Les antioxydants, pour lutter contre le stress oxydatif

Les antioxydants sont des molécules naturelles et les principales substances qui neutralisent les espèces réactives de l’oxygène (ERO) et les espèces réactives de l’azote (ERN), que l’on peut appeler plus simplement radicaux libres (même si le terme n’est pas tout à fait exact). Les ERO et ERN, sont des molécules instables, auxquelles il manque un électron, et qui vont réagir avec les cellules pour récupérer cet électron manquant, infligeant des dégâts.

Les antioxydants ont pour rôle, de lutter contre le vieillissement, les maladies chroniques et les maladies dégénératives.

1. La définition « d’antioxydant » [1]

Halliwell et Gutteridge ont proposé de définir un antioxydant comme « Toute substance qui, lorsqu’elle est présente en faible concentration comparée à celle d’un substrat oxydable, retarde ou empêche de manière significative l’oxydation de ce substrat ».

2. Quelles molécules sont antioxydantes ? [2,3]

Il existe des milliers de molécules antioxydantes dans l’alimentation. La plupart de ces molécules antioxydantes se retrouve dans les produits végétaux, car ils les synthétisent pour se protéger des agressions extérieures (soleil, prédateurs…).

Nous allons voire ensemble quelques familles importantes :

Les polyphénols :

Ils appartiennent à une grande famille de composés végétaux, parmi lesquels on retrouve :

• Les tanins
• Les flavonoïdes
• Les anthocyanes
• Les acides phénoliques

Ce sont les antioxydants naturels que l’on retrouve en plus grande quantité dans l’alimentation. On en consommerait l’équivalent d’un gramme par jour, ce qui est beaucoup plus important que la vitamine C, les caroténoïdes ou la vitamine E.

On les trouve en grande concentration dans le thé vert, le café, le vin rouge, les fruits notamment rouge (fraises, myrtilles, framboises…) et légumes rouges (raisin noir, chou rouge) ou jaunes (oignon).

Les caroténoïdes :

Ce sont des pigments de couleur jaune ou orange donnant leurs couleurs à de nombreux fruits et légumes. Dont les plus connus sont :

• L’alpha-carotène
• Le béta-carotène
• La lutéine
• La zéaxantine
• Le lycopène

Certains ont la capacité de se transformer en vitamine A (on les appelle provitamine A, notamment l’alpha et béta carotène). Ceux sont également de puissants antioxydants capables de protéger nos cellules contre les attaques des ERO.

On les trouve dans les fruits jaunes, orange et rouges, les brocolis, la patate douce, les légumes à feuilles vert foncé, les carottes (bêta-carotène), les tomates (lycopène), les épinards (lutéine et zéaxanthine)…

Les autres molécules antioxydantes :

• Les terpènoïdes
• L’acide physique
• La cystéine
• L’isothyocyanate et le sulforaphane
• Le rétinol

Par ailleurs, certaines vitamines et minéraux sont aussi des antioxydants.

Les vitamines :

• La vitamine C : C’est un antioxydant qui nous protège des dégâts de l’oxygène directement (dans le sang et à l’intérieur des cellules, car elle est hydrosoluble) et indirectement en régénérant d’autres antioxydants, la vitamine E et le beta-carotène.

On trouve la vitamine C dans les agrumes, le cassis, la goyave, la papaye, les crucifères (famille des choux), les kiwis, les poivrons, le persil, les tomates…

• La vitamine E : Elle regroupe deux familles de composés, les tocotriénols et les tocophérols. La forme la plus fréquemment retrouvée dans la nature est l’alpha-tocophérol. C’est un antioxydant liposoluble qui limite l’oxydation des graisses de l’organisme.

On trouve la vitamine E dans les huiles végétales, les graines oléagineuses, l’avocat.

Les minéraux :

• Le zinc et le sélénium : Ce sont des oligoéléments qui ont un rôle antioxydant notamment car ceux sont des éléments indispensables au fonctionnement d’enzymes (superoxyde dismutase, glutathion peroxydase, catalase) qui font partie du système de défense antioxydant naturel de l’organisme.

On trouve le zinc principalement dans les fruits de mer, le pain complet, le poulet, le porc.

On trouve le sélénium dans les noix du Brésil, les poissons, les crustacés, les germes de blé, le son de blé, le son d’avoine, et les œufs.

Les effets des antioxydants sont cumulatifs, car ils ont des effets complémentaires, par exemple la vitamine E, liposoluble, va rejoindre les membranes cellulaires où elle va jouer son action antioxydante alors que la vitamine C, hydrosoluble, va agir dans et en dehors de la cellule.

