniquesne 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.

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 lavitamine Edans la limitation de l'oxydation deslipidesont démontré son rôle dans l'élimination des molécules contenant unatomed'oxygène actifavant que ces derniers n'attaquent les cellules^{[réf. nécessaire]}.

Usages

Les antioxydants sont utilisés:

• dans larecherche médicale,neurosciencesetbiotechnologies,l'étude ducerveau.
• dans l'industrie agroalimentaire— par exemple pour éviter le rancissement descorps gras;
• dans l'industrie chimique— par exemple pour éviter le durcissement ducaoutchouc— ou enmétallurgie,pour protéger lesmétauxde l'oxydation;
• en teinturerie — par exemple pour éviter l'oxydation descolorants au soufreou descolorants de cuvelors de lateinture.

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. Toutefois, les études épidémiologiques montrent que les apports alimentaires et les concentrations circulantes plus élevées d'antioxydants sont associés à un risque plus faible de mortalité toutes causes confondues.

Méta-analyse JAMA 2007

Une équipe danoise et serbe a publié enfévrier 2007uneméta-analyse,réactualisée en 2008,de tous les essais randomisés utilisant des antioxydants enprévention primaireet secondaire.

Toutes les études randomisées chez les adultes comparant leβ-carotène,lavitamine A,lavitamine C,lavitamine Eou lesélénium,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-treize études randomisées portant sur 232 606 participants.

Les résultats de cette méta-analyse ne montrent pas d'effet significatif des suppléments antioxydants sur la mortalité (risque relatif RR = 1,02,IC de 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 β-carotène au-dessus de 10 mg (RR = 1,07, IC = 1,02-1,11), lavitamine Aau-dessus de 800 µg (RR = 1,16, IC = 1,10-1,24) et lavitamine Eau-dessus de 15 mg (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 antioxydants n'avaient pas d'effet significatif sur la mortalité;
• une supplémentation avec le β-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.

Étude SU.VI.MAX

Dès lesannées 1980,on envisagea une relation entre la consommation defruitsetlégumeset un effet protecteur contre lacancérogenèse.Cette hypothèse, inspirée notamment par les effets bénéfiques durégime 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 françaiseSU.VI.MAX(pour suppléments en vitamines et minéraux antioxydants) a suivi pendant huit ans près de 13 000 adultes âgés de 35 à 60 ans afin de déterminer l'efficacité d'une supplémentation journalière en vitamines antioxydantes (vitamine C,120mg,vitamine E,30mg,et β-carotène, 6mg) et en minéraux (sélénium, 100µg,et zinc, 20mg) 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'unealimentationsaine, font baisser de plus de 30 % le risque decanceret 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'ellesfumentmoins.

Ces résultats incitent à manger beaucoup de fruits et légumes, sources d'antioxydants mais aussi desels minérauxet 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, 100gde crudités ou 200gde 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 lavitamine E,généralement proposées dans les suppléments sous la forme d'α-tocophérol,on constate que dans la nature, elle est plus souvent sous la forme deβ-tocotriénol.D'où les biais possibles dans les études.

Mode de fonctionnement supposé

L'apparition de certains cancers est liée à la modification d'ungène suppresseur de tumeurs,et dans plus de 50 % des cas à une mutation du gène codant laprotéine p53.Les antioxydants interagissent dans le processus d'activation de ladite protéine dans la cellule, qui est liée à la signalisation dans le mécanisme d'apoptose.Les antioxydants pourraient ainsi avoir un rôle anti-cancérigène, en tant qu'activateurs de laprotéine p53ou pro-cancérigènesdans le cas d'un cancer déjà déclaré.

Antioxydants dans l'alimentation

Les antioxydants les plus connus sont leß-carotène(provitaminesA), l'acide ascorbique(vitamine C), le tocophérol (vitamine E), lespolyphénolset lelycopène.Ceux-ci incluent lesflavonoïdes(très répandus parmi lesvégétaux), lestanins(dans lecacao,lecafé,lethé,leraisin,etc.), lesanthocyanes(notamment dans les fruits rouges) et les acides phénoliques (dans lescéréales,lesfruitset leslégumes).

Sous forme réduite, leglutathion(protéine,très présente dans lalevure de bièrepar exemple) est l'un des antioxydants les plus actifs dans nos cellules. Il est plusbioassimilabledans l'intestins'il est lié à lavitamine C,notamment à la vitamine Cliposomalequi neutralise sa charge en le rendant absorbable par l'intestin.

