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ECOLE NATIONALE VETERINAIRE DE LYON

Année 2007 - Thèse n° ……

UTILISATION DES ANTIOXYDANTS EN HEPATOLOGIE CHEZ LES CARNIVORES DOMESTIQUES

THESE

Présentée à l’UNIVERSITE CLAUDE-BERNARD - LYON I (Médecine - Pharmacie)

et soutenue publiquement le 2 octobre 2007 pour obtenir le grade de Docteur Vétérinaire

par

Marion CHABAUD Née le 24 juillet 1982

à Cavaillon (84)

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Serment de Bourgelat

« Je promets et je jure devant le Conseil de l’Ordr e Vétérinaire de conformer ma conduite professionnell e aux règles prescrites par le codes de déontologie e t

d’en observer en toute circonstances les principes de correction et de droiture.

Je fais le serment d’avoir à tout moment et en tout

lieu le souci constant de la dignité et de l’honneu r de la profession vétérinaire. »

Claude Bourgelat (1977)

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REMERCIEMENTSREMERCIEMENTSREMERCIEMENTSREMERCIEMENTS

A Monsieur le Professeur Chayvialle, De la Faculté de Médecine de Lyon, Qui m’a fait l’honneur d’accepter la présidence de mon jury de thèse, Hommages respectueux. A Monsieur le Professeur Cadoré, De l’Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon, Qui m’a fait l’honneur d’encadrer ce travail. En témoignage de ma reconnaissance pour sa disponibilité et sa gentillesse, Sincères remerciements. A Monsieur le Professeur Grancher, De l’Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon, Qui m’a fait l’honneur de juger ce travail et de faire partie de mon jury de thèse, En témoignage de ma profonde reconnaissance. A Madame le Docteur Hugonnard, Qui a été l’initiatrice de ce projet et m’a beaucoup aidée dans ce travail, Pour ses nombreux enseignements, ses conseils, sa patience et sa gentillesse, Que ce travail reste un agréable souvenir, Sincères remerciements.

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A mes parents, Pour l’amour, les conseils, le soutien que vous m’avez apportés, et la confiance dont vous m’avez toujours témoignée. Merci d’être à mes côtés et de m’avoir donné les moyens de réaliser mes projets. Avec tout mon amour. A François, mon jumeau ; A Pauline, ma soeur, Pour toutes nos disputes d’enfance qui nous ont fait mûrir, Pour toute notre complicité qui a grandi avec les années, Que nos moments ensemble ne se fassent pas rares, Je vous aime. A mes grand parents, mamé Suzanne, et papi Raymond, Pour toute votre affection depuis l’enfance, Pour tous ces moments précieux à vos côtés, Avec tout mon amour. A Marie-Reine, ma marraine, Pour tous ces séjours inoubliables au Grau du Roi, Pour ta gentillesse, ta générosité et ton sourire, Avec toute mon affection. A Lucie, ma cousine, mon amie, Pour notre grande complicité qui dure depuis si longtemps, Et pour tous les bons moments passés ensemble. Et, à toute ma famille. Pour papé Maurice, mamé Mado et mami Layo, Je pense à vous souvent, vous me manquez tant. A Augustin et Arthur, mes filleuls, Pour vos jolis sourires, et ces moments privilégiés avec vous, Je vous souhaite bon courage dans les premiers pas de votre vie. A la famille Weber, Merci pour votre accueil et votre gentillesse. Une pensée pour Tara.

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A Joachim, Pour ton amour, ton aide et ton soutien si précieux, Tu me donnes le sourire, tu me rends heureuse, Les moments à tes côtés sont toujours aussi précieux, Pour tout ce qui reste à venir et à construire. Je me languis… « Tout ce que tu as dans la tête… idem ». A Toufri, « maman jolie », Pour toute notre complicité, notre amitié fusionnelle qui font de toi ma protégée, ma meilleure amie, A Jean, Prenez soin de vous et de votre petite famille. A Milly, ma nounou, Pour tes câlins, tes ronrons, et tes interminables conversations…

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A Perrine, ma co-interne, ma co-docteur, Depuis 2 ans que l’on se connaît, notre amitié et notre complicité ne font que grandir et s’enrichir en souvenirs et en émotions, c’est que du bonheur, Pour nos bêtises et nos délires de « blondes », on se ressemble bien ! A Julien, on s’amuse bien tous les quatre ! A Marie-Flore, mon rayon de soleil, Parce que depuis si longtemps, tu as toujours su être là pour moi, m’écouter et me conseiller, Pour nos années de collocation, nos délires et nos apéros aux Tacos, Merci pour tout. A Doudou, mon cavalier de revue, Pour tous nos moments inoubliables durant deux ans de clinique, Pour toutes ces soirées endiablées et ces teq-paf où tu m’as bien fait rire, Merci pour cette amitié, qu’elle ne s’arrête jamais… A Nouye, A Aymeric, Pour votre joie de vivre qui me donne le sourire, C’est toujours un plaisir d’être en votre compagnie, Que ces moments ne se fassent pas rares… A Mathilde et Popol’s, J’ai été heureuse de mieux vous connaître, et j’espère qu’on gardera contact. Les repas entre filles, c’est quand vous voulez. A Miko, Pour notre amitié, et pour cette année qui, j’espère, va de nouveau nous rapprocher. A Mélanie, pour tout ce que l’on a partagé. A Emilie, pour notre collocation exceptionnelle et nos apéros interminables. A Huguette, ma p’tite Pockie, Pour ta gentillesse, tes gratins dauphinois en boîte, mais surtout ton amour pour Miillllyyy, qui ont fait de notre collocation une année inoubliable. A Guillaume, mon père de clinique, pour tous ces moments où l’on voulait « viser la lune ». A Splinter, un fils de clinique exceptionnel. Au groupe 13, groupe balèze, pour toutes nos soirées mémorables. A tous les internes, pour cette année qui s’annonce riche en émotions !!! A Elise et Eric, Pour toutes ces soirées de « blindtest » mémorables… surtout celle à la bougie ! Heureuse de vous connaître. A tous ceux qui ont fait, qui font, qui feront partie de ma vie et que je n’oublie pas…

Utilisation des antioxydants en hépatologie chez les carnivores domestiques.

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TABLE DES MATIERESTABLE DES MATIERESTABLE DES MATIERESTABLE DES MATIERES

INTRODUCTION _________________________________________________________ 13

I. Les radicaux libres et le stress oxydatif cellulaire_____________________________ 15

I.1. Les radicaux libres______________________________________________________ 15 I.1.1. Définition et caractéristiques des radicaux libres ____________________________________ 15

I.1.1.1. Définition_______________________________________________________________15 I.1.1.2. Caractéristiques des radicaux libres___________________________________________15

I.1.2. Nature et mécanismes de production des radicaux libres ______________________________ 17 I.1.2.1. Les radicaux primaires ____________________________________________________17

I.1.2.1.1. L’anion superoxyde (O2°-) ______________________________________________ 17

I.1.2.1.2. Le radical hydroxyle (°OH) _____________________________________________ 18 I.1.2.2. Les espèces réactives de l’oxygène ___________________________________________19

I.1.2.2.1. Le peroxyde d’hydrogène (H2O2) _________________________________________ 19 I.1.2.2.2. L’oxygène singulet (1O2) _______________________________________________ 20

I.1.2.3. Les autres radicaux libres __________________________________________________20 I.1.2.3.1. Les radicaux libres de l’oxygène _________________________________________ 20 I.1.2.3.2. Les radicaux libres de l’azote ____________________________________________ 21

I.1.3. Intérêt de la présence des radicaux libres pour l’organisme ____________________________ 22 I.1.3.1. Rôle dans l’homéostasie cellulaire ___________________________________________22 I.1.3.2. Rôle dans la communication cellulaire ________________________________________22 I.1.3.3. Autres rôles _____________________________________________________________22

I.2. Notion de stress oxydatif cellulaire_________________________________________ 24 I.2.1. Définition et origines du stress oxydatif ___________________________________________ 24

I.2.1.1. Définition_______________________________________________________________24 I.2.1.2. Origine de la rupture d’équilibre _____________________________________________24

I.2.1.2.1. Déplétion en molécules antioxydantes _____________________________________ 24 I.2.1.2.2. Excès de production de radicaux libres_____________________________________ 24

I.2.2. Les lésions cellulaires associées aux radicaux libres _________________________________ 25 I.2.2.1. La peroxydation des lipides membranaires _____________________________________25 I.2.2.2. La dénaturation des protéines _______________________________________________28 I.2.2.3. L’altération de l’ADN _____________________________________________________29

I.3. Défenses physiologiques contre le stress oxydatif cellulaire_____________________ 30 I.3.1. Systèmes antioxydants enzymatiques _____________________________________________ 31

I.3.1.1. Enzymes responsables de la dismutation de l’ion superoxyde : les superoxydes dismutases _ 31

I.3.1.2. Enzymes agissant sur les peroxydes __________________________________________31 I.3.1.2.1. La catalase___________________________________________________________ 31 I.3.1.2.2. Les glutathion peroxydases (GPx) ________________________________________ 32

I.3.1.3. Interrelations des enzymes antioxydantes dans la régulation du stress oxydatif cellulaire _34 I.3.2. Systèmes antioxydants non enzymatiques : exemple du glutathion ______________________ 34

I.3.2.1. La capture d’espèces radicalaires ____________________________________________35 I.3.2.2. Participation à l’activité d’enzymes antioxydantes _______________________________36

II. Intérêt potentiel des antioxydants en hépatologie___________________________ 39

II.1. Les antioxydants : une famille hétérogène___________________________________ 39 II.1.1. Index thérapeutique ________________________________________________________ 39

II.1.1.1. La vitamine E ___________________________________________________________39 II.1.1.2. La vitamine C ___________________________________________________________41 II.1.1.3. La N-acétylcystéine (NAC)_________________________________________________44 II.1.1.4. La S-adénosylméthionine (SAMe) ___________________________________________45 II.1.1.5. La silymarine (extrait du chardon-marie, Silybum marianum) ______________________48 II.1.1.6. La colchicine ____________________________________________________________50 II.1.1.7. Le zinc _________________________________________________________________51 II.1.1.8. L’acide ursodésoxycholique ________________________________________________54


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II.1.1.9. Le sélénium _____________________________________________________________55 II.1.2. Réflexions autour de l’index thérapeutique ______________________________________ 58

II.2. De la pathogénie et de la physiopathologie des affections hépatiques à l’utilisation des antioxydants en hépatologie_____________________________________________________ 60

II.2.1. Affections hépatiques et stress oxydatif cellulaire_________________________________ 60 II.2.1.1. Le stress oxydatif cellulaire dans les affections hépatiques_________________________61

II.2.1.1.1. Mécanisme du stress oxydatif ___________________________________________ 61 II.2.1.1.2. Evaluation du stress oxydatif____________________________________________ 63 II.2.1.1.3. Stress oxydatif et affection hépatique : exemple de la lipidose du chat____________ 64

II.2.1.2. Indications générales des antioxydants en hépatologie : notions pharmacologiques______65 II.2.2. Indications spécifiques en hépatologie des antioxydants dotés de propriétés particulières : notions pharmacologiques _____________________________________________________________ 69

II.2.2.1. Indication spécifique des antioxydants dans les affections hépatiques associées à une cholestase _______________________________________________________________________69

II.2.2.1.1. Mécanismes physiologiques de la formation de la bile ________________________ 69 II.2.2.1.2. Physiopathologie de la cholestase et des hépatites cholestatiques________________ 70 II.2.2.1.3. Molécules antioxydantes ayant des propriétés cholérétiques____________________ 71

II.2.2.2. Indication spécifique des antioxydants dans les hépatites chroniques idiopathiques _____72 II.2.2.2.1. Pathogénie __________________________________________________________ 73

II.2.2.2.1.1. Hépatite chronique et inflammation___________________________________ 73 II.2.2.2.1.2. Hépatite chronique et fibrose ________________________________________ 74

II.2.2.2.2. Utilisation raisonnée des antioxydants lors d’hépatite chronique ________________ 77 II.2.2.2.2.1. Molécules anti-oxydantes ayant des propriétés anti-inflammatoires et immunomodulatrices__________________________________________________________ 77 II.2.2.2.2.2. Molécules anti-oxydantes ayant des propriétés anti-fibrosantes _____________ 78

II.2.2.3. Indication spécifique des antioxydants dans les hépatites par surcharge en cuivre_______78 II.2.2.3.1. Pathogénie __________________________________________________________ 78 II.2.2.3.2. Molécules antioxydantes ayant des propriétés anti-cuprirétiques ________________ 81

III. Applications cliniques des antioxydants en hépatologie vétérinaire ____________ 83

III.1. Applications cliniques sur l’utilisation des antioxydants dans la lutte contre le stress oxydatif______________________________________________________________________ 83

III.1.1. Données cliniques sur l’utilisation de la SAMe ___________________________________ 83 III.1.1.1. Etudes chez des sujets sains_________________________________________________83 III.1.1.2. Etudes chez des sujets malades ______________________________________________84

III.1.2. Données cliniques sur l’utilisation des autres antioxydants __________________________ 86

III.2. Données cliniques sur l’utilisation des antioxydants lors d’hépatotoxicoses : exemple de l’intoxication au paracétamol _________________________________________________ 88

III.2.1. Biotransformation du paracétamol dans l’organisme _______________________________ 88 III.2.2. Pathogénie de l’intoxication au paracétamol _____________________________________ 89 III.2.3. Evidence clinique et pharmacologique de l’intérêt des antioxydants ___________________ 90

III.2.3.1. La N-acétylcystéine (NAC)_________________________________________________91 III.2.3.2. La S-adénosylméthionine (SAMe) ___________________________________________93

III.3. Applications cliniques des antioxydants à propriétés particulières dans les affections hépatiques ___________________________________________________________________ 95

III.3.1. Application dans les affections hépatiques associées à une cholestase _________________ 95 III.3.2. Application dans les hépatites chroniques idiopathiques ____________________________ 96 III.3.3. Applications dans les hépatites associées à une surcharge en cuivre ___________________ 99

III.4. Bilan des différentes applications cliniques_________________________________ 100

CONCLUSIONCONCLUSIONCONCLUSIONCONCLUSION _________________________________________________________ 105

TABLE DES ILLUSTRATIONSTABLE DES ILLUSTRATIONSTABLE DES ILLUSTRATIONSTABLE DES ILLUSTRATIONS __________________________________________ 107

BIBLIOGRAPHIE________________________________________________________ 109


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INTRODUCTIONINTRODUCTIONINTRODUCTIONINTRODUCTION

La toxicité de l’oxygène, gaz omniprésent et indispensable pour l’organisme, est liée à la formation en excès de formes libres de l’oxygène, appelées radicaux libres.

Si la notion de radicaux libres est connue des chimistes depuis les années 30, ce n’est que depuis les années 1990, avec l’avènement du concept de stress oxydatif, que les données sur la réactivité des radicaux libres et leurs actions délétères sur les systèmes biologiques connaissent une véritable explosion scientifique. Un consensus existe aujourd’hui concernant l’implication des radicaux libres dans la pathogénie et la physiopathologie d’affections variées.

Des molécules dites anti-oxydantes interviennent selon différents modes d’action afin de limiter la production des radicaux libres. Elles constituent donc un mécanisme de défense pour l’organisme. Certains antioxydants existent de façon endogène dans l’organisme, d’autres sont assimilables par voie exogène, qu’ils soient naturels ou de synthèse.

L’intérêt des antioxydants dans le traitement de certaines hépatopathies est un domaine d’études récent qui retient l’attention de nombreux chercheurs en médecine humaine mais aussi vétérinaire. Depuis quelques années, les publications concernant l’intérêt potentiel des antioxydants en médecine humaine dans la prévention et le traitement des lésions hépatiques d’origine toxique (notamment celles associées à l'alcoolisme) se multiplient. Une molécule en particulier, la S-adénosylméthionine suscite un vif intérêt : elle a déjà fait l’objet de plus de 400 publications référencées dans PubMed en médecine humaine et vétérinaire. Classée chez l’homme comme supplément nutritionnel ou médicament suivant les pays, elle est commercialisée en France depuis 2004 comme supplément nutritionnel vétérinaire sous l’appellation commerciale ZENTONIL®.

Les objectifs de ce travail sont de faire un bilan sur les études réalisées chez les carnivores domestiques en ce qui concerne l’utilisation des antioxydants en hépatologie, en nous limitant aux espèces canine et féline. Nous nous interrogerons sur l’intérêt d’un traitement antioxydant dans les affections hépatiques du chien et du chat, sur un plan conceptuel mais aussi à la lumière des études cliniques dont nous disposons.

Après avoir expliqué comment les radicaux libres sont à l’origine du stress oxydatif cellulaire, nous présenterons l’intérêt potentiel des antioxydants dans les affections hépatiques, pour enfin indiquer les données cliniques dont nous disposons sur leur utilisation en hépatologie vétérinaire.


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I.I.I.I. Les radicaux libres et le stress oxydatif cellulaire

Depuis quelques années, le monde des sciences biologiques et médicales s’intéresse beaucoup au concept de « stress oxydatif », en référence à une situation où la cellule ne contrôle plus la présence excessive de radicaux oxygénés toxiques.

Mais qu’est-ce qu’un radical libre ? Comment se produit un stress oxydatif cellulaire, et quelles en sont les conséquences ? Comment la cellule lutte-t-elle contre ce stress ? Dans cette partie, nous allons répondre à toutes ces questions.

I.1. Les radicaux libres

I.1.1. Définition et caractéristiques des radicaux libres

I.1.1.1. Définition

La cellule, et plus généralement l’organisme, ne peuvent se dispenser

d’oxygène qui est un gaz indispensable à la vie et omniprésent. Les mitochondries utilisent 85% de l’O2 présent dans l’organisme pour la production d’énergie. Cependant 3 à 5% de cet oxygène utilisé lors de l’activité métabolique normale est inévitablement à l’origine de radicaux libres, hautement toxiques (Pastre 2005).

Par définition, les radicaux libres sont des espèces chimiques qui possèdent, sur leur orbitale la plus externe, au moins un électron non apparié, résultant soit d’un gain soit de la perte d’un électron (Twedt 2001-a).

Par exemple, par gain d’un électron, la molécule d’O2 devient l’anion superoxyde :

O2 + 1e- O2°-

I.1.1.2. Caractéristiques des radicaux libres

Les radicaux libres dérivés de l’oxygène sont des radicaux issus d’une

réduction incomplète de l’oxygène (Guilford et al. 1996).

Ils sont générés au cours du métabolisme normal de l’oxygène dans l’organisme et sont produits de manière continue en très faible quantité.


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La molécule d’oxygène a une structure biradicalaire, car elle possède deux électrons non appariés. Pour des raisons de restriction de spins, la molécule est inerte vis à vis de la plupart des molécules organiques qui sont des « singulets » (tous les électrons sont uniformément appariés). Malgré sa nature biradicalaire, l’oxygène est donc stable et peu réactif (Clausse 2001, Bonnefis 2005, site Internet de l’université de Liège –b).

O O

Figure 1 : Caractère biradicalaire de l’oxygène (Site Internet de l’université de Liège –b)

Par contre, le champ magnétique créé par la rotation de l’électron célibataire

du radical libre n'est pas compensé par la rotation en sens inverse d'un électron apparié. Les radicaux libres sont appelés des « doublets » (un seul électron non apparié) (Favier 2004).

H O

Figure 2 : Electron non apparié du radical hydroxyle (Favier 2004)

Cette propriété confère une réactivité très élevée aux radicaux libres.

Leur durée de vie ne dépasse pas quelques microfractions de secondes : ils auront toujours tendance à combler leur orbitale déficitaire pour devenir plus stable en captant un électron à une autre molécule qui devient à son tour radicalaire ; ils vont donc se réduire en oxydant d’autres molécules.

Les radicaux libres sont donc à l’origine d’une réaction en chaîne : chaque radical libre instable peut réagir avec d’autres molécules, de différentes manières, en entraînant des actions délétères sur les molécules en question. Il engendre ainsi la formation d’un nouveau radical, source d’une réaction en chaîne auto-accélérée en l’absence de substances antioxydantes.

°OH

H2O

R H

R°

D°

D H

D H

X H X°

X H

Z H

Z°

...

Figure 3 : Exemple de réaction en chaîne (Site Internet de l’Université de Liège –a)


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La réaction en chaîne peut s’arrêter par recombinaison de deux radicaux libres :

X° + X° X X

Les radicaux libres sont toxiques au plus haut degré pour l’intégrité cellulaire,

mais ils sont utiles à l’organisme à dose raisonnable : ils interviennent dans la signalisation et l’homéostasie cellulaire (§ I.1.3.).

Leur caractère toxique est contrecarré par un ensemble de systèmes de désactivation cellulaires : enzymes antioxydantes et les antioxydants non enzymatiques,…

Les radicaux libres font partie de systèmes ubiquitaires. Leurs cibles sont nombreuses dans l’organisme, c’est pourquoi ils sont impliqués dans de très nombreuses affections (Delattre et al. 2005, Favier 1997, Favier et al. 1997, Grandjean

2005).

I.1.2. Nature et mécanismes de production des radicaux libres

Parmi toutes les espèces radicalaires susceptibles de se former dans les cellules,

il convient de distinguer un ensemble restreint de composés radicalaires qui jouent un rôle particulier en physiologie, appelés radicaux primaires. Il s’agit de l’anion superoxyde (O2°-) et du radical hydroxyle (OH°) qui dérivent de l’O2.

D’autres espèces dérivées de l’O2, dites espèces réactives de l’oxygène, n’ont pas une structure radicalaire mais sont aussi réactives car elles peuvent être des précurseurs de radicaux, et donc initier ou propager des dommages oxydatifs. Il s’agit de l’oxygène singulet (1O2) et du peroxyde d’hydrogène (H2O2) (Delattre et al.

2005, Favier 1997, Favier 2003).

I.1.2.1. Les radicaux primaires

I.1.2.1.1. L’anion superoxyde (O2°-)

Au sein de la chaîne mitochondriale se produit la réduction complète de

l’oxygène, par le transfert de quatre protons et de quatre électrons, conduisant à la formation d’eau :

Cette réaction ne peut s’effectuer qu’en plusieurs étapes successives : c’est au niveau du complexe IV de la chaîne mitochondriale que la molécule d’oxygène se

O2 + 4 e- + 4 H+ 2 H2O


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fixe jusqu’à être totalement réduite en eau. Cependant, au niveau des complexes I, II et/ou III, il y a une fuite d’électrons célibataires amenant à la réduction partielle de l’oxygène.

C’est ainsi qu’en acceptant un électron supplémentaire, la molécule d’oxygène se transforme en anion superoxyde (O2°-).

Cette réaction est catalysée par de nombreuses enzymes oxydases présentes en

concentration élevée dans les hépatocytes (xanthine oxydase) et les phagocytes (NADPH oxydase).

Parmi les radicaux libres dérivés de l’oxygène, l’anion superoxyde est celui qui a la réactivité la plus faible vis à vis des substrats bio-organiques. Ainsi, il ne réagit ni avec les acides nucléiques et leurs constituants (bases et sucre-phosphates), ni avec les protéines et leurs acides aminés, ni avec les lipides et les acides gras polyinsaturés qui les constituent (Delattre et al. 2005, Frei 1994).

Par contre, l’anion superoxyde a une toxicité indirecte en étant le précurseur d’autres radicaux libres, tel que le radical hydroxyle (°OH), le peroxyde d’hydrogène (H2O2), ou le peroxynitrite (ONOO-) qui ont des effets délétères.

I.1.2.1.2. Le radical hydroxyle (°OH)

En présence de métaux de transition tels que le fer ou le cuivre, l’anion

superoxyde et le peroxyde d’hydrogène peuvent interagir pour produire le radical hydroxyle, selon la réaction d’Haber-Weiss, catalysée par le fer :

H2O2 + O2°- °OH + O2 + HO-

Cette réaction est la résultante de deux réactions :

• La première est la réduction des ions Fe3+ ou Cu2+ par l’anion superoxyde (O2°-) :

Fe3+ + O2°-

Fe2++ O2

• La seconde est la réaction des ions métaux réduits (Fe2+ ou Cu+) avec le peroxyde d’hydrogène (H2O2) pour former le radical hydroxyle (HO°). Cette seconde réaction est appelée « la réaction de FENTON » :

H2O2 + Fe2+ °OH + Fe3+ + HO-

O2 + 1 e- O2°-

Oxydase


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Le radical hydroxyle est le plus réactif et le plus agressif de tous les radicaux libres. Il est peu sélectif et va pouvoir interagir avec de nombreuses molécules, en générant des actions délétères sur la molécule atteinte ; mais également en engendrant la formation d’un nouveau radical, source d’une réaction en chaîne auto-accélérée en l’absence de substances antiradicalaires.

