Tabac et stress oxydatif : comment la cigarette vous fait vieillir plus vite

Réponse rapide : la fumée de cigarette contient des concentrations extrêmement élevées de radicaux libres — des espèces réactives de l'oxygène (ERO, ou ROS en anglais) qui abîment l'ADN, les protéines et les membranes des cellules. Les fumeurs présentent des taux plus élevés de marqueurs du stress oxydatif et des taux plus bas d'antioxydants, ce qui contribuerait aux maladies des artères, aux maladies pulmonaires, au vieillissement de la peau et au cancer. Dans une étude, un marqueur clé a nettement baissé après deux semaines sans fumer.

L'expression « le tabac fait vieillir » est employée à la légère, mais il existe derrière elle un mécanisme biologique précis : le stress oxydatif. Le comprendre explique non seulement le vieillissement visible, mais aussi pourquoi les fumeurs vieillissent plus vite au niveau des cellules — et pourquoi arrêter répare réellement une partie de ces dégâts.

Ce qu'est le stress oxydatif

Chaque cellule du corps produit de l'énergie par des réactions métaboliques qui génèrent des espèces réactives de l'oxygène (ERO) — des molécules instables contenant de l'oxygène et des électrons non appariés. Ces « radicaux libres » sont chimiquement réactifs et arrachent des électrons aux molécules voisines pour se stabiliser.

En petites quantités, les ERO remplissent des fonctions biologiques (défense immunitaire, signalisation cellulaire). Mais quand la production d'ERO dépasse la capacité de la cellule à les neutraliser, il en résulte un stress oxydatif : les ERO attaquent sans distinction l'ADN, les protéines et les lipides (les membranes des cellules).

Le corps dispose d'un système de défense antioxydant — des enzymes comme la superoxyde dismutase et la catalase, plus des antioxydants alimentaires comme les vitamines C et E — pour neutraliser les ERO. La santé dépend du maintien de cet équilibre.

Comment la fumée de cigarette submerge ce système

La fumée de cigarette est l'une des sources de stress oxydatif exogène (extérieur) les plus puissantes auxquelles l'être humain puisse être exposé. Elle contient :

Des radicaux libres directement dans la fumée :

De très grandes quantités de petits radicaux très réactifs dans la phase gazeuse, formés en continu à mesure que le monoxyde d'azote de la fumée s'oxyde
Des radicaux à durée de vie plus longue retenus dans le goudron, qui peuvent continuer à produire du superoxyde et du peroxyde d'hydrogène
Des radicaux d'oxydes d'azote (issus de la combustion)
Des radicaux peroxyles organiques

Des composés qui génèrent des radicaux après l'inhalation :

Les catéchols du goudron entrent dans des cycles d'oxydoréduction qui régénèrent sans cesse des radicaux
L'acroléine épuise directement le glutathion (la principale molécule antioxydante du corps)
Les quinones issues de la combustion génèrent des radicaux superoxyde par voie enzymatique

Une cascade inflammatoire qui amplifie le tout :

La fumée de cigarette active les macrophages et les neutrophiles du poumon
Ces cellules immunitaires libèrent des ERO supplémentaires (du superoxyde produit par la NADPH oxydase) dans le cadre de leur fonctionnement normal
L'inflammation chronique due au tabac crée un cycle d'ERO qui s'entretient lui-même

Résultat : les fumeurs présentent un stress oxydatif généralisé — pas seulement dans les poumons, mais dans le sang, le système cardiovasculaire et chaque tissu atteint par la circulation sanguine.

Ce que les radicaux libres abîment

L'ADN : les ERO provoquent des lésions spécifiques de l'ADN, en particulier la 8-hydroxydésoxyguanosine (8-OHdG) — un nucléotide altéré qui entraîne des transversions G→T. Les changements G→T sont fréquents dans les cancers du poumon des fumeurs, même si beaucoup d'entre eux viennent de substances cancérogènes du goudron qui se fixent sur l'ADN plutôt que de l'oxydation seule. Les dégâts qui ne sont pas réparés peuvent contribuer au cancer.

Les protéines : la modification oxydative des protéines — carbonylation, oxydation des résidus de cystéine — altère leur fonction. Cela touche les enzymes, les protéines de structure et les molécules de signalisation. Les protéines oxydées s'accumulent dans les cellules avec l'âge, et les fumeurs présentent des taux plus élevés de certains de ces marqueurs.

Les lipides (membranes cellulaires) : les ERO déclenchent la peroxydation lipidique — une réaction en chaîne qui abîme les acides gras polyinsaturés des membranes cellulaires. Le cholestérol LDL oxydé serait l'un des moteurs de la plaque dans les artères, l'un des nombreux mécanismes derrière l'effet du tabac sur la santé du cœur.

Le collagène et l'élastine : les protéines qui gardent la peau ferme et élastique peuvent être abîmées par les ERO. Le stress oxydatif serait l'un des mécanismes du vieillissement prématuré de la peau chez les fumeurs, avec une production moindre de collagène et une moins bonne irrigation sanguine.

Les marqueurs mesurables du stress oxydatif chez les fumeurs

Les études mesurent plusieurs marqueurs :

Les F2-isoprostanes, marqueur de référence des dégâts sur les graisses : dans une étude, les F2-isoprostanes libres dans le sang atteignaient en moyenne environ 2,3 fois le niveau des non-fumeurs (242 contre 103 pmol/L)
La 8-OHdG, marqueur des dégâts oxydatifs sur l'ADN : généralement plus élevée chez les fumeurs
Le glutathion, principale molécule antioxydante du corps : le tabac fait passer une plus grande part du glutathion du plasma sanguin sous sa forme oxydée
La vitamine C : les fumeurs ont tendance à avoir des taux sanguins plus bas, c'est pourquoi les recommandations nutritionnelles américaines conseillent aux fumeurs d'en consommer 35 mg par jour de plus que les non-fumeurs

L'épuisement des antioxydants alimentaires est particulièrement notable — cela signifie que les fumeurs ont un besoin accru en antioxydants au moment même où leur alimentation est souvent de moins bonne qualité (le tabac et les habitudes alimentaires sont liés).

