Il a été largement admis que les anti-oxydants naturels et alimentaires ont un rôle vital dans la prévention de diverses maladies causées par le stress oxydatif. Le stress oxydatif a un impact sur le risque de MCV, y compris l’athérosclérose, en stoppant la production de radicaux libres et le processus d’oxydation des LDL (Kovanen et Pentikäinen, 2003). Les espèces réactives de l’oxygène (ROS) entraînent la production et l’accumulation de LDL oxydées au niveau des lésions athérosclérotiques (Yla-Herttuala, 1999). Le stress oxydatif entraîne également le développement progressif de l’athérosclérose en contribuant à la formation de cellules spumeuses de macrophages et en provoquant un dysfonctionnement endothélial (Mietus-Snyder et al., 2000). On a constaté que le RS diminuait de façon significative les marqueurs du stress oxydatif, y compris l’albumine glyquée sérique et la 8-hydroxyguanosine urinaire, chez des rats spontanément hypertendus et sujets à un accident vasculaire cérébral (Mizutani et al., 2001). Le RS augmente également les activités de la catalase et réduit la production de ROS dans le tissu cardiaque de cobayes (Floreani et al., 2003). Rocha et al. (2009) ont montré une réduction des LDL oxydés chez des rats nourris par un régime riche en graisses et traités par le RS pendant 45 jours à une dose de 1 mg/kg par jour. Tous les résultats ci-dessus suggèrent que le RS inhibe efficacement la peroxydation lipidique in vivo. Les propriétés anti-oxydantes du RS ont été suggérées comme le mécanisme sous-jacent à ses divers effets, y compris les effets anti-athérogènes (Fremont, 2000).
Effet inhibiteur du RS sur la production de ROS et la peroxydation lipidique
De nombreuses recherches ont rapporté que le RS inhibe le stress oxydatif en piégeant les ROS et en atténuant les radicaux peroxyles et le peroxyde d’hydrogène (Jang et Surh, 2001 ; Liu et al…, 2003 ; Shigematsu et al., 2003 ; Chen et al., 2004 ; Leiro et al., 2004). L’inhibition de la production intracellulaire et extracellulaire de ROS par le RS a été démontrée avec une concentration allant de 1 à 100 μmol/l (Jang et Surh, 2001). Le RS a démontré de fortes propriétés antioxydantes en réduisant le taux d’oxydation du cytochrome C par les radicaux hydroxyles, produits par l’irradiation ultraviolette du peroxyde d’hydrogène (H2O2) (Turrens et al., 1997). Il a également été démontré que le RS élimine les radicaux hydroxyles (Soares et al., 2003) et inhibe le radical superoxyde et le H2O2 produits par les macrophages stimulés par les lipopolysaccharides (LPS) ou les esters de phorbol. Le RS réduit efficacement la libération d’acide 3H-arachidonique induite par le LPS, les esters de phorbol ou l’exposition au superoxyde ou à H2O2 (Martinez et Moreno, 2000) et abaisse significativement les niveaux de protéines thiol dans les plaquettes isolées d’humains (Olas et al., 2004). Leonard et al. (2003) ont démontré que le RS est un puissant antioxydant qui élimine les radicaux hydroxyle et superoxyde et protège les cellules en prévenant la peroxydation lipidique dans les membranes cellulaires ainsi que les dommages à l’ADN. Il a été démontré que le RS prévient la peroxydation lipidique et inhibe l’absorption des LDL oxydés (Fremont et al., 1999 ; Leighton et al., 1999 ; Bhavnani et al., 2001). Cette inhibition de la peroxydation lipidique par le RS pourrait provenir du fort effet anti-oxydant du RS et de sa capacité à inhiber la génération de ROS (Fremont et al., 1999 ; Olas et Wachowicz, 2002).
