Chapitre I : Introduction: les domaines de la pharmacognosie :

Etymologie :Pharmacologie vient du grec pharmakon (drogue, venin, poison) et gnosis (connaissance ).

Définition : Science appliquée traitant des matières premières et des substances à potentialité médicamenteuse d’origine biologique.

Ces substance d’origine biologiques sont issues de végétaux, d'animaux ou encore de fermentation à partir de micro-organismes.

Une drogue est la partie ou l’organe désseché d’une plante, d’un animal ou d’un champignon.

Caractère multidisciplinaire :

La botanique et l' ethnopharmacologie considèrent l'historique des plantes médicinales et l'inventaire de leur utilisation en médecine traditionnelle. L'agronomie : sélection, culture, récolte, conservation et distribution des plantes médicinales. Phytochimie et biologie végétale: abordent la biogenèse des constituants actifs et de leur isolement, l'étude de leur structure chimique au moyen de techniques modernes de spectrométrie. Pharmacologie, toxicologie et médecine. Analyse pharmaceutique: méthodes de standardisation. Biochimie végétale et biotechnologie; mise au point des méthodes de production in vitro de métabolites secondaires au moyen de culture de tissus et de cellules végétales.

Aspects historiques

1895 : la thériaque (prépa pharmaceutique utilisé contre les poisons les plus divers.)1899 : mise sur le marché de l’aspirine, premier médicament moderne.

Du végétal au médicament : A la fin du précambrien on voit la colonisation des terres émergées. C'est un environnement hypermutable. Il n'y a pas d'azote et on voit apparaître progressivement 1'02. Il y a ensuite une différenciation entre les règnes animal et végétal mais avec une croissance commune. Leur but est de se nourrir, se reproduire et communiquer ce qui engendrent de nombreuses mutations et seuls les meilleurs individus subsistent

Rôle des métabolites secondaires : Au niveau du métabolisme primaire par exemple: les caroténoïdes et flavonoïdes ont un rôle dans la photosynthèse, la détoxification et la défense contre les stress oxydatifs. Au niveau des relations avec le monde extérieur : Immunité végétale: soutien et protection du métabolisme primaire. Phytoalexines (ex : le resvératrol) il est produit par le grain de raisin après une, attaque par un champignon; dérivé d'un noyau stilbène il a une action antitumorale et antirhumatismale.

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Discrimination entre plantes alimentaires. médicinales et toxiques :

Quelques exemples connus chez les primates: Veronia amygdalina a une action antiparasitaire. Expériences malencontreuses à relations de cause à effet Double territoire inconnu: l'agent thérapeutique et l'individu malade. La sélection des espèces végétales et des doses utiles s'est opérée à partir de relation évidentes, immédiates ou presque immédiates entre l'administration de la plante et l'apparition des effets recherchés à danger (ex: crotalaria retusa, Fabaceae responsable d'intoxications hépatiques ). Préhistoire du médicament :

La sélection des espèces médicinales a résulté d'expérimentation par l'homme sur l'homme. Le processus de sélection a été entièrement empirique ( remèdes de bonnes femmes ). Le règne végétal offre une ressource inépuisable de molécules étonnamment variées.

Phytothérapie = chimiothérapie ≠ Médecine doucePhytothérapie ≠ phytopharmacie.

Plantes alimentaires: innocuité démontrée par un usage fréquent, la toxicité de certaines espèces est écartée par l'usage sélectif de certains organes ou par les traitements culinaires.

Plantes médicinales et alimentaires : Les bénéfices nutritionnels de certaines plantes ambivalentes comme les plantes aromatiques sont accompagnés d'une réduction des risque de maladies chroniques et dégénératives à effets à confirmer.

Plantes médicinales de type A: l'usage traditionnel de ces plantes est l'indice d'une toxicité faible qui reste cependant à confirmer. Leurs bénéfices et effets indésirables sont tels que l'utilisation d'extraits totaux ou partiellement purifiés, correctement standardisés, est envisageable.

Plantes médicinales de type B : Pour ce groupe les bénéfices et effets indésirables sont tels que l'isolement du ou des constituants actifs est indispensable à hémisynthèse, synthèse totale, modifications structurales.

Plantes toxiques : La valeur du rapport bénéfices thérapeutiques / effets indésirables est défavorable à pas d'exploitation directe en thérapeutique sans d'éventuelles modification structurales.

De la médecine traditionnelle au médicament moderne :

Plante entière à partie de la plante (drogue ) à extrait à mélange de PA (principes actifs) à PA purifiés à dérivés obtenus par hémisynthèse. Les constituants actifs purifiés peuvent être obtenus par des cultures végétales in vitro.

Exemple: herbe de bel1adone à feuil1e à extrait à alcaloïdes totaux à hyosciamine et scopolamine à méthylatropine, butylscopolamine et ipratropium.

Les plantes dans la thérapeutique actuelle :

Phytothérapie à mélange complexe de constituants dont les effets peuvent se potentialiser ou s'annuler à métabolisation complexe qui peut modifier les interactions entre les constituants à essais cliniques indispensables pour confirmer l'activité ou l'innocuité.

= Chimiothérapie à quelques substances au profil pharmacologique parfaitement connu à

métabolisation parfaitement connue à profil clinique parfaitement connu.

Médicaments utilisés en médecine ambulatoire et médicaments de confort.

à possibilité de médicaments à base de plantes à végétaux ou extractifs végétaux.

Contenant un ou un nombre très réduit de substances actives dont les activités pharmacologiques individuelles sont bien connues.Contenant plusieurs constituants actifs connus agissant en synergie et dont les activités pharmacologiques individuelles ne sont pas encore bien précisées.Dont les activités pharmacologiques ne sont pas encore définitivement établies et dont les constituants actifs doivent encore faire l’objet d’études phytochimiques.

Médicaments utilisés en clinique et médicaments d’urgence à produits parfaitement purifiés.

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Chapitre II : Les voies de biogenèse.

1. Méthodes d'étude :

Elles nécessitent la destruction de la cellule végétative, le recueil des enzymes du métabolisme et leur étude in vitro.

A. Production de traceurs :

Deux types de traceurs peuvent être utilisés. Il s'agit des traceurs radioactifs et des isotopes stables. Ces derniers sont plus utilisés car leur identification est plus aisée.

B. Introduction des traceurs :

Elle peut se faire de trois manières : Par la racine pour des plantes qui se développent dans des substances nutritivesDans l'organe étudié pour les plantes à tige creuse ou à capsule. Par incision dans la tige. Si la plante est rigide à dans les parties aériennes.