Il en résulte, de cette extrême réactivité, que le radical hydroxyle est une espèce qui diffuse très peu et, par conséquent, qui réagit quasiment sur le lieu de sa production (ou à quelques dizaines de nanomètres de distance) : en effet, dès qu’un radical hydroxyle rencontre un substrat, il réagit dès la première collision sans qu’un apport énergétique soit nécessaire à la réaction.

Cette grande réactivité lui confère également une très faible durée de vie qui ne dépasse pas quelques microsecondes (10-6 secondes) (Beby 1991, Delattre et al. 2005,

Frei 1994, Miller et al. 1993). Il réagit selon trois modes d’action (Gardes-Albert et al. 2003) :

• soit en arrachant un électron :

HO° + Fe2+ Fe3+ + HO-

• soit en arrachant un atome d’hydrogène (d’un substrat organique RH) :

HO° + RH R° + H2O R° = radical centré sur le carbone.

• soit en s’additionnant sur les doubles liaisons :

HO° + C C °C C(OH)

I.1.2.2. Les espèces réactives de l’oxygène

I.1.2.2.1. Le peroxyde d’hydrogène (H2O2)

L’enzyme superoxyde dismutase catalyse la dismutation de l’anion

superoxyde en peroxyde d’hydrogène :

2 O2°-

H2O2 + O2Superoxyde dismutase


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La réduction divalente de l’oxygène par des enzymes oxydases telles que la monoamine oxydase ou la diamine oxydase peut aussi former du peroxyde d’hydrogène :

Le peroxyde d’hydrogène, en présence de l’ion chlorure, et de certaines

peroxydases, telle que la myéloperoxydase neutrophile, intervient dans la production de l’acide hypochlorique (HOCl) :

Bilan de la réduction de l’oxygène et de la formation des radicaux libres:

O2 O2°- H2O2

°OH (+ °OH) H2O+ e- + e- (+2H+) + e- (+H+)+ e-

Figure 4 : Etapes successives de la réduction de l’oxygène in vivo (Gardes-Albert et al. 2003)

I.1.2.2.2. L’oxygène singulet (1O2)

Il est formé lors du processus d’activation photodynamique de l’oxygène

faisant intervenir des pigments activés : l’énergie d’excitation est transférée et il y a formation de l’oxygène singulet. Ainsi, il peut être produit dans les tissus exposés à la lumière, tels que la peau et l’œil.

L’oxygène singulet représente la forme activée de l’oxygène. C’est une forme

très énergétique de grande réactivité qui peut oxyder de nombreuses molécules organiques (Bonnefis 2005, Clausse 2001, Frei 1994).

I.1.2.3. Les autres radicaux libres

I.1.2.3.1. Les radicaux libres de l’oxygène

• Les radicaux peroxyles (RO2°) sont formés par fixation de l’oxygène sur les

radicaux centrés sur le carbone (R°) :

R° + O2 RO2°

O2 + 2 e- O2°- (+ 2 H+ H2O2)

Oxydases

H2O2 + Cl- HOCl + HO-Myéloperoxydase

O21O2

Lumière UV


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• Les hydroperoxydes (ROOH) proviennent de l’oxydation d’un substrat RH :

RO2° + RH ROOH + R°

• Les radicaux alkoxyles (RO°) sont issus de la décomposition des

hydroperoxydes (ROOH) par des cations métalliques :

ROOH + Fe2+ RO° + HO- + Fe3+

Ces molécules sont produites de manière accrue lors de dégradations

oxydatives au niveau des macromolécules biologiques telles que les acides nucléiques, les protéines et les lipides (Delattre et al. 2005) (§ I.2.2.).

I.1.2.3.2. Les radicaux libres de l’azote

Le monoxyde d’azote (NO°) est un radical primaire dérivé de l’azote. Il est

synthétisé à partir de la L-arginine et de l’oxygène par la NO-synthase activée par le calcium. Figure 5 : Synthèse du radical monoxyde d’azote (Site Internet de l’université de Liège –c)

Le monoxyde d’azote est caractérisé par une grande capacité à diffuser à

travers les membranes cellulaires et une réactivité limitée. Il interagit avec l’ion superoxyde (O2°-) pour former l’anion peroxynitrite (ONOO-) :

Cet anion est une espèce activée de l’oxygène ayant une très grande réactivité et qui peut donc oxyder de nombreuses molécules (protéines, lipides et acides nucléiques). Il diffuse largement à travers les membranes et sa toxicité peut

O

H2N

NH

HN

H2N

HO

O

H2N

O

HN

H2N

HO

+ NO°

NO synthétase+ NADPH + O2

L-arginine L-citrulline

NO° + O2°-

ONOO-


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s’exprimer à distance du site de synthèse (Clausse 2001, Delattre et al. 2005, Favier

2003). Une autre activité du peroxynitrite in vivo, qui est cependant mineure,

implique la formation de radicaux hydroxyles (HO°) qui peut initier toute une chaîne de réactions radicalaires comme la peroxydation lipidique.

ONOO- + H+ HO° + NO2°

I.1.3. Intérêt de la présence des radicaux libres pour l’organisme

Le paradoxe des radicaux libres de l’oxygène ou de l’azote est qu’ils constituent

des molécules extrêmement toxiques mais néanmoins indispensables à la vie. Ils remplissent en effet de très nombreuses fonctions utiles (Favier 2003, Grandjean 2005, Pastre 2005).

I.1.3.1. Rôle dans l’homéostasie cellulaire

Les radicaux libres interviennent dans l’activité bactéricide des cellules

phagocytaires (macrophages, polynucléaires). Après sa phagocytose par un macrophage, une bactérie se retrouve dans une

vésicule appelée phagosome. Celui-ci va fusionner avec un lysosome pour donner un phagolysosome. Une succession de réactions brutales et intenses, appelées « explosion respiratoire » se déclenche alors et génère des oxydants bactéricides : H2O2, O2°-, OH°, NO°, avec en plus dans le polynucléaire, HOCl et 1O2. Ce mélange réactionnel détruit par oxydation l’ensemble des composants bactériens.

I.1.3.2. Rôle dans la communication cellulaire

Les radicaux libres interviennent également comme des médiateurs intra- ou

extracellulaires. Ils permettent d’induire la réponse cellulaire à de nombreux stimuli thermiques, physiques (rayons ultraviolets), chimiques (xénobiotiques), permettant l’expression de gènes de défense.

I.1.3.3. Autres rôles

Les radicaux peuvent aussi servir de relais physiologiques entre différentes

cellules, dans la stimulation de certains récepteurs membranaires et régulent de nombreuses fonctions comme la vasodilatation et la prolifération cellulaire. Lors d’agressions cellulaires majeures, ils sont émis comme signaux de mort cellulaire, ou inducteurs d’apoptose, lorsque les capacités de réparation cellulaire sont dépassées.


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Les radicaux libres pourraient même être les premiers responsables de l’activation des kinases en cas d’agressions cellulaires variées (exposition à une irradiation, des cytokines inflammatoires, des carcinogènes chimiques,...). La figure ci-dessous résume les différents mécanismes de formation des radicaux libres et des espèces réactives de l’oxygène.

Figure 6 : Origine des différents radicaux libres oxygénés et espèces réactives de l’oxygène

impliqués en biologie (Favier 2003)

Malgré leurs nombreuses fonctions cellulaires, les radicaux libres constituent

des espèces hautement toxiques pour l’organisme, et responsables du stress oxydatif cellulaire.


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I.2. Notion de stress oxydatif cellulaire

I.2.1. Définition et origines du stress oxydatif

I.2.1.1. Définition

Dans les conditions physiologiques, l’équilibre entre la production de radicaux

libres et les défenses antioxydantes de la cellule est fragile. Lors d’un déficit en substances antioxydantes ou de production excessive de

radicaux libres, l’équilibre est rompu engendrant un stress oxydatif. Par définition, le stress oxydatif est l’état dans lequel les réactions pro-

oxydantes dépassent les capacités anti-oxydantes d’un tissu ou d’un organisme. Il résulte d’un déséquilibre du ratio « antioxydants/pro-oxydants » (Favier 1997, Favier 2003, Grandjean 2001, Grandjean 2005).

I.2.1.2. Origine de la rupture d’équilibre

I.2.1.2.1. Déplétion en molécules antioxydantes

Cette déplétion se rencontre lors de carence nutritionnelle relative ou absolue

(vitamines, oligoéléments), de vieillissement cellulaire et organique,…

I.2.1.2.2. Excès de production de radicaux libres

Cet excès peut être observé dans quatre cas :

• lors de modification de l’apport en oxygène à l’organisme ou à la cellule : hypoxie d’altitude, hyper-oxygénation lors de la respiration artificielle, ischémie/reperfusion tissulaire, hypo-oxygénation cérébrale ;

• lors de la présence de substances ou phénomènes pro-oxydants (pesticides,

fumées, radiations, métaux lourds,…) ;

• lors d’activation excessive des systèmes de production « naturelle » des radicaux libres : affections spécifiques (maladies cardio-vasculaires, cataracte), syndromes inflammatoires chroniques, prolifération tumorales… ;

• lors d’anomalies génétiques responsables d’un mauvais codage d’une

protéine : o soit enzymatique antioxydante (comme la superoxyde dismutase) ;


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o soit synthétisant un antioxydant (comme la gamma-glutamyl synthétase à l’origine du glutathion) ;

o soit régénérant un antioxydant ; Ou lors d’anomalies d’un promoteur de ces mêmes gènes que la mutation rendra incapable de réagir à un excès de radicaux libres.

Généralement, le stress oxydant sera la résultante de plusieurs de ces facteurs et

se produira dans un tissu et un type cellulaire bien précis, objet de la défaillance (Favier 2003, Grandjean 2001, Grandjean 2005).

I.2.2. Les lésions cellulaires associées aux radicaux libres

La toxicité cellulaire des radicaux libres se manifeste par la survenue

progressive de processus lésionnels sur différents éléments constitutifs de la cellule pouvant conduire à la mort de celle-ci.

Les radicaux libres sont également responsables de lésions secondaires dues au caractère cytotoxique et mutagène des produits libérés, notamment lors de la peroxydation des lipides membranaires (Favier 1997).

I.2.2.1. La peroxydation des lipides membranaires

Les lipides, et notamment les acides gras polyinsaturés des phospholipides

membranaires (membranes cytoplasmiques et des organites intracellulaires), sont la cible privilégiée de l’attaque par les radicaux libres, surtout par le radical hydroxyle (HO°) (Grandjean 2001, Favier 2003). Cette attaque est appelée peroxydation lipidique. Son mécanisme comprend trois étapes :

• L’initiation : des radicaux se forment sous l’influence de divers facteurs : lumière, chaleur, présence de métaux ou d’autres radicaux comme le radical hydroxyle (HO°).

Le radical hydroxyle est capable d’arracher un hydrogène à l’un des atomes de

carbone situés entre deux doubles liaisons du lipide, pour former une molécule d’eau (Murray et al. 2002):

RH + HO° R° + H2O (1)

Cette réaction supprime le radical hydroxyle mais entraîne la formation d’un

radical centré sur le carbone (R°).


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• La propagation : le radical centré sur le carbone (R°) va subir un réarrangement pour former, par délocalisation de la double liaison, un radical diène conjugué, oxydé en radical peroxyle (ROO°) :

R° + O2 ROO° (2)

Cette réaction forme rapidement une réaction en chaîne, car le radical peroxyle

est suffisamment réactif pour attaquer les autres acides gras polyinsaturés en arrachant un hydrogène et former un hydroperoxyde lipidique (ROOH) ainsi qu’un nouveau radical centré sur le carbone (R°) :

ROO° + RH ROOH + R° (3)

Cette étape de propagation peut se reproduire jusqu’à épuisement de l’acide

gras et/ou de l’oxygène. Dans ces conditions, une réaction en chaîne s’installe, propagée par les

radicaux R° et ROO°. Ainsi, un tel processus amplifie notablement le phénomène de peroxydation lipidique (Clausse 2001, Delattre et al. 2005, Hill’s 2001).

• La terminaison : elle correspond à diverses réactions de couplage entre deux radicaux hydroxyles formant des produits non radicalaires et terminant la chaîne de réactions :

Ainsi, un radical hydroxyle peut aboutir à la conversion de plusieurs acides

gras polyinsaturés en hydroperoxydes lipidiques (ROOH). Ceux-ci s’accumulent et entraînent une modification de la souplesse des membranes, et donc une modification du fonctionnement de nombreux transporteurs, récepteurs et de la transduction de signaux.

Dans le foie, cette modification entraîne un changement dans la structure et le métabolisme de l’hépatocyte. Si les lésions sont trop importantes, les hydroperoxydes lipidiques peuvent conduire à la mort de la cellule (Frei 1994, Pastre 2005, Twedt 2001-a).

Comme alternative de la réaction (3), le radical peroxyle (ROO°), après évolution en un peroxyde cyclique et coupure de la molécule, peut libérer différents aldéhydes hautement cytotoxiques et mutagènes, tels que le malonaldialdéhyde et le 4-hydroxynonenal. Ces derniers peuvent réagir avec l’ADN ou des protéines et

2 ROO°

ROO° + R°

Produitsnon radicalaires

(4)


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provoquent des lésions structurales et fonctionnelles (Clausse 2001, Favier 2003, Frei 1994).

La figure ci-dessus montre la réaction en chaîne de la peroxydation lipidique

avec la formation de produits terminaux.

Figure 7 : Mécanisme en chaîne de la peroxydation des acides gras polyinsaturés et nature des

produits terminaux formés (Favier 2003)

COOH

COOH

COOH

COOH

OO

COOH

COOH

O-OCOOH

OOH

H3C-CH3O O

H3C

CH2

CH2

CH2

CH3

OH

O

OHHO

HO

Arachidonate (RH) HO°

Radical arachidonique (R°)

Radical dièneconjugué

O2 REACTION EN CHAINERADICALAIRE

Endoperoxyde Hydroperoxyde (ROOH)

éthane

isoprostanes

Hydroxynonenalpentane

Arachidonate

Radical peroxyle (ROO°)

Malonaldialdéhyde

PRODUITS TERMINAUX


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I.2.2.2. La dénaturation des protéines

L’attaque des protéines par le radical hydroxyle (HO°) ou par l’oxygène

singulet (1O2) peut générer des produits finaux très variés. Par contre, le peroxyde d’hydrogène (H2O2) et l’anion superoxyde (O2°) ne semblent oxyder que des protéines présentant des groupements sulfhydryles (-SH) facilement oxydables et accessibles.

Les acides aminés les plus sensibles au stress oxydant sont le tryptophane, la tyrosine, la phénylalanine, la méthionine et la cystéine.

Les dommages infligés aux protéines peuvent venir non seulement d’une attaque directe par les radicaux libres, mais aussi par des produits issus de la peroxydation lipidique comme le malonaldialdéhyde et le 4-hydroxynonénal. Les protéines peuvent alors subir soit des réticulations par formation notamment de ponts bi-tyrosine, soit des coupures en cas d’agression forte, soit des modifications de certains acides aminés en cas d’agressions modérées.

Lorsque qu’un radical d’acide aminé est formé dans une protéine, les électrons peuvent migrer sur d’autres résidus aminés. Ainsi, le site final oxydé au sein de la protéine n’est pas forcément le site initial d’oxydation.

Des enzymes, mais aussi des récepteurs cellulaires et des protéines de transport, peuvent être la cible de ces phénomènes oxydatifs et perdre leurs propriétés biologiques. Elles deviennent alors beaucoup plus sensibles à l’action des protéases.

Les protéines oxydées se révèlent très hydrophobes, soit par suppression de groupements amines ionisables, soit par extériorisation de zones hydrophobes centrales. Elles vont alors former des amas anormaux dans et autour des cellules. Associés aux aldéhydes produits lors de la peroxydation lipidique, ces amas forment des dépôts de lipofuschines caractéristiques du vieillissement cellulaire.

Aussi, des altérations peuvent concerner les protéines impliquées dans le maintien de gradients ioniques entre les cellules et les fluides extracellulaires. C’est le cas des pompes à calcium ou à potassium. Ces protéines sont essentielles dans la genèse du signal électrique des cellules musculaires et nerveuses. On comprend donc aisément les conséquences de leur dénaturation oxydative au sein de l’organisme (Clausse 2001, Favier 2003, Frei 1994, Grandjean 2005).

Les radicaux libres hépatiques oxydent les protéines soufrées tel que le glutathion (GSH) avec épuisement du système enzyme péroxydase-glutathion (§ I.3.).


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I.2.2.3. L’altération de l’ADN

Les bases qui composent la molécule d’ADN, et particulièrement la guanine,

sont très sensibles à l’oxydation (Cadet et al. 2002, Cadet et al. 2003). Cinq classes principales de dommages oxydatifs induits par le radical hydroxyle (HO°) sur l’ADN peuvent être identifiées (Favier 2003, Grandjean 2005) :

• l’oxydation des bases puriques et pyrimidiques (particulièrement la guanine), engendrant un grand nombre de bases modifiées ;

• l’attaque de la liaison entre la base et le désoxyribose qui crée un site abasique

non fonctionnel (= partie de l’ADN dépourvue d’une base purique ou pyrimidique et ayant perdu l’information génétique par rupture de la liaison entre une base et le désoxyribose) ;

• la création d’adduits de dérivés de la peroxydation lipidique, tel que le

malonaldialdéhyde-guanine ;

• l’attaque radicalaire des protéines, qui sont très nombreuses à entrer en contact avec l’ADN pour le protéger ou pour le lire (histones, enzymes et facteurs de la réplication ou de la transcription), entraîne la genèse de pontages ADN-protéines ou des adduits sur des bases de type lysinoguanine ;

• des cassures de brins, par destruction du désoxyribose, qui créent une

coupure de chaîne simple brin.

Figure 8 : Lésions de l’ADN formées par attaque radicalaire (Favier 2003)


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Selon les études, le support de l’information génétique reçoit 10 000 à 100 000 impacts par jour en provenance des radicaux libres de l’oxygène, générateurs de lésions du matériel nucléaire immédiatement réparées par les enzymes intranucléaires (excision de bases, excision de nucléotides, couplées ou non à la transcription ; le système de réparation des mésappariements et la réparation par recombinaison).

Malheureusement, ce mécanisme peut se dérégler, et dans ce cas, les lésions non réparées vont perturber les mécanismes de réplication de l’ADN et entraîner :

• soit des erreurs de lecture et de synthèse par des ADN polymérases translésionnelles infidèles aboutissant à une mutation ponctuelle dans le génome ;

• soit une impossibilité de copie de l’ADN qui aboutira à la mise en route du

suicide programmé des cellules par un mécanisme appelé apoptose ;

• soit cette modification de l’ADN induit des mutations par transversions GC (Guanine/Cytosine) vers TA (Thymine/Adénine) souvent observées spontanément dans les cellules cancéreuses.

Ces anomalies de fonctionnement des gènes sont responsables, selon la dose de radicaux libres, d’une fibrose, d’une inhibition de la prolifération cellulaire, d’une apoptose ou d’une nécrose (Favier 1997, Favier 2003).

Le rôle des nombreux métaux fixés à l’ADN, qui est un polyanion (Fe, Mg, Zn, Cu, Ni, Cd,…), est crucial pour amplifier ou orienter le profil de ces lésions : en effet, ils sont capables de renforcer les effets néfastes déjà observés par la formation du radical hydroxyle.

Les mutations d’ADN peuvent avoir lieu au niveau nucléaire mais aussi au niveau mitochondrial. L’ADN mitochondrial semble encore plus sensible que l’ADN nucléaire car il ne possède pas de transcriptase réverse et n’est pas complexé avec des histones. Il peut donc subir des mutations suite aux attaques des radicaux libres (Favier 2003, Grandjean 2005).

I.3. Défenses physiologiques contre le stress oxydatif cellulaire

L’organisme dispose de nombreuses substances endogènes capables soit de

maintenir les espèces réactives de l’oxygène à des concentrations quasi-stationnaires (c’est le cas des antioxydants enzymatiques), soit de piéger ces espèces (antioxydants non enzymatiques) (Delattre et al. 2005).


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I.3.1. Systèmes antioxydants enzymatiques

I.3.1.1. Enzymes responsables de la dismutation de l’ion superoxyde : les superoxydes dismutases

Les superoxydes dismutases (SOD) sont des métalloenzymes qui catalysent la

dismutation de l’ion superoxyde (O2°-) en molécule de peroxyde d’hydrogène et d’oxygène (Delattre et al. 2005).

2 O2°- + 2 H+ → H2O2 + O2

Le mécanisme réactionnel est catalysé par un métal situé au cœur de l’enzyme

dont la nature permettra de distinguer trois isoenzymes (Center 2004, Delattre et al.

2005, Favier 2003) :

• la superoxyde dismutase à manganèse (MnSOD) située dans la mitochondrie, plus particulièrement dans la membrane interne ;

• la superoxyde dismutase à cuivre-zinc (Cu,ZnSOD) intracellulaire dans le

cytosol ;

• la superoxyde dismutase à cuivre-zinc (Cu,ZnSOD) extracellulaire située dans la matrice extracellulaire des tissus et à un degré moindre dans les liquides extracellulaires (plasma, lymphe).

Les SOD ont une activité importante au niveau du foie.

I.3.1.2. Enzymes agissant sur les peroxydes

Les principales enzymes capables de détruire le peroxyde d’hydrogène sont

les catalases à cofacteur fer et les glutathion peroxydases à cofacteur sélénium (Favier 2003).

I.3.1.2.1. La catalase

La catalase est une enzyme héminique à cofacteur fer, localisée dans les

peroxysomes, en particulier dans les hépatocytes et les érythrocytes (Clausse 2001, Favier 2003).

La réaction catalysée par cette enzyme est une dismutation du peroxyde d’hydrogène en eau et en oxygène moléculaire (Delattre et al. 2005) :


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Elle n’élimine pas la totalité du peroxyde d’hydrogène, mais son rôle est très important, surtout en présence d’ions ferreux, en permettant d’éliminer l’excès de peroxyde d’hydrogène afin que la réaction de FENTON ne puisse pas s’amplifier (Favier et al.1997).

Son affinité pour le peroxyde d’hydrogène reste cependant inférieure à celle de la glutathion peroxydase (Clausse 2001).

I.3.1.2.2. Les glutathion peroxydases (GPx)

Ces enzymes sont capables de détoxifier le peroxyde d’hydrogène, le

deuxième substrat étant le glutathion réduit (GSH) sur lequel elles transfèrent l’oxygène, le transformant en glutathion oxydé (GSSG):

Le glutathion est régénéré par la glutathion-réductase (GSSG réductase), en

présence d’un cofacteur, le NADPH (Beby 1991).

Les glutathion peroxydases ne sont pas spécifiques du peroxyde d’hydrogène, les hydroperoxydes (ROOH) des phospholipides des membranes cellulaires sont également des substrats possibles.

L’activité détoxifiante des glutathion peroxydases face aux hydroperoxydes (ROOH) nécessite l’intervention d’une autre enzyme, la phospholipase A2. Cette dernière libère les peroxydes d’acides gras des membranes cellulaires en hydrolysant les fonctions esters des phospholipides membranaires. Les peroxydes libérés dans le cytosol sont alors transformés par les glutathion peroxydases tandis que la chaîne d’acides gras manquante est resynthétisée (Clausse 2001).

Les glutathion peroxydases sont inhibées par les ions superoxydes (Delattre et

al. 2005).

On distingue 5 isoenzymes de la glutathion peroxydase, dont la plus abondante est la glutathion peroxydase 1, cytoplasmique (90%) et mitochondriale (10%). Elle est exprimée dans la plupart des cellules, particulièrement abondante dans les érythrocytes, les reins et le foie.