L’oxydation du cholestérol LDL est fortement associée au risque de MCV (Holvoet, 2004). Dans les microsomes de foie de rat, le RS a inhibé la peroxydation lipidique induite par le fer ainsi que par les rayons ultraviolets et a empêché l’oxydation des LDL par le cuivre (Fauconneau et al., 1997 ; Miura et al., 2000). Le RS pourrait prévenir efficacement la modification oxydative des LDL en inhibant l’activité de l’enzyme lipoxygénase (Maccarrone et al., 1999 ; Kovanen et Pentikäinen, 2003). Les polyphénols du vin rouge, y compris le RS, inhibent l’oxydation des LDL ; cet effet s’est avéré plus puissant que celui de l’α-tocophérol, un antioxydant bien connu (Frankel et al., 1993). Les RS empêchent également l’oxydation des acides gras polyinsaturés présents dans les LDL (Miller et Rice-Evans, 1995) et inhibent l’absorption des LDL oxydés dans la paroi vasculaire d’une manière dépendante de la concentration (Fremont, 2000), ainsi que les dommages causés aux lipides par la peroxydation (Frankel et Waterhouse, 1993 ; Leighton et al, 1999).
Le RS supprime le stress oxydatif en augmentant la synthèse de l’oxyde nitrique dans les tissus ischémiques reperfusés (Hattori et al., 2002). Il a été démontré que le RS prévient la production de ROS stimulée par le LPS (Martinez et Moreno, 2000) et inhibe les ROS et la peroxydation lipidique induite par le facteur de nécrose tumorale (TNF) dans une grande variété de cellules, y compris les cellules myéloïdes, lymphoïdes et épithéliales (Manna et al., 2000). Le RS inhibe la peroxydation lipidique en éliminant efficacement divers radicaux libres, notamment les radicaux peroxyle et hydroxyle, dans le myocarde reperfusé après une ischémie (Ray et al., 1999). L’inhibition de la synthase d’oxyde nitrique inductible et la prévention des effets cytotoxiques ont également été observées après le traitement du RS (Tsai et al., 1999 ; Matsuda et al., 2000).
Bradamante et al. (2004) ont expliqué en détail le mécanisme d’action du RS dans l’inhibition de la peroxydation lipidique. Divers mécanismes par lesquels le RS exerce des effets antioxydants sont suggérés (Zini et al., 1999). Premièrement, le RS peut entrer en compétition avec le coenzyme Q et diminuer le complexe III de la chaîne oxydative. Deuxièmement, on a constaté que le RS augmente le glutathion, le piégeur de radicaux libres intracellulaire, car le RS maintient la viabilité cellulaire et inhibe l’oxydation (Savaskan et al., 2003). Troisièmement, le RS peut augmenter les antioxydants endogènes et les enzymes de phase 2 dans les cardiomyocytes, et ces défenses cellulaires accrues assurent une protection contre les lésions oxydatives (Cao et Li, 2004). Le RS et ses analogues se sont révélés être des antioxydants efficaces contre la peroxydation de l’acide linoléique dans des micelles de dodécylsulfate de sodium et de bromure de cétyltriméthylammonium (Fang et al., 2002 ; Fang et Zhou, 2008). Les résultats ont suggéré que les actions anti-oxydantes impliquent le piégeage des radicaux peroxyles qui se propagent à la surface de la micelle et la régénération de l’α-tocophérol.
Modulation des enzymes anti-oxydantes par le RS
On a constaté que le traitement par le RS réduisait le stress oxydatif et prévenait diverses maladies en augmentant les activités de plusieurs enzymes anti-oxydantes, notamment la superoxyde dismutase, la catalase, le glutathion, la glutathion réductase, la glutathion peroxydase et la glutathion-S-transférase dans les cellules musculaires lisses aortiques de rat (Yen et al, 2003 ; Li et al., 2006). Il a été démontré que le RS maintient les niveaux de glutathion dans les cellules mononucléaires du sang périphérique humain soumises à un stress oxydatif, et qu’il augmente les niveaux de glutathion dans les lymphocytes humains activés par le peroxyde d’hydrogène (Losa, 2003 ; Olas et al., 2004). Une forte induction dose-dépendante des enzymes de métabolisation des médicaments de la phase II et des gènes antioxydants a été démontrée lorsque des rats ont reçu des suppléments de RS de 0,3, 1 et 3 g/kg de poids corporel par jour pendant 28 jours (Hebbar et al., 2005). Des réductions significatives du stress oxydatif après un traitement avec le RS en diminuant l’hydroperoxyde lipidique et en augmentant les enzymes anti-oxydantes, y compris la superoxyde dismutase, chez des rats nourris avec un régime riche en graisses ont été montrées par Rocha et al. (2009).
