Antioxydants : définition, effets et dangers

Les antioxydants sont souvent présentés comme la panacée contre le vieillissement cellulaire. Ils auraient aussi des vertus pour nous préserver des maladies liées à l’âge. Mais qui sont les antioxydants et sont-ils vraiment sans danger ?

Les antioxydants luttent contre le stress oxydatif

Par définition, les antioxydants sont des molécules qui préviennent ou réduisent l’oxydation. Pour cela, ils agissent en neutralisant ou en réduisant les dommages causés par les espèces réactives de l’oxygène (ERO), qui, à l’inverse, augmentent l’oxydation des cellules.

La respiration cellulaire produit des radicaux libres

Dans les cellules, et plus précisément au niveau des mitochondries, la respiration génère des ERO, parmi lesquelles se trouvent des radicaux libres, comme l’ion superoxyde O₂^–. Les radicaux libres sont issus de la scission de molécules. Du point de vue chimique, ils possèdent un électron célibataire, d’où leur instabilité.

À cause de cet électron non-apparié, le radical libre cherche à céder ou gagner un électron en réagissant avec des molécules. S’il y parvient, il transmet ses propriétés réactives à une autre molécule, entraînant des réactions en chaîne.

La respiration n’est pas le seul processus responsable de la présence des radicaux libres. Le vieillissement, le stress, certains produits chimiques (alcool, cigarette, pollution de l’air…), l’inflammation, les rayonnements du soleil, favorisent le stress oxydatif.

Les radicaux libres créent des dommages aux cellules

Les radicaux libres créent des dommages à l’ADN, aux protéines, aux lipides, et aux glucides, d’où leur implication dans de nombreuses maladies, comme les cancers. Voici quelques effets toxiques possibles :

• les espèces réactives de l’oxygène provoquent des cassures dans l’ADN, qui peuvent être à l’origine de mutations ;
• l’oxydation des acides aminés modifie la structure tridimensionnelle des protéines, conduisant à leur dénaturation et leur inactivation ;
• les dommages aux lipides membranaires altèrent l’intégrité des membranes cellulaires…

Notre organisme dispose de défenses antioxydantes naturelles, et notamment d’enzymes antioxydantes. Quand les défenses antioxydantes naturelles sont dépassées par les espèces réactives de l’oxygène, on parle de stress oxydant. Cela peut être dû à des systèmes antioxydants défaillants ou à une production très importante de radicaux libres.

Le stress oxydatif est impliqué dans de nombreuses maladies

Comme nous l’avons vu plus haut, les radicaux libres sont à l’origine de mutations dans l’ADN. Or de telles modifications génétiques peuvent initier un processus de cancérogenèse. Mais d’autres pathologies sont aussi concernées par le stress oxydatif :

• les maladies cardiovasculaires : le stress oxydant est néfaste pour les cellules de l’endothélium vasculaire. Il est associé au processus d’athérosclérose ;
• les maladies neurodégénératives : le cerveau consomme beaucoup d’oxygène, d’où l’importance du stress oxydant dans cet organe. Les cellules du cerveau des patients Alzheimer sont particulièrement exposées au stress oxydant. Dans les cellules du cerveau, le peroxyde d’hydrogène favorise la formation de l’inflammasome, impliqué dans l’inflammation et la maladie d’Alzheimer ;
• des maladies oculaires : comme la rétine est particulièrement exposée aux rayons du soleil, elle est soumise à un stress oxydant important, qui est corrélé au développement de la dégénérescence maculaire liée à l’âge. De même, le stress oxydant favorise la cataracte.

Des antioxydants endogènes diminuent le stress oxydant de l’organisme

Les antioxydants préviennent la formation des radicaux libres ou les désactivent. Les trois principales enzymes antioxydantes de l’organisme sont :

• la catalase, une enzyme présente dans les peroxysomes des cellules du foie, du rein et dans les globules rouges. Elle permet la transformation du peroxyde d’oxygène en oxygène et eau ;
• la superoxyde dismutase (SOD), qui catalyse la dismutation des ions superoxyde (O₂^–). Les superoxyde dismutases sont des enzymes métalliques qui peuvent contenir du zinc, du cuivre, du manganèse ou du fer ;
• la glutathion peroxydase, une enzyme à sélénium – une sélénoprotéine – qui catalyse la réduction des hydroxyperoxydes, grâce à l’oxydation du glutathion (voir figure ci-dessous). Cette enzyme se trouve dans les milieux extracellulaires.

Le glutathion est un tripeptide formé par l’acide glutamique, la cystéine et la glycine. Dans l’organisme, il se trouve sous forme réduite ou oxydée. L’excès de la forme réduite favorise l’activité antioxydante.

Si certains antioxydants sont endogènes, d’autres sont apportés par l’alimentation ou les compléments.

L’alimentation apporte des antioxydants exogènes

Plusieurs tests peuvent mesurer la capacité antioxydante d’un échantillon. Par exemple, l’indice ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity) est souvent utilisé pour évaluer les aliments : plus l’indice ORAC élevé, plus les capacités antioxydantes de l’aliment le sont.