C. Exemples d'utilisation de précurseurs marqués Double incorporation: au niveau du O, du C ou du N. Rem : la plante peut emprunter une autre voie métabolique que celle attendue. On voit alors des atomes radioactifs à de mauvais endroits.

Administration compétitive : A est précurseur de C. Comment savoir si l'intermédiaire est B ou B' à 3 expériences sont effectuées :

A marqué à dosage de C marqué

A marqué + B non marqué à dosage de C marqué. Si B est un intermédiaire la radioactivité de C diminue.

A marqué + B' non marqué à dosage de C marqué. Si B' n'influence pas la radioactivité de C ne diminue pas.

Analyse séquentielle : On place la plante dans une atmosphère CO2 (C14) toutes les 5 à 10 minutes et on observe l'incorporation du carbone 14 au cours du temps pour déterminer la voie de biogenèse (Voir exemple de la menthe Pg 2-3.)

D. Localisation des métabolites marqués dans les tissus : autoradiographie.

Dans quel tissu la biogenèse a lieu ? L'autoradiographie va nous permettre de répondre à cette question. L'organe étudié est placé à côté d'un papier photographique et on prend des photos des endroits où se trouve la radioactivité (car elle réagit avec Ag+). Cette radiographie nous renseigne sur les substances marquées dans le tissu et les

modifications structurelles qu' elles peuvent subir.

E. Culture d'organe et de tissus in vitro :

C' est facile à manipuler mais il y a des risques de dérivation du métabolisme lorsque l' on passe in vitro. Il peut y avoir culture de cellules isolées ou de grains de pollen.

F. Greffes : On en fait pour rechercher les sites du métabolisme primaire et secondaire. Ex: formation d'alcaloïdes étudiée sur des plantes greffées dont Datura stramonium. Si on ajoute une greffe de la partie aérienne de Datura sur une racine de tomate il y a des alcaloïdes tandis que si on fait l'inverse il n'y en a pas.

G. Souches mutantes

On peut voir si après mutation les voies biologiques fonctionnent encore. Ex: avec des substances mutagènes on introduit des dégâts dans l'ADN. On obtient des molécules filles dont le métabolisme est altéré.

H. Apport de la chimiotaxinomie

Les voies métaboliques pour arriver aux métabolites secondaires se sont fort diversifiées. II existe une relation étroite entre un métabolite secondaire produit par une plante et la position taxinomique occupée par cette espèce.

Les papaver : On trouve surtout les métabolites secondaires dans papaver somniferum et papaver setigerum. Dans les autres il n 'y a que des traces. Plus la voie de synthèse est complexe, plus la distribution des métabolites secondaires est restreinte.

La nicotine: Ses précurseurs sont répandus, on les trouve dans de nombreuses espèces (ornithine).

les Asteraceae.

La chimiotaxinomie permet de privilégier la recherche de PA dans certaines espèces ou familles.

2. Origine des briques du métabolisme secondaire :

A. Cycles du métabolisme primaire :

1) la photosynthèse

H2O à ½ O2 + 2 e- + 2 H+

La photosynthèse est un cycle fondamental. Ce cycle nécessite :

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Du CO2 :C'est la première brique élémentaire. Il constitue la source de carbone utilisée pour la synthèse des sucres, de l'amidon, de la cellulose, des lipides, des protéines et des acides nucléiques.

De la lumière : Les récepteurs de la lumière sont la chlorophylle et les caroténoïdes. Ceux-ci permettent d'augmenter le spectre d'absorption de la chlorophylle. L'absorption de la lumière crée un flux d'électrons à travers une série de transporteurs liés aux thylakoïdes des chloroplastes. Il y a oxydation d'eau en O2 avec synthèse de NADPH et d'ATP grâce à la génération du flux de protons.

de l'eau.

de l'énergie.

une plante

La photosynthèse aboutit à la formation de glyceraldéhyde-3-P qui s'interconvertit en dihydroxyacétone-P .

A partir de ces deux briques on peut synthétiser des oses et osides ou former de l'énergie via la glycolyse.

Synthèse des oses :

La condensation des deux briques à l'aide d'une transaldolase aboutit à la formation de fructose-l,6-diP. Une déphosphorylation par la fructose-l,6bisphosphatase aboutit au fructose-6P.

A partir de ce fructose-6P deux voies sont possibles :Synthèse des oses, des osides et de l’amidon.Association avec le glycéraldéhyde-3P grâce à une transkétolase pour former des sucres en C4 et C5 : l’érythrose-4P et le xylulose-5P.L’érythrose est une brique élémentaire pour la biogenèse des métabolites secondaires.

2) la glycolyse :

Il s'agit de la voie de l'acétylCoA. L' AcCoA permet la condensation de groupements acétyles ce qui mène au mévalonate et par la suite aux terpènes.Il y a dégradation du glucose en pyruvate. La photosynthèse peut entrer directement dans la glycolyse par ses deux briques élémentaires :

Photosynthèse à Dihydroacetone-P (DHA-P) et glyceraldéhyde-P (GA-3P) à glycolyse à trioses-P à PEP (phosphoenolpyruvate) à Pyruvate à AcCoA à Krebs.

Le phosphoénolpyruvate et le pyruvate sont les deux briques élémentaires de la.glycolyse..

La première est un dérivé riche en énergie qui s'hydrolyse en pyruvate avec formation d’ATP.Le pyruvate est un produit de dégradation commun à tous les sucres et des acides aminés.C'est un intermédiaire clé dans les métabolismes primaires et secondaires. La glycolyse aboutit donc à l' AcCoA. principal substrat du cycle de Krebs,

3) le cycle de Krebs :

Dans ce cycle l'AcCoA est dégradé en CO2 et son énergie est transférée sur les coenzymes NAD et FAD. L'énergie est récupérée grâce à la chaîne respiratoire mitochondriale.

Les deux briques de base de ce cycle sont l'α-cetoglutarate et l'oxaloacétate. Elles sont nécessaires à la synthèse des acides aminés qui sont à la base de la synthèse des alcaloïdes. A partir du cetoglutarate on obtient le glutamate et la glutamine qui jouent un rôle important dans le catabolisme des ammoniums et la synthèse des acides aminés. La synthèse de l'arginine est complexe (cycle de l'urée).

B. Acide mévalonique et unités isoprènes :

C. Biogenèse des dérivés aromatiques : Trois voies de biogenèse sont possibles pour l'obtention de dérivés aromatiques.voie de l'acide shikimique.Voie acétate.Voie polyacétals.