Effets anti-inflammatoires du RS
Le rôle de l’inflammation dans le processus d’athérosclérose a été de mieux en mieux reconnu au cours de la dernière décennie. L’inflammation joue un rôle important à tous les stades de l’athérosclérose, y compris l’initiation, la progression et la formation de plaques. (Libby et al., 2002 ; Jawien, 2008). Les effets anti-inflammatoires in vivo et in vitro du RS et le mécanisme sous-jacent ont été suggérés (Udenigwe et al., 2008). Le RS inhibe l’activité de la cyclooxygénase-2, qui est l’enzyme produisant la PGE2, un composant vital pour la médiation de l’inflammation (Donnelly et al., 2004). L’interleukine-6 a été impliquée comme un marqueur important dans le processus d’inflammation et la progression des plaques d’athérome (Ikeda et al., 2001). Il a été démontré que les macrophages murins en culture, après traitement par le RS, réduisent l’expression génétique, la synthèse et la sécrétion de l’interleukine-6 (Zhong et al., 1999). Le processus inflammatoire a été supprimé par le RS, par l’intermédiaire de divers marqueurs inflammatoires tels que l’inhibition de la sécrétion de l’interleukine-8 et des facteurs de stimulation des colonies de granulocytes et de macrophages (Culpitt et al., 2003 ; Donnelly et al, 2004), des molécules d’adhésion endothélial-leucocyte, de la molécule d’adhésion cellulaire vasculaire-1, et en inhibant la sécrétion de l’histamine et du facteur de nécrose tumorale-α (Carluccio et al., 2003).
L’inhibition de l’angiogenèse induite par le facteur de croissance endothélial vasculaire semble se produire par RS altérant la voie ROS-dépendante dans les cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine. (Lin et al., 2003). Une réduction de la cytokine pro-inflammatoire facteur de nécrose tumorale-α a également été montrée par Rivera et al. (2009) après le traitement de rats Zucker avec le RS à une dose de 10 mg/kg de poids corporel pendant 8 semaines. Pervaiz (2003) a démontré l’influence du RS sur l’effet du facteur nucléaireκB, un important facteur de transcription qui régule divers médiateurs de l’inflammation, notamment les cytokines, les facteurs de croissance et les molécules d’adhésion. Le RS possède un fort effet anti-inflammatoire en inhibant l’adhésion des leucocytes dans le modèle de rat d’ischémie-reperfusion à une dose de 0,7 mg/kg (Shigematsu et al., 2003).
Le dysfonctionnement endothélial est également signalé comme un facteur de risque important pour les MCV (Rodriguez-Porcel et al., 2001). Fukuda et al. (2006) ont constaté que le RS augmente significativement l’angiogenèse myocardique chez les rats expérimentaux victimes d’un infarctus du myocarde par un mécanisme médié par le facteur de croissance endothélial vasculaire. Saiko et al. (2008) ont examiné les effets bénéfiques du RS sur le métabolisme de l’acide arachidonique, où il a été constaté que le RS inhibe la conversion des phospholipides en acide arachidonique. De plus, le RS supprime l’inflammation en inhibant les cyclooxygénases-1, -2, les lipoxygénases, les époxygénases et la synthèse des prostaglandines et des eicosanoïdes (Saiko et al., 2008). Hattori et al. (2002) et Hung et al. (2000) ont démontré l’inhibition de l’inflammation et de la formation de plaques d’athérome par le RS en modifiant la production d’oxyde nitrique par l’endothélium vasculaire. Le RS module la production et la sécrétion de médiateurs inflammatoires et supprime ainsi la fonction thrombogène des cellules polymorphonucléaires (Rotondo et al…, 1998).
