Eicosanoïde

Définition

Un eicosanoïde (icosanoïde) est un composé lipidique synthétisé au niveau de la membrane plasmique par toutes les cellules à partir de l'acide arachidonique. Ces molécules lipidiques proviennent de l'oxydation des acides gras essentiels des carbones oméga-3 et oméga-6. Les eicosanoïdes remplissent des fonctions étendues en tant que médiateurs du système nerveux central, des événements inflammatoires et de la réponse immunitaire chez les vertébrés et les invertébrés.

L'acide arachidonique est à l'origine des eicosanoïdes :

La grande majorité des eicosanoïdes proviennent de l'acide arachidonique (sa structure en illustration).

Explications

Tous les eicosanoïdes sont des molécules de 20 atomes de carbone et sont regroupés en prostaglandines, thromboxanes, leucotriènes et certains hydroxyacides précurseurs des leucotriènes. Ils constituent les molécules impliquées dans les réseaux de communication cellulaire les plus complexes de l'organisme animal, y compris de l'être humain.

L'acide arachidonique provient de l'hydrolyse des phospholipides membranaires par la phospholipase A2. Il existe 4 types d'eicosanoïdes : les prostaglandines, les prostacyclines, les thromboxanes et les leucotriènes. La synthèse des trois premiers est catalysée par une cyclooxygénase lipoxygénase, celle des leucotriènes par une li pooxygénase. Ils favorisent l'inflammation, participent à la douleur et à la contraction des muscles lisses.

Leur durée de vie est courte, car ils sont dégradés rapidement par des enzymes extracellulaires. La lipocortine est une protéine sécrétée par les leucocytes qui inhibe la synthèse des eicosanoïdes.

Biochimie

Deux ou trois molécules produites proviennent de chaque type de molécule regroupée dans les eicosanoïdes, à la suite d'un acide gras essentiel de type-3 ou de type ω-6. On notera que les activités métaboliques des dérivés d'eicosanoïdes dépendent de leur structure moléculaire et que, de manière générale, leur structure individuelle explique les effets organiques des oméga-3 et des oméga-6.

Les eicosanoïdes sont des acides carboxyliques, grâce auxquels ils acquièrent leurs propriétés métaboliques. Les dérivés d'oméga-3 présentent généralement des particularités anti-inflammatoires, mais pas autant que ceux dérivés d'oméga-6. Parmi les eicosanoïdes, les prostaglandines et les thromboxanes comprennent les cycles saturés et hétérocycliques, tandis que les leucotriènes et les hydroxyacides sont linéaires (ouverts du début à la fin de la chaîne). Tous sont dérivés de l'acide arachidonique (AA) et sont des acides gras essentiels.

Outre l'acide arachidonique, d'autres acides gras essentiels peuvent également servir de précurseurs dans la formation de ces molécules, par exemple l'acide linoléique :

• Les prostaglandines ont 20 atomes de carbone, un groupe acide carboxylique et un noyau à cinq atomes de carbone dans leur structure. Toutes les prostaglandines ont un cyclopentane (un cycle de cinq atomes de carbone), à l'exception de la prostaglandine I 2, qui a un cycle supplémentaire.
• Les thromboxanes sont des molécules cycliques (hétérocycle) de 6 atomes de carbone ou de 5 atomes de carbone avec 1 oxygène, ce dernier formant un petit cycle d'oxane - un cycle contenant 5 atomes de carbone et un atome d'oxygène. Ils ont des structures similaires aux prostaglandines et suivent la même nomenclature. Ils consistent en un anneau et deux queues. Ils ont été trouvés en premier dans les thrombocytes (plaquettes), d'où leur nom thrombus xano.
• Les leucotriènes sont des molécules linéaires. Ils ont été identifiés dans les leucocytes et sont donc appelés leucotriènes. Bien qu'ils aient quatre doubles liaisons, on pensait initialement qu'ils avaient 3 doubles liaisons conjuguées (d'où un triène). Sa production dans le corps fait partie d'une séquence métabolique complexe incluant la production d'histamine.
• L'acide linoléique (a 6–6) a la dernière insaturation à six extrémités et produit de l'acide arachidonique et peut directement former la prostaglandine G2 (pro-inflammatoire). Le mot linoléique vient du lin et de la plante oléique liés aux huiles oléiques.
• L'acide linolénique (a ω-3) présente la dernière insaturation à 3 positions extrêmes, ce qui les empêche de produire de l'acide arachidonique par eux-mêmes. Ils sont capables de produire de la prostaglandine G 3 (ce qui leur confère des propriétés anti-inflammatoires). En raison du manque d'enzymes qui synthétisent cet acide gras essentiel, l'homme ne produit pas d'acide linolénique et doit l'obtenir par le régime alimentaire. Les preuves scientifiques suggèrent qu'une alimentation riche en acide linolénique (2 à 3 grammes par jour) est utile pour prévenir les cardiopathies ischémiques.

Nomenclature

Un "eicosanoïde" est le terme général désignant des molécules oxygénées dérivées d'acides gras essentiels ayant toutes 20 atomes de carbone :

• L'acide eicosapentaénoïque (EPA) est un-3 avec cinq doubles liaisons;
• L'acide arachidonique (AA) est un-6 avec quatre doubles liaisons;
• L'acide dihomo-gamma-linoléique (DGLA) est un oméga-6 avec trois doubles liaisons.

