Tout savoir sur le stress oxydatif et ses effets sur la peau.

Le stress oxydatif correspond à un déséquilibre entre la production de radicaux libres, qu'il s'agisse d'espèces réactives de l’oxygène (ROS) ou de l’azote (RNS), et la capacité de la peau à s’en défendre. En temps normal, ces molécules jouent un rôle physiologique dans la communication cellulaire, la défense immunitaire ou encore la cicatrisation. Toutefois, lorsque leur production dépasse les capacités antioxydantes de l’organisme, elles deviennent toxiques pour les cellules de la peau et compromettent leur bon fonctionnement.

Les radicaux libres sont des molécules extrêmement instables possédant un ou plusieurs électrons célibataires sur leur couche externe. En temps normal, les électrons se trouvent par paires, ce qui assure un équilibre énergétique. Lorsqu’un électron est seul, la molécule cherche à rétablir cette stabilité en capturant ou en cédant un électron à une autre molécule. Cela pousse les radicaux libres à réagir avec leur environnement, notamment avec les lipides, les protéines et l'ADN des cellules cutanées, provoquant alors des altérations structurales et fonctionnelles.

Pour éviter ces dommages, la peau dispose d’un système antioxydant endogène comprenant des enzymes comme la superoxyde dismutase (SOD), la catalase et la glutathion peroxydase, mais aussi des antioxydants non enzymatiques comme la vitamine E, la vitamine C, le glutathion ou la coenzyme Q10. Ces antioxydants ont un rôle défensif de bouclier et neutralisent les radicaux libres avant qu'ils ne réagissent avec les composés cellulaires. Toutefois, lorsque ce bouclier est dépassé en raison d'une surproduction de radicaux libres ou d'une défaillance du système antioxydant, l'équilibre redox bascule, entraînant un état de stress oxydatif.

Le stress oxydatif dans la peau résulte d’une combinaison de facteurs internes et externes. Les facteurs internes proviennent du fonctionnement normal de l’organisme et de ses processus métaboliques, tandis que les facteurs externes sont liés à l’environnement et au mode de vie. Ainsi, les radicaux libres s'accumulent naturellement dans la peau, mais certaines habitudes peuvent augmenter leur nombre et amplifier leurs effets.

Une production interne de radicaux libres via le métabolisme.

La production de radicaux libres dans la peau provient en grande partie de mécanismes internes, notamment des processus métaboliques cellulaires. Les mitochondries représentent une source majeure d'espèces réactives de l'oxygène, générées comme sous-produits du métabolisme normal via la chaîne respiratoire. L'ion superoxyde (O2•-), produit initialement dans la matrice mitochondriale, l’espace intermembranaire et la membrane externe, peut être transformé en peroxyde d’hydrogène (H2O2) par l’action de la superoxyde dismutase (SOD) ou réagir avec l'oxyde nitrique (NO•) pour former le peroxynitrite (ONOO−), un RNS particulièrement réactif.

Outre les mitochondries, plusieurs enzymes intracellulaires contribuent à la production de ROS et de RNS : NADPH oxydases, xanthine oxydoréductase, certaines oxydases péroxisomales, enzymes du cytochrome P450, cyclooxygénases et lipoxygénases. Ces enzymes dépendent souvent du fer et de ses dérivés, tels que l’hème ou les clusters fer-soufre, pour fonctionner correctement. Un phénomène connu sous le nom de “ROS-induced ROS release” (RIRR) peut survenir lorsque les ROS générés stimulent la formation de nouvelles ROS via l’ouverture du pore de perméabilité mitochondriale, accentuant ainsi le stress oxydatif intracellulaire.

Le métabolisme normal de la peau, nécessaire à sa survie et à son renouvellement, constitue une source constante de radicaux libres.

Un déséquilibre du microbiote cutané peut être générateur de stress oxydatif.

La peau humaine abrite une communauté complexe et dynamique de micro-organismes, le microbiote cutané, qui joue un rôle essentiel dans le maintien de la fonction barrière de la peau, de son immunité et dans la prévention de certaines dermatoses. En effet, des altérations du microbiote de la peau ont été associées à des pathologies comme le psoriasis, l’eczéma ou l’acné, d'où l'importance de le protéger. Or, l'équilibre du microbiote peut être fragilisé par des facteurs environnementaux, tels que l’exposition aux rayons UV ou aux polluants organiques, comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques, qui induisent un stress oxydatif dans la peau.

