Les espèces réactives de l’oxygène (ROS) sont des molécules qui contiennent l’élément oxygène et sont chimiquement très actives. Ces molécules, qui peuvent prendre plusieurs formes, atteignent cette réactivité grâce à une caractéristique commune : la présence d’un électron qui n’a qu’une seule liaison. Les électrons dans cet état ont une forte tendance à essayer de former des liaisons plus fortes, conduisant à des réactions chimiques. Les espèces réactives de l’oxygène peuvent être aussi simples que des molécules de superoxyde (O2-) ou des molécules plus complexes, comme le peroxyde d’hydrogène (H2O22). Ces molécules, parfois appelées oxydants ou radicaux libres, se trouvent dans le corps humain et sont à la fois utilisées et formées par des processus cellulaires.
Les cellules du corps humain utilisent des molécules de superoxyde dans leur conversion des aliments en énergie et autres fonctions métaboliques. Ces processus biochimiques sont très complexes, mais nombre d’entre eux commencent par la conversion de molécules de superoxyde en d’autres espèces réactives de l’oxygène, qui sont ensuite utilisées dans d’autres réactions. Le corps dispose de moyens naturels pour traiter ces molécules, car de nombreuses enzymes servent à les neutraliser ou à les convertir en une forme moins réactive. Une surabondance de molécules réactives d’oxygène est potentiellement nocive et contribuerait à de nombreux processus destructeurs des cellules humaines, de l’ADN et, éventuellement, de la santé en général. De nombreux aliments et autres suppléments sont commercialisés comme contenant des antioxydants, qui sont des substances qui neutralisent les molécules d’espèces réactives de l’oxygène en excès, les empêchant d’endommager le corps.
Les molécules comme les espèces réactives de l’oxygène peuvent être introduites dans le corps de plusieurs manières, mais sont principalement introduites par l’air que nous respirons. La fumée de cigarette et les gaz d’échappement industriels contiennent de grandes quantités de ces types de molécules, qui sont connues pour endommager les tissus humains, en particulier les poumons. L’ozone (O3, une molécule naturelle, est également très réactif chimiquement, bien qu’il ne soit présent qu’en petites quantités dans l’atmosphère terrestre.
Les espèces réactives de l’oxygène peuvent endommager l’ADN humain en réagissant avec les protéines contenues dans les chaînes d’ADN. Ces dommages peuvent parfois être réparés par les défenses naturelles du corps, mais ces défenses sont imparfaites, et lorsque les réparations échouent, les dommages peuvent conduire à des mutations génétiques. Les dommages oxydatifs à l’ADN peuvent entraîner une réduction de l’activité enzymatique et ont été liés au cancer. Ce potentiel de dommages aux cellules et aux tissus de l’organisme, dû à un surplus de certaines espèces réactives de l’oxygène en combinaison avec la nécessité d’un certain nombre de certaines molécules ROS, crée une sorte de paradoxe. Le corps a besoin et utilise certains types de ces molécules pour les fonctions métaboliques de base, mais un excès peut être préjudiciable.