Décomposition du peroxyde d'hydrogène (H2O2) : Une autre approche

04Mai2014
Mis à jour le 25Fév2015
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Le laser Lokki Nd-YAP grâce à sa très bonne absorption dans l’eau permet d’augmenter les effets antiseptiques de la décomposition du peroxyde d’hydrogène, l’un des DRO, dérivés réactifs de l’oxygène. L’idée communément admise de la décomposition en oxygène singulet est simple, je dirais plutôt qu’elle me paraît simpliste, jugez-plutôt :

Les liens de cette page vous conduiront sur des articles plus spécifiques (Réf : Wikipedia).

 

Les dérivés réactifs de l’oxygène (DRO, en anglais reactive oxygen species, ROS) sont des espèces chimiques oxygénées telles que des radicaux, des ions oxygénés et des peroxydes, rendus chimiquement très réactifs par la présence d’électrons de valence non appairés. Il peut s’agir par exemple de

 

Les DRO peuvent être d’origine exogène — produits par des rayonnements ionisants par exemple — ou bien endogène, apparaissant comme sous-produits du métabolisme normal de l’oxygène et jouant alors un rôle important dans la communication entre les cellules. Leur concentration peut cependant croître significativement en période de stress — sous l’effet de la chaleur ou de l’exposition aux ultraviolets par exemple — et endommager les structures cellulaires, ce que l’on appelle le stress oxydant.

Les DRO sont des espèces chimiques à très forte réactivité, capables d’oxyder les protéines, l’ADN et les membranes des cellules (attaque des lipides constitutifs par peroxydation lipidique).


 


Nous pouvons lire régulièrement que l’eau oxygénée, sous l’effet du rayonnement laser ou UV va produire de l’oxygène singulet. Cette production va se faire aussi, et très simplement, mais très violemment, dans un mélange d’hypochlorite de sodium et de peroxyde d’hydrogène par action des ions hypochlorites ClO-  :

H2O2 + ClO-  → H2O2 + Cl- + 1O2* 

 que l’on trouve encore écrit sous la forme 1Δg

Malheureusement pour cette hypothèse : Si une molécule d’oxygène singulet en phase gazeuse a une durée de vie d’environ 72 minutes, en solution, en revanche, cette durée de vie n’excède pas quelques microsecondes, voire nanosecondes (quelques millionièmes, voire milliardièmes de seconde).

La courte durée d’existence de 1Δg ne lui permet qu’un très court rayon d’action in vivo (<20 nanomètres).

 


Une autre hypothèse, beaucoup plus convaincante est basée sur la réaction de dissociation des peroxydes  : 

Pour comprendre ce qui se passe, nous allons écrire la molécule différemment :

H2O2 H-O-O-H.

Si, par un moyen quelconque nous arrivons à couper entre les 2 O-O, nous allons réaliser une coupure homolytique qui nous donnera  

HO et HO- 

  • Soit un groupement HO- (prononcer HO moins), appelé aussi hydroxyle, qui se rencontre aussi en particulier dans les alcools et les phénols.
  • Un radical hydroxyle (autrefois appelé radical libre) , HO (Prononcer HO point) qui se produit lors de réactions de dissociation :
    • En présence de métaux de transition (Fe(II), Cu(I)), réaction de Fenton. On a aussi des réactions améliorées dont un projet industriel, l’Electro-Fenton.
    • En présence d’ions superoxydes
    • De rayonnement UV : le Photo-Fenton utilisé en traitement industriel des eaux usées ou polluées.
    • De rayonnement infra-rouge (chauffage)

 

Le radical HO est un oxydant extrêmement réactif, c’est d’ailleurs le deuxième oxydant, en terme de puissance, présent dans la nature après le fluor :

 

Il interragit instantanément avec les sucres, les acides aminés, les lipides, en particulier les phospholipides, les acides nucléiques.


 

La réaction de Fenton va donc pouvoir s’écrire :

HOOH + Fe2+   HO + HO- + Fe3+

Cette réaction se complètera ensuite par :

Fe3++ HOOH   Fe2+ + HO2 + H+

 

 Ou, avec le cuivre présent dans certaines bactéries :

HOOH + Cu  HO + HO- + Cu2+

complétée par :

Cu2++ HOOH    Cu+ + HO2 + H+

 


Cette coupure homolytique peut se faire à partir d’un ion superoxyde O2-

L’ion superoxyde est une espèce réactive oxygénée (nom scientifique des radicaux (ex) libres). Il est naturellement produit dans toutes les cellules des êtres vivants respirant le dioxygène (O2), en particulier  au sein des mitochondries :

 

O2- +  H2O2    HO + HO- +  O2

 

L’ion superoxyde est toxique. Bien qu’il soit instable en solution aqueuse, sa concentration stationnaire serait trop élevée sans un système de protection : L’enzyme superoxyde dismutase


 

Et, comme évoqué plus haut, cette réaction de dissociation peut se déclencher par l’application d’une source de radiations convenables :

  • Des Ultra-Sons
  • Des Ultra-Violets
  • Des Infra-Rouges

Pour les infra-rouges, le laser Lokki 1341nm, par sa très bonne absorption dans l’eau est tout-à-fait indiqué dans cette réaction.


 

C’est pour cela que ce laser est quotidiennement utilisé pour sa qualité de la désinfection des poches parodontales, des canaux infectés et de tout foyer buccal nécessitant une bonne désinfection sans risque supplémentaire pour le patient.

 

 

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