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Systématique des métabolites secondaires

3. Oses et osides :

A. Rappel de nomenclature : Les oses ont pour formule Cn(H2O)m , ils possèdent une fonction aldéhydique ou cétonique et (n-1) fonctions alcools. Ils possèdent 3 à 9 carbones.

Il s'agit

D'aldoses : pentoses (ribose, arabinose, xylose,. ..), méthylpentoses (rhamnose, fucose, ...), désoxyoses ( digitoxose,. ..), hexoses (glucose, galactose, mannose,. ..).De cétoses: fructose. De dérivés osidiques : acides uroniques (ac.glucuronique, mannuronique, galacturonique, ...), polyalcools (sorbitol, mannitol, inositol, ...), esters d'oses (acétates, sulfates ), oses aminés (glucosamine,. ..).

Les osides à Holosides et hétérosides.

Les holosides sont constitués de l’association d’oses et/ou de dérivés osidiques.

Il s'agit Des oligoholosides qui possèdent maximum dix unités oses.

Des polyholosides ou polysaccharides qui possèdent plus de dix unités oses. Ils peuvent être homogènes ou hétérogènes.

Les hétérosides sont formés d 'oses combinés à une autre substance appelé aglycone ou génine.

Il s'agit des glucosinolates, des hétérosides cyanogènes, de phénol, coumariniques, flavonoïdiques, quinoniques, formés à partir de terpénoïdes, ...

Le nom des sucres est tout d'abord basé sur le nombre de carbones. On ajoute le suffixe -ose s'il s'agit d'un aldose et le suffixe -ulose s'il s'agit d'un cétose. La méthode de Fisher permet de visualiser les configurations D ou L qui n'ont pas de lien avec le pouvoir rotatoire. Par convention le sucre est D si le groupement hydroxyle le plus éloigné de la fonction carbonyle est à droite. Il est L si ce groupe est à gauche. On note aussi les sucres par α ou β. Ce sont des formes anomères. Le sucre est α si le OH à la même configuration que dans la représentation de Fisher et β dans le cas inverse. Dans les formes cyclisées on distingue deux types de cycles: les pyranes en C6 et les furanes en C5.

Formation des osides : anomère + R-OH à glycoside + H2O .

B. les polyholosides :

Ils sont homogènes ou hétérogènes, neutres ou acides, linéaires ou ramifiés.

Trois types d’association sont possibles : Séquence périodique: les oses sont répartis le long de la chaîne linéaire. C'est un ruban étiré dans le cas d'un lien β 1,4 ; une hélice pour un lien α l,4 et une conformation flexible pour un lien 1,6.Séquence interrompue : Zones à périodicité régulière qui alternent avec des zones hétérogènes. On les trouve au niveau des interactions polymères-polymères.Séquence complètement hétérogène : séquence aléatoire seulement rencontrée dans le cadre de lien polymère-solvant.

Gélification : Il s’agit de réseaux micromoléculaires tridimensionnels qui retiennent la phase liquide entre leurs mailles. On passe du désordre à l’ordre avec association de chaînes.

La structure du polymère a une grande influence sur l'aptitude à la gélification : Les homopolymères réguliers (zones de jonctions très étendues). Les polymères hétérogènes et dépourvus de séquence régulière (dispersés dans le solvant). Les polymères à séquences régulières interrompues par des motifs irréguliers (gels élastiques ).Les polymères acides (comportent une molécule d'ac.uronique ou des oses sulfonylés).Les polymères branchés (forment des gels quand ils sont en forte concentration)

Les polyholosides peuvent être isolés par leur solubilité dans l’eau. On ajoute de l’éthanol pour désolvater le polymère et provoquer sa précipitation.On les filtre sur gel, on peut aussi utiliser des résines échangeuses d’ions.

Les homopolyholosides : arabanes, xylanes, mannanes, glucosanes, fructosanes et galactanes sont des fibres alimentaires.

Les hétéropolyholosides : hémi-celluloses, gommes, mucilages et pectines.hydrocolloïdes des algues.glycosaminoglycanes: composés de disaccharides répétitifs dont l'un des deux est toujours NAM ou NAG (ac.hyaluronique, chondroïtine sulfate, héparine).

C. Les hétérosides :

Il y a combinaison d'un ose avec différents types de molécules. Cette combinaison s'accompagne de la perte d'une molécule d'eau. Selon le type de liaison on distingue les O, S, N, C-hétérosides Dans les végétaux les hétérosides sont pour la plupart synthétisés par l'intervention d'

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enzymes plus ou moins spécifiques.

Plusieurs oses peuvent être liés à la même génine c'est pourquoi l'extraction reste une étape très délicate.

D. Méthodes d’analyse des glucides :

1) Extraction

On utilise l’éthanol ou le méthanol à extraction de tissus frais.

2) Réactions spécifiques

Réactions de Keller-Killiani pour les 2-désoxy-oses : on dissout l’ose dans l’acide acétique et on superpose de l’H2SO4 conc. à formation d’un anneau brun à l’interface puis diffusion de la couleur dans l’ac. acétique qui devient bleu.

Réaction à l’oxychlorure de ruthénium ammoniacal pour les acides uroniques : obtention d’une coloration rouge.

3) Dosage par voie enzymatique

Se pratique pour certains oses libres, diholosides et polyosides.

4) Détermination de l’indice de gonflement

Pour certains polyosides : on place la poudre dans l’eau et on mesure le volume atteint après un temps donné.

5) Chromatographie

Planaire : sur papier ou sur couche mince (puis vaporisation d'enzymes).Electrophorèse : uniquement pour les dérivés ionisables ( ac.uroniques) GC : on utilise la trifluoroacétylation ou silylation. La sensibilité est élevée et la résolution est bonne à tel point que pour un ose on obtient 5 pics c’est à dire pour les anomères pyraniques et furanniques et la forme linéaire. Cette méthode permet la séparation des anomères.R-OH + (CF3CO)2N-CH3 à R-OOC-CF3 + CF3CO-NH-CH3

R-OH + CF3C(O-Si(CH3)3)=N-Si(CH3)3 à R-O-Si(CH3)3 + CF3CONH2 + CF3C(OH) = N-Si(CH3)3.

HPLC : on utilise des phases aminées. Cette méthode permet la séparation des oses en un temps très réduit mais l’inconvénient est que les phases aminées sont peu stables, la détection est dès lors peu spécifique et peu sensible. Cette méthode est utilisée pour la séparation et l’identification des oligoholosides. Chromato d’exclusion : permet de déterminer la taille moléculaire.

E. Méthodes d'analyse des osides :

1) Spectrométrie de masse : Pour les composés peu volatils.

2) RMN : Pour déterminer de quel anomère il s'agit.