Le microbiote cutané influence également l’équilibre du stress oxydatif via des interactions avec le microbiote intestinal, dans le cadre de l’axe intestin-peau. Des perturbations de la flore cutanée peuvent favoriser l’accumulation de radicaux libres ainsi que l'inflammation. Plusieurs études ont montré une corrélation entre la sévérité de certaines maladies de peau en partie dues à un déséquilibre du microbiote cutané et des marqueurs de stress oxydatif sanguins, tels que le malondialdéhyde et le NO. Ces données suggèrent que le maintien d’un microbiote équilibré est essentiel pour réguler le stress oxydatif de la peau.

Une étude menée auprès de 25 patients atteints de dermatite atopique et 25 sujets sains a permis d’illustrer ce lien. Les chercheurs ont évalué les niveaux de malondialdéhyde (MDA), un marqueur du stress oxydatif, et d’antioxydants enzymatiques (superoxyde dismutase, catalase, glutathion peroxydase) et non enzymatiques (glutathion réduit, vitamines A, E et C) chez les patients et les sujets sains Les résultats ont révélé chez les patients eczémateux une augmentation significative du MDA, accompagnée d’une diminution nette des antioxydants. Ces observations traduisent une vulnérabilité accrue face aux radicaux libres. Dans le cas de l’eczéma, où le microbiote cutané est déséquilibré avec une augmentation des staphylocoques, et la barrière cutanée altérée, ce stress oxydatif contribue à entretenir l’inflammation chronique et les lésions.

L’exposition aux rayons UV, à la lumière visible et à l’infrarouge participe au stress oxydatif.

Les rayons ultraviolets constituent la principale source externe de production de radicaux libres au sein de la peau. Sous l’effet de l’exposition solaire, les photons des rayons UVA (320 - 400 nm) et, dans une moindre mesure, UVB (280 - 320 nm), sont absorbés par des molécules photosensibilisatrices endogènes, telles que les cytochromes, la riboflavine, l’hème ou la porphyrine. Ces molécules, une fois excitées, réagissent avec l’oxygène pour générer différentes espèces réactives de l’oxygène, notamment l’anion superoxyde (O2•-) et l’oxygène singulet (¹O2).

Ces radicaux libres déclenchent alors une cascade de réactions chimiques délétères : le superoxyde est transformé par la superoxyde dismutase (SOD) en peroxyde d’hydrogène, une molécule capable de diffuser à travers les membranes cellulaires. En présence de métaux de transition comme le fer (Fe2+) ou le cuivre (Cu2+), le H2O2 génère alors le radical hydroxyle, l’un des plus toxiques pour les cellules cutanées. Ce processus contribue à la peroxydation lipidique, à l’altération des protéines structurelles comme le collagène et l’élastine et à des dommages de l’ADN.

Outre les rayons UV, la lumière visible (400 - 700 nm) et les rayonnements infrarouges (700 - 4000 nm) participent également à la formation de ROS dans la peau. La lumière visible peut produire des radicaux hydroxyles (•OH), des radicaux perhydroxyles (•OOH) et de l’oxygène singulet, accentuant le stress oxydatif. L’infrarouge, quant à lui, agit surtout au niveau mitochondrial, où il stimule la production de ROS convertis ensuite en chaleur, activant notamment la protéine de choc thermique MP-1. Ces mécanismes participent à la détérioration progressive de la barrière cutanée et favorisent l'installation du stress oxydatif.

La pollution a des effets oxydants sur la peau.

L’exposition quotidienne à la pollution atmosphérique est une autre source externe non-négligeable de stress oxydatif pour la peau. Les particules fines issues de la combustion de carburants contiennent des hydrocarbures aromatiques polycycliques. Ces molécules, hautement photo-réactives, s’activent sous l’effet des rayons UV et déclenchent une production massive d’espèces réactives de l’oxygène. Cette synergie entre polluants et rayonnement solaire accentue considérablement le stress oxydatif.

Les oxydes d’azote (NO et NO₂), principalement émis par le trafic routier et la combustion de combustibles solides, participent également à cette oxydation. En réagissant avec les chromophores photoactivés de la peau, ces gaz favorisent la formation de superoxydes et de radicaux nitrés, qui altèrent les lipides et les protéines du film hydrolipidique. Cette oxydation répétée érode progressivement la barrière protectrice de la peau, la rendant plus perméable et réactive.

Un autre polluant majeur, l’ozone (O₃), illustre parfaitement la complexité du stress oxydatif cutané. Bien qu’il ne pénètre pas dans la peau, il agit en surface, où il réagit rapidement avec le sébum pour former des produits de peroxydation lipidique et des aldéhydes réactifs. Ces composés pro-oxydants provoquent une inflammation locale et accélèrent la perte de vitamines antioxydantes essentielles à la peau, telles que la vitamine E et la vitamine C.

