1. Enzymes antioxydantes:
* superoxyde dismutase (SOD): Convertit le radical de superoxyde hautement réactif (O2-) en peroxyde d'hydrogène (H2O2) et en oxygène.
* catalase: Décompose le peroxyde d'hydrogène dans l'eau et l'oxygène.
* glutathion peroxydase: Réduit le peroxyde d'hydrogène en eau à l'aide du glutathion comme agent réducteur.
2. Molécules antioxydantes:
* glutathion: Un tripeptide qui agit comme un agent réducteur, protégeant les cellules contre les dommages oxydatifs.
* vitamine C (acide ascorbique): Un antioxydant soluble dans l'eau qui aide à neutraliser les radicaux libres.
* vitamine E (tocophérol): Un antioxydant lipidique soluble qui protège les membranes cellulaires des dommages.
* caroténoïdes (par exemple, bêta-carotène): Les pigments qui agissent comme des antioxydants, en particulier pour protéger contre les dommages du rayonnement UV.
3. Mécanismes de réparation:
* Enzymes de réparation de l'ADN: Réparer les dommages à l'ADN causés par les espèces réactives de l'oxygène (ROS).
* Mécanismes de réparation des protéines: Réparez les protéines endommagées, empêchant leur agrégation et leur dysfonctionnement.
4. Protéines de liaison aux métaux:
* ferritine et transferrin: Liez le fer, l'empêchant de catalyser la formation de ROS nocifs.
* Metalotheein: Lie les métaux lourds, empêchant leurs effets toxiques.
5. Consommation d'oxygène régulée:
* chaîne de transport d'électrons mitochondrial: Les cellules régulent étroitement l'écoulement des électrons dans l'ETC, minimisant la production de ROS.
* Facteurs inductibles par l'hypoxie (HIFS): Ces facteurs de transcription régulent l'expression des gènes en réponse à de faibles niveaux d'oxygène, minimisant la production de ROS et améliorant les mécanismes de défense cellulaire.
6. Systèmes de détoxification cellulaire:
* Le système Cytochrome P450: Les enzymes qui détoxifient un large éventail de substances, y compris les métabolites nocifs qui peuvent produire des ROS.
* glutathione s-transférases: Enzymes qui détoxifient les composés nocifs en les conjuguant au glutathion.
7. Réponses adaptatives:
* Préconditionnement: L'exposition à de faibles niveaux de stress (par exemple, de brèves périodes d'hypoxie) peuvent induire des réponses protectrices, ce qui rend les cellules plus résistantes au stress oxydatif futur.
* Hormèse: L'exposition à de faibles doses de facteurs de stress peut induire des réponses adaptatives bénéfiques, notamment une augmentation des défenses antioxydantes.
Il est important de noter que:
* Ces mécanismes peuvent être submergés par des niveaux élevés d'oxygène ou une exposition prolongée au stress oxydatif.
* Ces mécanismes ne sont pas toujours parfaits et un certain degré de dommages oxydatifs est inévitable.
* Le stress oxydatif est impliqué dans diverses maladies, notamment le cancer, le vieillissement et les troubles neurodégénératifs.
En conclusion, les cellules ont développé un éventail complexe de systèmes de défense pour lutter contre la toxicité de l'oxygène. Ces mécanismes impliquent le piégeage des espèces réactives de l'oxygène, la réparation des molécules endommagées et la régulation de la consommation d'oxygène. Bien que ces défenses soient efficaces, elles ne sont pas infaillibles et le stress oxydatif continue d'être un facteur significatif de la santé et des maladies humaines.