3) Hvdrolvse : Enzymatique (souvent partielle) spécifique d'un type de lien. Acide (H2SO4, HCI, TFA) totale, plus performante mais moins spécifique. Elle ne donne pas d'info sur la conformation ou l'enchaînement des oses. Acide douce (ac.oxalique).

Pour connaître les configurations exactes des polyholosides complexes et des hétérosides il faut mettre en oeuvre une hydrolyse séquentielle, des dégradations chimiques et des déterminations analytiques.Notons que les liaisons ont des forces différentes : les liens α sont plus forts que les liens β et les liaisons 1,6 sont plus fortes que les liaisons 1,4.

F. Intérêts pharmaceutiques :

Les oses simples et oligoholosides sont peu importants en thérapeutiques. Ils sont utilisés dans la préparation de perfusions, d'excipients et ont un intérêt nutritionnel.

Nous nous intéresserons plus particulièrement aux polyholosides. Leurs propriétés thérapeutiques sont dues à leur pouvoir de gonflement et à leur viscosité.

1) Activité au niveau du tube digestif.

ä du volume gastrique à intéressant dans le traitement de l’obésité. Il y a une æ de la vitesse de vidange gastrique et dès lors également du pic glycémique.ä du volume du bol fécal ; il y a ä de l’activité motrice du colon et donc régulation du transit (laxatifs de lest).Pansement : pansement de mucilages sur les parois dans les cas de gastro-entérites et de colites.Piégeage des radicaux libres : effet anti-ulcère gastrique. Anti-inflammatoire (dérivés sulfurylés) : issus de l'hémisynthèse à partir de produits naturels.

2) Activité émolliente, adoucissante :

Utilisés contre les irritations dans des antitussifs et des soins dermatologiques. Cette propriété est due à leur pouvoir d’adhésion à Calendula, Plantago, Fucus, Linum usitatissimus.

3) Activité immunostimulante :

à Cetraria islandica, Plantago, Galoderma

homoglucanes neutres hétéroglucanes neutres

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arabinogalactanes acides ( contiennent des dérivés ac galacturoniques ) rhamnogalactanes acides structures hybrides

Toutes ces substances ä le nombre de lymphocytes T, de macrophages et stimulent le système du complément. Elles sont issues de végétaux supérieurs, de champignons et de mlcro-organismes.

4) Activité diverses :

Les dérivés sulfatés ont une action anti-coagulante, thrombolytique, anti-inflammatoire, antiproliférative, antimétastasique, antivirale et antiangiogénique.

Constitution de bio matériaux : ce sont des systèmes destinés à entrer en contact avec les systèmes biologiques de sorte qu'ils constituent une matrice pour la reconstruction d'autres tissus.

Excipients : comprimés, formes retard, stabilisation de suspensions et émulsions, encapsulation et enrobage.

Adhésifs pour prothèses dentaires.Additifs alimentaires : ils donnent du volume ce qui permet de vendre moins de

produit.

Les hétérosides quant à eux ont des propriétés très diversifiées dues aux génines.

4. Dérivés de l'acétyl coenzyme A :

A. Les Lipides :

a) Introduction

Les lipides sont des matières grasses, esters et dérivés d’AG ayant des propriétés similaires.Si ils sont abondants on les trouve sous forme de gouttelettes appelées oléosomes.Ils sont présents dans tout le règne végétal et dans tous les organes (peu dans les organes végétatifs et beaucoup dans les graines).Graisses & huiles constituent les formes de réserve. Les phospholipides et sphingolipides sont des composants de la membrane, les cires sont des couches de protection superficielles sur les feuilles et les fruits. On trouve aussi des lipides sans forme de tocophérols, stérols et caroténoïdes.

b) Production

Il y a expression à chaud ou à froid. On presse les graines à l'aide de presses hydrauliques ou à visses. Les huiles sont récupérées dans des solvants tels le pentène, le trichloroéthylène ou l'hexane ou dans des fluides hypercritiques. à miscella.Ensuite on procède au raffinage. Selon l'origine de l'huile différents traitements sont mis en œuvre.

Démucilagination à l'aide de l'eau l,'ac. phosphorique afin d'éliminer les protéines et metaux lourds, neutralisation, décoloration (sur charbon actif), désodorisation par traitement a la vapeur d'eau sous vide et à chaud ou encore chromatographie.

c) Classification et composition: voir feuilles

Rem : insaponifiable : substance non volatile à 100-105°C obtenus par extraction avec un solvant organique, d’une sol de la substance à examiner après saponification ?

d) Nomenclature

C18 : 2ω6 signifie que la molécule possède 18 atomes de C, 2 doubles liaisons dont la première est en position 6 à partir du méthyle terminal.

e) Biogenèse : voir feuille

f) Isolement et analyse: idem

g) Méthodes d'analyse :

1) Déterminations physiques.

On se base sur la solubilité (IS dans l'eau, S dans les solvants organiques, pas entraînables par la vapeur d'eau), la densité relative, l'indice de réfraction, l'intervalle de fusion, l'intervalle de solidification.

2) Déterminations chimiques :3) Analyse quantitative et qualitative de l'insaponifiable4) Recherche des pesticides et mycotoxines

h) Intérêt pharmaceutique et thérapeutique :

1) Apport nutritionnel :Il y apport d’AG insaturés et essentiels, d’AG de la série ω3 (huile de la chair de poisson) et de vitamines liposolubles A, D et E.

2) Tractus intestinallaxatifs lubrifiants (près hydrogénation), purgatifs (huile de ricin) et cholagogues.

3) Traitement symptomatique de l’hypertrophie bénigne de la prostateSerenoa repens et pygeum africanum.

4) Action contre les mvcobactéries :huiles de Flacourtiaceae qui ont une action dans le traitement contre la lèpre

5) Excipientsparfois ils sont cicatrisants et anti-inflammatoires et utilisés alors dans lé traitement de brûlures superficielles.

6) Activités diverses :Les phytostérols (soya, avocatier, maïs) ont la propriété de diminuer la

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cholestérolémie. Les alcools à longues chaînes interviennent dans la stimulation de l'huile de germe de blé utilisée dans le traitement de la maladie de Kaposi, une maladie de la peau. L 'huile de cotonnier est un spermicide très actif Elle diminue le nombre de spermatozoïdes et il y de plus en plus de spermatozoïdes anormaux. C' est un antifertilisant qui détruit les tubules séminifères. Il y a également des effets secondaires dosage dépendants qui engendrent une stérilité prolongée.