Les antioxydants de l’organisme :

Certains antioxydants sont aussi synthétisés par l’organisme.

• Le glutathion (qui peut être aussi d’origine alimentaire)
• La superoxyde dismutase
• L’acide urique
• L’ubiquinol

3. Comment se forme les ERO ? [2,3,4]

L’exposition interne :

Les ERO, sont formés lors de processus physiologiques comme la respiration ou l’alimentation.

L’exposition externe :

Mais on peut être confronté à ces molécules de manière externe, lorsque :

• On habite dans une ville polluée
• On fume
• On consomme de l’alcool de manière régulière
• On consomme des pesticides
• On s’expose de manière prolongée au Soleil
• On consomme certains médicaments
• On subit un stress chronique

On est donc constamment en présence d’éléments qui vont agresser les cellules de l’organisme et causer des dommages cellulaires, notamment au niveau de la membrane des cellules et au niveau de leur l’ADN.

Le cas particulier du sport [4] :

Par ailleurs, l’effort physique peut augmenter de 2 à 10 % la production d’ERO, en fonction du type d’activité. Cela, s’explique par une augmentation de l’apport en oxygène dû à l’accélération de la respiration et à la redistribution de la circulation sanguine. De plus, les dommages musculaires dus aux contractions musculaires augmentent aussi la quantités d’ERO formé.

Il faut noter que l’attaque oxydative consécutive à l’effort physique se fait en deux étapes :

• Une première étape, qui a lieu immédiatement après l’effort causé par l’ischémie reperfusion au niveau des muscles sollicités.
• Une seconde étape, qui a lieu quant à elle, entre 24 et 72 heures après l’effort, par l’arrivée des macrophages pour débarrasser les muscles des cellules endommagées.

 4. Les défenses oxydatives [4]

L’organisme est doté de défenses antioxydatives (notamment des enzymes comme la catalase, la superoxyde dismutase, le glutathion peroxydase) que l’entraînement sportif va permettre d’améliorer. En effet, les efforts modérés permettent, en général, d’améliorer les défenses antioxydatives. On peut prendre en exemple les footballeurs, qui ont une activité radicalaire accrue, mais des capacités antioxydantes du corps augmenter de 25 % par rapport à des personnes sédentaires.

Cependant, des efforts extrêmes peuvent produire une baisse du niveau des défenses antioxydantes. En cas de surentraînement notamment, on a un dépassement des capacités antioxydantes en comparaison de l’apport en ERO.

5. Le stress oxydatif [2,3,5]

Si l’exposition aux ERO est trop importante, et que les défenses antoxydantes de l’organisme sont dépassées et que l’apport par l’alimentation est trop faible, on va être dans un état de stress oxydatif. Ce stress oxydatif est lié une centaine de pathologies dont plusieurs pathologies chroniques : diabète, cancer, Alzheimer, cataracte, dégénérescence maculaire lié à l’âge, maladie de Parkinson, les maladies cardio-vasculaires, l’infertilité….

6. Comment connaitre l’apport en antioxydants d’un aliment ? [1,6]

Une fois que l’on a compris l’importance des antioxydants, comment trouver les aliments les plus antioxydants pour les inclure dans son alimentation.

Il existe de nombreux tests pour déterminer la capacité antioxydante d’un aliment :

• Le test Folin-Ciocalteu qui permet de doser les composés phénoliques totaux,
• Le test FRAP (ferric ion reducing antioxidant power) qui évalue le pouvoir de réduction des ions ferriques.
• Le test TEAC (Trolox equivalent capacity assay)
• Le test CUPRAC (Cupric Reducing Antioxidant Capacity assay)
• Le test ABTS (antioxidative activity assay)
• Le test CAA cellular antioxidant activity
• Le DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) assay

7. Le test ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity ou Capacité d’absorption des radicaux libres) [6]

Cependant, celui que je vais vous décrire est le test ORAC, qui évalue la capacité d’absorption des radicaux oxygénés. Il est basé sur les travaux du biochimiste Alexander Glazer et du biophysycien Guohua Cao, et il a été adapté par le biochimiste Ronald Prior.

Le test ORAC se base sur l’oxydation d’une sonde fluorescente via un transfert d’atomes d’hydrogène par des radicaux libres, qui sont souvent des radicaux péroxyles, mais qui peuvent aussi être des radicaux hydroxyles. Ces radicaux libres sont produits par un générateur. Au cours de l’expérience, les radicaux libres endommagent la sonde et diminuent donc l’intensité de la fluorescence. On considère que le degré de changement d’intensité reflète la quantité des dégâts occasionnés par les radicaux libres.