Le tabagisme, une source directe de stress oxydatif.

Le tabagisme est un facteur externe puissant dans la génération de stress oxydatif cutané. La fumée de cigarette contient plus de 4 000 composés chimiques, dont une grande proportion de radicaux libres et de composés oxydants. Ces substances réactives, comme l’oxyde d’azote (NO•) et le radical peroxynitrite (ONOO-), pénètrent dans la peau directement depuis l’air inspiré ou par contact cutané. Elles déclenchent une cascade d’oxydation qui déstabilise les lipides de la membrane cellulaire et appauvrit la peau en antioxydants, perturbant ainsi sa capacité à se défendre contre les ROS. Parallèlement, le tabac altère la microcirculation cutanée, ce qui réduit l’apport en oxygène et en nutriments aux cellules, un processus favorisant la production interne de radicaux superoxydes (O2•⁻).

L'alimentation peut influencer le stress oxydatif.

L’alimentation, notamment la consommation de sucres, influence directement le stress oxydatif dans l’organisme. Lorsque le glucose est présent en trop grande quantité dans le sang, il réagit spontanément avec les protéines, les lipides ou les acides nucléiques pour former des produits de glycation avancée (AGEs). Ce processus, appelé glycation, altère la structure et la fonction des protéines cutanées, en particulier le collagène et l’élastine, rendant la peau plus rigide et moins résistante. Les AGEs favorisent également la production de radicaux libres tels que le superoxyde (O₂•⁻) et le peroxynitrite (ONOO⁻), amplifiant ainsi le stress oxydatif au sein de la peau.

De plus, la formation d’AGEs s’accompagne d’une activation du récepteur transmembranaire RAGE (Receptor for Advanced Glycation End Products), présent dans les kératinocytes et les fibroblastes. Son activation stimule la libération de cytokines pro-inflammatoires et augmente la production de ROS mitochondriaux, créant un cercle vicieux oxydatif et inflammatoire. À l’inverse, une alimentation riche en antioxydants naturels, issus notamment des fruits, légumes, noix et huiles riches en polyphénols, contribue à neutraliser les radicaux libres et à limiter la glycation.

Le stress psychologique, un moteur du stress oxydatif.

Le stress psychologique chronique constitue un facteur interne souvent sous-estimé dans la genèse du stress oxydatif cutané. Lorsqu’il s’installe, il active simultanément le système nerveux autonome, le système rénine-angiotensine et l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien. Ces mécanismes conduisent à la libération d’angiotensine II, une molécule capable de stimuler la production de ROS dépendants de la NADPH oxydase au sein des neutrophiles. Parallèlement, l’angiotensine II inhibe la synthèse de l’hème oxygénase-1, une enzyme antioxydante, réduisant ainsi la capacité des cellules à se défendre contre l’oxydation.

Par ailleurs, plusieurs études ont mis en lumière un lien entre des troubles dépressifs et un état oxydatif accru. On peut notamment citer les travaux menés par GIBSON et son équipe avec 32 personnes, dont 16 souffraient de dépression. Les chercheurs ont montré que les fibroblastes issus des patients atteints de dépression présentent une carbonylation protéique accrue et une surexpression de la glutathion réductase, marqueurs d’un stress oxydatif cellulaire plus intense.

Le stress oxydatif a des conséquences multiples sur la physiologie cutanée. En effet, les radicaux libres perturbent les structures cellulaires, les protéines, les lipides et l’ADN et déclenchent des réponses inflammatoires. Ces perturbations se traduisent par des altérations visibles et fonctionnelles de la peau, notamment un relâchement cutané, des troubles de la pigmentation et un affaiblissement de la fonction barrière cutanée.

Le stress oxydatif accélère le relâchement cutané.

Le stress oxydatif affecte directement les fibres de collagène et d’élastine, des composants essentiels de la structure dermique. Les radicaux libres oxydent ces protéines, entraînant leur fragmentation et une diminution de leur capacité à maintenir la fermeté et l’élasticité de la peau. Par ailleurs, les ROS activent des enzymes telles que les métalloprotéinases matricielles (MMPs), qui dégradent davantage le collagène et l’élastine, accélérant ainsi le relâchement cutané et l’apparition de rides.

