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Acide arachidonique

Formule linéaire

C20H32O2

Synonymes

arachidonate, acide (5Z,8Z,11Z,14Z)-icosa-5,8,11,14-tétraénoïque

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Qu'est-ce que l'acide arachidonique ?

L'acide arachidonique est un acide gras polyinsaturé à longue chaîne en C20 avec quatre doubles liaisons (Z) en positions 5, 8, 11 et 14. L'acide arachidonique est un isomère de la famille des acides eicosapentaénoïques. Il est connu comme métabolite chez l'homme, la souris et Daphnia galeata. Ce métabolite est également un inhibiteur de la carboxylestérase et un procoagulant, qui favorise l'agrégation des plaquettes et la coagulation du sang1. L'acide arachidonique est un produit naturel présent dans Agaricus blazei, Mortierella hygrophila et d'autres organismes. L'acide arachidonique exogène joue un rôle important dans divers processus physiologiques, notamment la signalisation du Ca2+ dans les cellules non excitables, l'agrégation plaquettaire, les fonctions immunitaires, les réponses inflammatoires et le développement neurologique. On le trouve également dans les graisses animales et humaines, ainsi que dans le foie, le cerveau et les organes glandulaires. L'acide arachidonique peut être synthétisé par l'élongation et la déshydratation de l'acide linoléique, un acide gras essentiel court.

L'acide arachidonique est incorporé dans les phospholipides membranaires dans le cytosol, à proximité de la membrane du réticulum endoplasmique, qui contient les protéines nécessaires à la synthèse des phospholipides et à leur répartition dans les diverses membranes biologiques. L'acide arachidonique présent sur la surface interne des membranes cellulaires est hydrolysé par la phospholipase A2, les cyclooxygénases, les lipoxygénases et les enzymes du cytochrome P450 en une variété de médiateurs lipidiques, dont les prostanoïdes, les leucotriènes, les acides époxyeicosatriénoïques, l'acide dihydroxyeicosatétraénoïque, les acides eicosatétraénoïques et les lipoxines. L'acide arachidonique et sa cascade métabolique en aval jouent un rôle clé dans les maladies cardiovasculaires, la carcinogenèse et de nombreuses maladies inflammatoires, telles que l'asthme, l'arthrite et d'autres encore2.

Métabolites de l'acide arachidonique et inflammation

L'acide arachidonique et ses métabolites sont généralement considérés comme des médiateurs lipidiques pro-inflammatoires, jouant un rôle crucial dans la cascade de l'acide arachidonique. Le facteur de nécrose tumorale alpha et d'autres marqueurs inflammatoires peuvent stimuler le métabolisme de l'acide arachidonique. Des niveaux élevés d'acide arachidonique chez les prématurés ou les adultes pourraient être un signe d'inflammation systémique et de stéatose hépatique non alcoolique, respectivement. En outre, les métabolites hydroxylés dérivés de l'acide arachidonique sont associés à la pollution atmosphérique et peuvent exacerber la réponse inflammatoire de l'organisme à la pollution3.

Il a également été démontré que le traitement à l'acide arachidonique atténue l'inflammation aiguë. Par exemple, chez les patients souffrant d'obésité, le traitement à l'acide arachidonique réduit les marqueurs et les voies pro-inflammatoires. En outre, le traitement à l'acide arachidonique peut réduire efficacement l'inflammation des adipocytes induite par un régime riche en graisses chez les souris obèses. Sur le plan mécanique, il a été démontré que l'acide arachidonique bloque l'activation du récepteur Toll-like 4 (TLR4) dans les cardiomyocytes et les macrophages. L'acide arachidonique se lie au corecepteur TLR4, le facteur de différenciation myéloïde 2 (MD2), ce qui inhibe la formation du complexe actif TLR4-MD2 et la libération de cytokines pro-inflammatoires en aval. Les rats diabétiques traités à l'acide arachidonique présentent une inflammation systémique plus faible. Cependant, on ne sait pas si cette réponse est directement due à l'acide arachidonique ou à l'un de ses métabolites en aval. Les métabolites de l'acide arachidonique, générés par l'action d'oxygénases telles que la cyclooxygénase, la lipoxygénase et le cytochrome P450, jouent un rôle important dans la régulation de nombreux processus physiologiques et sont associés aux réponses immunitaires et aux états inflammatoires. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si l'acide arachidonique interagit avec d'autres récepteurs inflammatoires pour médier ses effets4,5.