7) Problèmes toxicologiques : Production de produits chimiques, pesticides, toxines utilisés dans la chaîne agro-alimentaire ou introduits accidentellement (dioxine, PCB,…)

B. Les poly-ènes-ynes :

Ce sont des composés très instables supports d’activités biologiques et de toxicité.Ex: Cicutoxine : constituant de la ciguë aquatique qui bloque les canaux potassiques engendrant ainsi un arrêt respiratoire et une fibrillation ventriculaire si sa racine est confondue avec une racine alimentaire.

C. Quinones

1) Classification et composition :

Les quinones sont des composés oxygénés qui correspondent à l’oxydation de dérivés aromatiques. Le dione est conjugué aux doubles liaisons du noyau aromatique.On retrouve ces composés dans les champignons, les bactéries, les lichens (pigments) ainsi que chez les arthropodes et les échinodennes. Les familles qui en contiennent sont les rubiaceae, les Rhamnaceae, les Fabaceae et les Polygonaceae. Les benzoquinones se trouvent surtout chez les arthropodes, les naphtoquinones chez les Angiospermes tandis que les anthraquinones sont assez répandues.

Les quinones isopréniques ne sont pas réellement considérées comme des métabolites secondaires car ils interviennent largement dans le métabolisme primaire oxydo-réducteur, notamment au niveau de la photosynthèse. Les cofacteurs de la chaîne de transport d'électrons se retrouvent en effet dans l'ubiquinone et la plastoquinone.

Les quinones peuvent présenter une forme dimérique homogène ou hétérogène selon que la structure est symétrique ou non.

2) Biogenèse :

Les quinones dérivent de trois voies biogénétiques :

La voie de l'acétate/malonate : il y a enchaînement et condensation d'unités acétates suivis d'une fermeture de cycle. (polyβcétoesters)

La voie de l'acide shikimique : il ya isoprénylation de l'acide shikimique (=précurseur de dérivés aromatiques).La voie de l'acide para-hydroxybenzoïque : isoprénylation de cet acide.

3) Méthodes d'analyse : − Extraction

Les quinones sont IS dans l’eau mais extractibles par des solvants organiques à l’abri de la lumière de sorte d’éviter l’oxydation. Si leur PM est faible ils sont volatils et entraînables à la vapeur d’eau ou sublimation.− Réactions spécifiques :

Interconversion en hydroquinones : si on réduit par le bromhydrure de Na il y a réduction de la fonction carbonyle. De ce fait il n’y a plus de délocalisation d’e- et la molécule perd sa coloration. Elle peut se réoxyder par agitation à l’air en milieu neutre ou légèrement alcalin.Réaction de Bornträger : on extrait la molécule par un solvant non miscible à l’eau commme le chloroforme et on isole par la suite cette couche chloroformique que l’on agite avec une solution alcaline. Les substances solubles de la couche chloroformique vont passer en milieu aqueux alcalin et donner une coloration rouge/violet.Cette opération peut s’effectuer après hydrolyse acide si des hétérosides sont présents. On s’arrange pour que les génines libérées soient oxydées par la suite par FeCl3.On peut aussi préalablement effectuer une oxydation des formes réduites ou dimérisées par FeCl3, H2O2 ou HNO3 afin d’accélérer la réaction.

− Spectres électroniques

Il s'agit de spectres UV-visible dont les maxima dépendent des substituants du cycle aromatique.

− HPLC− CCM

Ces composés sont facilement détectables du fait de leur coloration et leur fluorescence.

− Cas particulier des quinones isoprénoïques

Ils sont lipophiles si les chaînes isoprénoïques sont longues et on peut mettre ces parties en évidence grâce à la coloration par les réactifs des terpénoïdes {SbCl3).

4) Intérêt pharmaceutique et thérapeutique :

− Activité biologique

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Ces composés ont une action spasmolytique, antibactérienne surtout contre les Gram- (les groupes C=O réagissent avec les S-H et empêche la croissance bactérienne), ils ont aussi une activité fongicide parfois vermifuge et cytotoxique.Des réactions d'allergies sont aussi rapportées du fait de réactions entre des benzoquinones et des protéines de l’homme.

− Activité laxative

Mécanisme : il s’agit de laxatifs de contact.Ils stimulent les récepteurs de la muqueuse intestinale ce qui ä le péristaltisme, æ le temps du transit intestinal et æ la résorption d’eau et d’électrolytes.Ils ä l’AMPc dans les entérocytes.Ils bloquent l’ATPase NA+K+ membranaire.Ils ont une action sur la synthèse des prostaglandines.

Relation structure-activité : Les formes oxydées sont moins vite résorbées par le tube digestif.Les hétérosides sont plus vite actifs si l’administration se fait par voie orale.La flore bactérienne a une influence. En effet il y aura des réponses individuelles différentes pour une même dose.Notons aussi que la distance entre les fonctions phénoliques influence l’effet laxatif.

Pas d’utilisation prolongée : Ces substances sont contre indiquées en cas de colites ou d’appendicites.Il y a un effet de dépendance avec crampes, diarrhées, troubles électrolytiques, faiblesse musculaire, albuminurie, hématurie et perte de masse corporelle.L'accumulation de pigments dans les cellules du colon peut provoquer des cancers du colon. Cette accumulation est réversible.Certains hydroxyanthracéniques sont carcinogènes in vitro.Pour la femme enceinte ou qui allaite il peut y avoir ä de la circulation sanguine au niveau de l’utérus ce qui peut provoquer des avortements.Une hypokaliémie interagit avec les médicaments cardio-vasculaires.

Il faut donc utiliser ces substances dans le cadre de traitements courts en vue de ramollir les selles, préparer à un examen radiologique du tube digestif ou une intervention chirurgicale.La substance est alors associée à des médicaments constipants. L'administration ne se fait pas aux enfants de moins de 12 ans et l'automédication est tout à fait contre indiquée.

5. les Terpénoïdes :

A. Monoterpénoïdes et iridoïdes :

Les MONOTERPENOÏDES sont les constituants les plus simples de la série des terpènes.Ils sont issus du GPP lui-même résultant d’un couplage tête à queue des molécules DMAPP et IPP. Ils peuvent être acycliques, monocycliques ou bicycliques.

Ils sont réguliers et élément des HE, irréguliers et constituants des HE d’Asteraceae ou encore cyclisé en méthylcyclopentanes et constituent dans ce cas les IRIDOÏDES.Les irréguliers sont formés par réarrangement ou par une biogénèse non conventionelle. On rencontre les monoterpènes sans forme de composés complexes avec des constituants majeurs.