2 H2O2 2 H2O + O2

catalase

GSSG + NADPH 2 GSH + NADPGSSG-réductase

H2O2 + 2 GSH GSSG + H2O

ROOH + 2 GSH GSSG + ROH + H2OGPx


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C’est la glutathion peroxydase 4 qui peut directement réduire, sous l’action préalable d’une phospholipase A2, les hydroperoxydes des phospholipides. Ainsi, elle joue un rôle fondamental dans la protection des membranes cellulaires contre les effets délétères de la peroxydation lipidique. Elle est localisée à deux endroits dans la cellule : dans la mitochondrie et dans le cytoplasme.

La glutathion peroxydase 4 humaine peut également réduire les hydroperoxydes de la thymine de l’ADN.

Le schéma ci-dessous récapitule la formation des différents radicaux libres de l’oxygène, leurs actions délétères, ainsi que le mode d’action des différents systèmes de défense cellulaires.

Figure 9 : Mode d’action des principaux systèmes enzymatiques antioxydants et de leurs

cofacteurs métalliques (Favier 2003)

O2 Oxygène

O2°-

Anion superoxyde

H2O2 Peroxyde d’hydrogène

HO° Radical hydroxyle

ADN oxydés Lipides oxydés Protéines oxydées

Fe Cu

H2O

Superoxyde dismutase CuZn

Superoxyde dismutase Mn

Glutathion peroxydase Se

Catalase Fe


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I.3.1.3. Interrelations des enzymes antioxydantes dans la régulation du stress oxydatif cellulaire

L’activité de la superoxyde dismutase (SOD) qui dismute l’ion superoxyde

(O2°-) conduit à la formation de peroxyde d’hydrogène (H2O2) qui est lui-même un composé oxydant. Une bonne protection ne peut donc être obtenue par les superoxydes dismutases seules. La catalase et/ou les glutathion peroxydases devront alors compléter son action pour obtenir un effet protecteur optimal contre les radicaux libres (Favier 2003, Favier et al. 1997).

Exemple de l’action complémentaire entre la SOD qui catalyse la réaction (1) et la catalase qui catalyse la réaction (2), pour obtenir des substances non radicalaires :

La mitochondrie contient à la fois Cu,ZnSOD située dans l’espace inter-membranaire, et la MnSOD située à la fois dans la matrice et la membrane interne. Il existe une coopération entre les superoxydes dismutases selon la localisation cellulaire : tout ion superoxyde entrant dans l’espace inter-membranaire de la mitochondrie sera immédiatement dismuté par la Cu,ZnSOD. En revanche, les ions superoxydes formés dans la matrice seront dismutés par la MnSOD (Delattre et al.

2005).

I.3.2. Systèmes antioxydants non enzymatiques : exemple du glutathion

Le glutathion est un tripeptide (glutamine-cystéine-glycine) impliqué dans la

prévention de l’oxydation des groupements thiols grâce à son pouvoir réducteur. Il est le principal antioxydant intracellulaire où il est présent essentiellement

sous forme réduite (GSH). Il est impliqué notamment dans la détoxification hépatique (Cottiglieri 2002).

Il joue un rôle majeur dans la protection des lipides, des protéines et des acides nucléiques contre l’oxydation.

2 O2°- + 2 H+ H2O2 + O2 (1)

2 H2O2 2 H2O + O2 (2)

4 O2°- + 4 H+ 3 O2 + 2 H2O (3)

SOD

catalase


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Il a une fonction protectrice qui est particulièrement importante dans le foie

qui est l’organe le plus concentré en glutathion : les hépatocytes ont la capacité de convertir la méthionine en cystéine pour la production de glutathion dans la voie de la transsulfuration (Figure 18, Figure 31), et d’exporter le glutathion dans la bile et le plasma. Ainsi, il y a un constant renouvellement de celui-ci dans l’organisme, le foie occupant une position centrale dans ce flux dynamique. La concentration hépatocellulaire en glutathion reflète l’équilibre entre sa synthèse, son utilisation et son exportation (Center 2004, Davidson 2002, Favier et al. 1997).

En tant qu’antioxydant, le glutathion peut intervenir dans deux types de mécanismes : la capture d’espèces radicalaires et la participation à l’activité d’enzymes antioxydantes.

I.3.2.1. La capture d’espèces radicalaires

Le glutathion est capable, in vitro, de réagir avec les radicaux hydroxyles

(°OH), alkoxyles (RO°), peroxyles (ROO°), les radicaux centrés sur le carbone (R°), mais aussi l’acide hypochlorite (HOCl), le peroxynitrite (ONOO-), et l’oxygène singulet (1O2).

GSH + R° → GS° + RH

GSH + °OH → GS° + H2O

GSH + RO2° → GS° + ROOH

Le glutathion peut également réagir avec les ions Fe3+ et Cu2+ et ainsi limiter leur participation à la génération de radicaux libres par la réaction de FENTON (§ I.1.2.1.2.).

Gly

Cys

Glu

Glutathion réduit (GSH)

Gly Gly

Cys Cys

Glu Glu

S

Glutathion oxydé (GSSG)

S


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GSH + Fe3+ → GS° + Fe2+ + H+

GSH + Cu2+ → GS° + Cu+ + H+

Si le glutathion est effectivement doté d’un potentiel réducteur et donc se

comporte comme un antioxydant, ses dérivés radicalaires (radicaux thiyles GS°) sont des oxydants capables d’initier à leur tour de nouvelles attaques moléculaires.

I.3.2.2. Participation à l’activité d’enzymes antioxydantes

Le glutathion participe à l’activité des glutathion peroxydases en couplant la

réduction de l’hydroperoxyde avec l’oxydation d’un substrat réducteur :

La régénération de la fonction thiol GSH à partir de la forme oxydée GSSG se

fait grâce à la glutathion réductase qui nécessite un apport de NADPH, H+ par la voie des pentoses phosphates.

Le glutathion est également impliqué dans le maintien de l’acide ascorbique et de l’α-tocophérol sous formes réduites (Favier et al. 1997).

La diminution du glutathion hépatique peut indirectement entraîner des effets toxiques dans les hépatocytes en augmentant le stress oxydatif. Cette diminution est commune dans les affections hépatiques sévères, augmentant le risque de dommage oxydant (Watson 2002).

ROOH + 2 GSH GSSG + ROH + H2OGPx

GSSG + NADPH 2 GSH + NADPGSSG-réductase


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Au terme de cette première partie, nous retiendrons que les radicaux libres

sont des molécules qui ont tendance à soustraire des électrons aux molécules organiques voisines, afin de maintenir leur équilibre électronique. C’est cette réaction moléculaire qui entraîne un stress oxydatif endommageant les lipides, les protéines et les acides nucléiques des hépatocytes.

Depuis quelques années, les chercheurs démontrent que le stress oxydatif est

impliqué dans de nombreuses affections. Les composés désignés sous le terme d’antioxydants constituent la principale

défense à l’encontre du stress oxydatif, et leur fonction est de protéger les composés membranaires et cytosoliques des lésions provoquées par les radicaux libres (Harper

2000). Nous venons de voir qu’il existe dans les cellules et, à fortiori, dans

l’hépatocyte des systèmes de défenses enzymatiques et non-enzymatiques pour éviter la surproduction de radicaux libres, tels que la superoxyde dismutase, la catalase, les glutathion peroxydases et le glutathion réduit. En plus de ces défenses endogènes, il existe une grande variété d’antioxydants, naturels ou de synthèse, pouvant être administrés et permettant la lutte contre le stress oxydatif. Quel est leur intérêt en hépatologie ?


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II.II.II.II. Intérêt potentiel Intérêt potentiel Intérêt potentiel Intérêt potentiel des antioxydants en hépatologiedes antioxydants en hépatologiedes antioxydants en hépatologiedes antioxydants en hépatologie

Toutes les cellules de l’organisme sont soumises au stress oxydatif. Mais quels sont l’importance et le rôle du stress oxydatif dans les affections hépatiques ? Les antioxydants ont-ils un intérêt particulier dans le traitement de ces affections ? Dans cette partie, nous allons tout d’abord présenter les différents antioxydants utilisables en hépatologie, pour voir ensuite leur mécanisme d’action dans différentes affections hépatiques.

II.1. Les antioxydants : une famille hétérogène

Les antioxydants sont, par définition, des molécules capables de neutraliser des

radicaux libres et pouvant ainsi réduire les dommages oxydatifs au sein de la membrane ou de la cellule. A travers un index thérapeutique, nous allons présenter les différents antioxydants utilisables en hépatologie.

II.1.1. Index thérapeutique

Dans cet index thérapeutique, pour chaque antioxydant, seules les

présentations commerciales à usage vétérinaire seront présentées.

II.1.1.1. La vitamine E

• Source :

A l’état naturel, la vitamine E est synthétisée par les plantes, et principalement trouvée dans les huiles végétales, les noix, les graines et les grains. C’est un nutriment essentiel car les cellules des mammifères sont incapables de la synthétiser (Center 2004, site internet de l’expert group on vitamins and minerals).

• Structure et principaux caractères physico-chimiques :

La vitamine E (ou α-tocophérol) fait partie de la famille des tocols. Dans cette famille, elle est la molécule la plus largement distribuée dans la nature et ayant la plus grande activité biologique (Site Internet de Pharmacorama –b, Putmann et al. 1987).


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Figure 10 : Vitamine E ou α-tocophérol (Site Internet de l’expert group on vitamins and

minerals)

La vitamine E est liposoluble.

• Pharmacocinétique : � Absorption : La vitamine E est absorbée dans le tiers proximal et moyen de l’intestin grêle par diffusion passive. Cette absorption nécessite une quantité suffisante de lipides co-ingérés, de bile excrétée, et de suc gastrique. En effet, la lipolyse et l’émulsion par les acides biliaires conduisent à son incorporation dans les micelles (lipides) et facilitent son absorption (Center 2004, Flatland 2003, Murray et al

2002). La biodisponibilité de la vitamine E est faible : seulement 20 à 40% sont

absorbés après l’ingestion. � Distribution et métabolisme : La vitamine E est incorporée dans des chylomicrons et entre dans la circulation via le système lymphatique. Elle est transportée vers le foie et vers d’autres tissus (Brigelius-Flohe et al. 1999, Center 2004). Le foie n’est pas un site de stockage de la vitamine E, même si sa teneur en vitamine E est très élevée. Dans les hépatocytes, la vitamine E est enrobée par des lipoprotéines de très faible densité (VLDL) hydrophiles à l’extérieur et lipophiles au centre, permettant sa circulation dans l’organisme (Murray et al. 2002, Van Metre et al.

2001). � Elimination : Elle est excrétée soit dans les fèces (30-70%) via la bile après conjugaison avec l’acide glucuronique, soit, après biotransformation en acide tocophéronique et ses métabolites, dans les urines (Flatland 2003, site internet de l’expert group on vitamins and minerals).

• Pharmacologie : Rôle antioxydant membranaire majeur.

• Présentations pharmaceutiques (Petit 2007) : � Formes injectables : MYOPHOS® (vitamine E sous forme d’acétate + sélénium) : 2.270 g de vitamine E pour 100 mL. Voie IM. Médicament dont l’autorisation de mise sur le marché (AMM) a été délivrée pour les myopathies et les dystrophies musculaires.

CH3

CH3

HO

CH3

CH3

CH3

CH3CH3

CH3


- Page 41 -

� Formes orales : Il existe de nombreuses formes orales contenant de la vitamine E, toutes étant des suppléments nutritionnels ayant une AMM soit pour les dermatoses, soit pour le métabolisme articulaire, soit pour le vieillissement. Par exemple : ACTIS® Vitamine E (vitamine E sous forme d’acétate) : 75 U.I. de vitamine E / comprimé. Supplément nutritionnel diététique dont l’AMM a été délivrée pour le traitement adjuvant des dermatoses et dépilations dermiques. AGILIUM® (association de la vitamine E avec d’autres vitamines) : 25 mg de vitamine E/1.8 g. Supplément nutritionnel dont l’AMM a été délivrée pour le soutien du métabolisme articulaire. VITALITE® Chien Senior (association de la vitamine E avec d’autres vitamines) : 10 U.I. de vitamine E par comprimé. Supplément nutritionnel dont l’AMM a été délivrée pour la baisse de forme et l’entretien de la vitalité chez les chiens âgés.

Aucune présentation vétérinaire ne mentionne les affections hépatiques dans les indications thérapeutiques de la vitamine E.

II.1.1.2. La vitamine C

• Source :

À l’état naturel, la vitamine C (ou acide ascorbique) est essentiellement trouvée dans les agrumes et les légumes (Delattre et al. 2005).


La vitamine C peut être considérée comme un dérivé cyclique des hexoses. C’est un composé à six carbones, structuralement relié au glucose.

Figure 11 : Vitamine C ou acide ascorbique (Siliart 2007)

Sa caractéristique essentielle est d’exister sous trois degrés d’oxydoréduction

différents (Sagaut 1983) : o une forme réduite, l’acide ascorbique proprement dit ; o une forme oxydée, l’acide déhydro-ascorbique ;


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o une forme intermédiaire, mono-oxydée, instable et réactive, désignée sous l’appellation de radical libre ascorbyl.

CH2OH

HCOHO

O

OHHO

CH2OH

HCOHO

O

HO

CH2OH

HCOHO

O

O O O

Acide ascobique réduit Acide mono-déhydro-ascorbique(radical ascorbyl)

Acide ascorbique oxydé

Figure 12 : Degrés d’oxydoréduction de la vitamine C (Frei 1994)

Il existe deux isomères de l’acide ascorbique : lévogyre et dextrogyre ; seul

l’isomère lévogyre (L-ascorbique) est actif (Site Internet Pharmacorama –a). La vitamine C est une vitamine hydrophile intracellulaire importante (Twedt

2001-a).

• Pharmacocinétique :

� Synthèse : La vitamine C n’est pas un nutriment essentiel pour le chien et le chat car ils sont capables de la synthétiser dans le foie, à partir du glucose, par la voie de l’acide glucuronique (Flatland 2003, Sagaut 1983).

Figure 13 : Synthèse de l’acide ascorbique (Fatland 2003)

L’enzyme microsomiale hépatique (L-gluconolactone oxydase) nécessaire à la

dernière réaction manque chez certains mammifères, notamment l’homme qui dépend alors entièrement de l’apport alimentaire (Blanchier 1988, Murray et al. 2002). � Absorption : L’absorption se produit dans l’intestin grêle selon un double processus (actif et passif). L’absorption active, sous dépendance d’ions Na+, se fait aux faibles concentrations d’acide ascorbique. Aux fortes concentrations, la diffusion passive devient prédominante (Blanchier 1988, Sagaut 1983). � Distribution et métabolisme : Dans le plasma, l'acide ascorbique est lié réversiblement à l'albumine.

L’acide ascorbique se répartit dans tous les tissus de l’organisme, à des concentrations et des vitesses très différentes selon les localisations. Les tissus les plus riches en vitamine C sont le cortex surrénalien et l'hypophyse et, à un moindre degré, le foie, le muscle et la cornée (Site Internet de Pharmacorama -a)

D-glucose Acide D-glycuronique

AcideL-gulonique

L-gulonolactone Céto-gluconolactone AcideL-ascorbique


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L’acide ascorbique est transformé en de nombreux métabolites : o l’acide déhydro-ascorbique ; o l’acide 2-3 diceto-L-gluconique ; o l’acide oxalique ; o l’acide L-thréonique ; o le L-ascorbate 2-sulfate.

� Elimination : La vitamine C non métabolisée et ses métabolites sont largement excrétés dans l’urine (Site Internet de l’expert group on vitamins and minerals).

• Pharmacologie :

� Rôle d’antioxydant intracellulaire ; � Régénération de la vitamine E oxydée : elle convertit le radical tocophéryl en α-tocophérol, et est à son tour réduite par le glutathion (GSH).

Figure 14 : Rôle de la vitamine C dans la régénération de la vitamine E (Siliart 2007)

• Présentations pharmaceutiques (Petit 2007) :

� Formes injectables : quelques exemples : VITA-C VETOQUINOL® : 0.2g/mL. Voie IV, IM ou PO. Médicament. NUTRA B® : 5g/100mL. Voie SC. Médicament. � Formes orales : quelques exemples : AGILIUM® (association de la vitamine C avec d’autres vitamines) : 100 mg de vitamine C/1.8 g. Supplément nutritionnel dont l’AMM a été délivrée pour le soutien du métabolisme articulaire. SITALAN SE® (association de la vitamine C à d’autres constituants (acides aminés, vitamines)) : 0.0584g de vitamine C/comprimé. Supplément nutritionnel dont l’AMM a été délivrée pour la sénescence du cristallin et le vieillissement.

CH2OH

HCOHO

O

O O

CH2OH

HCOHO

O

OHHO

GSH GSSG

radicaltocophéryl

tocophérol

Acide ascorbique oxydé Acide acorbique réduit


- Page 44 -

LYRCO B6® (association de la vitamine C à d’autres constituants (acides aminés, vitamines)): 1g de vitamine C/100g de poudre. Supplément nutritionnel dont l’AMM a été délivrée pour la protection et le métabolisme des tissus épithéliaux.

Il n’existe pas d’indication de la vitamine C en hépatologie spécifiquement mentionnée par les fabricants.

II.1.1.3. La N-acétylcystéine (NAC)

• Source :

Molécule de synthèse dérivée de la cystéine.


C’est un composé sulfhydrile nucléophile. C’est le dérivé N-acétyle de l’acide aminé L-cystéine. Seule la forme lévogyre est métaboliquement active (Center 2004).

HS CH2 CH

NH2

COOH HS CH2 CH

HN

COOH

CO CH3

Cystéine N-acétylcystéine

Figure 15 : Structures de la cystéine et de la N-acétylcystéine (Poletti et al. 1998)


� Absorption : La NAC est absorbée dans l’intestin grêle. � Distribution et métabolisme : Son métabolisme intracellulaire est important dans l’intestin et le foie avec la formation de cystéine et de sulfite inorganique. L'incorporation métabolique dans d'autres molécules se produit intensivement dans les intestins (lumière et muqueuse). La cystéine et les sulfites inorganiques constituent les métabolites principaux atteignant le foie et fournissent la majorité de son effet thérapeutique.

En raison du métabolisme actif intestinal, seulement 4 à 10% de la NAC sont absorbés intacts dans l’intestin grêle (Center 2004, El Bahri et al. 2003). � Elimination : Elle est essentiellement urinaire.

• Pharmacologie :

Action antioxydante.


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• Présentations pharmaceutiques : Il n’existe pas de forme vétérinaire pure mais une forme dérivée dans la

FLUIDIXINE® (Petit 2007). FLUIDIXINE® : 150mg/comprimé de N-acétyl S-thénoyl 2(L) cystéine (associée à de l‘amoxicilline). La N-acétyl S-thénoyl 2(L) cystéine est une molécule associant l’acide thénoïque et l’acétylcystéine. Médicament ayant une AMM pour les infections rhino-trachéo-bronchopulmonaires chez les carnivores (chiens et chats).

II.1.1.4. La S-adénosylméthionine (SAMe)

• Source :

La SAMe est une molécule naturelle synthétisée dans toutes les cellules de l’organisme à partir d’un acide aminé, la méthionine (Lieber et al. 2002).


Figure 16 : Structure de la S-adénosylméthionine (Lu 2000)


� Synthèse : Bien que la synthèse de la SAMe puisse se produire dans tous les tissus, le foie est le site principal de sa synthèse (80% de la méthionine est métabolisée en SAMe dans le foie) et de sa dégradation.

La réaction de synthèse de la SAMe utilise la méthionine, qui est convertie par la S-adénosylméthione-synthétase (SAMe-synthétase) en présence de l’ATP (Lu 2000).

Figure 17 : Réaction de synthèse de la SAMe (Cottiglieri 2002)

méthionine + ATP SAMe + PPiSAMe-synthétase


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� Absorption : L’absorption se fait dans l’intestin grêle et elle est meilleure lorsque l’animal est à jeun. La haute réactivité de la SAMe la rend labile, nécessitant la synthèse d’un sel stable et sa formulation dans un comprimé gastro-résistant pour permettre son utilisation (Center 2000-a, Center et al. 2005-a). � Métabolisme : La SAMe occupe une position centrale dans le métabolisme cellulaire comme précurseur de trois voies métaboliques majeures :

• La voie de la transméthylation est le processus par lequel la SAMe donne ou transfère un groupement méthyle à une grande variété de substrats incluant l’ADN, les phospholipides et les protéines. Le produit commun des réactions de transméthylation est la S-adénosylhomocystéine (Lu 2000) ;

• Par la voie de la transsulfuration, la SAMe est un précurseur de composés

sulfurs, notamment le glutathion réduit (GSH), antioxydant intracellulaire majeur ;

• La voie de l’aminopropylation conduit à la formation de polyamines. Après

décarboxylation de la SAMe, le groupement aminopropyle est transféré pour former les polyamines (putrescine, spermine, spermidine) et le reste du composé est converti en méthylthioadénosine (Davidson 2002).


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Figure 18 : Métabolisme de la S-adénosylméthionine (Cottiglieri 2002)

Ces voies métaboliques sont fréquemment altérées lors d’affections

hépatiques : l’activité de la SAMe-synthétase s’affaiblit, et la synthèse de la SAMe diminue.

La restauration de la SAMe ne peut pas se faire par la simple administration de méthionine, du fait de l’altération de l’enzyme permettant sa transformation en SAMe : la méthionine s’accumule alors à cause de sa non utilisation, et devient toxique. La SAMe devient donc un nutriment essentiel à la place de la méthionine et doit être fournie de façon exogène (Lieber 2002).

Ces trois voies seront plus amplement détaillées par la suite, et nous permettront de comprendre l’intérêt biologique de la SAMe. � Elimination : La SAMe est essentiellement éliminée par voie urinaire (Flatland 2003).

SAMe

TRANSMETHYLATION

S-adénosylhomocystéine Homocystéine

Cystathionine

Cystéine GSH

Méthionine

SAMe décarboxylée CO2

Sulfate (SO4)

Putrescine

Spermidine

Spermine

Méthylthioadénosine

CH3

ADN, protéines, phospholipides

TRANSSULFURATION

AMINOPROPYLATION

ATP PPi

SAMe-synthétase


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• Pharmacologie :

� Action antioxydante ; � Action cholérétique ; � Action immunomodulatrice ; � Action anti-inflammatoire, analgésique et anti-fibrosante.

• Présentations pharmaceutiques (Petit 2007) : ZENTONIL® 100, 200 ou 400 : 100mg, 200mg ou 400mg/comprimé. PO. Aliment complémentaire diététique ayant une AMM pour le soutien de la fonction hépatique des chiens et des chats en cas d’insuffisance hépatique aiguë ou chronique. NOVIFIT® 100, 200 ou 400 : 100, 200 ou 400mg/comprimé. PO. Supplément nutritionnel pour chiens et chats séniors.

II.1.1.5. La silymarine (extrait du chardon-marie, Silybum marianum)

• Source :

La silymarine est un flavonolignan extrait de la plante chardon-marie (ou chardon argenté). La concentration de la silymarine est plus élevée dans le fruit, les graines et les feuilles. Un extrait standard de graine de chardon argenté contient 60 à 70% de silymarine (Flatland 2003, Minton 2004).

• Structure et principaux caractères physico-chimiques : La silymarine contient quatre isomères flavonolignans : la silibinine (~50-60%),

l’isosilibinine (~5%), la silydianine (~10%), et la silycristine (~20%). Parmi ceux-ci, l’isomère le plus biologiquement actif est la silibinine.

HO

OH

O

O H

OH

H

O

O

H

CH2OH

H

OCH3

OH

Figure 19 : Structure de la silibinine (Vogel et al. 1984)

La silymarine est hydrosoluble.


� Absorption : La biodisponibilité de la silibinine prise par voie orale est faible et dépend d’autres substances dans l’extrait et des concentrations de l’extrait (Flatland 2003).