L’addition d’un antioxydant permet d’absorber les radicaux libres, ce qui réduit les dégâts reçus par la sonde et prolonge sa fluorescence. L’expérience se poursuit jusqu’à ce que l’activité antioxydante soit épuisée. Les radicaux libres qui restent détruisent alors la fluorescence de la sonde. Pour quantifier la protection permise par un antioxydant, on mesure l’aire sous la courbe de l’échantillon testé et on peut la comparer à l’aire sous la courbe d’un autre antioxydant ou d’un antioxydant de référence comme le Trolox.

Le générateur de radicaux libres est le plus souvent de l’AAPH ((2,2’-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride)), qui produit un radical libre péroxyle en se décomposant sous l’effet de la chaleur, radical que l’on trouve dans le corps. En plus, l’AAPH réagit avec des substances aussi bien solubles dans l’eau que dans l’huile ; il peut donc être utilisé pour des mesures de potentiel antioxydant global. On utilise aussi un mélange de cuivre et de péroxyde d’hydrogène (H2O2), qui produit des radicaux hydroxyles. L’antioxydant de référence, utilisé comme standard dans le test ORAC (auquel les autres antioxydants sont comparés) est le Trolox (6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchromane-2-carboxylic acid), un analogue de la vitamine E bien connu.

8. Comment optimiser son apport en antioxydants ? [6]

Selon Ronal Prior il faut atteindre un total de 3 000 à 5 000 unités ORAC par jour, quand en moyenne, une alimentation « classique » apporte au maximum 2 000 unités ORAC par jour, et souvent moins.

Les aliments à privilégier selon l’indice ORAC [6] :

• Les fruits : Notamment les fruits rouges (myrtilles, mûres, framboises, fraises…), le raisin sec, le pruneau et la pomme séchée
• Les légumes : Les crucifères, les épinards, l’artichaut, la carotte, la betterave, la patate douce (avec la peau), l’artichaut, l’asperge et l’avocat
• Les oléagineux : la noisette, les noix et les noix de pécan
• Le chocolat noir
• Les champignons
• Les épices et aromates : le thym séché, le romarin séché, l’origan séché, le clou de girofle, la cannelle, le curcuma, le gingembre
• Les boissons : le vin rouge, le thé, le jus de canneberge et de raisin
• Le pollen frais de châtaignier
• Les sources animales : les abats, les œufs, les coquillages (notamment les huîtres)

D’une manière générale, la plupart des aliments ou produits les plus antioxydants sont directement issus des plantes, alors que la plupart des aliments ou produits les moins antioxydants proviennent des animaux.

8. L’intérêt du bio [7]

On va aussi se diriger vers une alimentation bio qui contient plus d’antioxydants que les cultures conventionnelles.

L’activité antioxydante :

Cette étude a montré que l’activité antioxydante était en moyenne plus élevée de 17 % dans les produits issus de l’agriculture biologiques.

La différence de pourcentage moyen des différents composés antioxydants était comprise entre 18 et 69 %, en moyenne.

On retrouve dans le bio :

• 17 % de plus de caroténoïdes
• 12 % de plus de xanthophylles
• 6 % de plus de lutéine
• 5 % de plus de vitamine C
• 15 % de moins de vitamine E

Cette présence en antioxydants étant expliquée par le fait que les cultures biologiques ont besoin de produire ces substances lors d’agression par les insectes, les maladies… Les cultures conventionnelles étant protégées par la pulvérisation de produits chimiques.

Sur la base des différences rapportées, les résultats indiquent qu’un passage de la consommation conventionnelle à la consommation de cultures organiques entraînerait une augmentation de 20-40 % (et pour certains composés de plus de 60 %) des niveaux d’ingestion d’antioxydants sans augmentation des apports énergétiques.

Pour exemple : 1 ou 2 portions de fruits ou légumes bio, correspondent à 5 portions de fruits ou légumes conventionnelle, en termes d’apport en antioxydants.

Les effets des antioxydants sont cumulatifs, car ils ont des effets complémentaires, par exemple la vitamine E, liposoluble, va rejoindre les membranes cellulaires où elle va jouer son action antioxydante alors que la vitamine C, hydrosoluble, va agir dans et en dehors de la cellule.

9. Les antioxydants peuvent être contre-productifs [8,9,10,11,12,13,14]

En revanche, la prise d’une trop grande quantité d’antioxydants, va produire une action pro-oxydante.