1) Méthodes d'analyse :

− Dosage volumétrique des HE :

Une HE est un produit de composition généralement complexe renferment les principes volatils contenus dans les végétaux et plus ou moins modifiés au cours de la préparation. Pour extraire il y a deux procédés : hydrodistillation ou expression (citrus).

Dans le cas de l’hydrodistillation, la drogue est mise en suspension dans une solution aqueuse. On distille, l’HE plus légère que l’eau monte et est récupérée dans le tube gradué contenant le xylène en quantité connue pour fixer l’HE. Il y a ensuite séparation par décantation, lecture du volume total de la phase organique et déduction de la teneur en HE.

− Contrôles physiques :

Coloration, spectre électronique, densité relative, pouvoir rotatoire, indice de réfraction, résidu d’évaporation sont des méthodes physiques de contrôle.On peut aussi jouer sur la solubilité dans CS2. En effet l’HE y est soluble mais pas l’eau. Si on place l’HE dans le CS2 et qu’il apparaît une trouble c’est qu’elle contenait de l’eau. La solubilité dans les solutions éthanoliques permet aussi le contrôle des falsifications. Elle permet notamment de vérifier l’état de conservation et l’âge de l’HE.La viscosité, les intervalles de congélation et de fusion sont d’autres points de repère.Il est important d’effectuer ces contrôles : les HE sont très coûteuses et font donc l’objet de falsifications.

− Contrôles Chimiques :

Ils sont abandonnés au profit des méthodes chromatographiques et spectrophotométriques plus performantes.

− Méthodes chromatographiques et spectrométriques :

Voir le tableau de séparation des HE.

CCM: c'est une méthode rapide d'identification. On place l'échantillon en milieu acide sulfurique à l'étuve. Le carbocation formé va donner des réactions colorées.

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HPLC : Elle n’est quasiment pas utilisée pour le dosage des HE sauf pour certains constituants qui ont un spectre UV caractéristique. Si des longues chaînes sont présentes il est nécessaire d'effectuer une séparation préalable pour éviter les problèmes de détection.

GC : C’est la méthode préconisée. KBH4 réduit les fonctions carbonyles en alcools secondaires. Le détecteur réagit avec tous les composés ayant du C. Des réactifs spécifiques permettent l’identification de certains pics. Une GC permettant de différencier les différents isomères va également être très utile dans le cas de recherches de falsification.

RMN : Elle permet aussi de déceler des falsifications (substitution par des constituants de synthèse) par une quantification des isotopomères. On remarque les reconstitutions frauduleuses.

2) Quelques constituants des huiles essentielles :

Les HE sont constituées de monoterpénoïdes parfois fonctionnalisées, de sesquiterpénoÏdes, de composées aromatiques (anéthol), de produits de dégradation de terpènes complexes, de coumarines, de composés azotés ou soufrés, d’hétérosides de substance volatile ou encore de glycosyl de linalol.

3) Intérêts pharmaceutiques et thérapeutiques :

− Généralités :

La métabolisation : elle se fait par des enzymes de phase 1 ou 2 selon la structure à hydroxylation, carboxylation, réduction, ...Les sénosides sont des pro-drogues. Grande hétérogénéité des composés : les activités sont très variées suivant l' endroit où la plante est cultivée, la photopériodicité, ..Constituants le plus souvent lipophiles : cela engendre une action sur les membranes cellulaires par stimulation ou inhibition de la perméabilité et action sur les enzymes et canaux ioniques.

!!! Les propriétés de l’HE sont différentes de celle de la plante.

− Application par voie externe :

Résorption : Lorsque l'on applique la substance au niveau local il y a résorption et elle passe directement dans le sang ce qui permet d'éviter les phénomènes de premier passage. Ex: HE de térébenthine est résorbée en 20 minutes et il faut 2h pour la résorption de 1 'HE de menthe.

Hyperémie (« propriétés révulsives ») : Il se produit une importante vasodilatation au niveau de l’application (chauffage). Si la dose d’HE est trop importante il peut y avoir nécrose et destruction des cellules épidermiques. Certains irritants stimulent des récepteurs cutanés et il a de fait libération réflexe de médiateurs qui vont engendrer

aussi une vasodilatation.Cela propage et amplifie l’érythème inflammatoire. Cette vasodilatation a un effet décongestionnant au niveau des tissus sous-jacents et avoisinants à drainage des tissus, élimination plus rapide des déchets cellulaires à résorption d’un éventuel œdème pulmonaire. La vasodilatation est responsable d'une augmentation locale de la température cutanée à effet analgésiQue. Toutes ces actions expliquent l'utilisation des HE dans des sprays, pommades et crèmes.à HE d'eucalyptus, de térébenthine rectifiée, de genévrier, de gaultheriae, le camphre, le menthol, le capsicum, la capsaïcine.

Activité anti-inflammatoire et cicatrisante : les HE de camomille matricaire (bisabolol), de thym (thymol) et de giroflier (eugénol) inhibent COX-l et COX-2.

Activité anti-bactérienne : Certaines substances ont une action inhibitrice vis à vis du développement des micro-organismes. Avant 1930 on n'utilisait que des HE. Maintenant on observe un retour de celles-ci comme désinfectants par exemple contre des souches polyrésistantes aux antibiotiques.Pour se faire une idée de l’action antibactérienne d’une HE on compare le pouvoir qu’elle a sur une souche déterminée à celui que possède le phénol sur la même souche. Il est en effet le composé de référence et son coefficient antibactérien est de 1. Le thymol par exemple est 20 fois plus actif que le phénol, le chlorothymol 75 fois plus. L’HE d’origan est très active même à des concentrations fort diluées (1/50 000).

Activité antifongique : Certaines HE provoquent une æ des champignons et des mycotoxines. Les structures conjuguées ont une action plus importante que les structures saturées. Les terpènes aldéhydiques sont antifongiques, ils réagissent avec les fonctions thiols et empêchent la croissance des champignons. à HE de citronnelle et de mélisse, cinnamaldéhyde (un des plus actif), géraniol et citronnellol (alcools I) et phénols alkylés. Les composés hydrocarbures et éthers n' ont pas d' action antifongique.

Activité insecticide,insectifuge et acaricide : - Insecticide-insectifuge : Les HE de citronnelle, d'eucalyptus, de giroflier, de cannelier, le citral, la carvone, le cinnamaldéhyde, le camphre et surtout la β asarone issue de la distillation de racines d'acore. Cette β asarone est un des plus actif (10µl/1 d'air) mais des limitations de concentrations sont imposées du fait de propriétés mutagènes. - insectifuge : extraits de Achillea millefolium, de citronnelle, d'eucalyptus, de girofle, de lavande, de muguet, de menthe et goudron de bouleau et de pin. - acaricide : HE de citron, de thym et de lavandin.