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Silibinine

Effets protecteurs : contre des hépatotoxines, l’acétaminophène, des espèces fongiques, l’éthionine, des virus

Activation de la synthèse des protéines et de la

régénération hépatocellulaire

Suppression de la fibrogenèse, stimulation de la

lipolyse

Prévention des modifications délétères des phospholipides membranaires (maintien de

la fluidité membranaire)

Piégeage des radicaux libres

Prévention de l’oxydation des

membranes hépatiques (maintien

du GSH)

Augmenter la biodisponibilté intestinale en solubilisant les substances a conduit à complexer la silibinine avec la phosphatidylcholine. Sous cette forme, les études montrent une absorption rapide de la silibinine après une administration orale, avec des pics plasmatiques en 2 à 9h (hommes et animaux) et une élimination de moitié en 6 à 8h. � Elimination : La sylimarine est excrétée principalement dans la bile en glucuronide et sulfate conjugué, avec une excrétion biliaire continue plus de 24h après une seule prise orale (Center 2004, Minton 2004).

• Pharmacologie :

� Action antioxydante ; � Action anti-inflammatoire ; � Action anti-fibrosante ; � Action cholérétique.

Figure 20 : Diagramme récapitulatif des effets favorables de la silibinine chez les patients

présentant une affection hépato-biliaire (Center 2000-b)

• Présentations pharmaceutiques (Petit 2007) :

LEGAPHYTON 50 ou 200® : association d’extrait de sylibum marianum à de l’ornithine et des extraits d’Orthosiphon). La dose de silymarine n’est pas précisée dans la composition. Administration PO.


- Page 50 -

Supplément nutritionnel dont l’AMM est délivrée pour le soutien de la fonction hépatique en cas d’insuffisance hépatique chronique. HEPAPHYT® : gélule de 200 ou 400mg. Association de cynara scolymus (artichaut) et de silybum marianum (chardon marie). La dose de silymarine n’est pas précisée dans la composition. Administration PO. Supplément nutritionnel dont l’AMM est délivrée pour le soutien de la fonction hépatique chez le chien et le chat.

II.1.1.6. La colchicine

• Source :

La colchicine est un alcaloïde, extrait de plantes du genre Colchicium.


Figure 21 : Structure de la colchicine (Site Internet Wikipedia –b)

La colchicine est lipophile (Niel et al. 2006).


� Absorption : Administrée par voie orale, l’absorption par le tractus digestif (probablement dans le jéjunum et l’iléon) est rapide, mais la dose absorbée varie d’un patient à l’autre (biodisponibilité de 24 à 88%). � Métabolisme : La colchicine est largement distribuée dans les tissus. Des études in vitro montrent que 40% de la colchicine est lié de façon non saturable à l’albumine humaine.

Les érythrocytes, le cœur, le foie, les reins, la rate, le cerveau sont des sites d’accumulation de la colchicine. � Elimination : L’excrétion biliaire semble être la voie principale d’élimination de la colchicine. En effet, chez l’animal, 16 à 50% de la colchicine sont éliminés par la bile et 34 à 72% sont excrétés sous forme non métabolisée (Anonyme 1999, Niel et al. 2006).

• Pharmacologie :

� Action antioxydante ;


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� Action anti-fibrosante ; � Action anti-inflammatoire.

Figure 22 : Diagramme récapitulatif des effets favorables de la colchicine chez les patients qui

présentent une affection hépato-biliaire inflammatoire associée à une fibrose (Center 2000-b)

• Présentations pharmaceutiques :

Il n’existe pas de présentation vétérinaire.

II.1.1.7. Le zinc

• Source :

Le zinc est un oligo-élément essentiel (Center 2000). L’unique source de zinc pour l’organisme est l’alimentation.


Le zinc est disponible sous la forme d’acétate, de sulfate, de gluconate, ou de méthionine (Flatland 2003).

� Absorption : L’essentiel du zinc administré par voie orale est absorbé dans l’intestin grêle, principalement dans le duodénum et le jéjunum. Sa biodisponibilité dépend de nombreux facteurs alimentaires : par exemple, les phytates peuvent chélater le zinc et former des complexes insolubles non absorbables par l’intestin.

Après internalisation dans les entérocytes, seulement 25% du zinc est absorbé, par un mécanisme actif. Cette absorption est régulée par les métallothionéines (protéines d'une soixantaine d'acides aminés, très riches en cystéine). Lorsque le zinc est déficient, la concentration en métallothionéine intestinale est réduite permettant

Colchicine

Inhibition de la migration des

leucocytes et de la dégranulation des

leucocytes neutrophiliques

Blocage de l’amplification progressive des réactions

inflammatoires Facilitation possible

de l’excrétion hépatique du cuivre

Inhibition du système microtubulaire :

fuseaux mitotiques (métaphase)

empêchant les mouvements

transcellulaires de collagène

Inhibition de la prolifération de fibroblastes et de la synthèse de

collagène


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une augmentation de l’absorption en zinc. Et lorsque le zinc est en excès, la concentration en métallothionéine intestinale augmente, et le zinc est ainsi bloqué dans les entérocytes (Guilford et al. 1996).

� Distribution et métabolisme : Dans le plasma, le zinc se lie irréversiblement à l'albumine et à l'α2-macroglobuline et réversiblement à la transferrine, à la transthyrétine, à des petites protéines et des acides aminés comme l'histidine et la cystéine. Il y a donc peu ou pas de zinc à l'état libre dans l’organisme. Il gagne ensuite la circulation portale pour être capté par le foie (Plumb 2005, Tabary 1996).

La grande majorité du zinc est intracellulaire (>95%), le foie et les reins étant les deux organes les plus riches. Lors d’un stress, le foie capte une partie du zinc plasmatique qui s’abaisse sans qu’il s’agisse pour autant d’une déficience. Les métallothionéines, dont la synthèse est induite par les glucocorticoïdes, les endotoxines et l'interleukine 1, semblent jouer un rôle déterminant dans la fixation du zinc par le foie.

Dans l’organisme, l’équilibre entre la concentration tissulaire et plasmatique du zinc est maintenu grâce à la modulation de l’absorption et de l’excrétion gastro-intestinale. � Elimination : L’excrétion du zinc se fait majoritairement via les fèces. Les sécrétions pancréatiques sont riches en zinc et contribuent aux pertes entériques, dont une partie peut être réabsorbée ensuite (Center 2004, site Internet de l’expert group on vitamins and minerals).

Figure 23 : Pharmacocinétique du zinc (Guilford et al. 1996)

• Pharmacologie :

� Action antioxydante ; � Action anti-cuprirétique ; � Action anti-fibrosante.

Absorption 25% (entérocyte)

Excrétion fécale

Métallothionéine Zn Zn Zn

Métallothionéine Zn Zn Zn (entérocyte)

Zn- Albumine Α2-macroglobuline-Zn

ZINC

Hépatocyte

(Duodénum-jéjunum)


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Figure 24 : Diagramme récapitulatif des effets favorables attribués au zinc chez les patients

qui présentent une affection hépato-biliaire chronique (Center 2000-b)

• Présentations pharmaceutiques : quelques exemples (Petit 2007) :

o Chlorure de zinc : IPANUTRIM® : pâte orale pour chats. 135mg/kg. Association vitamine A, E, D3, cuivre. PO. Supplément nutritionnel dont l’AMM est délivrée pour la récupération nutritionnelle et la convalescence.

o Méthionine de zinc : ZINCADERM® : 15mg/comprimé. Association avec la vitamine A. PO. Supplément nutritionnel dont l’AMM est délivrée pour le traitement des dermatoses.

o Sulfate de zinc : ACTIS ZINC® : 20mg/comprimé. Association avec aux vitamines A et B6. PO. Supplément nutritionnel dont l’AMM est délivrée pour le soutien de la fonction dermique en cas de dermatose et de dépilation.

o Elément zinc associé à d’autres constituants : DYNAFUR® chat : 1.050 mg de zinc/mini-comprimé. PO. DYNAFUR® chien : 100mg de zinc/100mL. PO. Ces deux présentations sont des suppléments nutritionnels dont l’AMM est délivrée pour améliorer la qualité du pelage.

ZINC

Effet hépatoprotecteur à l’encontre de plusieurs toxines

Protection contre l’oxydation des

membranes par certains métaux

Induction de la métallothionéine : fixation du cuivre,

protection des hépatocytes

Antioxydant, piégeage des

radicaux libres


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Comme pour les vitamines, il n’existe pas de présentation commerciale vétérinaire ayant une indication en hépatologie.

II.1.1.8. L’acide ursodésoxycholique

• Source :

L’acide ursodésoxycholique est un acide biliaire naturel présent dans la bile en très petite quantité (Twedt 2001-b).


Les principaux acides biliaires chez le chien sont l’acide cholique (80%), l’acide désoxycholique (15%) et l’acide chénodésoxycholique (5%). L’acide ursodésoxycholique est l’épimère 7-béta de l’acide chénodésoxycholique (Abraham et

al. 2004, Gogny 2000).

OH

CH3

CH3

CH3

HO

COOH

7

Figure 25 : Structure de l’acide ursodésoxycholique (Gogny 2000)

L’acide ursodésoxycholique est un acide biliaire hydrophile.


� Absorption : Après administration orale, l’acide ursodésoxycholique est absorbé dans l’intestin. Une diffusion passive est possible dans le jéjunum, tandis que les transporteurs sont localisés principalement dans l’iléon. Chez l’homme, plus de 90% de la dose ingérée est absorbée. � Distribution, métabolisme et élimination : L’acide ursodésoxycholique entre dans la circulation porte et est activement capté par le foie dans lequel il se conjugue avec la taurine ou la glycine chez le chien et le chat. Il est ensuite excrété par la bile. Dans l’intestin, une grande partie est rapidement réabsorbée, subissant un cycle entéro-hépatique, et une faible quantité subit une dégradation bactérienne ; et par la suite, la majeure partie est éliminée dans les fèces après avoir été oxydée ou réduite en composés moins solubles. La concentration d’acide ursodésoxycholique dans la circulation systémique est faible, et une très faible quantité est détectée dans l’urine (Center 2004, Gogny 2000, Plumb 2005).


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• Pharmacologie :

� Action antioxydante directe ; � Action antioxydante indirecte par ses pouvoirs anti-cholélithiasique et cholérétique ; � Action immunomodulatrice ; � Action cholérétique.

Figure 26 : Diagramme récapitulatif des effets favorables reconnus de l’acide

ursodéoxycholique chez les patients qui présentent une maladie hépatique cholestatique et une

insuffisance hépatique (Center 2000-b)


Il n’existe pas de forme vétérinaire.

II.1.1.9. Le sélénium

• Source :

Le sélénium est un nutriment essentiel qui est trouvé dans les aliments riches en protéines d’origine animale (viandes, poissons, œufs, lait), les céréales, et certains légumes et fruits secs (Neve 2002).

Acide ursodéoxycholique

Augmentation de l’élimination de toxines biliaires : Cu, leucotriènes, bilirubine

Modulation de l’expression aberrante du

Complexe majeur d'histocompatibilité

(CMH)

Cytoprotection directe

Diminution du développement d’une inflammation des hépatocytes et de l’épithélium biliaire par réduction de la mobilisation des cellules concernées

Modification du stock d’acide biliaire

toxique

Cholérèse : riche en HCO3

Modulation de la perméabilité

membranaire modifiée


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C’est un métalloïde dont les propriétés physicochimiques sont proches de celles du soufre. Il présente quatre états d’oxydation (Lebreton et al. 1998) :

o -2 : séléniure (Se2-), o 0 : sélénium élémentaire (Se), o +4 : sélénite (SeO32), o +6 : sélénate (SeO42).

Dans l’organisme, le sélénium est présent sous forme de sélénol (R-Se-H) ou de sélénoéther (R-Se-R).

Il peut également être substitué au soufre dans les acides aminés soufrés, telles que la méthionine et la cystéine, pour former les composés analogues séléniés : sélénométhionine et sélénocystéine (Delattre et al. 2005, Ducros et al. 2004).

SH2N

COOH

Méthionine

SeH2N

COOH

Sélénométhionine

Se

S

H2N

COOH

SH

H2N

COOH

SeH

cystéine sélénocystéine

Se

S

Figure 27 : Formation de composés séléniés dans l’organisme (Siliart 2007)


Dans les aliments, le sélénium est généralement présent sous forme organique, la sélénométhionine. La forme diététique inorganique principale du sélénium est le sélénite de sodium (Na2SeO3) (Ducros et al. 2004, site Internet de l’expert group on

vitamins and minerals).

� Absorption : Les composés de sélénium sont absorbés dans l’intestin grêle : l’absorption est meilleure pour les formes organiques (sélénate, sélénométhionine) pour lesquels le mécanisme est actif, et implique les transporteurs membranaires destinés à leurs homologues soufrés. Le sélénite, quant à lui, est absorbé par simple diffusion passive mais son absorption est stimulée par la présence de nutriments à groupements thiols, comme la cystéine.


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� Distribution et métabolisme : Le sélénium est rapidement capté par le foie, qui est un organe riche en sélénium, comme les reins.

Le foie et les érythrocytes sont les principaux lieux de conversion des formes inorganiques du sélénium (sélénate, sélénite) en formes organiques (sélénide) ; ces deux formes (sélénate, sélénite) sont utilisées pour l’incorporation dans des sélénoprotéines ou l’excrétion sous forme de métabolites méthylés.

Dans le foie, la sélénométhionine est métabolisée, par la voie de transsélénation (similaire à la transsulfuration qui transforme la méthionine en cystéine), en sélénocystéine qui est ensuite réduite en sélénide et incorporée dans les sélénoprotéines (Center 2004, Lantuejoul 2006, Suzuki 2005).

NH2

HOOC Se

CH3

NH2

HOOC

SeH

Sélénométhionine

Sélénocystéine

Se-adénosylsélénométhionine

Se-adénosylsélénohomocystéine

Sélénohomocystéine

Sélénocystathionine

Figure 28 : Voie de la transsélénation

Plus de 80% du sélénium présent dans le sang est incorporé ou lié à des

protéines : la sélénoprotéine P, la glutathion peroxydase plasmatique, et les autres sélénoprotéines non spécifiques. � Elimination : Le sélénium est majoritairement excrété, sous forme de dérivés méthylés, dans l’urine (Site Internet de l’expert group on vitamins and minerals).


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• Pharmacologie :

� Action antioxydante ; � Action immunomodulatrice.

• Présentations pharmaceutiques (Petit 2007) : � Formes injectables :

MYOPHOS® (sélénium + vitamine E sous forme d’acétate) : 0.045 g de sélénium pour 100 mL. Voie IM. Médicament dont l’autorisation de mise sur le marché (AMM) a été délivrée pour les myopathies et les dystrophies musculaires. � Formes orales : VITAMARINE® (association d’antioxydants) : 8.75 µg de sélénium ; 2 mg de vitamine E. Supplément nutritionnel dont l’AMM a été délivrée pour les troubles du vieillissement, et notamment lors de pathologies dégénératives (foie, reins).

II.1.2. Réflexions autour de l’index thérapeutique

• Sources :

Nous remarquons la grande diversité d’origine des antioxydants, ceux-ci pouvant être naturels (vitamines, oligo-éléments, substances végétales) ou de synthèse.

• Structure :

Il existe également une grande diversité structurale entre chaque molécule.

• Propriétés :

Les molécules à activité antioxydante sont souvent des molécules ayant des propriétés multiples. Certaines molécules, comme les vitamines, n’ont qu’une fonction antioxydante, alors que d’autres, mise à part leur action antioxydante, sont souvent considérées comme faisant partie d’une autre classe thérapeutique. C’est la cas, par exemple, de l’acide ursodésoxycholique qui est surtout reconnu et utilisé pour ses propriétés anti-cholélithiasique et cholérétiques ; la colchicine pour ses propriétés anti-fibrosantes ; ou encore le zinc pour son action anti-cuprirétique. Ainsi, certaines molécules seront classées comme antioxydants hépatiques (vitamines E et C, silymarine, SAMe, NAC), alors que d’autres molécules seront considérées comme faisant partie d’une autre classe thérapeutique (acide ursodésoxycholique, colchicine, zinc).

Face à la multiplicité des propriétés, nous pouvons nous interroger sur la toxicité et les contre-indications éventuelles de certains antioxydants.


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• Toxicité :

La plupart des molécules, telles que la vitamine E, la SAMe, la silibinine, l’acide ursodésoxycholique, la colchicine, le zinc ont des toxicités faibles et rares, qui vont essentiellement se manifester par des nausées, des vomissements, de l’anorexie et de la diarrhée.

Différentes études réalisées chez des animaux sains, concernant la SAMe, l’acide ursodésoxycholique et la colchicine, n’ont pas mis en évidence, ou alors très peu, d’effets secondaires (Abraham et al. 2004, Day et al. 1994, Nicholson et al. 1996,

Rutgers 2000, Rutgers et al. 1990). La NAC peut provoquer un choc anaphylactique lorsqu’elle administrée par

voie intraveineuse. La toxicité du zinc est rare, à part lorsqu’il est utilisé à dose massive

(concentration supérieure à 1000 µg/dL), notamment si une carence en cuivre est présente : une concentration excessive de zinc peut notamment entraîner une anémie hémolytique (Rolfe et al. 1995).

• Contre-indications :

La majorité des molécules n’ont pas de contre-indications particulières. L’acide ursodésoxycholique ne doit pas être utilisé lors d’obstruction biliaire

(§ II.2.2.1.). Le zinc ne doit pas être utilisé chez les patients ayant une carence en cuivre (§

II.2.2.3.). En ce qui concerne la vitamine C, son utilisation lors d’affections hépatiques

avec accumulation de métaux lourds est controversée. Pour certains auteurs, la vitamine C pourrait diminuer l’absorption en cuivre et augmenter son excrétion urinaire (Richter 2002). Pour d’autres auteurs au contraire, en présence d’une concentration élevée en métaux lourds (fer, cuivre), la vitamine C a un effet pro-oxydant en favorisant la formation de radicaux superoxydes, en accélérant la péroxydation lipidique, et en induisant des dégâts membranaires (Blanchier 1988, Sagaut 1983, Twedt 2001-a).

Acide ascorbique + Cu2+ Cu+ + H+ + acide mono-déhydro-ascorbique

Cu+ + H2O2 Cu2+ + OH + OH-

Figure 29 : Effet pro-oxydant de la vitamine C (Sagaut 1983)

Ces effets observés in vitro, sont freinés in vivo sous l’effet d’enzymes

protectrices (SOD, catalase, ou glutathion peroxydase), de même que par la vitamine E (Sagaut 1983).

Ainsi, certains auteurs ne la recommandent pas pour les affections hépatiques associées à une accumulation de fer ou de cuivre (Flatland 2003).


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A part quelques rares présentations étant considérées comme des médicaments (MYOPHOS®, VITA-C VETOQUINOL®, NUTRA B®), de nombreux antioxydants sont disponibles sous forme de compléments alimentaires chez le chien et le chat : ils ne sont pas inscrits sur la liste I et peuvent être délivrés sans ordonnance.

Par ailleurs, la plupart des antioxydants commercialisés sur le marché vétérinaire ont une AMM délivrée soit pour le traitement adjuvant des dermatoses et des affections musculaires, soit pour le soutien du métabolisme articulaire, soit pour prévenir le vieillissement. Ainsi, peu de recommandations et de posologies sont indiquées pour leur utilisation dans le traitement des affections hépatiques. Les présentations pharmaceutiques ayant une AMM « hépatique » sont le ZENTONIL®, le LEGAPHYTON®, et l’HEPAPHYT®.

A travers cet index thérapeutique, nous pouvons conclure que les antioxydants forment une famille de molécules très hétérogène de part leur origine, leur structure, leur présentation pharmaceutique, mais aussi leur fonction. Leur utilisation a néanmoins le même intérêt : la prévention des dommages oxydatifs, de façon directe ou indirecte. Nous allons donc nous intéresser plus spécifiquement à leur intérêt dans cette prévention, et leurs différentes indications dans les affections hépatiques.

II.2. De la pathogénie et de la physiopathologie des affections hépatiques à l’utilisation des antioxydants en hépatologie

Il y a un intérêt récent pour le traitement adjuvant de certaines hépatopathies

par les antioxydants. Ceux-ci sont utilisés dans la prévention des dommages oxydatifs et le maintien de la structure et de la fonction membranaires, mais aussi pour des indications particulières dues à leurs propriétés spécifiques.

II.2.1. Affections hépatiques et stress oxydatif cellulaire

Le foie a une position centrale et un rôle barrière dans l’organisme car il a un

accès immédiat aux substances provenant du tube digestif et véhiculées par la veine porte. Il intervient donc dans le métabolisme de nombreuses molécules et dans l’homéostasie (Center 2000-a, Favier 2003, Twedt 2001).

Cette position augmente le risque de lésions hépatiques oxydatives dès le premier passage de substances nuisibles, ou après transformation métabolique par le


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foie de substances non toxiques en métabolites toxiques (Rutgers et al. 2006, Van Dan

Ingh et al. 2006). En temps normal, les hépatocytes possèdent un système antioxydant

important pour éviter les dommages oxydatifs. Si ces défenses antioxydantes sont diminuées, le stress oxydatif se développe.

II.2.1.1. Le stress oxydatif cellulaire dans les affections hépatiques

II.2.1.1.1. Mécanisme du stress oxydatif

La production d’espèces réactives de l’oxygène est associée à la pathogénie de

nombreuses affections hépatiques. Certains médicaments, métaux lourds, agents infectieux, médiateurs de

l’inflammation et autres agents toxiques, sont responsables d’une formation accrue de radicaux libres. Les facteurs spécifiques produisant des lésions oxydatives sont (Center 2004, Twedt 2006) :

- L’activation des cellules de Kupffer (macrophages hépatiques) et des polynucléaires, dans les mécanismes inflammatoires et immuns, qui produisent des espèces réactives de l’oxygène et des médiateurs pro-inflammatoires (cytokines,…) qui contribuent aussi aux dégâts oxydatifs (Center 1999, Twedt 2001-a, Watson 2004) ;

- Les surcharges en cuivre : L’excès de cuivre non fixé engendre indirectement des lésions oxydatives des membranes cellulaires, car il produit des radicaux libres (radical hydroxyle HO°) par la réaction de FENTON (§ I.1.2.1.2.). Ces radicaux libres entraînent des déficits énergétiques cellulaires, altèrent les fonctions enzymatiques microsomiales et induisent des changements délétères dans le taux de calcium libre intracellulaire (Center 1999) ;

- L’élévation des acides biliaires hydrophobes dans la cholestase : ils entraînent une peroxydation des lipides membranaires en s’intercalant dans la bicouche lipidique. Il en résulte une augmentation du volume mitochondrial, une inhibition de la respiration, une augmentation de la production mitochondriale de peroxyde d’hydrogène, ainsi qu’une accumulation de calcium intracellulaire (Leveille-Webster

1997, Leveille-Webster 2000, Twedt 2001-a). La production de radicaux libres induite par l’accumulation des acides

biliaires hydrophobes a un rôle important dans l’induction de l’apoptose de l’hépatocyte et de la nécrose hépatique (Rothuizen 2005, Webster 2003).

Une autre conséquence de la cholestase prolongée est la malabsorption de vitamines liposolubles antioxydantes (vitamines A, D, E, et K) et d’autres « extracteurs » de radicaux libres tel que le sélénium (Twedt 2001-a) ;

- Les toxines spécifiques, tel que le paracétamol.


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Dans les différentes affections hépatiques, la formation de radicaux libres entraîne et perpétue des dégâts cellulaires par de nombreux mécanismes :

• Les radicaux libres pourraient soustraire un atome d’hydrogène aux acides gras polyinsaturés, ce qui initie la peroxydation lipidique. Il en résulte des changements de la composition membranaire, qui altèrent la structure et le métabolisme de l’hépatocyte ;

• Les peroxydes de lipides (ROOH) et les sous-produits de la peroxydation

lipidique ont une activité toxique directe sur la cellule et ses organites ;

• Les radicaux libres hépatiques oxydent les protéines sulfhydryles tel que le glutathion avec une déplétion du système enzymatique glutathion-peroxydase.

La figure ci-dessous résume les différents facteurs responsables de lésions

oxydatives hépatiques.