En parallèle, le stress oxydatif perturbe le fonctionnement des fibroblastes, les cellules qui synthétisent le collagène, l’élastine, mais aussi les glycosaminoglycanes comme l'acide hyaluronique. Les fibroblastes exposés aux ROS voient leur prolifération et leur activité réduites, ce qui limite la capacité de régénération dermique. Cette combinaison de dégradation enzymatique et de baisse de production cellulaire conduit à une perte progressive de densité et de tonicité de la peau, favorisant le vieillissement cutané prématuré.

Le stress oxydatif peut provoquer des troubles de la pigmentation.

Le stress oxydatif influence fortement la pigmentation cutanée, notamment par l’action des radicaux libres sur les mélanocytes, les cellules de la peau qui produisent la mélanine. Les mécanismes régulant la pigmentation sont complexes, mais il est désormais établi que l’exposition aux UV et les dommages oxydatifs consécutifs à l’ADN induisent des signaux cellulaires qui stimulent la mélanogenèse. Les radicaux d’azote, en particulier le monoxyde d’azote (NO•), sont notamment impliqués. Les NO produits par les kératinocytes exposés aux UV stimulent la voie α-MSH/MC1R, activant la tyrosinase, l'enzyme clé de la synthèse de mélanine. Les ROS, comme H2O2, interviennent aussi dans la régulation de la tyrosinase via l’activation de protéines comme MITF et des voies de signalisation telles que ERK et JNK.

Le stress oxydatif agit comme un véritable messager intracellulaire, déclenchant la production de mélanine et accentuant l’apparition de déséquilibres pigmentaires.

Le stress oxydatif fragilise la barrière cutanée.

Le stress oxydatif impacte l’intégrité de la barrière cutanée, essentielle pour protéger la peau contre les agressions environnementales et limiter les pertes en eau. Les ROS et RNS peuvent oxyder les lipides de la couche cornée, entraînant une perte de cohésion des cornéocytes et une altération des lipides intercellulaires. Ce processus fragilise la barrière cutanée et augmente la perte d'eau transépidermique, ce qui peut entraîner une déshydratation de la peau.

Parallèlement, le stress oxydatif peut perturber la synthèse des protéines structurelles, comme les filaggrines et loricrines qui aident à maintenir la barrière cutanée. L’accumulation de radicaux libres déclenche aussi des réponses inflammatoires locales via l’activation de cytokines pro-inflammatoires, ce qui amplifie la perte de fonction barrière et contribue à l’apparition d'irritations et de rougeurs.

Remarque : En altérant l'ADN et l'activité mitochondriale des kératinocytes, le stress oxydatif peut perturber leur capacité à proliférer et provoquer un ralentissement du renouvellement cellulaire. Ce dernier se traduit par une accumulation de cellules mortes à la surface de l'épiderme qui peut empêcher la lumière de se réfléchir correctement, donnant alors à la peau un aspect terne.

Pour lutter contre le stress oxydatif, il faut rééquilibrer la balance antioxydants / radicaux libres par un apport externe d'antioxydants.

En effet, les antioxydants neutralisent les radicaux libres et limitent ainsi l’oxydation des lipides, des protéines et de l'ADN. Parmi les antioxydants les plus étudiés pour la peau, figurent la vitamine C, la vitamine E, le beta-carotène et le selenium, présents dans les fruits, les légumes, les noix et les poissons gras. La vitamine C, par exemple, intervient dans la synthèse du collagène tout en protégeant les cellules contre les ROS. La vitamine E, liposoluble, agit principalement au niveau des membranes cellulaires, limitant la peroxydation lipidique et stabilisant la barrière cutanée. Une alimentation variée, riche en fruits rouges, en agrumes, en légumes verts et en oléagineux, permet donc de soutenir la défense naturelle de la peau contre le stress oxydatif.

Bon à savoir : L'indice ORAC (pour Capacité d'Absorption des Radicaux dérivés de l'Oxygène) permet de mesurer le pouvoir antioxydant des aliments. Plus un aliment a un indice ORAC élevé, plus son pouvoir antioxydant est fort.

Outre l’alimentation, les cosmétiques enrichis en antioxydants constituent des outils efficaces pour protéger la peau. Les sérums contenant de la vitamine C stabilisée, du resvératrol ou de la coenzyme Q10 agissent en réduisant l’accumulation de radicaux libres dans la peau. En parallèle, il est essentiel de se protéger quotidiennement des rayons UV, générateurs de stress oxydatif et première cause de vieillissement de la peau.

Enfin, un mode de vie équilibré (absence de tabac, habitudes de protection solaire, gestion du stress psychologique...) permet de limiter le stress oxydatif.

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