L'utilisation de ce mot est limitée aux leucotriènes (LT) et à trois types de prostanoïdes : les prostaglandines (PG), les prostacyclines (PGI) et les thromboxanes (TX). Dans certains cas, le terme est utilisé pour inclure d'autres produits, notamment les lipoxines, les lipoxènes, les lipoxinoïdes, des variants de l'acide époxyéicosatriénoïque (TSE) et de l'hépoxyline.

Tout eicosanoïde est désigné par une abréviation à quatre caractères, composée de :

• Caractères 1 et 2. Abréviation en deux lettres du nom du composé (thromboxane = TX).
• Caractère 3. Une lettre dénotant une séquence et pas nécessairement liée au nom du composé.
• Caractère 4. Un indice qui représente le nombre de doubles liaisons dans la molécule.

Par exemple :

• Les dérivés de prostanoïdes EPA ont trois doubles liaisons, par exemple : PGG₃, PGH₃, PGI₃, TXA₃, tandis que les leucotriènes en ont cinq : LTB₅.
• Les prostanoïdes dérivés des AA ont deux doubles liaisons : PGG₂, PGH₂, PGI₂, TXA₂ alors que les leucotriènes en ont quatre : LTB₄.

PGF₂ a/b fait référence à l'orientation des hydroxyles (-OH) par rapport au cycle : a = les hydroxyles sont orientés du même côté et b = des côtés opposés.

Biosynthèse

L'oxydation catalytique des acides gras est une nécessité pour la production d'éicosanoïdes et se déroule grâce à deux familles d'enzymes :

• Cyclooxygénase (COX) de types 1, 2 et 3; Ils conduisent à la formation de prostanoïdes.
• La lipoxygénase, sous ses différentes formes. La 5-lipoxygénase (5-LO) génère des leucotriènes.

La première étape de la biosynthèse des eicosanoïdes intervient lorsque la cellule est activée par une lésion cellulaire, des cytokines, des facteurs de croissance ou d'autres stimuli. La voie est si complexe que le stimulus peut être un eicosanoïde produit par une cellule voisine. Ces stimuli provoquent la libération de phospholipase au niveau de la membrane cellulaire qui se déplace vers la membrane du noyau cellulaire. Une fois sur place, ce biocatalyseur, selon son isotype, produit l'hydrolyse (1) de la liaison phosphodiester des phospholipides (par l'enzyme phospholipase A2) ou (2) du diacylglycérol (par la phospholipase C).

Ces interactions libèrent un acide gras essentiel à 20 carbones de la membrane. L'hydrolyse des phospholipides semble être la réaction limite et donc la plus régulée dans la formation des eicosanoïdes.

Les cellules qui ne possèdent pas l'enzyme phospholipase A 2 dans leur cytoplasme sont généralement des cellules conçues par synthèse d'eicosanoïde. Il s'agit d'une phospholipase spécifique de certains phospholipides contenant AA, EPA ou DGLA à une certaine position de la molécule. La phospholipase cytoplasmique est le facteur d'activation des plaquettes (PAF) qui libère des précurseurs.

Fonction et pharmacologie

La quantité de ces graisses présente dans le régime alimentaire individuel affecte les fonctions contrôlées par le type spécifique d'eicosanoïde, ce qui a des répercussions sur le risque de maladie cardiaque, de concentration de triglycérides dans le sang, de pression artérielle et d'arthrite. Certains médicaments, tels que l'aspirine et d'autres anti-inflammatoires non stéroïdiens, exercent leur action par une régulation négative sur (la diminution) de la synthèse de certains eicosanoïdes, en particulier pro-inflammatoires. Les eicosanoïdes sont présents dans une grande variété de microorganismes, de plantes et d'animaux.

Chez l'homme, ce sont des hormones locales libérées par la plupart des cellules, qui agissent sur les mêmes cellules ou sur des cellules proches pour être rapidement inactivées. Ils sont puissants en concentration nanomolaire, ils ne sont pas stockés à l'intérieur des cellules et leur biosynthèse n'est activée que selon les besoins.

Les eicosanoïdes ont une demi-vie de quelques secondes à quelques minutes. Les antioxydants alimentaires inhibent la production de certains eicosanoïdes inflammatoires (par exemple, le resvératrol contre le thromboxane et certains leucotriènes). Les prostaglandines (PG) sont utilisées pour provoquer des contractions des muscles lisses (PGE₂). Si un régime équilibré est atteint, il est possible de stimuler la production de prostaglandines E1, qui possèdent des propriétés anti-inflammatoires, par opposition aux actions contractiles utérines de la PGE₂. La plupart des récepteurs eicosanoïdes sont couplés à la superfamille des protéines G.

En rapport avec "eicosanoïde"

• leucotriène

  

  Un leucotriène est un eicosanoïde à 3, 4 ou 5 doubles liaisons. Ceux à 3 et 5 doubles liaisons sont issus respectivement des acides dihomo-γ-linolénique...

• acide arachidonique

  

  L'acide arachidonique est un acide gras oméga-6 quadruplement insaturé et constituant des phospholipides des membranes cellulaires.

• oméga-3

  

  L'oméga-3 est un acide gras polyinsaturé à longue chaîne trouvé dans les tissus de certains poissons, crustacés et quelques plantes.

• adénoïde

  

  Est adénoïde un organe ou une glande relative au tissu ganglionnaire, comme une végétation adénoïde qui est un ganglion lymphatique.