Acide arachidonique et troubles cardiovasculaires

Des niveaux élevés d'acide arachidonique sont associés à de nombreuses maladies cardiovasculaires, telles que les maladies cardiovasculaires athérosclérotiques, les thromboembolies veineuses et les cardiopathies ischémiques. L'augmentation de l'apport alimentaire en acide arachidonique peut affecter l'agrégation plaquettaire et la composition des acides gras plaquettaires, qui jouent un rôle important dans diverses fonctions physiologiques. Mécaniquement, l'acide arachidonique peut induire un stress oxydatif en modifiant la production d'espèces réactives de l'oxygène par la nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH) oxydase. L'activation de la NADPH oxydase peut induire une inflammation systémique et conduire à des troubles cardiovasculaires athérosclérotiques. Dans la bronchopneumopathie chronique obstructive, l'acide arachidonique augmente l'inflammation mais inhibe l'expression des protéines de la matrice extracellulaire, ce qui pourrait entraîner une diminution de la fibrose. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour définir l'impact de l'acide arachidonique sur le développement et la progression de chaque maladie cardiovasculaire distincte5.

Acide arachidonique et troubles neurologiques

Dans de nombreux troubles neurologiques, la supplémentation alimentaire en acide arachidonique a des effets bénéfiques sur la cognition. Les enfants autistes présentent souvent de faibles niveaux d'acide arachidonique dans le sang. Cependant, après avoir complété les repas des enfants autistes avec des acides gras alimentaires, dont l'acide arachidonique, ils ont montré des améliorations cognitives. En outre, les suppléments d'acide arachidonique ont également amélioré les fonctions cognitives chez les patients âgés. D'un point de vue mécanique, l'acide arachidonique peut favoriser la prolifération des cellules souches ou progénitrices neurales et leur différenciation en neurones matures, ce qui pourrait conduire à une amélioration de la signalisation axonale. La composition en acides gras, en particulier la présence d'acide arachidonique, joue un rôle crucial dans le développement neurologique. Toutefois, ces études n'ayant qu'une portée limitée, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si l'acide arachidonique pourrait constituer une thérapie viable pour les personnes souffrant de troubles neurologiques6,7.

Acide arachidonique et cancer

L'acide arachidonique et plusieurs de ses métabolites régulent la carcinogenèse, ainsi que la prolifération, la chimiotaxie, la migration et l'apoptose des cellules tumorales. Les cellules tumorales exposées à l'acide arachidonique peuvent adopter une forme anormale, ce qui améliore la mobilité cellulaire et favorise les métastases. Mécaniquement, l'acide arachidonique peut inhiber l'activation des cellules immunitaires en perturbant les structures des radeaux lipidiques dans leurs membranes plasmiques. En effet, les patientes atteintes d'un cancer du sein et présentant des concentrations plus élevées d'acide arachidonique ont montré une réduction des cellules T intratumorales et des cellules tueuses naturelles activées, deux éléments cruciaux pour le contrôle de la tumeur8.

Le risque accru de cancer de la prostate a été lié à des polymorphismes de nucléotides simples dans les gènes impliqués dans la voie catabolique de l'acide arachidonique. L'inhibition pharmacologique du catabolisme de l'acide arachidonique a permis d'améliorer les résultats et de réduire la taille des tumeurs dans des modèles animaux de cancer du cerveau, du rein et du sein. Toutefois, d'autres études sont nécessaires pour déterminer si l'inhibition de l'acide arachidonique est une thérapie viable contre le cancer9.

Il a également été démontré que l'acide arachidonique libre inhibe la carcinogenèse. Dans les cellules tumorales, l'acide arachidonique peut favoriser la mort des cellules tumorales en induisant la peroxydation des lipides de la membrane cellulaire. En outre, l'acide arachidonique peut entraîner la mort des cellules cancéreuses en augmentant l'expression de la NADPH oxydase, qui catalyse la production d'espèces réactives de l'oxygène, ainsi que l'activation des caspases. Des recherches supplémentaires sont nécessaires dans des modèles animaux et chez l'homme pour comprendre pleinement le rôle que joue l'acide arachidonique dans différents types de cancer10.