Les antioxydants apportés par l’alimentation se trouvent en particulier dans :

• les fruits : agrumes, fruits rouges, pommes…
• les légumes : oignon, chou, épinards…
• les boissons : thé, café…
• les épices : curcuma, gingembre, cannelle…

Les vitamines A, C et E sont de puissants antioxydants

Certaines vitamines, présentes dans les fruits et légumes, augmentent la capacité antioxydante des aliments. Il s’agit principalement des vitamines A, C et E.

La vitamine E est lipophile, elle peut entrer dans les membranes cellulaires et lutter contre la peroxydation des lipides. En revanche, la vitamine C, hydrophile, peut avoir une action intracellulaire. Elle sert aussi à régénérer la vitamine E dans la membrane.

La vitamine A, lipophile, comprend deux grandes catégories de molécules : les rétinoïdes (comme le rétinol), présents dans des produits animaux, et les pro-vitamines A (comme le bêta-carotène), présents dans des fruits et légumes orangés.

La vitamine C est présente dans les cassis, agrumes, kiwis, choux, poivrons, litchis, papayes, fraises…

Certains oligo-éléments sont antioxydants

L’alimentation apporte aussi des oligo-éléments antioxydants : le sélénium, le zinc et le cuivre.

Le sélénium intervient dans la composition des sélénoprotéines, dont certaines – les glutathion peroxydases – ont une action antioxydante. Le cuivre et le zinc sont tous les deux des cofacteurs de la superoxyde dismutase. Cependant une concentration élevée de cuivre a l’effet inverse et est le signe d’un stress oxydant. Le zinc protège les groupements thiol des protéines et limite la formation d’espèces réactives de l’oxygène.

Les végétaux apportent aussi des polyphénols antioxydants

Les polyphénols sont des métabolites secondaires produits par les végétaux. Du point de vue chimique, ils comportent plusieurs noyaux de phénol. Un phénol correspond à un noyau aromatique associé à une fonction alcool (-OH).

Dans la grande famille des polyphénols se trouvent :

• des phénols simples, comme l’hydroquinone et le phloroglucinol ;
• des acides hydroxybenzoïques, dérivés de l’acide benzoïque, comme l’acide gallique, l’acide vanillique ;
• des acides hydroxycinnamiques, dérivés de l’acide cinnamique, comme l’acide caféique ;
• les coumarines ;
• les stilbénoïdes comme le resvératrol ;
• les flavonoïdes et isoflavonoïdes, dont font partie les pigments anthocyanes ;
• les lignanes et lignines ;
• les tanins : catéchol, épigallocatéchol…
• les terpénoïdes…

Les antioxydants présentent des effets bénéfiques

Les antioxydants ont des effets anti-âge et pourraient être intéressants contre les maladies liées à l’âge.

Les antioxydants luttent contre le vieillissement cellulaire

Lors du vieillissement, des radicaux libres s’accumulent. Ce stress oxydatif serait responsable des dommages cellulaires associés à l’âge. L’hypothèse du stress oxydatif soutient que la sénescence des cellules est due à des dommages causés par le stress oxydant.

Les antioxydants auraient donc un effet anti-âge, étant donné qu’ils réduisent les effets du vieillissement cellulaire. C’est pourquoi on trouve certaines de ces molécules dans des cosmétiques pour la peau : vitamines C, E, resvératrol…

Les antioxydants peuvent réduire les effets des radiations UV sur la peau. Mais en dermatologie, comme dans d’autres domaines de la santé, l’action des antioxydants dépend de la dose et l’utilisation de doses physiologiques est préférable.

Les antioxydants préviennent des maladies

De nombreuses études montrent qu’une alimentation riche en antioxydants réduit le risque d’athérosclérose. Cependant, les expériences de complémentation, par exemple avec de la vitamine E, peinent à démontrer un effet bénéfique pour prévenir des maladies cardiovasculaires.

De la même façon, les personnes qui consomment plus de fruits, de légumes, ont moins de risque de maladie d’Alzheimer. Ainsi, le régime méditerranéen, riche en antioxydants, est réputé efficace pour prévenir les maladies cardiovasculaires, mais aussi pour conserver de bonnes capacités cognitives.

Une alimentation riche en antioxydants est également protectrice contre le cancer. Les flavonoïdes apportés par l’alimentation sont associés à une réduction du risque de développer un cancer colorectal, de la prostate, du sein ou de l’estomac. Mais les essais cliniques qui ont testé des supplémentations ont parfois donné des résultats inquiétants (voir plus bas).

Une alimentation riche et variée apporte suffisamment d’antioxydants aux personnes en bonne santé. Mais certaines personnes, comme les patients après une chirurgie bariatrique, peuvent présenter des déficits en vitamines. Chez elles, un apport équilibré en vitamines à des doses physiologiques peut être intéressant pour éviter les carences.

Les antioxydants sont néfastes dans certaines circonstances

Les compléments antioxydants (vitamine C, E…), sont en vente libre. Pourtant leur consommation n’est pas sans danger dans certains cas.