Excipient : les HE sont utilisées comme aromatisants dans de nombreuses préparations. Des sesquiterpènes comme le nerolidone favoriserait la pénétration des médicaments comme les anti-inflammatoire.

Remarque : Le thymol et le carvacrol sont utilisées dans des préparations à usage buccal comme des dentifrices. L’eugénol est très employé en dentisterie comme antiseptique. Notons aussi que certaines HE ont une action au niveau nasal contre

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les rhinites et les sinusites ou encore qu’elles sont utilisées pour la confection des pansements gras pour plaies et brûlures.

− Application par voie interne :

Des préparations de solutions diluées dans l’huile de pépins de raisin, des gélules, capsules, et excipients pâteux, la microencapsulation dans des polymères, ...tous ces procédés permettent une meilleure conservation et une plus grande stabilité. Par voie orale les HE sont vite résorbées mais cela ne traduit pas pour autant une grande activité: en effet, les HE peuvent également être vite éliminées et ne jamais atteindre les concentrations thérapeutiques dans l'organisme.

Activité expectorante : Certaines HE ont des propriétés sécréolytiques et un pouvoir sécrétomoteur. Elles ä les sécrétions glandulaires au niveau respiratoire par action directe sur les cellules ou stimulation des glandes de la muqueuse gastrique. Cela engendre une évacuation du mucus bronchique.à HE d'anis et de fenouil (anéthole), d'eucalyptus et de Melaleuca, de thym, de serpolet et d'origan (thymol), hydrate de terpine, HE de camomille, de fleurs d'oranger, d'écorces d'oranger , de menthe, de sauge et de cannelier.

Stimulation des voies digestives : Les HE agissent au niveau de l’estomac, l’intestin et la vésicule biliaire :

- ä des sécrétions gastriques à HE d’anis, anis étoilé, fenouil, d’angélique,, d’écorce d’orange, de menthe et de cannelier.

- Cholécinétique : Cet effet consiste en une amélioration de l’évacuation des sécrétions de la vésicule biliaire et donc de l’écoulement de la bile à curcuma, carvi, lavande et menthe, bornéol, camphre, cinéol, pinènes, menthol et menthone.

- Cholérétique : la menthe et menthol favorise la production de bile (cholagogue : évacuation de la bile).

- Carminatif : une irritation de la muqueuse gastrique te intestinale engendre une hyperémie, une ä des sécrétions gastriques et une amélioration de la digestion ainsi qu’une expulsion des gaz à HE d’anis, de fenouil, de camomille, de coriandre , de carvi et de menthe.

Activité spasmolytique : Il y a inhibition de l’entrée de calcium des les membranes des cellules musculaires ce qui engendre une æ des spasmes au niveau du muscle lisse, de l'intestin, de la vésicule biliaire et des bronches. Il y a d'abord une faible action spasmogène. Cette activité explique les qualificatifs stomachiques et digestifs que l'on donne aux HE (eupepsie = bonne digestion). Il y a diminution des troubles psychosomatiques et des insomnies.à HE de camomille matricaire, d'angélique, de carvi, de fenouil de cannelier et de menthe.

Activité anti-inflammatoire et anti-bactérienne : Par voie cutanée, inhalation ou VO dans le traitement de gastrites et stomatites. à les drogues ou HE d'eucalyptus, de thym, de cannelier,.. Un aromatogramme semblable à l’antibiogramme est effectué afin de

savoir quelle HE est active contre un germe particulier.

Activité diurétique : Le genévrier a une action diurétique: 1’action irritante des HE provoque une augmentation de la diurèse mais cet usage est peu recommandé.

Activité sédative : Valériane (iridoïdes et HE), HE de mélisse, lavande, acore, citronnellal, citral, limonène et linalol.

Activité stimulante au niveau cardio-respiratoire : Une stimulation des nerfs olfactifs engendre une stimulation réflexe de la respiration à HE de romarin, menthe, camphre.

Activité anticarcinogène et antitumorale : 4 voies sont envisageables : - Activation de la gluthation transférase. - Induction de l'apoptose (mort cellulaire programmée) et donc diminution

de la croissance tumorale.- Inhibition de l’isoprénylation des protéines et intervention dans le cycle

cellulaire.- Dédifféraction des cellules tumorales.

C'est la raison pour laquelle les HE sont considérées comme des phytonutriments en prévention contre le cancer. à limonène, alcool péryllique en chémoprévention.

− Toxicité.

Allergénicité : Un monoterpène peut réagir avec uen protéine de l’individu qui devient un allergène (apparition de peroxydes). Leur structure chimique n’est pas connue sauf pour l'aldéhyde cinnamique. à HE du cannelier (ald. cinnamique), de térébenthine, de camomille, de lavande, de menthe, de sauge, de thym. de santal. ainsi que celles contenant de l'eugénol, du limonène et de la vanilline.

Phototoxicité : les fur(an)ocoumarines des HE de Rutaceae (bergamote, citrus et rue) et de certaines Apiaceae sont des réactifs de phototoxicité.

Activité nécrotique et néphrotoxique : destruction des tissus par nécroses avec les HE de juniperus sabina, communis et de térébenthine lors de l’application de trop fortes doses.

Propriétés abortives : elles proviennent d’une forte constriction du muscle utérin et d’une dégénérescence hépatique. à HE de thuya, tanaisie{thuyones) de sabine (sabinol et sabinyle), de persil (apiol) et de rue.

Cancérogénicité, mutagénicité et hépatotoxicité : β asarone, safrole et menthofurrane produit de métabolisation de la pulégone. Effets convulsifiants : Ils apparaissent chez les enfants de moins de trois ans. Ils peuvent entraîner un spasme de la gorge qui mène à l'asphyxie chez les femmes enceintes ou qui allaitent. à HE de thuya, menthol, camphre et cineole.

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Les IRIDOÏDES ont un squelette bicyclique qui associe un cyclopentène à un pyrane. Il sont une fonction énol-éther très caractéristique qui s’ouvre facilement s’il il n’y a pas de sucre lié.On distingue deux sous-groupes à savoir les iridoïdes proprement dit et les cycloiridoïdes. Ces derniers se présentent le plus souvent sous forme d'hétérosides ou de polyesters.

Les méthodes d'analyse des iridoïdes sont l'HPLC et la CCM. Pour celle-ci la révélation se fait à l'aide d'H2SO4 et d'aldéhyde arénique.