Figure 30 : Etiologie des lésions oxydatives en cas d’affection hépatique (Rutgers et al. 2006)

Espèces réactives de l’oxygène

Cholestase (acides biliaires hydrophobes)

Accumulation hépatique de cuivre Médicaments/toxines

(ex : paracétamol)

Activation des cellules inflammatoires

(neutrophiles, cellules de Kupffer)

Médiateurs pro-inflammatoires

(Cytokines, …)

Stress oxydatif

Lésions hépatiques


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II.2.1.1.2. Evaluation du stress oxydatif

L’élévation des peroxydes plasmatiques (produit final de la modification

oxydative des acides gras polyinsaturés), ou encore le dosage de marqueurs spécifiques de la peroxydation lipidique hépatique, sont des marqueurs de la production de radicaux libres en cas d’affection hépatique.

La mesure du taux de glutathion dans les cellules est également un moyen de

mettre en évidence un stress oxydatif. Le glutathion est l’antioxydant intracellulaire le plus abondant. Le glutathion réduit (GSH) forme un complexe avec une substance réactive pour donné le glutathion oxydé (GSSG). Le dosage du GSH ou l’évaluation du rapport GSH/GSSG sont des mesures classiques démontrant la présence de lésions oxydatives cellulaires dans le foie et également dans le sang. Une diminution de ce rapport indique un état oxydatif ayant pour origine l’utilisation de GSH et la formation de GSSG, parce que le GSH sert d’ « extracteur » de radicaux libres dans le foie, empêchant la peroxydation lipidique et les dommages membranaires.

Une étude réalisée en 2002, sur 63 chiens et 20 chats ayant des affections hépatiques chroniques spontanées, a permis de déterminer la concentration en GSH et en GSSG dans le foie. Elle a mis en évidence que 45% des sujets avaient un taux de GSH diminué. La diminution du GSH est commune aux affections hépatiques nécro-inflammatoire, associées à une cholestase, aux hépatopathies vacuolaires, à la lipidose hépatique, etc…, avec une augmentation significative du GSSG, et donc un ratio GSH/GSSG hépatocellulaire faible. Un ratio GSH/GSSG diminué peut être dû à :

• une altération de la synthèse intracellulaire de GSH ; • la présence excessive d’oxydants ; • la réduction altérée de GSSG.

Sur 4 chats atteints de lipidose hépatique, trois d’entre eux avaient une faible

concentration de GSH, suggérant le risque accru de dommages oxydatifs hépatiques et systémiques, liés à leur métabolisme hépatique altéré.

Aussi, cette étude a montré que 44% des chiens avec une affection hépatique

nécro-inflammatoire et 33% de chiens avec une hépatopathie vacuolaire avaient des concentrations en GSH inférieures à la normale (Center et al. 2002).

D’autres études ont montré une augmentation des marqueurs hépatiques des dégâts oxydatifs dans les affections hépatiques chroniques, dont celles par accumulation hépatique de cuivre, avec une élévation en malondialdéhyde (substrat de la peroxydation lipidique) et des concentrations basses en glutathion réduit (GSH) (De Novo 2006-b, Rolfe et al. 1995, Twedt 2001).


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II.2.1.1.3. Stress oxydatif et affection hépatique : exemple de la lipidose du chat

Un exemple d’affection hépatique où le stress oxydatif est présent est la

lipidose du chat : elle est parfois secondaire à d’autres affections, mais elle est le plus souvent idiopathique. Elle atteint préférentiellement les chats obèses et anorexiques d’âge moyen (Blanchard 2001, Center 2005).

L’utilisation rapide couplée à l’incapacité à synthétiser certains acides aminés,

incluant la taurine, la méthionine, l’arginine et la cystéine, nécessite un ingéré protéique régulier et important pour les chats comparés aux autres espèces. Ceci explique, lors d’anorexie, que les chats aient du mal à réguler leur métabolisme en acides aminés.

En cas de restriction protéique, le chat mobilise ses graisses périphériques, ce

qui entraîne un afflux d’acides gras dans le foie. Les acides gras peuvent être métabolisés en empruntant la voie de la β-oxydation (sous dépendance de l’apport en carnitine) ou être estérifiés en triglycérides qui sont transportés vers les tissus périphériques par les VLDL (Very Low Density Lipoprotein, dont la synthèse requiert la présence d’arginine et de taurine). Ces deux voies étant empêchées par défaut d’apports protéiques, il y a accumulation de lipides et de triglycérides dans le parenchyme hépatique.

Secondairement, lors de lipidose hépatique chez le chat, la distension des

hépatocytes, par accumulation excessive d’acides gras, comprime les canalicules biliaires, ce qui restreint le flux biliaire et crée une cholestase. Les acides biliaires hydrophobes qui s’accumulent chez les chats atteints de lipidose hépatique peuvent altérer la formation de VLDL pour la sortie des triglycérides du foie.

Le défaut d’apports protéiques a pour conséquence une altération des processus de détoxification :

• La diminution de la taurine entraîne une diminution de la conjugaison des acides biliaires ;

• La diminution de la méthionine, essentielle comme précurseur de la SAMe, et

point de départ des voies de transméthylation, transsulfuration et aminopropylation (Figure 18), entraîne une altération de ces trois voies métaboliques ;

• La diminution de la méthionine et de la cystéine, qui fonctionnent comme

donneurs de thiols, a pour conséquence une diminution du glutathion réduit (GSH) et la synthèse de sulfates (qui ont un rôle important dans la conjugaison et détoxification du foie).


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La susceptibilité des mitochondries hépatiques aux lésions oxydatives est alors augmentée (altération fonctionnelle et membranaire).

Ainsi, lors de lipidose hépatique, plusieurs mécanismes en synergie favorisent les dommages oxydatifs par l’augmentation de la production des radicaux libres, l’altération des systèmes antioxydants de défense. En considérant la maladie primaire associée à la lipidose, une augmentation des dégâts oxydatifs doit être attendue chez de nombreux chats (Center 2005, Devron-

Gaillot 2005).

D’autres affections hépatiques faisant intervenir le stress oxydatif seront détaillées par la suite.

II.2.1.2. Indications générales des antioxydants en hépatologie : notions pharmacologiques

• La S-adénosylméthionine (SAMe) :

Elle agit comme antioxydant par la voie de la transsulfuration dont le produit final est le glutathion (GSH) (Flatland 2003, Lu 2000).

Figure 31 : Voie de la transsulfuration (Cottiglieri 2002)

Le glutathion, qui est dépendant du métabolisme de la SAMe, est l’un des

principaux antioxydants impliqués dans la détoxification hépatique (Cottiglieri 2002). Ainsi, la SAMe augmente les concentrations intracellulaires en GSH dans les hépatocytes et prévient le déficit en GSH lorsqu’il est exposé à des substances toxiques (Lu 2000).

Aussi, par la voie de l’aminopropylation, la SAMe est métabolisée en polyamines (putrescine, spermidine et spermine) qui interviennent dans la croissance et la réparation des hépatocytes (Center 2000-a). Les polyamines pourraient interagir avec la phosphoprotéine nucléaire p53 qui joue un rôle essentiel dans la régulation de différents gènes impliqués dans la croissance cellulaire (Bandt et al. 2006).

SAMe S-adénosyl-homocystéine Homocystéine Cystéine

GSHTaurine Sulfates(sauf chez le chat)


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Figure 32 : Voie de l’aminopropylation (Cottiglieri 2002)

• La vitamine E :

Elle est le principal antioxydant membranaire. Elle protège les hépatocytes en s’opposant à la peroxydation lipidique. Elle a la capacité de capter et stabiliser l’électron célibataire des radicaux libres, selon la réaction suivante (Brigelius-Flohe et al. 1999, Twedt 2001-b, site Internet Wikipedia –a) :

tocophérol-OH + LOO° tocophérol-O° + LOOH

LOO°: radical libre lipidiquetocophérol-O°: radical tocophéryl

Le radical tocophéryl est de nouveau converti en tocophérol directement par

la vitamine C, ou indirectement par les antioxydants thiols (glutathion). Ces réactifs conservent donc la vitamine E fonctionnelle et protègent de ce fait les tissus contre l’oxydation du radical tocophéryl (Center 2004, Van Metre et al. 2001, site internet

Wikipedia –a).

LOO°

LOOH

Tocophérol-OH

Tocophérol-O°

Acide ascorbique oxydé

Acide ascorbique

Figure 33 : Conversion du radical tocophéryl par la vitamine C (Murray et al. 2002)

• La vitamine C :

Elle piège les anions superoxydes (O2°-), le peroxyde d’hydrogène (H2O2), l’hypochlorite (HOCl), les radicaux hydroxyles (HO°) et peroxyles (ROO°), et l’oxygène singulet (1O2). En piégeant les radicaux peroxyles dans la phase aqueuse avant qu’ils initient la peroxydation lipidique, la vitamine C protège les biomembranes et les lipoprotéines (Flatland 2003).

SAMe SAMe décarboxylée

Spermidine

Putrescine

Spermine

Méthylthioadénosine

CO2


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• La N-acétylcystéine (NAC) : Son activité antioxydante est liée à sa capacité à restaurer les stocks

intracellulaires de cystéine et de glutathion : en effet, la NAC est déacétylée en L-cystéine, précurseur de la synthèse du glutathion.

La L-cystéine peut aussi être oxydée par le foie en sulfates, favorisant la sulfo-conjugaison. Le glutathion et les sulfates jouent un rôle dans la détoxification.

La N-acétylcystéine augmente ainsi l’activité de la glutathion-S-transférase, stimule les enzymes antioxydantes, favorise la détoxication de certaines hépatotoxines, et peut agir directement sur les radicaux libres (spécifiquement HOCl, O2°-, HO° et H2O2).

• La silibinine :

Elle augmente la superoxyde dismutase dans les cellules, et augmente les concentrations sériques en glutathion et glutathion peroxydase (Willard 2005). Ainsi, la silibinine prévient l’oxydation des membranes hépatiques et maintient la fluidité membranaire.

Elle empêche également la formation de toxines oxydantes spécifiques par la suppression des produits de formation, l’accélération de la dégradation des produits, ou le blocage direct des sites de liaison de la toxine ou des récepteurs. Elle active la synthèse protéique et accélère la régénération hépatique en raison de la transcription/traduction accrue de gène et de l’augmentation de la biosynthèse d’ADN (Anonyme 1999, Center 2000-b, Center 2004, Devron-Gaillot 2005).

• L’acide ursodésoxycholique : Il possède une action antioxydante directe par l’augmentation du glutathion et

des métallothionéines dans les hépatocytes (Honeckman 2003, Rothuizen 2005, Twedt

2001-b), ainsi qu’une action antioxydante indirecte par ses pouvoirs anti-cholélithiasiques et cholérétiques, et protège de ce fait les hépatocytes contre les dommages oxydatifs (§ II.2.2.1.3.) (Twedt 2001-a).

• Le zinc : Il inhibe la peroxydation lipidique et stabilise les membranes :

� Tout d’abord, il inhibe la production de radicaux libres par les métaux lourds (cuivre et fer) en entrant en compétition avec eux dans la réaction de FENTON (§ I.1.2.1.2.) :

o Il diminue leur absorption intestinale (§ II.2.2.3.2.) ; o Il diminue la chélation du fer et du cuivre par la cystéine : en effet, le fer lié à

celle-ci peut transférer des électrons à l’oxygène et permettre la production d’anion superoxyde.

� Ensuite, le zinc protège les groupements sulfhydryles (SH) des protéines prévenant ainsi l’oxydation induite par le fer, en empêchant la formation de ponts dissulfures intramoléculaires.


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� Enfin, le zinc joue également un rôle antioxydant indirect en stabilisant la superoxyde dismutase Cu,ZnSOD (Delattre et al. 2005, Twedt 2001-b).

• La colchicine : Elle aurait des propriétés antioxydantes modérées, stabiliserait les membranes

plasmatiques des hépatocytes et restaurerait les activités enzymatiques. (Center 2000-b, Devron-Gaillot, 2005, Twedt 2001-b).

• Le sélénium : Il joue un rôle clé dans la protection des cellules et de leurs constituants contre

l’attaque radicalaire. Cette fonction est due à sa localisation dans le site actif des enzymes glutathion peroxydases sélénodépendantes, et à l’activité antiradicalaire des sélénoprotéines, la principale chez les carnivores étant la sélénocystéine. L’activité des glutathion peroxydases est directement proportionnelle à l’apport en sélénium et il existe donc un lien étroit entre carence en sélénium et stress oxydant.

Ce rôle protecteur est complété par d’autres fonctions essentielles, telles que son rôle de détoxication des métaux lourds (cadmium, mercure, plomb) ou son effet activateur de la métabolisation des xénobiotiques organiques (Delattre et al. 2005,

Siliart 2007).

L'insuffisance de sélénium augmente le risque de dommages oxydants si d'autres antioxydants sont concurremment épuisés (notamment la vitamine E).

Cependant, la carence en sélénium est inexistante chez les animaux nourris

avec des aliments industriels suivant les recommandations nutritionnelles classiques. Utiliser du sélénium comme antioxydant n’a aucun sens chez les chiens présentant une maladie hépatique, à moins qu’ils aient été nourris avec des rations déséquilibrées ou qu’ils aient présenté une très longue période d’anorexie (Center 2004).

La figure ci-dessous présente les différentes molécules ayant un rôle

antioxydant hépatique et leur mécanisme d’action.


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Figure 34 : Actions des antioxydants contre le stress oxydatif hépatique

II.2.2. Indications spécifiques en hépatologie des antioxydants dotés de propriétés particulières : notions pharmacologiques

Certaines molécules à activité antioxydante possèdent des propriétés

particulières expliquant leur intérêt spécifique dans certaines affections hépatiques.

II.2.2.1. Indication spécifique des antioxydants dans les affections hépatiques associées à une cholestase

II.2.2.1.1. Mécanismes physiologiques de la formation de la bile

La bile est un produit de sécrétion digestive, qui permet notamment

l’élimination du cholestérol et de la bilirubine. Ses composants majeurs sont les sels biliaires (85% des composants de la bile), le cholestérol et les phospholipides. Ces

Stress oxydatif

hépatique

SAMe : - ↑ concentration GSH ; - Croissance et réparation cellulaire.

Vitamine E : - Antioxydant membranaire ; - Inhibition peroxydation lipidique.

NAC : - Restauration stock de GSH intracellulaire ; - Rôle dans la détoxication.

Zinc : - Inhibition production de radicaux libres par les métaux lourds ; - Protection groupements sulfhydryles des protéines ; - Stabilisation Cu, ZnSOD.

Silibinine : - ↑ des concentrations en enzymes antioxydantes hépatiques ; - Régénération hépatique par ↑ synthèse protéique.

Acide ursodésoxycholique : - ↑ métallothionéine et GSH ; - Action antioxydante indirecte.


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trois composants peuvent être synthétisés par l’hépatocyte, ou peuvent être importés par le biais de la circulation hépatique (Center 1993).

La synthèse des acides biliaires a lieu exclusivement dans le foie à partir de

cholestérol hépatique et alimentaire. Chez le chien et le chat, les deux principaux acides biliaires formés sont l’acide cholique et l’acide chénodésoxycholique, et ceux-ci sont principalement conjugués avec la taurine chez le chien, leur permettant de participer à la digestion intestinale des lipides. Ces deux acides biliaires sont désignés sous le terme d’acides biliaires primaires. Leur déshydroxylation par des microorganismes anaérobies intestinaux introduit des acides biliaires secondaires encore plus hydrophobes dans l’intestin : l’acide désoxycholique et l’acide lithocholique (Abraham et al. 2004, Center 1993).

Les acides biliaires ont un noyau stérol, une chaîne latérale hydrophile d’un

côté et un groupe hydrophobe de l’autre. Cet arrangement moléculaire leur confère un pouvoir détergent qui permet la solubilisation des lipides dans la bile et la digestion des graisses dans l’intestin (De Novo 2006-b).

Ainsi, les acides biliaires sont normalement confinés dans la circulation entéro-

hépatique dans laquelle ils jouent un rôle important dans la formation de la bile, l’excrétion biliaire de lipides, et l’absorption intestinale de lipides (Anwer 1995).

II.2.2.1.2. Physiopathologie de la cholestase et des hépatites cholestatiques

La cholestase est caractérisée par un écoulement altéré de la bile, accompagné

de l’accumulation dans le sang de composés normalement sécrétés dans la bile (acides biliaires, bilirubine conjuguée, cholestérol) (Cullen et al. 2006-a).

Certains acides biliaires, en particulier les acides biliaires hydrophobes mono-hydroxylés, tels que l’acide litocholique et les lithocholates conjugués, sont hépatotoxiques tout en étant des constituants importants de la bile. Expérimentalement, ils causent une cholestase et lors d’hépatite cholestatique, ils perpétuent l’atteinte des hépatocytes et l’inflammation. Bien que l’acide lithocholique ne soit pas le seul acide biliaire agressif pour les membranes cellulaires, il est le plus nocif, induisant de nombreux dégâts métaboliques et structuraux hépatiques. Comme il est peu hydrosoluble, de faibles quantités sont normalement présentes dans la circulation portale et donc présentées au foie (Center 1999, De Novo

2006-b). Généralement, le degré d’hépatotoxicité des acides biliaires dépend de leur

hydrophobie relative. L’hydrophobie et l’hépatotoxicité diminuent ainsi dans l’ordre suivant : acide lithocholique > acide désoxycholique > acide chénodésoxycholique > acide cholique (Guilford et al. 1996, Leveille-Webster 1997).


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La cholestase peut être :

• Intra-hépatique : Associée à de nombreuses affections hépatiques et caractérisée par la présence

de bile dans le parenchyme hépatique stagnant dans les canalicules biliaires (Cullen et al. 2006-a).

Il existe une relation entre la modification de la fluidité membranaire des hépatocytes et la cholestase. La fluidité membranaire et l’activité de la pompe Na+/K+ ATPase (le transport des acides biliaires conjugués dépend du transport actif de Na+) sont essentielles pour une synthèse et un flux normaux de la bile (Center 2006-a). Dans la membrane hépatocytaire, le principal phospholipide est la phosphatidylcholine formée via la voie de la transméthylation.

Figure 35 : Voie de la transméthylation (Cottiglieri 2002)

Quand la production de ce phospholipide baisse, la fluidité membranaire et la

fonction de la pompe Na+/K+ ATPase diminuent, entraînant une diminution de la sécrétion et/ou du transport à travers les canalicules biliaires et une diminution du flux biliaire. Ceci conduit à une cholestase intrahépatique (Davidson 2002).

• Extra-hépatique : Les peptides du cytosol dirigent l’acide lithocholique vers la membrane du

canalicule où il se lie et induit une diminution de la fluidité membranaire. Les changements membranaires sont associés à une diminution du ratio cholestérol/phospholipide qui compromet l’intégrité et la fonction membranaire. Les dégâts cellulaires consécutifs incluent une dilatation des canalicules biliaires, une perte des microvillosités des canalicules et une transformation lamellaire des membranes canaliculaires conduisant à une stase biliaire et à la dilatation et la modification membranaire des conduits biliaires (Center 1999).

II.2.2.1.3. Molécules antioxydantes ayant des propriétés cholérétiques

• L’acide ursodésoxycholique :

� Action anti-cholélithiasique : il diminue la synthèse et la réabsorption des acides biliaires hépatotoxiques en diminuant la synthèse et la sécrétion hépatique de

SAMe S-adénosylhomocystéine

Phosphatidylcholine

CH3


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cholestérol. Ainsi, la transformation du cholestérol en acides biliaires endogènes est diminuée, ce qui explique que ces derniers soient progressivement remplacés par l’acide ursodésoxycholique hydrophile et atoxique. Il y a donc remplacement du pool biliaire hydrophobe toxique par des acides biliaires plus hydrophiles et donc moins toxiques (Center 2000-b, Meyer et al. 1997). � Action cholérétique : l’acide ursodésoxycholique empêche l’accumulation de composés potentiellement toxiques normalement sécrétés dans la bile tels que le cuivre, le cholestérol, les leucotriènes, la bilirubine.

En raison de ces propriétés, l’acide ursodésoxycholique est indiqué chez les individus atteints de cholestase intra et/ou extrahépatiques sauf en cas d’obstruction des voies biliaires (Day et al. 1994, Nicholson et al. 1996).

• La SAMe :

� Voie de la transméthylation : par cette voie, la SAMe permet une méthylation phospholipidique et contribue à la synthèse de la phosphatidylcholine, et donc au maintien de la fluidité et de la fonction membranaire (transmission des signaux cellulaires, endocytose et exocytose, interaction ligand-récepteur, régulation de la pompe Na+/K+ ATPase) (Cottiglieri 2002, Flatland 2003). Ainsi, la SAMe peut indirectement augmenter le flux biliaire en améliorant le fonctionnement de la pompe membranaire Na+/K+ ATPase (Center 2000-a, Davidson 2002, Sartor et al.

2003). � Voie de la transsulfuration : La conjugaison de la taurine et des sulfates aux acides biliaires favorise leur solubilité et leur transport.

• La silibinine :

Elle aurait une action cholérétique par synthèse accrue d’acides biliaires, y compris l’acide ursodésoxycholique (Center 2004).

II.2.2.2. Indication spécifique des antioxydants dans les hépatites chroniques idiopathiques

L’hépatite chronique regroupe les affections hépatiques caractérisées, sur un

plan histologique, par des infiltrats cellulaires inflammatoires mixtes et de la fibrose (Guilford et al. 1996, Rutgers et al. 2006). C’est une affection fréquente chez les chiens, avec apparemment une prédisposition chez les femelles d’âge moyen (Honeckman 2003, Sterczer et al. 2001).

Les causes les plus connues de l’hépatite chronique humaine sont les causes virales, en particulier les hépatites B et C (Watson 2004). Les hépatites chroniques reconnaissent différentes causes chez le chien :


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• Causes infectieuses : hépatite virale, leptospirose, hépatite à cellules acidophiles ;

• Causes métaboliques et de surcharges, telle que la surcharge hépatique en cuivre présentant une prédisposition raciale (§ II.2.2.3.1.) ;

• Causes médicamenteuses et toxiques : anticonvulsivants, AINS, etc…

Cependant, à la différence de l’homme, dans un grand nombre de cas, la cause n’est pas identifiée, et quand les autres causes sont exclues, on parle d’hépatite chronique idiopathique (De Novo 2006-a, Dill-Macky 1995, Sterczer et al. 2001).

Volontairement, dans ce paragraphe, on se limitera à l’utilisation des antioxydants dans le traitement des hépatites chroniques idiopathiques.

II.2.2.2.1. Pathogénie

L’hépatite chronique est caractérisée par une apoptose ou une nécrose

hépatocellulaire, une inflammation et de la fibrose (Van Dan Ingh 2006).

II.2.2.2.1.1. Hépatite chronique et inflammation

L’agression initiale sur les hépatocytes entraîne la production de cytokines et

de médiateurs pro-inflammatoires qui recrutent les cellules inflammatoires (cellules de Kupffer, neutrophiles). Celles-ci sont responsables de la nécrose et de la fibrose observées lors des hépatites chroniques. La destruction des hépatocytes favorise la migration tissulaire des cellules inflammatoires et la diffusion des cytokines et des médiateurs pro-inflammatoires dans une zone plus large (Guilford et al. 1996).

Les cellules de Kupffer et les neutrophiles activés produisent des radicaux libres et des cytokines, qui sont aussi responsables des dégâts tissulaires inflammatoires, et jouent un rôle important dans la perpétuation des lésions hépatiques (Devron-Gaillot 2005, Twedt 2001-a).

Des mécanismes immuns peuvent se développer secondairement à une lésion

hépatique ou être directement à l’origine des lésions, entraînant la libération d’antigènes hépatiques et la formation d’anticorps (Rutgers et al. 2006).

Histologiquement, les cellules qui prédominent sont les lymphocytes et les plasmocytes. Ces infiltrats lymphoplasmocytaires pourraient produire des cytokines responsables secondairement de lésions hépatiques. Les lésions membranaires permettent dans le même temps, à partir de l’acide arachidonique, la formation de médiateurs de l’inflammation (prostaglandines, leucotriènes) et la production de radicaux libres oxygénés. Au total, il est vraisemblable qu’à partir d’une lésion initiale, différents mécanismes pathogéniques, notamment à médiation immune, s’associent pour entretenir l’inflammation (Boisclair et al. 2001, Center 1999).