L’association de vitamine C et de N-acetyl-cystéine, directement après un entrainement, peut augmenter les dommages tissulaires et le stress oxydatif. De plus, la prise de 1 g de vitamine C peur ralentir la récupération de la fonction musculaire. Je mentionne ces études, simplement pour expliquer qu’il ne faut pas à tout prix vouloir atteindre des doses très élevées d’antioxydant, qui vont être pro-oxydantes. La clef est une supplémentation raisonnée en fonction de votre alimentation. Par ailleurs, la prise de 1 000 mg de vitamine C combiné à 235 mg de vitamine E, diminue les capacités d’adaptation l’effort lors de l’entraînement d’endurance. Enfin, la supplémentation en antioxydant dans un objectif de performance est controversée. De fortes doses d’antioxydants, sont inutiles ou contre-productives pour la performance, en empêchant le stress que subit le corps lors d’un effort, ce qui empêche la surcompensation.

C’est le cas notamment du resvératrol qui, dans plusieurs études, a supprimé totalement l’adaptation de l’organisme aux stress bénéfiques du sport.

BIBLIOGRAPHIE

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[2] Souccar T, Houlbert A. La meilleure façon de manger. Nouvelle édition. Vergèze : Thierry Souccar éditions ; 2015.

[3] Lanutrition.fr. À quoi servent les principaux antioxydants des aliments ?. www.lanutrition.fr [En ligne]. 2019 juin [Consulté le 1 septembre 2019]. Consultable à l’URL : https://www.lanutrition.fr/a-quoi-servent-les-principaux-antioxydants-des-aliments.

[4] Gundill M, Delavier F. Guide des compléments alimentaires pour sportifs. 3^ème édition. Paris : Vigot ; 2019.

[5] Lanutrition.fr. Top 10 des aliments antioxydants. www.lanutrition.fr [En ligne]. 2018 septembre [Consulté le 1 septembre 2019]. Consultable à l’URL : https://www.lanutrition.fr/top-10-des-aliments-antioxydants.

[6] Lanutrition.fr. L’indice ORAC mesure le pouvoir antioxydant des aliments. www.lanutrition.fr [En ligne]. 2017 mars [Consulté le 1 septembre 2019]. Consultable à l’URL : https://www.lanutrition.fr/bien-dans-son-assiette/le-potentiel-sante-des-aliments/les-antioxydants/lindice-orac.

[7] Barański M, Srednicka-Tober D, Volakakis N, Seal C, Sanderson R, Stewart G, Benbrook C, Biavati B, Markellou E, Giotis C, Gromadzka-Ostrowska J, Rembiałkowska E, Skwarło-Sońta K, Tahvonen R, Janovská D, Niggli U, Nicot P, Leifert C. Higher antioxidant and lower cadmium concentrations and lower incidence of pesticide residues in organically grown crops: a systematic literature review and meta-analyses. Br J Nutr. 2014 Sep 14;112(5):794-811.

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[9] Close GL, Ashton T, Cable T, Doran D, Holloway C, McArdle F, MacLaren DP. Ascorbic acid supplementation does not attenuate post-exercise muscle soreness following muscle-damaging exercise but may delay the recovery process. Br J Nutr. 2006 May;95(5):976-81.

[10] Paulsen G, Cumming KT, Holden G, Hallén J, Rønnestad BR, Sveen O, Skaug A, Paur I, Bastani NE, Østgaard HN, Buer C, Midttun M, Freuchen F, Wiig H, Ulseth ET, Garthe I, Blomhoff R, Benestad HB, Raastad T. Vitamin C and E supplementation hampers cellular adaptation to endurance training in humans: a double-blind, randomised, controlled trial. J Physiol. 2014 Apr 15;592(8):1887-901.

[11] Cainara Lins Draeger, Andréia Naves, Natália Marques, Ana Beatriz Baptistella, Renata Alves Carnauba, Valéria Paschoal, Humberto Nicastro. Controversies of antioxidant vitamins supplementation in exercise: ergogenic or ergolytic effects in humans?. J Int Soc Sports Nutr. 2014; 11: 4.

[12] Venesson J. Paléo Nutrition. Vergèze : Thierry Souccar Editions ; 2014.

[13] Scribbans TD, Ma JK, Edgett BA, Vorobej KA, Mitchell AS, Zelt JG, Simpson CA, Quadrilatero J, Gurd BJ.Resveratrol supplementation does not augment performance adaptations or fibre-type-specific responses to high-intensity interval training in humans. Appl Physiol Nutr Metab. 2014 Nov;39(11):1305-13.

[14] Gliemann L, Olesen J, Biensø RS, Schmidt JF, Akerstrom T, Nyberg M, Lindqvist A, Bangsbo J, Hellsten Y.Resveratrol modulates the angiogenic response to exercise training in skeletal muscles of aged men. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2014 Oct 15;307(8):H1111-9.