Acide arachidonique alimentaire et muscle

Dans le muscle squelettique, l'acide arachidonique représente 15 à 17 % des acides gras totaux. Chez l'homme, l'acide arachidonique peut favoriser la croissance des muscles squelettiques. À cette fin, l'augmentation de l'acide arachidonique alimentaire peut accroître la signalisation anabolique intramusculaire après l'exercice. En outre, une supplémentation prolongée en acide arachidonique peut diminuer l'inflammation musculaire en inhibant la cytokine pro-inflammatoire IL-6, prévenant ainsi l'inflammation chronique qui pourrait conduire à une perte de masse musculaire. Les personnes ayant reçu une supplémentation prolongée en acide arachidonique présentent également une réduction de la masse grasse, mais pas d'hypertrophie musculaire. Des études supplémentaires portant sur un plus grand nombre d'individus sont nécessaires pour élucider clairement les liens entre les muscles et l'acide arachidonique11.

Supplémentation en acide arachidonique et fertilité

L'acide arachidonique joue un rôle dans la reproduction, y compris l'ovulation, la menstruation, la grossesse et l'accouchement. En outre, la maturation des ovocytes et la méthylation de l'ADN dans les embryons nécessitent le catabolisme de l'acide arachidonique. Des niveaux élevés d'acide arachidonique dans le liquide folliculaire des ovocytes augmentent le stress oxydatif et induisent l'expression du facteur de croissance/différenciation 15, ce qui peut supprimer la différenciation des ostéoblastes et le développement de nouveaux os dans l'embryon en développement. Les embryons bovins traités avec de faibles doses d'acide arachidonique ont vu leur taux de survie augmenter, alors que ceux traités avec des doses élevées ont vu leur taux de survie diminuer. Pour déterminer si ces effets dose-dépendants se produisent chez l'homme, d'autres études et essais cliniques sont nécessaires12. L'importance de l'acide arachidonique se poursuit après l'accouchement. Par exemple, l'acide arachidonique est l'acide gras polyinsaturé à longue chaîne le plus abondant dans le lait maternel, où il est l'un des principaux éléments constitutifs des triglycérides. En outre, l'acide arachidonique est essentiel au développement du fœtus, en particulier du système nerveux, des muscles squelettiques et du système immunitaire.

L'acide arachidonique joue également un rôle dans la fertilité masculine. Ce métabolite est présent à la fois dans les membranes des spermatozoïdes et dans le microenvironnement des testicules. Cependant, l'exposition des spermatozoïdes à une quantité excessive d'acide arachidonique peut entraîner des lésions de l'ADN et une réduction de la mobilité des spermatozoïdes. En outre, des niveaux élevés d'acide arachidonique dans les testicules sont en corrélation positive avec des spermatozoïdes défectueux. Dans cette situation, l'acide arachidonique peut favoriser la génération d'espèces moléculaires réactives de l'oxygène. Collectivement, ces données suggèrent que l'inhibition de la synthèse de l'acide arachidonique ou la promotion du catabolisme de l'acide arachidonique peuvent être des options thérapeutiques viables pour traiter l'infertilité masculine ; toutefois, des recherches supplémentaires chez l'animal et chez l'homme sont nécessaires13.

Acide arachidonique et recherche

En juin 2024, il y a plus de 6 415 citations pour l'acide arachidonique dans des publications de recherche (à l'exclusion des livres et des documents) sur PubMed. Alors que les chercheurs continuent d'élucider les mécanismes pharmacologiques et physiologiques de l'acide arachidonique et de ses dérivés, des recherches supplémentaires, à la fois in vitro et in vivo, sont nécessaires pour évaluer son utilisation potentielle dans le traitement de divers cancers ainsi que de troubles cardiovasculaires, de la fertilité et de l'inflammation. En outre, il est essentiel de comprendre les effets de l'acide arachidonique sur la composition en acides gras des tissus, car ils ont un impact sur la composition en lipides du plasma, les fonctions cellulaires et les réponses immunitaires.

Références

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