Radical (chimie)
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Un radical (souvent appelé radical libre) est une espèce chimique possédant un ou plusieurs électrons non appariés sur sa couche externe. Il se note par un point. La présence d'un électron célibataire confère à ces molécules, la plupart du temps, une grande instabilité (elles ne respectent pas la règle de l'octet), ce qui signifie qu'elles ont la possibilité de réagir avec de nombreux composés dans des processus le plus souvent non spécifiques, et que, donc, leur durée de vie en solution est très courte.
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[modifier] Génération des radicaux
Les radicaux sont généralement obtenus par rupture de liaisons chimiques. Vu que les liaisons chimiques ont des énergies de l'ordre de centaines de kJ•mol-1, les conditions mises en jeu pour donner des radicaux sont souvent drastiques : hautes températures, radiations ionisantes, ultraviolets.
Une liaison chimique peut se couper de façon homolytique (les deux électrons de la liaison A-B sont répartis équitablement) pour donner deux radicaux
Si la liaison chimique est rompue de façon hétérolytique (les deux électrons de la liaison sont captés par un des atomes) on a des ions plutôt que des radicaux.
L'existence des radicaux libres a été mise en évidence par les chimistes du caoutchouc au début des années 1940.
[modifier] Réactions chimiques radicalaires
[modifier] En biologie
Le terme radical libre est plus particulièrement utilisé dans le contexte de la communication des entreprises pharmaceutiques et cosmétiques. Le terme scientifique correct est "espèce réactive oxygénée (ou azotée)", avec les abréviations anglaises : ROS (ou RONS). On parle également de "radicaux oxygénés libres" ou de "dérivés réactifs de l'oxygène".
Par ailleurs, certaines ROS, comme le peroxyde d'hydrogène (H2O2) ne sont pas des radicaux au sens chimique : en effet, cette molécule, bien que réactive et toxique, n'a pas de caractère radicalaire.
Grossièrement, les radicaux libres sont des espèces chimiques à très forte réactivité capables d'oxyder les protéines, l'ADN et les membranes des cellules (attaque des lipides constitutifs) : c'est une des théories actuelles du vieillissement.
[modifier] Implication dans les processus physiologiques
Ces espèces, dont la production est un phénomène physiologique naturel lié à la vie aérobie, peuvent alors s'attaquer aux composés vitaux des cellules.
Les ROS peuvent s'attaquer à l'ADN en perturbant sa réplication, entraînant des mutations et des cancers. Elles peuvent aussi s'attaquer aux membranes cellulaires et aux protéines.
Les conséquences sont, au niveau cellulaire, la mort des cellules par apoptose ou nécrose ; au niveau tissulaire, les atteintes des ROS peuvent mener par exemple au durcissement des artères et à des problèmes cardio-vasculaires, à la détérioration du collagène et donc à la rigidité des tissus.
Les radicaux libres sont l'une des causes du vieillissement, il est donc proposé que des médicaments réduisant la concentration in vivo de ces espèces pourraient prolonger l'espérance de vie. Toutefois, ce point est l'objet d'une controverse non résolue qui traverse actuellement la communauté scientifique.
[modifier] Système de défense contre les radicaux libres
L'organisme possède un certain nombre de moyens de défenses contre les atteintes des radicaux libres mettant en jeu des enzymes comme les superoxyde dismutases, les catalases, la glutathion peroxydase et la glutathion réductase. Lorsque ce système est submergé, l'organisme est dans une situation de stress oxydant.
D'autres antioxydants (espèces chimiques empêchant les réactions d'oxydation dommageables causées par les ROS) sont des petites molécules telles que les vitamines E et C, les caroténoïdes, certains polyphénols, des huiles essentielles... La formation de radicaux libres dans l'organisme est constante et indissociable de la vie dans une atmosphère oxydante, mais les excès dépendent de facteurs extérieurs tels que le stress, la fatigue et l'exercice physique intensif, la consommation de tabac, d'alcool, les pollutions atmosphérique, ou encore par des rayons ionisants, tels que les rayons X. Certaines maladies génétiques causent une surproduction de ROS ou une efficacité réduite du système de défense. Une surproduction de ROS a été observée lors des maladies d'Alzheimer et de Parkinson. Les ROS peuvent être à l'origine du rejet des greffons lors des transplantations d'organes.
[modifier] Exemples de radicaux libres
- Le radical superoxyde O2• -
- Le radical hydroxyle HO•
- Les radicaux peroxyde (ROO•), radical alkoxyle (RO•) où R est une chaîne carbonée
- Les radicaux dérivant d'acides gras insaturés
- Le peroxynitrite ONOO•
- Le monoxyde d'azote NO•