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Comme l’illustre la figure ci-dessous, l’espace porte est généralement la première région hépatique soumise à l’infiltration inflammatoire. La destruction des hépatocytes entraîne une extension progressive du processus inflammatoire au parenchyme hépatique.

Figure 36 : Pathogénie de l’inflammation (Guilford et al. 1996)

Les réactions inflammatoires jouent un rôle pivot dans l’initiation de la

fibrogenèse.

II.2.2.2.1.2. Hépatite chronique et fibrose

La fibrose hépatique est caractérisée par une accumulation excessive de

collagène (de type I principalement) et d’autres composés (protéoglycanes, élastine, et glycoprotéines) de la matrice extracellulaire hépatique. Elle résulte d’un déséquilibre entre la synthèse, la dégradation, et le dépôt des molécules de la matrice ; une fibrogenèse excessive semble être le facteur prépondérant (Poli et al. 1997, Rutgers 2000).

Le collagène est une protéine à triple hélice composée de chaînes polypeptidiques riches en proline, hydroxyline et lysine. Sa synthèse commence avec la formation intracellulaire de procollagène, qui est ensuite hydroxylé et glycosylé.

Le collagène est le constituant majeur de la matrice extracellulaire et le traitement de la fibrose passe par la modification de métabolisme de celui-ci.

Ainsi, comme l’illustre la figure ci-dessous, la formation et le dépôt de

collagène dans la matrice extracellulaire implique une série complexe d’évènements.


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Figure 37 : Diagramme représentant les différentes étapes influençant l’accumulation de

collagène dans le foie (Center 1999)

La fibrose est un élément important de l’hépatite chronique. Le remplacement

du parenchyme hépatique par un tissu conjonctif détruit la structure et diminue la capacité fonctionnelle du foie (De Novo 2006-a).

Au cours de l’atteinte hépatique et de la réponse inflammatoire l’accompagnant, la stimulation de la fibrogenèse est indirecte et induite par des médiateurs libérés par les cellules de Kupffer, les neutrophiles et les plaquettes. Ces médiateurs (facteurs de croissance, fibronectine, TNF, et les autres cytokines) activent les cellules radiées (cellules de Ito et lipocytes) situées dans l’espace de Disse, entre les cellules endothéliales sinusoïdales et les hépatocytes.

En temps normal, ces cellules radiées synthétisent les composants de la matrice extracellulaire, les métalloprotéases de la matrice, les cytokines et les facteurs de croissance. Dans l’hépatite chronique, lors de leur activation, elles prennent un aspect myofibroblastique et produisent en grande quantité le collagène et les composants de la matrice extracellulaire contribuant ainsi à la fibrose (Cullen 2001, Cullen et al. 2006-b, Guilford et al. 1996, Leveille-Webster et al. 1993, Rutgers 2000, Watson

2004). Le facteur de croissance β (TGF-β) produit par beaucoup de cellules, y

compris les cellules de Kupffer, lymphocytes, macrophages et plaquettes, est le plus


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connu des médiateurs qui stimulent le dépôt de collagène par les cellules de Ito (Center 1999).

La production hépatique de malondialdéhyde peut également causer une perturbation de l’expression du gène du collagène dans les cellules de Ito, ce qui augmente la synthèse de collagène (Devron-Gaillot 2005, Twedt 2001-a).

Une variété d’agents et de mécanismes initient et entretiennent la formation de lésions hépatiques et de fibrose. Les cascades biochimiques conduisant à la fibrogenèse sont résumées sur la figure ci –dessous.

Figure 38 : Mécanismes et interactions impliqués dans la fibrose hépatique (Center 1999)

La fibrose aboutit éventuellement à la cirrhose, un état extrême et irréversible,

caractérisé par une fibrose lobulaire diffuse et le remplacement de l’architecture hépatique normale par des nodules structurellement et fonctionnellement anormaux (De Novo 2006-a).


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Les fibroses débutantes peuvent être réversibles, mais les stades avancés de modification de la matrice extracellulaire par le collagène ne le sont pas. La détection et le traitement précoces de la fibrose sont, par conséquent, importants, pour prévenir l’évolution vers une maladie hépatique de stade avancé. Le moment d’apparition de la cirrhose varie grandement en fonction de la cause sous-jacente (Rutgers 2000).

La biopsie hépatique est essentielle pour le diagnostic de l’hépatite chronique permettant de caractériser l’inflammation, et de déterminer si de la fibrose est présente (Dill-Macky 1995, Honeckman 2003, Sterczer et al. 2001).

II.2.2.2.2. Utilisation raisonnée des antioxydants lors d’hépatite chronique

Le traitement de l’hépatique chronique consiste à arrêter le processus inflammatoire, à ralentir la progression de la fibrose et à protéger le tissu hépatique contre les dommages oxydants (§ II.2.1.1.).

II.2.2.2.2.1. Molécules anti-oxydantes ayant des propriétés anti-inflammatoires et immunomodulatrices

• La SAMe :

Elle possède des propriétés anti-inflammatoires par la voie de l’aminopropylation et la synthèse de la méthylthioadénosine qui possède des propriétés anti-inflammatoires (Davidson 2002).


Il possède des effets immunomodulateurs en diminuant la production des immunoglobulines par les lymphocytes B, et des cytokines par les lymphocytes T et les monocytes. Il diminue également l’expression des marqueurs du CMH (Complexe Majeur d’Histocompatibilité) sur les membranes des hépatocytes (De

Novo 2006-b, Gogny 2000, Leveille-Webster 2000).

• La colchicine :

Elle possède des propriétés anti-inflammatoires en empêchant la migration et la dégranulation des polynucléaires neutrophiles et des monocytes, et en diminuant le taux de cytokines circulantes (interleukines 1 et 2, TNFα). Cet effet anti-inflammatoire interviendrait aussi indirectement dans la suppression de la fibrose hépatique (Hitt 2001, Honeckman 2003, Leveille-Webster et al. 1999).

• La silibinine :

Elle inhibe la voie de la 5-lipooxygénase dans les cellules de Kupffer (Anonyme

1999, Center 2004).


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• Le sélénium :

Il possède des effets immunomodulateurs en maintenant un pool intralymphocytaire de glutathion réduit, ce qui protège la membrane et permet aux cellules immunocompétentes de maintenir leur réponse (Delattre et al. 2005, Siliart

2007).

II.2.2.2.2.2. Molécules anti-oxydantes ayant des propriétés anti-fibrosantes

• La colchicine :

Elle est un agent anti-mitotique empêchant la polymérisation des microtubules de collagène, interférant avec les mouvements transcellulaires des fibrilles de procollagène, et exerçant une influence inhibitrice sur la synthèse de pro-collagène par les fibroblastes dans la matrice extra-cellulaire.

Elle augmente l’activité de la collagénase, augmentant de ce fait la dégradation du collagène.

Enfin, elle empêche la libération, par les cellules inflammatoires et les macrophages, de différents médiateurs de la fibrogenèse, telle que la fibronectine (Boer et al ; 1984, Leveille-Webster et al. 1993).

• La SAMe :

Elle possède une action anti-fibrosante par le biais des polyamines.

• Le zinc :

Il inhibe l’activité de l’hydroxylase (par compétition avec son cofacteur Fe2+) responsable de l’hydroxylation de la proline et de la lysine et donc impliquée dans la synthèse de collagène.

Il inhibe la synthèse de l’oxydase impliquée dans cette même synthèse, par chélation du cofacteur cuivre (Leveille-Webster et al. 1993, Rutgers 2000).

II.2.2.3. Indication spécifique des antioxydants dans les hépatites par surcharge en cuivre

II.2.2.3.1. Pathogénie

Normalement, le cuivre alimentaire circule jusqu’au foie où il est stocké

temporairement fixé à des protéines cytoplasmiques. S’il n’est pas utilisé, il est stocké dans les lysosomes hépatiques avant d’être excrété dans la bile et éliminé dans les selles (De Novo 2006-a, Rolfe et al. 1995).

Le cuivre peut s’accumuler dans le foie en raison d’un défaut métabolique

primaire dans le métabolisme du cuivre, ou secondairement à l’excrétion diminuée du cuivre hépatique dans diverses hépatites chroniques (Twedt 2001-a).


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L’intoxication héréditaire par le cuivre, similaire à la maladie de Wilson chez l’homme, est une affection bien décrite chez le Bedlington Terrier. C’est une affection autosomale récessive qui se traduit par un défaut d’excrétion biliaire du cuivre. Le défaut génétique cause l’expression d’une protéine de stockage anormale, la métallothionine. Cette protéine séquestre le cuivre dans les lysosomes hépatiques diminuant ainsi son excrétion biliaire (Seguin et al. 2001).

Le cuivre s’accumule progressivement dans le foie au fur et à mesure que le chien vieillit, mais les symptômes n’apparaissent pas avant que les concentrations hépatiques ne dépassent 1500-2000 µg/g de foie sec.

Une biopsie hépatique est nécessaire au diagnostic et devrait être réalisée chez les animaux destinés à la reproduction chez les Bedlington Terrier. La détermination définitive du cuivre hépatique en excès exige une analyse quantitative du cuivre tissulaire mesurée sur l’échantillon de biopsie. Les concentrations hépatiques normales de cuivre devraient être inférieures à 400 µg/g de foie sec (De Novo 2006-a,

Twedt 2001-c).

Des hépatites chroniques avec une accumulation de cuivre sont également décrites chez le Doberman, le West Highland White Terrier, le Skye Terrier, mais la pathogénie exacte est actuellement inconnue. Il semblerait que ces races ne soient pas atteintes d’une « véritable maladie de stockage de cuivre » comme pour le Bedlington Terrier. En effet, le cuivre ne s’accumule pas tout au long de la vie du chien. L’accumulation hépatique de cuivre semble donc être, dans ces races, non pas la cause mais le résultat ou un épiphénomène d’une maladie sous-jacente (McGrotty

et al. 2003, Mandigers et al. 2004, Mandigers et al. 2005, Savary-Bataille 2006).

La cause et la pathogénie de l’hépatite du Doberman sont inconnues mais sa fréquence dans cette race suggère une base génétique. Les femelles d’âge moyen sont prédisposées, et la maladie est caractérisée par un syndrome cholestatique qui progresse vers la cirrhose et l’insuffisance hépatique.

La concentration hépatique normale en cuivre est considérée inférieure à 400 µg/g. Cependant dans une étude chez des Doberman cliniquement normaux, la concentration variait de 140-1500 µg/g (moyenne de 413 µg/g). Dans une autre étude de 23 Doberman affectés, cette concentration variait de 250 à 4700µg/g. Parce que certains Doberman atteints ont une élévation modeste de la concentration hépatique en cuivre, il est possible que les Doberman développent une atteinte hépatique suite à des concentrations plus faibles que d’autres races. Cette observation soulève aussi la possibilité que l’augmentation en cuivre dans cette race soit la conséquence de l’hépatite chronique et de la cholestase plutôt que la cause (De Novo 2006-a).

Plus récemment, une hépatite avec accumulation de cuivre a été rapportée chez le Dalmatien: des similitudes avec le Bedlington Terrier ont été mises en évidence et un déficit primaire du métabolisme du cuivre a été évoqué (Webb et al.

2002).


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Une étude récente réalisée chez 15 labradors retrievers soutient une hypothèse d’hépatite très probablement héréditaire provoquée par un défaut dans le métabolisme du cuivre hépatique (Mandigers et al. 2004).

D’autre part, parce que le cuivre est normalement sécrété par les hépatocytes dans la bile, l’accumulation hépatique en cuivre survient également secondairement lors de cholestase, en raison de l’élimination biliaire altérée.

N’importe quel chien souffrant d’une affection hépatique cholestatique peut accumuler une quantité excessive de cuivre dans le foie. Cependant, les concentrations sont généralement moindres que chez les chiens atteints d’une hépatite causée par l’accumulation pathologique de cuivre. Ainsi, des affections hépatiques avec accumulation concomitante de cuivre sont rapportées chez de nombreux chiens croisés et de race pure (De Novo 2006-a, Guilford et al. 1996, Rolfe et

al. 1995).

Les concentrations hépatiques de cuivre chez les chiens atteints d’une accumulation secondaire sont généralement de 800 à 1500 µg/g de foie sec, tandis que les concentrations en cuivre lors d’affections héréditaires avec accumulation primitive de cuivre atteignent des valeurs beaucoup plus élevées. Chez les Bedlington terriers, il y a une accumulation progressive avec l’âge, s’étendant de 1000 à 12000 µg/g de foie sec (Twedt 2001-c).

Chez le chat, des cas d’accumulation hépatique de cuivre ont été rapportés exceptionnellement (Meertens et al. 2005).

Comme l’illustre la figure ci-dessous les dommages hépatiques induits par le cuivre sont liés aux lésions générées par les radicaux libres.


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Figure 39 : Pathogénie de l’accumulation excessive de cuivre dans le foie (Center 1999)

II.2.2.3.2. Molécules antioxydantes ayant des propriétés anti-cuprirétiques

• Le zinc :

La diminution du taux de cuivre hépatique par le zinc est un processus indirect résultant des équilibres multiples du cuivre. Le zinc induit la synthèse d’une métallothionéine intestinale, protéine à faible poids moléculaire trouvée dans de nombreuses cellules, notamment hépatiques et intestinales. Elle se lie à des métaux lourds tels que le zinc et le cuivre, mais la métallothionéine a une meilleure affinité pour le cuivre.

Une fois induite, la métallothionéine complexe le cuivre arrivant dans la cellule intestinale et contrôle son absorption : celui-ci est donc séquestré dans les


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entérocytes et ne passe pas dans la circulation porte. Le complexe cuivre-métallothionéine est ainsi excrété dans les matières fécales avec les cellules intestinales desquamées.

Ce mécanisme a pour conséquence le blocage, dans la muqueuse intestinale, de l’absorption de cuivre alimentaire, ainsi que la réabsorption du cuivre endogène sécrété (sécrétions digestives). De cette façon, il y a diminution du taux sanguin de cuivre, qui est restauré par les stocks hépatiques, et donc, ces stocks sont progressivement réduits (Boer et al. 1984, Brewer et al. 1992, Guilford 1996, McGrotty et

al. 2003, Schall 1995).

• La vitamine C :

Elle pourrait diminuer l’absorption du cuivre et augmenter son excrétion urinaire (Ritcher 2002). Cependant, son utilisation est controversée : la vitamine C associée au fer ou à d’autres métaux accélère la peroxydation lipidique et induit des dégâts membranaires (§ II.1.2.) (Flatland 2003).

Il semble judicieux de délaisser son emploi au profit de molécules ayant fait preuve de leur efficacité.

• La colchicine :

Elle pourrait faciliter l’excrétion hépatique de cuivre (Leveille-Webster et al.

1993).

En conclusion, nous pouvons dire que les antioxydants constituent une famille

très hétérogène, luttant contre les dommages oxydatifs au sein de l’hépatocyte. Dans les affections hépatiques très souvent accompagnées d’un stress

oxydatif, l’utilisation des antioxydants en général se justifie donc sur un plan pharmacologique. Les propriétés particulières de certains antioxydants les rendent potentiellement intéressants pour certaines affections hépatiques : c’est le cas du zinc qui diminue l’absorption du cuivre et trouve donc une indication théorique dans les hépatites par surcharge en cuivre ; de l’acide ursodésoxycholique qui, avec ses propriétés cholérétique et anti-cholélithiasique, se justifie dans les affections cholestatiques ; ou encore de la colchicine qui empêche la progression de la fibrose qui accompagne les hépatites chroniques.

D’après les différents mécanismes d’action de ces molécules, il semblerait donc

approprié de les utiliser dans le traitement de différentes affections hépatiques. Mais ces utilisations ont-elles fait leurs preuves en médecine vétérinaire ? Quelles sont aujourd’hui les données cliniques justifiant leur intérêt en hépatologie chez les carnivores domestiques ?


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III.III.III.III. AAAApplicatipplicatipplicatipplications cliniques ons cliniques ons cliniques ons cliniques des antioxydants en des antioxydants en des antioxydants en des antioxydants en

hépatologie vétérinairehépatologie vétérinairehépatologie vétérinairehépatologie vétérinaire

Différentes études, ou cas cliniques, ont été décrits en médecine vétérinaire pour argumenter l’intérêt de l’utilisation des antioxydants dans différentes affections hépatiques. Nous allons tout d’abord nous intéresser aux données cliniques concernant leur action antioxydante, avec ensuite l’étude des hépatotoxicoses, puis nous exposerons les arguments cliniques sur leurs propriétés particulières dans certaines affections hépatiques.

III.1. Applications cliniques sur l’utilisation des antioxydants dans la lutte contre le stress oxydatif

III.1.1. Données cliniques sur l’utilisation de la SAMe

Depuis quelques années, la SAMe est une molécule qui suscite un intérêt

particulier et qui fait l’objet de nombreuses études contrôlées.

III.1.1.1. Etudes chez des sujets sains

Une étude réalisée en 2004, chez 15 chats en bonne santé, pendant 118 jours,

avec une administration de 200 mg/j de SAMe, a mis en évidence (Center et al. 2004) : • Une absence de toxicité de la SAMe ; • Une augmentation du GSH dans les globules rouges et les hépatocytes. Le

ratio GSH/GSSG augmente nettement ; • Une diminution des produits de la peroxydation membranaire.

Au début de l’étude, à l’histologie, cinq chats présentaient une inflammation

portale qui a été résolue au 118e jour chez trois chats et améliorée chez les deux autres.

En 2005, une étude a été réalisée sur 15 chats, âgés de 2 à 6 ans, en bonne santé, à qui la dose de 180 mg/j (soit environ 35-55 mg/kg/j) de SAMe a été administrée dans un estomac vide, pendant 113 jours.

Cette étude a permis de savoir quels sont les effets de la SAMe sur la pathologie clinique et le potentiel redox dans les globules rouges, le foie et la bile chez des chats cliniquement normaux.

Une histologie hépatique conventionnelle a été réalisée et différents paramètres de biologie clinique ont été évalués :

• La fragilité osmotique des globules rouges ;


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• Les concentrations hépatiques en glutathion réduit (GSH) et en sa forme dissulfure oxydée (GSSG) ;

• La concentration en glutathion réduit dans les globules rouges ; • La concentration en acides biliaires sériques, ainsi que dans la bile ; • La concentration des produits d’oxydation membranaire (TBARS) dans les

globules rouges et le foie ; • La teneur plasmatique en SAMe.

Une augmentation significative de la SAMe a été notée dans le sang après

administration, alors que naturellement, une très faible quantité de SAMe est présente. Le pic plasmatique (1.0-1.5 µg/mL) en SAMe survient 2 à 4h après l’administration chez la plupart des chats.

L’administration chronique de SAMe ne modifie pas les concentrations maximales ou cumulatives de SAMe plasmatique sur 24 heures et ne cause pas de signe manifeste de toxicité. Tous les chats sont restés en bon état général durant toute l’étude.

Au 113e jour, les concentrations hépatiques en GSH sont augmentées par rapport au premier jour (augmentation de 35%), et les concentrations en produits du stress oxydatif (malonaldialdéhyde) ont sensiblement diminué comparé au premier jour (diminution de 21.1%).

Le ratio GSH/GSSG a augmenté de 69% au cours de l’étude, et la résistance de la membrane des globules rouges à un stress osmotique a également augmenté.

Ainsi, à partir de cette étude, nous pouvons remarquer que la SAMe a une influence positive sur le stress oxydatif dans les globules rouges et le foie (Center et al. 2005-a).

III.1.1.2. Etudes chez des sujets malades

En 2002, Watson a présenté, lors d’une conférence, une étude des effets de la

SAMe sur les signes cliniques, les paramètres biochimiques et le taux de GSH dans les globules rouges, de 3 chiens et 2 chats ayant une affection hépatique confirmée par biopsie (Watson 2002). L’étude a duré 12 semaines.

Deux animaux (un chien avec une hépatite toxique et un chat avec une amyloïdose hépatique) ont montré une amélioration clinique marquée avec le traitement à la SAMe et une détérioration lorsque celui-ci était arrêté.

Un chien ayant une hépatite par surcharge en cuivre avec une neuropathie périphérique grave a eu une amélioration clinique avec la SAMe.

Les concentrations de GSH dans les globules rouges avant le traitement étaient de 1011 µm (chats) et 993 µm (chiens), et après traitement, elles étaient de 1205 µm (chats) et 1146 µm (chiens).

Ces premiers résultats ont été encourageants, mais plus d’études contrôlées impliquant un plus grand nombre d’animaux étaient encore nécessaires.


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Deux études réalisées successivement en 1999 et en 2005 ont montré l’intérêt de l’utilisation de la SAMe dans les hépatopathies vacuolaires induites par une administration chronique de glucocorticoïdes. Ces affections sont communes chez les chiens, en dépit de la variation individuelle considérable. Dans beaucoup de cas, la cause fondamentale est l’administration de glucocorticoïdes exogènes ou la production endogène.

Une étude préliminaire chez 4 chiens adultes avait mis en évidence que la co-administration de prednisolone (1-3 mg/kg/j) et de SAMe (dose minimale : 20 mg/kg/j) n’affectait pas la biodisponibilité ou la pharmacocinétique de l’autre substance.

Une première étude a été réalisée en 1999 sur 8 chiens, pendant 84 jours. Une dose de charge de prednisolone (4 mg/kg pendant 5 jours) a été suivie d’une dose de 2.2 mg/kg PO SID pendant 12 semaines. Un groupe de 4 chiens a reçu de la SAMe (dose minimale de 20 mg/kg/j) pendant 42 jours, à jeun, en deux prises par jour, puis un placebo pendant 42 jours ; et l’autre groupe a reçu le traitement inverse. Des prélèvements sanguins sont réalisés à J0 et 12h avant et 12h après chaque traitement, et des analyses histologiques sont réalisées à J0, J42 et J84.

En dépit du faible nombre de chiens dans l’étude, la prednisolone a diminué de manière significative le taux de GSH (glutathion réduit) et le taux de GSSG (glutathion oxydé) dans les globules rouges chez tous les chiens. La SAMe a modifié l'effet de la prednisolone sur la concentration en GSSG et GSH.

Nous concluons que l'administration par voie orale de la SAMe peut améliorer les stocks et le métabolisme du glutathion chez des chiens recevant un traitement aux glucocorticoïdes à dose élevée sur du long terme (Center et al. 1999).

Une étude similaire est réalisée en 2005 sur 8 chiens pendant 84 jours pour montrer l’influence de la SAMe, administrée oralement, sur les effets biologiques et hépatiques de l’administration à long terme de la prednisolone chez les chiens. Deux groupes de 4 chiens ont reçu de la prednisolone (2.2 mg/kg), une fois par jour, pendant 84 jours. Un groupe a reçu de la SAMe à 20 mg/kg/j en deux prises, pendant 42 jours, puis un placebo pendant 42 jours ; et l’autre groupe a reçu le traitement inverse.

Avant et pendant l’étude, de nombreux paramètres ont été contrôlés, dont l’activité des phosphatases alcalines (PAl) et des PAl cortico-induites (PAl-GC) et la concentration du GSH et du GSSG dans les érythrocytes et le tissu hépatique ; et des analyses histologiques sont réalisées.

Dans les deux groupes, on note une augmentation de l’activité des PAl et des PAl-GC, et une diminution de la concentration des globules rouges en GSH lors de l’administration du traitement prednisolone-placebo.

L’administration de la SAMe a amélioré la concentration en GSH dans les érythrocytes et les hépatocytes, a augmenté le ratio GSH/GSSG et a atténué l’induction des enzymes hépatiques.

Les hépatocytes, chez les chiens traités au long cours avec des glucocorticoïdes, développent des modifications cellulaires avec la fragilisation


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accrue des organites, incluant une fragilité lysosomale. L’intégrité du lysosome est importante, car l’émission d’hydrolases lysosomales hors de cet organite peut endommager les membranes de la cellule et des organites.

Les résultats de cette étude confirment que les hépatocytes soumis à une forte dose de glucocorticoïdes pendant une longue période peuvent être soumis à un stress oxydatif.