Les antioxydants peuvent être nocifs à haute dose

À forte dose, les antioxydants peuvent s’avérer toxiques. C’est ce que certains appellent le paradoxe des antioxydants. En effet, un stress oxydant très réduit, tout comme un stress oxydant trop élevé, peut avoir des effets négatifs dans les cellules. Par exemple, des doses élevées de vitamine C pourraient augmenter le risque de cataracte, alors que la vitamine antioxydante est supposée réduire ce risque.

Une étude a même montré qu’une complémentation à haute dose de vitamine E (plus de 400 UI par jour) augmente le risque de mortalité. Globalement, il est préférable d’utiliser des doses physiologiques (proches des apports journaliers recommandés) plutôt que de hautes doses.

De plus, les antioxydants sont souvent plus efficaces s’ils proviennent de l’alimentation, grâce à la présence de polyphénols. Par exemple, une étude a montré qu’un jus d’orange a une capacité antioxydante plus élevée qu’une boisson apportant la même dose de vitamine C.

Des augmentations de cas de cancers en prenant des antioxydants

Plusieurs essais cliniques ont testé l’effet d’une supplémentation en antioxydants sur la réduction du risque de cancer. Mais certaines ont dû être arrêtées à cause d’un effet néfaste.

C’est le cas par exemple de l’étude CARET (Beta-Carotene and Retinol Efficacy Trial), qui a démarré en 1985 et dont l’objectif était de déterminer si une supplémentation en vitamine A et en bêta-carotène pouvait prévenir l’apparition du cancer du poumon chez les fumeurs. L’expérience été stoppée prématurément car plutôt que de réduire ce risque, la complémentation l’avait augmenté de 28 %. Les doses utilisées était de 25 000 UI de vitamine A (rétinol) et 30 mg de bêta-carotène par jour.

De même, dans l’étude SELECT, une augmentation du risque de cancer de la prostate a été observée suite à une complémentation avec de la vitamine E (268 mg par jour) et du sélénium (200 µg par jour). La complémentation en vitamine E a augmenté le risque de cancer de la prostate de 17 %.

La complémentation en antioxydants pourrait aussi augmenter les cas de cancers de la peau chez les femmes.

Les radicaux libres ne sont pas toujours toxiques

L’accumulation des espèces réactives de l’oxygène a été associée à de nombreuses pathologies : cancers, diabète, maladies neurodégénératives… Pourtant, de petites quantités d’espèces réactives de l’oxygène sont nécessaires au bon fonctionnement de l’organisme.

De même, le stress oxydatif est important pour le sport. Lors de l’exercice, des espèces réactives de l’oxygène sont produites. Elles servent à la signalisation qui permet l’adaptation de l’organisme à l’exercice. Une complémentation en antioxydants n’est pas forcément souhaitable chez les sportifs. Par exemple, il a été montré qu’une complémentation en vitamines C et E entrave l’adaptation cellulaire à l’entraînement d’endurance.

D’ailleurs, bien que le sport génère du stress oxydant, il reste bénéfique pour la santé. C’est le principe de l’hormèse : ce concept explique qu’une faible dose de stress oxydatif peut renforcer la santé, car elle permet à l’organisme d’être mieux préparé face à de plus graves atteintes.

Dans son Guide des aliments antioxydants, Juliette Pouyat-Leclère résume : “On sait que les radicaux libres sont impliqués dans le vieillissement et dans un grand nombre de pathologies […] En consommant des antioxydants qui neutralisent l’action délétère des radicaux libres, on a pensé que l’on pourrait diminuer l’émergence de ces maladies. Malheureusement, les choses ne sont pas aussi simples […]. En effet, les radicaux libres ne sont pas forcément néfastes et les antioxydants ne sont pas toujours bénéfiques… Tout est question de dose !”

Tout est question de dose !

Prudence avec les antioxydants lors des traitements anticancer

Nous avons vu plus haut que le stress oxydatif peut participer à la genèse de mutations potentiellement cancérogènes. Ensuite, une fois que le cancer se développe, les radicaux libres peuvent être néfastes pour les cellules cancéreuses car ils provoquent leur mort par le mécanisme de l’apoptose.

La radiothérapie utilisée comme traitement anticancer vise justement à produire une quantité importante de radicaux libres afin de détruire les cellules cancéreuses. La chimiothérapie génère elle aussi un stress oxydant important.

Dans ce cas, la prise de compléments antioxydants en même temps qu’un traitement anticancer pose question car les antioxydants pourraient aider les cellules cancéreuses à survivre face au stress oxydatif ! Par conséquent, il est préférable de demander conseil à son médecin.

En conclusion, les antioxydants peuvent être de différentes nature chimique : enzymes, vitamines, oligo-éléments, polyphénols… De manière générale, les antioxydants apportés dans le cadre d’une alimentation saine favorisent un bon état de santé général. Les complémentations utilisant de fortes doses d’antioxydants sont à manier avec prudence, les doses physiologiques restant préférables.