L'effet de vieillissement généralisé

Quand les chercheurs comparent l'âge biologique (mesuré par les horloges de méthylation de l'ADN, la longueur des télomères et les marqueurs inflammatoires) de fumeurs et de non-fumeurs du même âge civil :

Les fumeurs ont tendance à paraître biologiquement plus âgés sur plusieurs de ces mesures, et le tabac laisse des changements de méthylation sur des milliers de sites de l'ADN
Les télomères (les extrémités protectrices de l'ADN qui raccourcissent avec l'âge) ont tendance à être plus courts chez les fumeurs

Le nombre d'« années » de vieillissement que le tabac ajoute varie selon les études et les mesures, donc nous ne donnons pas de chiffre unique. Le stress oxydatif est l'une des voies de ce vieillissement, avec l'inflammation et les dégâts directs sur l'ADN.

Les compléments antioxydants : est-ce que ça aide ?

La question qui vient tout de suite : les fumeurs peuvent-ils simplement prendre des compléments antioxydants pour compenser ?

La réponse des essais randomisés est non. Dans l'essai finlandais ATBC portant sur 29 133 fumeurs de sexe masculin, ceux qui recevaient du bêta-carotène ont eu davantage de cancers du poumon, et non moins, et l'essai américain CARET a été arrêté plus tôt que prévu pour la même raison. Une revue Cochrane des médicaments et compléments destinés à prévenir le cancer du poumon n'a trouvé aucun complément qui réduise le risque. On ne sait pas entièrement pourquoi le bêta-carotène a été nocif.

Une alimentation riche en fruits et légumes est bonne pour tout le monde, mais aucun aliment ni aucune pilule n'annule les effets de la fumée. Si vous fumez, ne prenez pas de compléments de bêta-carotène à forte dose.

Ce qui se passe quand vous arrêtez

Tout de suite : vous cessez de respirer les radicaux contenus dans la fumée.
Deux semaines : dans une étude de 1995, les fumeurs avaient des taux sanguins de F2-isoprostanes — marqueur de référence des dégâts oxydatifs sur les graisses — plus élevés que les non-fumeurs, et ces taux ont nettement baissé après deux semaines d'abstinence.
À plus long terme : la vitesse à laquelle les autres marqueurs et l'inflammation se calment a été moins étudiée ; nous n'avons trouvé aucun calendrier fiable.

Les dégâts oxydatifs de la peau : la production de collagène et d'élastine peut reprendre, et si les dégâts existants ne disparaissent pas complètement, la formation de nouveau collagène et la baisse des attaques oxydatives en cours améliorent peu à peu la qualité de la peau sur des mois, voire des années. Pour en savoir plus : Arrêt du tabac et peau.

Références

Church DF, Pryor WA. « Free-radical chemistry of cigarette smoke and its toxicological implications. » Environ Health Perspect, 1985. PubMed
Pryor WA, Stone K. « Oxidants in cigarette smoke. » Ann N Y Acad Sci, 1993. PubMed
Rahman I, Biswas SK, Kode A. « Oxidant and antioxidant balance in the airways and airway diseases. » Eur J Pharmacol, 2006. PubMed
Moriarty SE et al. « Oxidation of glutathione and cysteine in human plasma associated with smoking. » Free Radic Biol Med, 2003. PubMed
Morrow JD et al. « Increase in circulating products of lipid peroxidation (F2-isoprostanes) in smokers. » N Engl J Med, 1995. PubMed
ATBC Cancer Prevention Study Group. « The effect of vitamin E and beta carotene on the incidence of lung cancer and other cancers in male smokers. » N Engl J Med, 1994. PubMed

Questions fréquentes

Le stress oxydatif provoque-t-il un vieillissement visible chez les fumeurs ?

C'en est une cause probable. La peau des fumeurs fabrique moins de collagène et en détruit davantage, et le stress oxydatif jouerait un rôle, avec la baisse de l'irrigation sanguine. Les études sur les jumeaux montrent que le visage des fumeurs vieillit visiblement plus vite. Voir tabac et vieillissement de la peau.

En combien de temps le stress oxydatif diminue-t-il après l'arrêt ?

Dans une étude, les taux sanguins de F2-isoprostanes, un marqueur clé des dégâts oxydatifs, ont nettement baissé après deux semaines sans fumer. Les autres marqueurs ont été moins étudiés, donc il n'existe pas de calendrier complet fiable.

La vitamine E ou C peut-elle protéger les fumeurs des dégâts oxydatifs ?

Aucun complément n'a montré qu'il protégeait les fumeurs. Dans de grands essais, les compléments de bêta-carotène ont augmenté les cancers du poumon chez les fumeurs, et une revue Cochrane n'a trouvé aucun complément qui réduise le risque de cancer du poumon. C'est l'arrêt du tabac qui fonctionne.

Le vapotage provoque-t-il moins de stress oxydatif que le tabac ?

Les mesures montrent que l'aérosol de la cigarette électronique contient beaucoup moins de radicaux libres que la fumée de cigarette, mais pas zéro : chauffer le liquide peut former des composés réactifs, et certains arômes y contribuent. La revue britannique des données de 2022 a trouvé chez les vapoteurs des taux de marqueurs de substances nocives bien plus bas que chez les fumeurs. Moins nocif ne veut pas dire inoffensif, et si vous ne fumez pas, ne commencez pas à vapoter.