Rôle du RS sur la production de vasodilatateurs et de vasoconstricteurs
Les cellules endothéliales sont connues pour réguler et maintenir un équilibre entre les vasodilatateurs comme l’oxyde nitrique et les vasoconstricteurs comme l’endothéline-1, ainsi que pour réduire le risque d’athérosclérose en prévenant l’athérogenèse (Davignon et Ganz, 2004). Il a été signalé que le RS influence et maintient un équilibre entre la production de vasodilatateurs et de vasoconstricteurs, respectivement (Fan et al., 2008). La réduction de la production d’oxyde nitrique entraîne une vasoconstriction, une agrégation plaquettaire et un stress oxydatif. En outre, le RS inhibe l’enzyme cyclooxygénase-1, qui est un puissant vasoconstricteur et joue un rôle important dans l’agrégation plaquettaire (Szewczuk et al., 2004). Une augmentation de l’activité de l’oxyde nitrique synthase a été constatée dans les cellules endothéliales de l’artère pulmonaire traitées par le RS, ce qui indique l’association directe de l’oxyde nitrique à la vasorelaxation (Klinge et al., 2003). Il a été démontré que le RS augmente l’expression de l’oxyde nitrique synthase et, par conséquent, qu’il peut protéger les cœurs perfusés (Hattori et coll., 2002), bien que le RS n’ait pas démontré un tel effet protecteur chez les souris désactivées pour l’oxyde nitrique synthase (Imamura et coll., 2002). Ces résultats confirment l’effet du RS dans l’équilibre entre les vasoconstricteurs et les vasodilatateurs, prévenant ainsi l’agrégation plaquettaire et le stress oxydatif, ce qui entraîne une réduction du risque de MCV.
Suppression de l’agrégation plaquettaire par le RS
L’agrégation plaquettaire joue un rôle important dans la médiation de l’athérosclérose, les plaquettes adhérant aux surfaces cellulaires, libérant le facteur de croissance dérivé des plaquettes et induisant l’athérosclérose. L’augmentation ou la diminution de l’agrégation plaquettaire entraîne diverses complications, dont l’infarctus du myocarde, l’ischémie et l’accident vasculaire cérébral. Cependant, il a été démontré que le RS inhibe l’agrégation des plaquettes (Bertelli et al., 1996b ; Bhat et al., 2001 ; Fan et al., 2008). La suppression de l’agrégation plaquettaire par le RS chez des lapins soumis à un régime hypercholestérolémique et la réduction de l’athérosclérose chez des souris génétiquement hypercholestérolémiques ont également été démontrées (Zini et al., 1999 ; Wang et al., 2002b). Cependant, le RS n’a pas réussi à démontrer de tels effets dans le sang total, car le mécanisme pourrait être l’inhibition des protéines kinases activées par des agents mitogènes dans les plaquettes (Kirk et al., 2000). Il a été démontré que divers mécanismes d’action du RS inhibent l’agrégation plaquettaire, y compris l’inhibition de l’adhésion des plaquettes au collagène de type I, l’étape principale de l’activation plaquettaire. Olas et al. (2002) ont démontré que le prétraitement des plaquettes avec le RS empêche l’adhésion des plaquettes au collagène et au fibrinogène stimulée par le LPS ou la thrombine. Ces résultats fournissent plus d’informations sur l’effet suppressif du RS sur l’agrégation plaquettaire.
Aspects de sécurité du traitement par RS
Plusieurs investigations avec des humains et divers modèles animaux ont démontré une absence d’effets toxiques significatifs après une supplémentation en RS sur une large gamme de dosages. Aucun effet toxique n’a été constaté chez les rats après administration orale de 20 mg/kg par jour pendant 28 jours (Juan et al., 2002). Les doses utilisées dans ces études étaient 1000 fois plus élevées que la quantité consommée par les humains buvant un verre de vin rouge par jour. Par ailleurs, aucun effet indésirable n’a été observé chez des rats ayant reçu un supplément de RS à raison de 300 mg par jour pendant 4 semaines (Crowell et al., 2004). Boocock et al. (2007) n’ont signalé aucune toxicité chez les humains auxquels on a administré une dose unique de RS allant jusqu’à 5 g. Les résultats de ces études indiquent que le RS pourrait être consommé pour ses effets bénéfiques sans toxicité apparente.