Ils suggèrent que la SAMe est biodisponible comme substrat de thiol dans le foie, et a la capacité d’atténuer les influences oxydantes imposées par les glucocorticoïdes. Elle a donc influencé favorablement le statut rédox hépatique.

Néanmoins, l’administration de SAMe n’a pas permis de bloquer l’apparition de lésions histologiques classiques d’hépatopathie vacuolaire cortico-induite.

Comme dans les études précédentes, aucun effet nuisible n’a été détecté chez les chiens après administration de SAMe à une dose de 20 mg/kg/j (Center et al. 2005-b).

Ainsi, à travers ces différentes études, nous pouvons dire que la SAMe est

efficace dans la lutte contre le stress oxydatif : elle augmente la concentration hépatique en glutathion réduit, elle diminue les concentrations des produits de la peroxydation membranaire, et apparaît comme n’ayant pas, ou peu d’effets toxiques.

Elle semble donc être une molécule intéressante dans le traitement des hépatopathies. Cependant, des études cliniques contrôlées sont encore nécessaires pour démontrer la réelle efficacité clinique de la SAMe. D’autre part, son coût élevé peut parfois être une limite à son utilisation.

Chez le chien, la posologie recommandée est de 20 mg/kg SID PO (Center

2000-a).

Chez le chat, la posologie varie selon les auteurs. Dans plusieurs articles, Twedt recommande 20 mg/kg SID PO (Twedt 2001-a, Twedt 2001-b, Twedt 2006), alors que Center recommande une dose de 200-400 mg SID PO (soit environ 40-65 mg/kg SID PO) sans préciser pour quelle raison elle préconise une double dose chez le chat par rapport au chien (Center 2000-a, Center 2004).

III.1.2. Données cliniques sur l’utilisation des autres antioxydants

• La vitamine E :

Il existe de nombreuses études in vitro et chez l’Homme démontrant que la vitamine E diminue les dégâts oxydatifs dans de nombreuses affections hépatiques.

C’est le cas d’une étude in vitro, évoquée par Twedt en 1998 lors d’une conférence, dont le but était d’étudier la protection par la vitamine E contre les radicaux libres produits par les acides biliaires. Des hépatocytes de rats isolés ont été


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mis en culture et incubés pendant 4 heures avec des acides biliaires toxiques, avec ou sans vitamine E.

En 4h, on note une augmentation des dommages oxydatifs et des lésions cellulaires.

La pré-incubation avec la vitamine E prévient la formation de dommages oxydatifs et diminue la production d’hydroperoxyde (ROOH) et les altérations cellulaires.

En résumé, la vitamine E protège les cellules contre la peroxydation lipidique provoquée par les acides biliaires toxiques. Par association d’idées, on peut penser que la vitamine E peut être efficace dans la thérapie d’affections cholestatiques ou d’affections hépatiques accompagnées de cholestase (Twedt 1998-a).

Le faible coût et l’absence d’effets secondaires font de la vitamine E une alternative intéressante dans le traitement de nombreuses affections hépatiques. Cependant des études seraient nécessaires pour permettre une meilleure définition du rôle de cette vitamine dans les maladies hépatobiliaires du chien et du chat (Flatland 2003).

La vitamine E est recommandée pour tous les chiens et chats atteints d’hépatite chronique, quelque soit la forme, à la dose de 10 UI/kg/j, mais son efficacité n’a pas été contrôlée (Center 2004, De Novo 2006-b).

L’absorption des vitamines liposolubles est réduite lors de cholestase hépatique, une forme hydrosoluble est donc préférée (Honeckman 2003).

• La vitamine C :

Aucune étude n’a été réalisée chez les chiens sur l’utilisation de la vitamine C dans le traitement des hépatopathies chroniques. L’emploi de la vitamine C étant controversée dans les hépatopathies avec accumulation en cuivre, il semble judicieux de délaisser son emploi au profit de molécules ayant fait la preuve de leur efficacité et de leur innocuité (chélateurs et zinc) (Devron-Gaillot 2005).

La vitamine C ne représente pas une molécule de choix du fait de ses contre-indications (§ II.1.2.). De plus, elle n’est pas essentielle chez le chien et le chat, son utilisation est donc moins intéressante que chez l’Homme.

• La N-acétylcystéine (NAC) :

Cette molécule a fait preuve de son efficacité dans la lutte contre le stress oxydatif lors d’intoxication au paracétamol (§ III.2.3.1.).

Certains auteurs préconisent également son emploi lors de lipidose hépatique en association avec la SAMe.

Pour le traitement de la lipidose hépatique du chat, la NAC est recommandée à la dose de 70 mg/kg BID ou TID en IV, puis un relais est fait avec la SAMe (180 mg/chat SID ou BID) lors de reprise de l’alimentation entérale (Center 2005).


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• La silymarine :

Quelques études sur des chiens sembleraient montrer un effet bénéfique de la silymarine lors d’hépatotoxicoses dues aux champignons Amanites phalloïdes (Martin

et al. 1984, Vogel et al. 1984). Des études in vitro permettent de penser qu’elle pourrait avoir un effet

protecteur contre la peroxydation lipidique des membranes et augmenterait la concentration en GSH dans le foie. L’expérience clinique limitée et une grande variabilité de la qualité du produit rendent impossible la recommandation de doses précises (Twedt 2006).

La dose recommandée chez le chien (50-250 mg/kg SID PO) est extrapolée de la médecine humaine (Center 2004, Twedt 2001-a).

Aucune étude n’a été réalisée chez le chat.

III.2. Données cliniques sur l’utilisation des antioxydants lors d’hépatotoxicoses : exemple de l’intoxication au paracétamol

Certains médicaments peuvent se comporter comme des hépatotoxiques et

causer des dégâts oxydatifs selon trois mécanismes (Center 1999, Center 2004) : • l’hépatocyte métabolise le médicament en un composé toxique qui agit

directement sur les structures biologiques ; • le médicament exerce son effet indirectement par la production de radicaux

oxygénés ;

• le troisième mécanisme fait appel à une réponse immunitaire aberrante, qui peut apparaître lorsque les liaisons covalentes aux protéines créent un haptène ou libèrent un néo-antigène capable de provoquer une réponse immune.

Un exemple classique d’hépatotoxicité et de formation de radicaux oxygénés

est l’intoxication au paracétamol (Rothuizen 2005).

III.2.1. Biotransformation du paracétamol dans l’organisme

Une fois dans l’organisme, pour être détoxifié, le paracétamol (ou

acétaminophène) doit être transformé, conjugué au niveau du foie, puis excrété sous forme atoxique par le rein (Webb et al. 2003).

Le paracétamol est principalement métabolisé dans le foie via trois voies métaboliques (Kolf-Clauwn et al. 1992, Pages 2006, Taylors et al. 2000, Webb et al.) :

• La voie oxydative impliquant les enzymes microsomales à cytochrome P-450, et qui donne naissance à un métabolite électrophile à courte durée de vie, car


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très réactif, la N-acétyl paraquinone imine (NAPQI). Ce métabolite est normalement conjugué par le glutathion réduit (GSH) et converti en cystéine conjuguée, qui est éliminée sous forme d’acide mercapturique (cystéine N acétylée) dans les urines. Cette voie est normalement mineure, et la NAPQI est donc rapidement éliminé. La conjugaison du GSH avec la NAPQI est protectrice à de faibles doses de paracétamol ;

• La voie de la sulfoconjugaison impliquant la sulfo-glucuronyl transférase ;

• La voie de la glucuronoconjugaison impliquant l’uridine diphosphate

glucuronyl transférase.

Ces deux dernières voies entraînent la formation de métabolites non toxiques excrétés aisément dans la bile et dans les urines.

III.2.2. Pathogénie de l’intoxication au paracétamol

Les voies de sulfo- et glucuronoconjugaison sont deux voies métaboliques

saturables. Cela entraîne, à forte dose, une augmentation de la demi-vie du paracétamol, avec un maintien des concentrations élevées dans l’organisme pendant de plus longues périodes. Ainsi, il y a augmentation de la NAPQI par la voie d’oxydation du cytochrome P-450 (Guilford et al. 1996, Kolf-Clauwn et al. 1992, Taylors et al. 2000).

Chez le chat, le foie possède une capacité limitée à conjuguer les métabolites du paracétamol par sa déficience en uridine diphosphate (UDP) glucuronyl-transférase et sa faible activité de sulfo-conjugaison, très rapidement saturée (Poletti et al. 1998, Wallace et al. 2002).

Aux doses toxiques, l’accumulation de NAPQI conduit à une déplétion en GSH et à une importante méthémoglobinémie. La déplétion du glutathion empêche l’inactivation des composés nuisibles par la glutathionine-S-transférase (Pages 2006).

Aussi, la NAPQI se fixe de façon irréversible aux protéines hépatiques par des lésions covalentes. Ceci a comme conséquence des dommages hépatocellulaires ainsi qu’une mort cellulaire (Guilford et al. 1996, Wallace et al. 2002, Webb et al. 2003). Des études expérimentales montrent que cette liaison, et donc la toxicité hépatique, intervient après une baisse de plus de 70% du glutathion hépatique (Kolf-Clauwn et al. 1992, Pages 2006).

L’évidence des dommages créés par le paracétamol peut être mesurée par la production accrue de malondialdéhyde qui reflète la peroxydation lipidique membranaire et un rapport diminué de GSH/GSSG, comme conséquence de l’accumulation de glutathion oxydé (GSSG) (Twedt 2001-a).


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Il est admis que le paracétamol est toxique chez le chat à partir de 50 à 60

mg/kg. Chez le chien, des signes de toxicité n’apparaissent qu’après surdosage net, au-delà de 150-200 mg/kg PO (Pletti et al. 1998).

Chez le chat, les signes cliniques sont essentiellement dus à la

méthémoglobinémie. Elle s’accompagne de la présence de nombreux corps de Heinz (facteurs du stress oxydatif). La nécrose hépatique ne domine pas le tableau clinique. Expérimentalement, les lésions de nécrose hépatique avec fibrose ne se développent chez le chat que lors d’intoxication chronique et à moyen terme (25 mg/kg/j pendant 4 semaines).

Chez le chien, l’hépatotoxicité est plus marquée : une nécrose hépatique

centrolobulaire est observée. Ainsi le chat se révèle plus résistant que le chien à la nécrose hépatique par le

paracétamol lors d’intoxication aiguë. L’hépatotoxicité existe chez le chat mais elle est secondaire. Il succombera généralement plus précocement à une hémolyse post-méthémoglobinémique avant de présenter des signes hépatiques cliniques (Guilford et al. 1996, Kolf-Clauwn et al. 1992, Poletti et al. 1998).

III.2.3. Evidence clinique et pharmacologique de l’intérêt des antioxydants

Que la toxicité au paracétamol soit due chez le chat à la méthémoglobinémie et

à l’hémolyse qui en résulte, ou chez le chien à la nécrose hépatique, les deux ont pour origine une déplétion en glutathion (GSH). Mais l’administration directe de GSH est inefficace car celui-ci est normalement synthétisé in situ et ne pénètre pas efficacement dans les cellules, il n’est donc pas rapidement disponible. Aucune présentation commerciale n’est disponible (Guilford et al. 1996, Taylors et al. 2000, Wallace et al. 2002).

Les buts de la thérapie sont de diminuer l’absorption du paracétamol, de favoriser et d’augmenter la rapidité de son élimination, de limiter la formation de NAPQI, d’utiliser des molécules favorisant la synthèse de GSH pour protéger les membranes et les cellules, et de fournir un soutien des grandes fonctions vitales (Wallace et al. 2002).

Les composés N-acétylcystéine et S-adénosylméthionine sont utilisés pour permettre un réapprovisionnement en GSH et empêcher les dommages oxydants (Twedt 2001-a).


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III.2.3.1. La N-acétylcystéine (NAC)

Afin de limiter la déplétion du glutathion intracellulaire, on utilise une source

alternative de groupements thiols précurseurs de glutathion. Le glutathion exige trois acides aminés pour sa synthèse : cystéine, glutamine, et glycine. Puisque beaucoup de voies métaboliques produisent aisément la glutamine et la glycine, l'attention s'est concentrée sur l’apport de cystéine. La forme d’apport de cystéine la plus efficace et la mieux tolérée est la N-acétylcystéine (Webb et al. 2003).

La deuxième action de la NAC est l’inactivation du métabolite réactif. En effet, le groupe sulfhydryle de la NAC peut se lier à la NAPQI qui est inactivée et excrétée. Aussi, la NAC augmente la fraction d’acétaminophène excrétée (El Bahri et al. 2003).

Des études réalisées chez le chat démontrent l’intérêt de la NAC lors d’hépatotoxicoses induite par le paracétamol : � La première étude a été réalisée en 1980 sur 22 chats (St Omer et al. 1980).

• 1er volet : 10 chats reçoivent 325 mg de paracétamol, deux fois, à 4 heures d’intervalle (T0 et T0+4h).

Parmi eux, 5 chats sont ensuite traités avec de la NAC à T0+4h à la dose de 140 mg/kg PO, puis reçoivent deux autres traitements espacés de 8 heures : ils ont tous survécus (100%). Les 5 autres chats n’ont pas reçu de traitement, et deux d’entre eux sont morts.

• 2e volet : 12 chats reçoivent 650 mg de paracétamol, deux fois, à 4 heures d’intervalle (double dose par rapport aux chats précédents).

4 chats ne sont pas traités : ils meurent tous. 4 chats sont traités à T0+4h puis avec deux autres traitements à 4h d’intervalle : 2 survivent (50%). 4 chats sont traités à T0+4h puis avec deux traitements à 8h d’intervalle : 2 survivent (50%).

Cette étude montre l’efficacité de la NAC dans le traitement de l’intoxication à l’acétaminophène chez les chats.

Le 2e volet de l’étude montre que la NAC est seulement efficace à 50% dans la réduction de la létalité d’une intoxication massive par l’acétaminophène. Son efficacité peut être améliorée quand la NAC est utilisée en conjonction avec un traitement de soutien. � La deuxième étude a été réalisée en 1982 sur 16 chats (Gaunt et al. 1982). Ces chats sont séparés en 4 groupes de 4 : - Groupe 1 : les chats ne reçoivent que de l’acétaminophène ; - Groupe 2 : les chats reçoivent de l’acétaminophène (T0), et de la NAC à T0 ; - Groupe 3 : les chats reçoivent de l’acétaminophène (T0), et de la NAC à T0+4h ; - Groupe 4 : les chats ne reçoivent que de la NAC.


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L’acétaminophène a été administré à la dose de 143 mg/kg et le traitement de la NAC a été administré à l’aide de quatre doses : 200 mg/kg donnés trois fois, et 100 mg/kg donné une fois. Résultats :

• Groupe 1 : on note une augmentation de la concentration en méthémoglobine, une déplétion en glutathion réduit (GSH) dans les globules rouges, et une augmentation des corps de Heinz. La déplétion en GSH peut résulter de l’interaction du GSH avec les radicaux libres oxydés et la formation de glutathion oxydé (GSSG). Les signes cliniques sont une léthargie, une cyanose, un œdème de la face ;

• Groupe 2 : les signes cliniques ont une intensité moindre par rapport au groupe 1. Un seul animal a des signes cliniques 8h après le début du traitement. Aucun animal ne présente d’œdème facial ;

• Groupe 3 : on note les mêmes effets que pour le groupe 1, mais avec une nette

amélioration des signes hématologiques à 12h et 24h après le début du traitement. La concentration en GSH diminue à 2h et 4h après l’intoxication, mais, après le traitement à la NAC, les valeurs de GSH sont intermédiaires entre le groupe 1 et le groupe 2. Il n’y a pas de chat malade après 12h de traitement ;

• Groupe 4 : absence de modification.

Cette étude confirme l’efficacité de la NAC dans le traitement de l’intoxication

aiguë à l’acétaminophène.

La diminution du stress oxydatif dans les globules rouges est indiquée par la diminution de la concentration en méthémoglobine et la diminution des corps de Heinz chez les chats traités par la NAC.

La sulfo-conjugaison est habituellement limitée par la concentration hépatique en sulfate inorganique, pour laquelle la NAC pourrait être une source. On ne sait pas si la NAC agit localement dans les érythrocytes chez le chat ou si le foie est le lieu principal de l’action de la NAC.

La posologie recommandée est de 140 mg/kg, PO ou IV, en dose initiale, suivie de doses de 70 mg/kg toutes les 4-6h pendant au moins 36h.

Le traitement spécifique est d’autant plus efficace qu’il est mis en œuvre précocement après l’ingestion. Il se révèle moins efficace s’il débute plus de 12 heures après l’ingestion.

Il a été préconisé de doubler la dose initiale de NAC en cas d’intoxication sévère ou d’intervention tardive (Poletti et al. 1998, Taylors et al. 2000).


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III.2.3.2. La S-adénosylméthionine (SAMe)

Un cas clinique est réalisé en 2002 sur une chienne de 8 mois présentée en

consultation 48h après l’ingestion d’acétaminophène (1 g/kg). Elle présente, entre autre, une anémie hémolytique, la présence de corps de Heinz, et une diminution de la concentration en GSH dans les globules rouges. Le traitement avec la SAMe a permis une guérison du chien en dépit de sa présentation tardive. Une dose de charge à 40 mg/kg a été suivie d’une dose d’entretien (20 mg/kg SID) pendant 7 jours.

Ce cas suggère que l’utilisation de la SAMe, comme donneur de GSH, peut être une option thérapeutique dans le traitement de l’intoxication à l’acétaminophène chez les chiens capables de garder l’antidote administré par voie orale (car risque de vomissements associés au toxique), et ayant une fonction hépatique suffisamment préservée pour être capables de métaboliser la SAMe en ses dérivés thiols (Wallace et

al. 2002).

Donc, la posologie recommandée chez le chien est une dose unique de charge (40 mg/kg) suivie d’une dose d’entretien (20 mg/kg) SID pendant 7 jours.

Le facteur limitant dans l’utilisation d’antidotes oraux est les vomissements associés au toxique (nécessité parfois d’associer un antiémétique).

Une étude est réalisée en 2003 sur 18 chats âgés d’environ 2 ans et demi, pendant 14 jours. Ils ont été séparés en trois groupes de 6 (Webb et al. 2003) :

• dans le groupe 1, les chats ne reçoivent que de la SAMe à la dose de 180 mg deux fois par jour pendant 3 jours, puis à la dose de 90 mg deux fois par jour pour le temps restant de l’étude ;

• dans le groupe 2, les chats ne reçoivent que du paracétamol à la dose de 90

mg/kg en une fois, et ne reçoivent aucune autre médication durant toute l’étude ;

• dans le groupe 3, les chats reçoivent 90 mg/kg de paracétamol, et une heure

après, le même protocole que le groupe 1, pour la SAMe, est commencé.

Le but de cette étude était d’étudier l’effet de l’administration de SAMe sur les marqueurs hématologiques et sur les marqueurs de stress oxydatif après administration d’acétaminophène chez le chat.

La dose d’acétaminophène (90 mg/kg) a été choisie pour induire des dommages oxydatifs mesurables, mais des effets secondaires minimaux, basés sur un rapport de 45 chats recevant cette dose sans mortalité et morbidité rapportée. Cette dose est sensiblement inférieure à la dose la plus faible potentiellement létale (143 mg/kg). En dépit de ceci, deux animaux de cette étude sont morts après ingestion d’acétaminophène (à 24 et 36h).


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Les chats du groupe 2 ont montré une augmentation rapide de la formation de méthémoglobine dans les 4 heures. L’absence de différence significative entre le taux de méthémoglobine des chats des groupes 2 et 3 dans les quatre premières heures montre que la SAMe n’a aucun effet initial sur le degré de production de la méthémoglobine, mais le déclin des corps de Heinz est plus rapide dans le groupe 3.

La tendance à l’augmentation du ratio GSH/GSSG dans le groupe 1, à la diminution dans le groupe 2, et le fait qu’il reste stable dans le groupe 3, est conforme à une protection du GSH hépatique par la SAMe. L’augmentation du taux sanguin de GSH chez les chats traités avec la SAMe est similaire à celle relevée pour des chats intoxiqués au paracétamol et traités avec la NAC (§ III.2.3.1.) (Wallace et al. 2002).

La figure ci-dessous résume le métabolisme du paracétamol au sein de l’organisme ainsi que les sites d’action de la NAC et de la SAMe.


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Figure 40 : Diagramme représentant la détoxification métabolique du paracétamol et les sites

d’intervention des antioxydants (Guilford et al. 1996)

III.3. Applications cliniques des antioxydants à propriétés particulières dans les affections hépatiques

III.3.1. Application dans les affections hépatiques associées à une cholestase


Il existe actuellement un seul cas clinique, publié en 1997, sur les effets bénéfiques de l’acide ursodésoxycholique chez un chien atteint d’une hépatite chronique.

Voie de la glucuronoconjugaison

Voie de la sulfo-conjugaison

NAPQI

Acide mercapturique

GSH

Déplétion En GSH

SAMe

GSH

NAC

Dommages cellulaires

Acide ascorbique

NAPQI-protéines hépatiques

UDP-glucuronosyl Transférase

Déficiente chez le chat

Voie oxydative (P-450)

Excrétion rénale

Excrétion rénale

Excrétion rénale

Acide ascorbique

Voie limitée chez le chat

SAMe Paracétamol

+

-

-

+


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Il s’agissait d’un chien de 9 ans ayant une cholestase secondaire sévère et traité avec de l’acide ursodésoxycholique oralement à la dose de 15 mg/kg PO une fois par jour (Meyer et al. 1997). Dans ce cas clinique ont été évalués les effets du traitement :

• sur la composition du pool sérique d’acides biliaires ; • sur les tests hépatobiliaires ; • sur l’état clinique de l’animal.

Deux semaines après le début du traitement, le propriétaire a noté une

amélioration de l’appétit et de l’activité de son chien. Un mois après le début du traitement, on note une augmentation de l’acide

tauroursodésoxycholique, la principale forme conjuguée de l’UCDA chez le chien. Deux mois avant le début du traitement, on note une augmentation

importantes des acides biliaires totaux, dont les principaux étaient des acides biliaires hydrophobes primaires (606-808 µmol/L) : acide taurocholique, acide taurochénodésoxycholique, acide lithocholique. Le traitement d’acide ursodésoxycholique pendant six mois a entraîné la diminution de la concentration endogène en acides biliaires (205 µmol/L)

Il n’existe aucune étude contrôlée prouvant l’efficacité et déterminant la posologie adéquate de l’acide ursodésoxycholique (Maddison 2001). Des études contrôlées sur un grand nombre de chiens et de chats seraient nécessaires.

L’extrapolation à partir de données humaines a conduit à recommander une dose de 10-15 mg/kg PO SID pendant plusieurs mois lors d’hépatites associées à une cholestase chez le chien (Gogny 2000, Twedt 1998-c, Twedt 2001-b).

Pour ses effets cholérétiques, immunomodulateurs, et antioxydants, l’acide ursodésoxycholique représente une molécule potentiellement intéressante dans le traitement des hépatopathies cholestatiques et nécro-inflammatoires (Center 2004, Devron-Gaillot 2005).

Son coût peut parfois représenter un frein à son utilisation chez les chiens de grande race.

III.3.2. Application dans les hépatites chroniques idiopathiques

• La colchicine :

L’efficacité clinique de la colchicine n’a jamais été prouvée en médecine humaine et son emploi est controversé.

Peu d’études sont disponibles en médecine vétérinaire sur son efficacité. Il existe quelques descriptions cliniques isolées d’utilisation de la colchicine dans le traitement des maladies hépatiques chroniques chez le chien, toutes associées à de la fibrose.


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En 1984, un cas clinique est publié sur l’utilisation de la colchicine pour le traitement d’une hépatite chronique associée à une fibrose chez un chien de 4 ans. La biopsie hépatique avait mis en évidence une dégénérescence hépatique, une nécrose, une infiltration mixte de cellules inflammatoires et une fibrose périportale.

Le chien a d’abord été traité avec de la prednisolone, mais au bout de la cinquième semaine, il n’y avait toujours pas d’amélioration. Un traitement à base de colchicine a donc été initié à la dose de 0.03 mg/kg PO SID.

