Deux atomes d'oxygène marchaient le long de la rue quand on s'arrête et dit, "Oh mon Dieu, je me sens plus radical. Je pense que j'ai perdu un électron! "" Es-tu sûr? "Demande son compagnon. "Oui", répond le premier atome d'oxygène. "Je suis positive."
Ancienne blague de chimie
Chaque cellule de notre corps a besoin d'oxygène pour survivre; Privé d'oxygène pendant seulement quelques minutes peut produire des dommages irréversibles et la mort cellulaire. En même temps, certaines formes d'oxygène sont toxiques pour les cellules et peuvent produire une quantité significative de la lésion cellulaire que nous associons au vieillissement. Cette division entre les productions d'énergie vitale ou les dommages menaçant la vie dépend de la façon dont nos cellules manipulent l'oxygène. Examinons ce processus en détail, car cette distinction a une pertinence considérable pour notre propre vieillissement.
De minuscules structures à l'intérieur des cellules appelées mitochondries sont de petites centrales qui brûlent de l'oxygène et des graisses ou du sucre pour produire de l'adénosine triphosphate (ATP) qui agit comme une batterie de stockage chimique pour fournir de l'énergie à la plupart des activités cellulaires. Les mitochondries unissent l'oxygène avec deux atomes d'hydrogène pour former de l'eau au cours de cette progression chimique. Alors que le processus d'utilisation de l'oxygène est généralement bien contrôlé, un effet secondaire est la création de «polluants» d'oxygène toxiques appelés espèces réactives de l'oxygène ou radicaux libres d'oxygène. Un radical libre est une molécule qui a perdu un électron d'un ou de plusieurs de ses atomes. Les électrons sont beaucoup plus stables par paires donc notre radical libre d'oxygène instable avec un seul électron vole sans vergogne n'importe quel électron de n'importe quelle source proche pour réunir la paire. Cela crée une autre molécule instable (celle qui est victime du radical libre d'oxygène) qui se joint alors avidement à d'autres molécules dans une réaction chimique en chaîne appelée oxydation. La rouille du métal est un exemple familier d'oxydation.
Dans des conditions contrôlées, les réactions oxydatives sont extrêmement utiles pour maintenir notre santé. Par exemple, nos globules blancs libèrent des espèces réactives de l'oxygène dans un processus appelé l'explosion respiratoire pour tuer les bactéries et neutraliser les particules ingérées. Cependant, s'ils ne sont pas contenus et contrôlés, les radicaux libres peuvent causer des dommages étendus aux protéines, aux membranes cellulaires et à l'ADN.
Nos mitochondries sont le principal locus de la production de radicaux libres et sont donc les principaux sites de dommages oxydatifs. Avec l'augmentation des dommages mitochondriaux, la production d'énergie cellulaire diminue et la production de radicaux libres augmente, créant un cercle vicieux. Finalement, les dommages oxydatifs sont si étendus dans nos cellules et nos tissus que les processus cellulaires commencent à décliner. Les radicaux libres et les dommages qu'ils causent ont été impliqués dans le vieillissement, et un certain nombre de conditions incluant la malignité, la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, la schizophrénie, certaines maladies musculaires, la cataracte, la surdité et les maladies cardiovasculaires.
Notre corps est également exposé aux radicaux libres produits dans l'environnement par l'exposition au soleil, la fabrication et la fumée de cigarette. Sans surprise, nos corps ont évolué pour utiliser une gamme élaborée de produits chimiques antioxydants comme les vitamines C et E et le bêta-carotène et les enzymes cellulaires comme la superoxyde dismutase (SOD), la catalase et la glutathion peroxydase pour étancher les radicaux libres et minimiser les dommages. Cependant, aucune défense n'est parfaite tout le temps et certains dommages de radicaux libres se produisent inévitablement conduisant finalement au vieillissement cellulaire et à la mort cellulaire.
La biochimiste Denham Harman, MD, qui avait travaillé sur les radicaux libres à base de pétrole en tant que chimiste de recherche pour Shell Oil Company, a proposé cette théorie des radicaux libres en 1956. Des études subséquentes sur les antioxydants et les enzymes cellulaires comme la SOD. La durée de vie maximale d'une variété de mammifères est directement liée à la quantité de SOD. La SOD convertit un radical libre d'oxygène en peroxyde d'hydrogène qui est ensuite métabolisé en oxygène et en eau normaux. Les souris consanguines pour assommer la SOD ont une durée de vie réduite et développent des maladies malignes telles que le carcinome du foie et un certain nombre de maladies dégénératives telles que les cataractes précoces et la perte musculaire. Les mutations humaines de la SOD peuvent provoquer une sclérose latérale amyotrophique (maladie de Lou Gehrig). D'autres études rapportent une extension de vie de 30% chez les mouches des fruits en insérant des copies supplémentaires du gène SOD. Des niveaux élevés de SOD sont évidents chez les nématodes à longue durée de vie. Dans une étude fascinante, les nématodes ont une durée de vie significative lorsque des antioxydants synthétiques ont été ajoutés à leur milieu de croissance. Des études sur des vers dans lesquels la génétique du vieillissement a été bien élaborée n'ont pas montré de propriétés prolongeant la vie de la SOD. Il reste peu clair pour les humains si un régime riche en antioxydants ou en suppléments antioxydants, en l'absence d'exercice ou d'autres stratégies pour compenser la production de radicaux libres, peut réduire la maladie et prolonger la vie.
L'exercice et une bonne nutrition sont les deux outils les plus importants que nous ayons pour prévenir l'augmentation des dommages causés par les radicaux libres associés au vieillissement. Initier un programme d'exercice après que le potentiel antioxydant du corps a été réduit par le vieillissement peut effectivement inverser certaines des pertes. L'exercice augmente l'efficacité de l'utilisation de l'oxygène et réduit le nombre de radicaux libres d'oxygène en stimulant le système de défense antioxydant de notre corps. Ce système est composé de nombreux processus chimiques qui désactivent ou neutralisent les radicaux libres. Ces changements adaptatifs se produisent en parallèle avec d'autres adaptations à l'exercice.
L'exercice intense augmente réellement la production de radicaux libres, mais l'exercice physique régulier protège contre les dommages des radicaux libres en stimulant les défenses dans une plus grande mesure. Le point important est que l'exercice épisodique intense par un «guerrier du week-end» qui est habituellement sédentaire et hors de forme peut submerger les défenses antioxydantes. Cette circonstance entraîne une augmentation des dommages causés par les radicaux libres et peut faire plus de mal que de bien. La clé est de construire un programme d'exercices de façon systématique et il est encore plus important d'exercer tous les jours. Le résultat net peut être une réduction des dommages causés par les radicaux libres combinée à une amélioration des mécanismes de croissance et de réparation.