Exemple du thé

Antioxydants duthé(% m.s.)
Constituant	Thé vert	Thé noir
Catéchines	30 - 42	3 - 10
Théaflavines	0	2 - 6
Polyphénolssimples	2	3
Flavonols	2	1
Autrespolyphénols	6	23
Théanine	3	3
Caféine	3 - 6	3 - 6

Fruits riches en antioxydants

Lesfruitscontiennent beaucoup d'antioxydants, notamment ceux dits rouges, tels lesairelles,et ceux bleu foncé, tels l'aroniadu fait de la présence conjuguée devitamine Cet depolyphénols.Le « pouvoir antioxydant » d'un aliment, c'est-à-dire sa capacité de résister à l'oxydation, s'exprime en unitésORAC(Oxygen Radical Absorbance Capacity,cette valeur mesure la capacité de l'aliment à neutraliser le radical peroxyle):

Activité antioxydante ORAC de diverses plantes,d'après USDA
Partie consommée	Plante (nom scientifique)	ORAC moyen (μmol TE/100 g)
Rhus	Rhus	312 400
Curcuma	Curcuma	127 068
Noix,amande denoyer commun	Juglans regia	13 541
Artichaut,fond cru	Cynara scolymus	6 552
Prunefraîche	Prunus domestica	6 100
Vin rouge de cabernet sauvignon	Vitis vinifera	4 523
Grenade fraîche	Punica granatum	4 479
Fraise fraîche	Fragaria × ananassa	4 302
Pomme granny smith, fraîche, avec la peau	Malus pumila	3 898
Goji	Lycium barbarum	3 290
Chou rouge, bouilli	Brassica oleraceavar. capitata f. rubra	3 145
Thé vert, feuilles infusées	Camellia sinensis	1 253

Lacannebergecontient aussi un taux très considérable d'antioxydantsORAC (indice)avec 9 584 unités pour 100g.

Il convient d'ajouter à cette liste de fruits les espèces les plus riches, à l'instar de la tomate, enlycopène(tétraterpène, pigment liposoluble rouge et puissant antioxydant de la famille descaroténoïdes), à savoir: lapastèque,lagoyave,lapapaye,etc.,qui se rangent parmi les fruits ayant la plus forte concentration d'antioxydants.

Le mangoustan —fruitdumangoustanier— est réputé contenir de puissants antioxydants naturels, dont au moins 40xanthones.L'écorce du fruit contient notamment desvitamines,descatéchines,desstilbèneset desxanthones,dont l'α-mangoustin.

Lamyrtille:très riche en vitamine C, E et en fibres comme lafraise,laframboiseet lamûre.

Laprune:présence de polyphénols et de vitamine C, lepruneau:riche en vitamines A et E.

L’avocat:très riche en vitamine E.

L’orange,lekiwi:très riches en vitamine C.

Légumes riches en antioxydants

Les aliments végétaux représentent nos principaux apports d'antioxydants, certains fruits et légumes sont particulièrement riches en antioxydants, on attribue le caractère antioxydant de ces aliments à leur riche teneur envitamine C,caroténoïdes(dont leslycopènes),flavonoïdes,composésphénoliques,terpénoïdesetresvératrol.

Lesépinards:très riches en vitamine B₉et en calcium, lebrocoli:concentré devitamines A,B, C, E, tout comme lechou vertet lechou de Bruxelles,labetterave:riche envitamine A,B₆et B₉et C.

L'ail:très riche en antioxydants, dans l'Antiquité, il était considéré comme un médicament.

À noter que même certaines épices comme leclou de girofleet lacannelleainsi que certaines herbes comme l’origanet le persil sont aussi très riches en antioxydants.

Lors de lacuisson,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 deslycopènesde la tomate. En effet, la cuisson de la tomate augmente la quantité de lycopènebiodisponible,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^{[réf.souhaitée]}.

Produits dérivés riches en antioxydants

Lesirop d'érable,un produit dérivé de la sève de l'érable, contient plus de vingt antioxydants.

Levin rougeest riche en polyphénols (en particulierresvératrol,procyanidines).

Lechocolat noira unindice ORACproche de 13 000, ce qui le classe parmi les plus importantes sources d'antioxydants.

Famille d'additifs antioxydants

Les nombreux additifs antioxydants utilisés dans l'industrie agroalimentaire 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);
• tocophérolsnaturels (E306),α-tocophéroldesynthèse(E307),γ-tocophérolde synthèse (E308) etδ-tocophérolde synthèse (E309), l'ensemble des tocophérols constituant lavitamine E.

Annexes

Articles connexes

• Médecine orthomoléculaire
• Vitamine
• SU.VI.MAX
• Auraptene

Liens externes

• Ressources relatives à la santé:
  • Australian Register of Therapeutic Goods
  • Medical Subject Headings
• Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes:

  • Den Store Danske Encyklopædi
  • Enciclopedia italiana
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  • Store norske leksikon
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