Trois semaines après le début de ce traitement (huit semaines après la

première consultation), l’état général de l’animal s’est nettement amélioré, avec une reprise de l’appétit et du poids.

Douze semaines après la première consultation, une biopsie hépatique a mis en évidence une réduction de l’infiltration cellulaire inflammatoire et de la dégénérescence hépatique. La fibrose hépatique est restée présente mais apparaissait plus organisée, moins invasive.

Au 7e mois, étant donné le bon état général stable du chien, la dose de colchicine a été diminuée de moitié pendant deux semaines, puis le traitement a été arrêté. Le chien est redevenu anorexique, léthargique. La colchicine à 0.03 mg/kg a alors été réadministrée. Une rémission temporaire a été suivie d’une détérioration progressive de l’animal : une encéphalose hépatique a été suspectée et une euthanasie a été décidée au 9e mois.

A l’histologie post-mortem, la fibrose hépatique était minimale (Boer et al. 1984).

En 1990, un cas clinique est publié sur l’utilisation de la colchicine chez une chienne de 2 ans. Suite à une laparotomie et des biopsies hépatiques, une encéphalose hépatique, de la fibrose en région portale, ainsi qu’un shunt porto-systémique acquis ont été diagnostiqués.

Un traitement symptomatique à base de lactulose, métronidazole et une alimentation pauvre en protéine a été mis en place, tandis que la colchicine (0.025 mg/kg PO SID) a été administrée comme traitement de la fibrose.

Au cours des différentes consultations suivantes, malgré une réévaluation du

traitement symptomatique, l’état général de la chienne s’est nettement amélioré. Au 27e mois, une biopsie hépatique est recommandée pour réévaluer le

traitement et le besoin de continuer l’administration de colchicine, mais elle est refusée par les propriétaires. En raison des effets inconnus de la thérapie à long terme de la colchicine, la dose a été réduite de 50%.

Au 30e mois, la chienne est présentée pour hématurie, anorexie et amaigrissement depuis 4 semaines. Une euthanasie est décidée. L’autopsie révèle un infarctus rénal bilatéral avec hémorragie dû à de multiples thrombi.

L’histologie met en évidence une fibrose persistante, avec une maturation du collagène existant mais sans progression de la fibrose (Rutgers et al. 1990).


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Dans les deux cas cliniques, la thérapie à base de colchicine a été associée à une amélioration progressive des signes cliniques et de la fonction du foie, et au ralentissement de la progression de la fibrose hépatique, d’après les résultats histologiques post-mortem n’indiquant aucune progression apparente de la fibrose.

Ainsi, l’utilisation de la colchicine peut être envisagée comme une approche thérapeutique adjuvante de la fibrose et de la cirrhose, bien que des études évaluant son efficacité soient encore nécessaires (Rutgers et al. 1990, Twedt 1998-c). Elle devrait être considérée dans les choix thérapeutiques des chiens pour lesquels la présence de fibrose a été démontrée sur une biopsie en association ou non avec une inflammation (De Novo 2006-b).

La dose recommandée chez le chien (0.025-0.03 mg/kg PO SID) est extrapolée de la dose employée chez l’Homme (De Novo 2006-b, Honeckman 2003, Leveille-Webster

et al. 1999). Il n’existe pas d’information sur l’utilisation de la colchicine chez le chat.

• Le zinc :

Des études chez le rat et l’homme semblent montrer un effet bénéfique du zinc sur les dépôts de collagène dans le foie. Cependant, aucune étude n’est disponible chez les carnivores. Le zinc apparaît utile comme traitement complémentaire des hépatopathies avec fibrose, notamment lorsqu’elles sont associées à une inflammation, cependant son efficacité anti-fibrosante reste à démontrer par des études cliniques.

Certains auteurs recommandent la posologie de 100-200 mg/j d’élément zinc, PO pendant 3-6 mois, chez les chiens de moyenne races (10-25 kg), puis 50 mg/j en maintenance. L’administration de zinc se fait en dehors des repas. (Guilford 1996, Rutgers 2000, Sartor 2003).

• La silymarine :

Les résultats d’études contrôlées de l’utilisation de la silymarine dans le traitement des maladies hépatiques chroniques chez l’Homme sont variables, mais certaines indiquent un effet bénéfique.

Les études et l’expérience clinique limitée ne permettent pas de faire des recommandations précises quant à son utilisation dans le traitement des maladies hépatiques chroniques chez les carnivores.

Les doses sont extrapolées de la médecine humaine et sont comprises entre 50 et 250 mg/kg PO SID (De Novo 2006-b, Honeckman 2003).


Il est aujourd’hui fréquemment recommandé dans le traitement des maladies hépatiques chroniques chez le chien et le chat, bien que la plupart des informations concernant son efficacité soient anecdotiques (Twedt 2006).


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III.3.3. Applications dans les hépatites associées à une surcharge en cuivre

• Le zinc :

Une étude réalisée en 1992 chez trois Bedlington Terrier et trois West Highland White Terrier a permis d’étudier l’efficacité de l’acétate de zinc dans le traitement des surcharges en cuivre (Brewer et al. 1992).

Des biopsies hépatiques ont été réalisées pour diagnostiquer une surcharge en cuivre. Pour l’étude, la concentration minimale de cuivre choisie arbitrairement était de 1000 µg/g de foie sec pour un diagnostic de surcharge en cuivre chez le West Highland White Terrier, sachant que chez le Bedlington Terrier, cette concentration est très souvent largement dépassée.

Deux chiens de chaque race ont été traités pendant deux ans avec de l’acétate de zinc, et un chien de chaque race a été traité pendant un an.

La dose de 200 mg/j d’acétate de zinc a été exigée pour atteindre les objectifs liés au cuivre, qui incluait de doubler la concentration plasmatique en zinc de 200 µg/dL et une suppression de l’absorption de cuivre oral. La dose a ensuite été réduite à 50-100 mg/j pour éviter une augmentation excessive de la concentration en zinc plasmatique. A la fin de l’étude tous les chiens présentaient un bon état général.

Avant le début du traitement, trois chiens avaient une affection hépatique légère à modérée et des concentrations élevées en cuivre hépatique. La biopsie du foie, deux ans après, a indiqué une réduction de l’hépatite et de la concentration en cuivre.

Un autre chien sans hépatite chronique a également eu une diminution des concentrations hépatiques en cuivre après deux ans de traitement.

Les valeurs comparées chiffrées des teneurs hépatiques en cuivre sont les suivantes pour les quatre chiens suivis pendant deux ans :

Avant l’administration de

zinc (µg/g de foie sec)

Après deux ans d’administration de zinc

(µg/g de foie sec)

Bedlington Terrier 1 5400 2740 Bedlington Terrier 2 5700 1500 West Highland White

Terrier 1 1300 432

West Highland White Terrier 1

1890 400

Tableau 1 : Teneurs hépatiques en cuivre avant et après traitement au zinc

(Brewer et al. 1992)


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Aussi, avant le traitement au zinc, trois chiens présentaient une inflammation hépatique induite par le cuivre, qui a été améliorée par le traitement deux ans après.

Cette étude semble donc montrer que l’administration de zinc, pendant un à deux ans, diminue le taux hépatique en cuivre et améliore ainsi la fonction hépatique qui peut être compromise.

Cette étude a également montré qu’il y avait un délai de 3 à 6 mois entre le début du traitement au zinc et la mise en évidence des premiers effets bénéfiques et la suppression de l’absorption intestinale de cuivre.

Le zinc peut représenter une alternative efficace et sûre aux traitements chélateurs classiques (pénicillamine, trientine) dans le cas d’accumulation de cuivre.

Comme le préconise certains auteurs, les chiens ayant un diagnostic d’accumulation en cuivre peuvent être traités avec de l’acétate de zinc à 100 mg PO BID pendant 3 à 6 mois, suivis de l’administration de 50 mg PO BID (Brewer et al. 1992, Richter 2002).

Certains auteurs recommandent la posologie de 5-10 mg/kg d’élément zinc PO BID pendant 3-6 mois, puis 50 mg PO BID en maintenance (Rolfe 1995, Rothuizen 2005, Twedt 2001-b, Twedt 2006).

L’administration orale de zinc doit se faire en dehors des repas (1 à 2 heures), à jeun, pour assurer une absorption adéquate, à cause de nombreux facteurs alimentaires qui peuvent le chélater.

Le taux plasmatique en zinc doit être contrôlé tous les 2-3 mois pour maintenir une concentration en zinc supérieure à 200 µg/dL mais inférieure à 400 µg/dL, pour éviter d’atteindre des concentrations toxiques. Une concentration supérieure à 1000 µg/dL peut entraîner une anémie hémolytique (Sartor 2003).

III.4. Bilan des différentes applications cliniques

A travers cette troisième partie et les différentes études ou cas cliniques

répertoriés, voyons, selon les différentes affections hépatiques, les molécules pouvant être recommandées et à quelle dose. Dans le tableau ci-dessous, nous distinguerons deux cas :

• En rouge et soulignées sont mises en évidence les molécules qui on fait la preuve clinique de leur intérêt dans la lutte contre le stress oxydatif dans différentes affections hépatiques, ou de leur utilisation pour une affection hépatique particulière.

La SAMe est le composé pour lequel nous disposons du plus grand nombre de données sur son utilisation. Elle a fait depuis quelques années, l’objet de nombreuses études cliniques et expérimentales. Même si d’autres études contrôlées sont nécessaires pour démontrer son efficacité thérapeutique et préciser ses indications,


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de nombreuses observations suggèrent qu’un effet bénéfique existe dans la lutte contre le stress oxydatif lors de lipidose hépatique, d’affections hépatiques chroniques quelque soit la forme, et lors d’intoxication au paracétamol.

La NAC a fait l’objet de nombreuses études cliniques montrant son efficacité

dans le traitement de l’intoxication au paracétamol. D’après l’étude réalisée en 1992 (Brewer et al. 1992), le zinc peut représenter

une alternative efficace et sûre aux traitements chélateurs classiques (pénicillamine, trientine) lors d’hépatite par surcharge en cuivre.

• En noir sont mises en évidence les molécules potentiellement intéressantes pour certaines affections hépatiques, mais qui n’ont fait l’objet d’aucune étude ou cas clinique, ou que de cas cliniques ou études isolés.

Ces molécules nécessitent plus d’études contrôlées, avec un nombre d’animaux plus important pour prouver leur efficacité dans des affections hépatiques particulières et pour déterminer leur posologie.

La vitamine E est une molécule très souvent recommandée dans les hépatites chroniques, quelque soit la forme, elle présente de plus peu d’effets secondaires, mais son efficacité clinique n’a pas été montrée.

Malgré sa recommandation fréquente, l’acide ursodésoxycholique n’a fait

l’objet que d’un cas clinique et aucune étude contrôlée n’a prouvé son efficacité. Sa posologie est extrapolée de la médecine humaine.

Il en est de même pour la colchicine : malgré deux cas cliniques montrant son

efficacité dans le traitement de la fibrose hépatique, des études sont encore nécessaires.

En ce qui concerne la silymarine, les études et l’expérience limitée ne

permettent pas de faire une recommandation précise quant à son utilisation dans les affections hépatiques chroniques.

La vitamine C n’est pas mentionnée dans ce tableau car, comme cela a été dit dans le § II.1.2., aucune étude n’a été réalisée et elle n’est pas essentielle chez le chien et le chat qui peuvent la synthétiser. Il en est de même pour le sélénium (§ II.2.1.2.).


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Affections Molécules Doses Noms déposés

NAC 70-140 mg/kg PO ou IV ;

BID-TID

Mucomyst®*, Nombreux génériques

humains, Fluimucil®* (injectable, spécialité hospitalière)

Hépatotoxicoses (intoxication au paracétamol)

SAMe CN : 20-40 mg/kg SID PO

CT : 90-180 mg BID PO Zentonil®

NAC 70 mg/kg BID ou TID IV

Mucomyst®*, Nombreux génériques

humains, Fluimucil®* (injectable, spécialité hospitalière)

Lipidose Hépatique du chat

SAMe 180 mg/chat

SID OU BID PO Zentonil®

Vitamine E

10 UI/kg PO ou IM

Nombreuses présentations vétérinaires

SAMe

CN : 20 mg/kg SID PO CT : 20 mg/kg SID PO ou 200-400 mg SID PO

Zentonil®

Colchicine CN: 0.025-0.03 mg/kg

PO SID Colchicine Opacalcium®*

Zinc 100-200 mg/j pdt 3-6 mois

puis 50 mg/j Nombreuses présentations

vétérinaires

UDCA CN: 10-15 mg/kg PO SID Ursolvan®* Delursan®*

Hépatites chroniques

idiopathiques

Silymarine CN : 50-250 mg/kg SID

PO Legaphyton® Hepatophyt®

UDCA CN : 10-15 mg/kg PO SID Ursolvan®* Delursan®*

Vitamine E 10 UI/kg PO ou IM Nombreuses présentations

vétérinaires

Affections hépatiques

associées à une cholestase

SAMe CN : 20 mg/kg SID PO CT : 20 mg/kg SID PO ou 200-400 mg SID PO

Zentonil®

Hépatite par surcharge en cuivre

Zinc CN : 10 mg/kg PO SID Nombreuses présentations

vétérinaires

Tableau 2 : Principaux antioxydants (molécules, doses, noms déposés) utilisables dans les

affections hépatiques


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• Légende :

NAC : N-acétylcystéine SAMe : S-adénosylméthionine UDCA: Acide Ursodésoxycholique ®* : Spécialité humaine.

En conclusion, nous pouvons dire que les études indiquent qu’un traitement

antioxydant peut diminuer la concentration en radicaux libres et protéger les hépatocytes contre les lésions oxydatives chez les chiens atteints d’hépatite chronique.

Même si les études sont peu nombreuses pour prouver l’efficacité de la plupart des molécules, il semble intéressant d’utiliser des antioxydants en association favorisant ainsi leur effet synergique, pour les hépatites chroniques, quelque soit la forme.


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COCOCOCONCLUSIONNCLUSIONNCLUSIONNCLUSION

Ce travail a permis de faire le point sur les principaux antioxydants disponibles en hépatologie chez les carnivores.

Quelle que soit la nature de l’atteinte hépatique, il semble désormais évident

que l’augmentation de la production de radicaux libres joue un rôle important dans le développement de lésions hépatiques aiguës (comme l’intoxication au paracétamol) et chronique. Différentes études indiquent qu’un traitement antioxydant diminue la concentration en radicaux libres et protège les hépatocytes contre les lésions oxydatives. Il est reconnu aujourd’hui que des complexes d’antioxydants sont plus efficaces car ils agissent en synergie.

La liste des molécules à activité antioxydante utilisées lors d’affection hépatique est longue et diversifiée (vitamines, oligo-éléments, végétaux). Pour la plupart de ces molécules (tels que la colchicine, la silymarine ou l’acide ursodésoxycholique), il existe peu d’études contrôlées démontrant leur efficacité, et nous n’avons qu’une connaissance limitée de leur toxicité éventuelle, de la posologie adéquate et peu ou pas de preuves de leur bénéfice thérapeutique pour les affections hépatiques des carnivores. Ainsi, la plupart des traitements recommandés repose sur des extrapolations de la médecine humaine.

Pour d’autres molécules, parmi lesquelles la N-acétylcystéine, le zinc, et la S-

adénosylméthionine, nous disposons de plus en plus d’arguments tendant à prouver leur intérêt clinique. En particulier, les données sur la S-adénosylméthionine sont considérables, qu’il s’agisse d’études expérimentales ou de cas cliniques chez le chien et le chat.

Concernant l’intérêt relatif des antioxydants pour les différentes affections hépatiques évoquées, il semble pertinent de distinguer :

• Celles pour lesquelles le stress oxydatif est l’élément majeur de la pathogénie (telles que les hépatotoxicoses, ou les maladie de stockage de cuivre): dans ce cas, les antioxydants sont particulièrement indiqués, comme la N-acétylcystéine et la S-adénosylméthionine qui ont très bien fait la preuve de leur efficacité en tant qu’antioxydant lors d’hépatotoxicose au paracétamol ;

• Celles où le stress oxydatif peut intervenir mais ne représente pas l’élément clé

de la pathogénie (telle que l’hépatite chronique idiopathique) : dans ce cas, la proposition d’utilisation d’antioxydants ou d’association d’antioxydants est intéressante, mais sa pertinence plus difficile à évaluer.

Contrairement à certaines molécules, comme la vitamine E, la S-

adénosylméthionine et la N-acétylcystéine qui sont utilisées essentiellement pour leur action antioxydante dans les affections hépatiques, d’autres molécules sont


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principalement employées pour traiter une composante spécifique de l’affection : la colchicine est conseillée pour son action anti-fibrosante, l’acide ursodéoxycholique pour son action cholérétique, et le zinc pour son action anti-cuprirétique, leur rôle antioxydant devient ainsi secondaire.

Comme l’illustre la multiplicité des publications récentes, et l’absence

fréquente de rapports contrôlés sur l’utilisation des antioxydants en hépatologie, ce domaine d’étude est en plein essor et l’étendue des recherches à réaliser en hépatologie chez les carnivores semble encore immense.


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TTTTABLE DES ILLUSTRATIONSABLE DES ILLUSTRATIONSABLE DES ILLUSTRATIONSABLE DES ILLUSTRATIONS Figure 1 : Caractère biradicalaire de l’oxygène (Site Internet de l’université de Liège –b) __ 16 Figure 2 : Electron non apparié du radical hydroxyle (Favier 2004) ___________________ 16 Figure 3 : Exemple de réaction en chaîne (Site Internet de l’Université de Liège –a) ______ 16 Figure 4 : Etapes successives de la réduction de l’oxygène in vivo (Gardes-Albert et al. 2003)_________________________________________________________________________ 20 Figure 5 : Synthèse du radical monoxyde d’azote (Site Internet de l’université de Liège –c) 21 Figure 6 : Origine des différents radicaux libres oxygénés et espèces réactives de l’oxygène impliqués en biologie (Favier 2003) ____________________________________________ 23 Figure 7 : Mécanisme en chaîne de la peroxydation des acides gras polyinsaturés et nature des produits terminaux formés (Favier 2003)________________________________________ 27 Figure 8 : Lésions de l’ADN formées par attaque radicalaire (Favier 2003) _____________ 29 Figure 9 : Mode d’action des principaux systèmes enzymatiques antioxydants et de leurs cofacteurs métalliques (Favier 2003)____________________________________________ 33 Figure 10 : Vitamine E ou α-tocophérol (Site Internet de l’expert group on vitamins and minerals) _________________________________________________________________ 40 Figure 11 : Vitamine C ou acide ascorbique (Siliart 2007)___________________________ 41 Figure 12 : Degrés d’oxydoréduction de la vitamine C (Frei 1994) ____________________ 42 Figure 13 : Synthèse de l’acide ascorbique (Fatland 2003)___________________________ 42 Figure 14 : Rôle de la vitamine C dans la régénération de la vitamine E (Siliart 2007) ____ 43 Figure 15 : Structures de la cystéine et de la N-acétylcystéine (Poletti et al. 1998) _______ 44 Figure 16 : Structure de la S-adénosylméthionine (Lu 2000) ________________________ 45 Figure 17 : Réaction de synthèse de la SAMe (Cottiglieri 2002) ______________________ 45 Figure 18 : Métabolisme de la S-adénosylméthionine (Cottiglieri 2002) ________________ 47 Figure 19 : Structure de la silibinine (Vogel et al. 1984) ____________________________ 48 Figure 20 : Diagramme récapitulatif des effets favorables de la silibinine chez les patients présentant une affection hépato-biliaire (Center 2000-b) ____________________________ 49 Figure 21 : Structure de la colchicine (Site Internet Wikipedia –b) ____________________ 50 Figure 22 : Diagramme récapitulatif des effets favorables de la colchicine chez les patients qui présentent une affection hépato-biliaire inflammatoire associée à une fibrose (Center 2000-b)_________________________________________________________________________ 51 Figure 23 : Pharmacocinétique du zinc (Guilford et al. 1996) ________________________ 52 Figure 24 : Diagramme récapitulatif des effets favorables attribués au zinc chez les patients qui présentent une affection hépato-biliaire chronique (Center 2000-b)_________________ 53 Figure 25 : Structure de l’acide ursodésoxycholique (Gogny 2000)____________________ 54 Figure 26 : Diagramme récapitulatif des effets favorables reconnus de l’acide ursodéoxycholique chez les patients qui présentent une maladie hépatique cholestatique et une insuffisance hépatique (Center 2000-b)__________________________________________ 55 Figure 27 : Formation de composés séléniés dans l’organisme (Siliart 2007) ____________ 56 Figure 28 : Voie de la transsélénation___________________________________________ 57 Figure 29 : Effet pro-oxydant de la vitamine C (Sagaut 1983)________________________ 59 Figure 30 : Etiologie des lésions oxydatives en cas d’affection hépatique (Rutgers et al. 2006)_________________________________________________________________________ 62 Figure 31 : Voie de la transsulfuration (Cottiglieri 2002) ___________________________ 65 Figure 32 : Voie de l’aminopropylation (Cottiglieri 2002) ___________________________ 66 Figure 33 : Conversion du radical tocophéryl par la vitamine C (Murray et al. 2002) _____ 66 Figure 34 : Actions des antioxydants contre le stress oxydatif hépatique _______________ 69 Figure 35 : Voie de la transméthylation (Cottiglieri 2002) __________________________ 71


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Figure 36 : Pathogénie de l’inflammation (Guilford et al. 1996) ______________________ 74 Figure 37 : Diagramme représentant les différentes étapes influençant l’accumulation de collagène dans le foie (Center 1999) ____________________________________________ 75 Figure 38 : Mécanismes et interactions impliqués dans la fibrose hépatique (Center 1999) _ 76 Figure 39 : Pathogénie de l’accumulation excessive de cuivre dans le foie (Center 1999) ___ 81 Figure 40 : Diagramme représentant la détoxification métabolique du paracétamol et les sites d’intervention des antioxydants (Guilford et al. 1996) _____________________________ 95 Tableau 1 : Teneurs hépatiques en cuivre avant et après traitement au zinc _____________ 99 Tableau 2 : Principaux antioxydants (molécules, doses, noms déposés) utilisables dans les affections hépatiques _______________________________________________________ 102


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CHABAUD Marion

UTILISATION DES ANTIOXYDANTS EN HEPATOLOGIE CHEZ LES CARNIVORES DOMESTIQUES Thèse Vétérinaire : Lyon, le 2 octobre 2007

RESUME :

Par sa position centrale dans l’organisme, le foie présente un risque élevé de formation de radicaux libres. Ceux-ci sont responsables du stress oxydatif cellulaire endommageant les lipides, les protéines, et les acides nucléiques dans de nombreuses affections hépatiques.

Après une présentation des radicaux libres et une définition de la notion de stress oxydatif cellulaire, cette thèse présente les principaux antioxydants utilisables en hépatologie et la justification théorique de leur utilisation dans la prévention des dommages oxydatifs ; mais aussi leur intérêt dans certaines affections hépatiques (affections cholestatiques, hépatites chroniques, hépatite par surcharge en cuivre) dû à leurs propriétés particulières.

Enfin, un bilan est réalisé sur les applications cliniques concernant l’utilisation de ces molécules chez les Carnivores Domestiques, permettant ainsi de discerner celles ayant fait la preuve clinique de leur intérêt, toute en sachant gardant certaines nuances pour d’autres antioxydants dont les preuves cliniques de l’efficacité demeurent fragiles ou discutables. MOTS CLES : - Stress oxydatif - Antioxydants

- S-adénosylméthionine - Affections hépatiques

JURY : Président : Monsieur le Professeur CHAYVIALLE

1er Assesseur : Monsieur le Professeur CADORE 2ème Assesseur : Monsieur le Professeur GRANCHER Membre invité : Madame le Docteur HUGONNARD

DATE DE SOUTENANCE : le 2 octobre 2007 ADRESSE DE L’AUTEUR : Mas du Cha, Chemin du Mas Créma, 13940 MOLLEGES

ecole nationale veterinaire de lyon - …...- page 5 - a mes parents , pour l’amour, les conseils,...

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