Ils présentent un large éventail d'activités biologiques du fait de leurs particularités structurales. à propriétés antimicrobiennes, hypotensives, analgésiques, antirhumatismales, toniques amers, sédatives, laxatives ou encore antitumorale.Leur métabolisation est importante et ce sont le plus souvent les métabolites qui sont actifs.

B. Sesquiterpénoïdes et lactones sesquiterpéniques :

Les sesquiterpènes (C15) sont issus de pyrophosphate de farnésyle lui-même produit par un couplage tête-queue entre le GPP et l’IPP.Ils peuvent être acycliques, mono- ou bicycliques.Par cyclisation du FPP on obtient un cation germacradiényle qui mène, via le germacranolide, aux lactones sesquiterpéniques.Ces constituants se retrouvent chez les Apiaceae et les Asteraceae. Ils sont moins volatils que les HE.De nombreuses cyclisations sont possibles qui aboutissent à de nombreux produits différents.

Auparavant ces molécules étaient appelées principes amers. Ils ne sont pas volatils et leur structure se casse à des températures élevées. On distingue plus de 3000 structures différentes que l'on retrouve partout mais principalement chez les Asteraceae. Chez les Apiaceae on en trouve également mais dans ce cas l’origine est un peu différente.Dans les asteraceae on les trouve principalement au niveau des poils sécréteurs pluricellulaires des feuilles, bractées et inflorescences.Certains se trouvent sans forme d’hétérosides.

Exemples:

Le bisabolol : est issu de la camomille allemande. Il existe 4 isomères possibles qui ont des activités anti-inflammatoires et anti-ulcéreuses.

Le parthénolide (germacranolide) se trouve dans 1 'huile essentielle de la grande camomille. C'est un PA de cette huile essentielle à côté d'autres composants. On l'utilise dans le traitement de la fièvre, les arthrites, migraines et problèmes menstruels. Dans le cas des migraines c'est un traitement prophylactique encore à

l"étude.

L’artémisinine : est issue des asteraceae. C’est un anti-malérique très efficace qui induit un stress oxydatif au niveau du parasite. Il est pratiquement sans effets secondaires mais des rechutes et des neurotoxicités ont été observées.

1) Propriétés des sesquiterpénoïdes :

− Méthodes analytiques :

Pour les sesquiterpénoïdes on requiert à la CCM, l'HPLC et la GC. En ce qui concerne les lactones sesquiterpéniques la GC n'est plus applicable car ces constituants sont moins volatils et décomposables moins rapidement.

− Intérêt pharmaceutique :

Large éventail d’activités biologiques : Ces substances présentent des propriétés cytotoxiques, antitumorale, anti-inflammatoire, antimigraineuse, anthelminthique, eupeptique (tonique amer), analgésique, antibactérienne, antifongique, cytoprotecteur gastrique,.. mais elles peuvent être aussi allergisantes et neurotoxiques.

Importance de la fonction α-m éthylène- γ-lactone : cette fonction est responsable des activités antibactériennes, cytotoxique et anti-inflammatoire.Les germacranolides par une addition de Mickaël donnent des composés S-alkylés. Ceux-ci s’additionnent sur les fonctions glutathion, thiol et amine (nucléophiles biologiques). Cette interaction va à l’encontre de diverses enzymes et provoque leur alkylation irréversible. On retrouve ces activités dans des anti-inflammatoires de synthèse.

Il y a aussi inhibition de messagers intracellulaires (NFKB). Ceux-ci ordinairement se dissocient lors de l'activation par un radical libre et un des fragments est transporté jusqu'au noyau où il réagit avec l’ADN pour engendrer un stress inflammatoire. Cette inhibition explique à nouveau l' activité anti-inflammatoire.

L'activité anti-inflammatoire peut enfin être issue de I'inhibition des cellules impliquées dans l'inflammation ou l'immunité.

L'activité anti-ulcère est aussi expliquée par l' addition de Michaël : il y a interaction avec des enzymes de la muqueuse gastrique.

Pour terminer on explique l'activité antibactérienne par un blocage cette fois-ci réversible de diverses enzymes au niveau de leurs fonctions thiols ou amines.

− 3. Toxicité :

Des allergies peuvent apparaître lors d'un contact direct ou indirect avec la plante. à espèces maraîchères (artichaut ), horticoles (chrysanthèmes, marguerites, asters, cosmos), médicinales ( camomille, arnica), ornementales, cosmétiques (arnica, camomille) ou alimentaires (laurus nobilis).

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On a aussi mis en évidence des propriétés neurotoxiques : Centaurea repens.

C. Triterpénoïdes et alcaloïdes nor-diterpéniques :

Ils dérivent du pyrophosphate de géranylgéranyl lui-même issu de la condensation par couplage tête à queue de l’FPP et IPP. Ce sont des structures en C20 qui peuvent être acycliques ou comporter jusqu’à20 cycles.Ils sont présents dans de nombreuses résines c'est pourquoi on les appelle les acides résineux. On observe souvent des substitutions de fonctions. Les nor-diterpénoïdes sont d'ailleurs issus d'une transformation des diterpènes : perte d'un groupement méthyle et incorporation d'un azote.

Les méthodes analytiques sont semblables à celles du groupe précédent.

D. Les triterpénoïdes stéroïdes cardénolides, bufadiénolides,saponosides, …

1) Les triterpénoïdes :

Deux molécules de FPP se condensent par un couplage queue à queue pour donner un squalène, molécule à 30 C. Celui-ci subit une époxidation suivie d’une cyclisation qui aboutit soit aux prostatanes (si l’époxysqualène est maintenu dans une conformation chaise-bateau-chaise-bateau) soit aux dammaranes (si l’époxysqualène est maintenu dans une conformation chaise-chaise-chaise-bateau). Ces substances ont donc des stéréochimies différentes et il y a encore des changements de conformation par la suite.

Les protostanes subissent des changements de conformation pour donner les cucurbitanes mais aussi les cycloartanes qui sont à l'origine du cholestane. A partir du cholestane on obtiendra les saponosides stéroïdiques, les azastéroïdes, les stéroïdes. les hétérosides stéroïdiques et les hétérosides cardiotoniques.

Les dammaranes quant à eux sont à l’origine d’une part de l’euphol, le tirucallol (par des migrations concertées), des triterpénoïdes modifiés, des saponosides triterpéniques tétracycliques (cas marginal) et des lupanes d’autre part. A partir des lupanes on obtient les triterpènes pentacycliques (par formation d’un cycle supplémentaire) et les saponosides triterpéniques pentacycliques.

a) Exemples de triterpénoïdes dérivés du prostastane ou du dammarane :

− Protostane : Parilline, digoxoside, condurangoside, conessine (alcaloïde atypique synthétisé par la voie du mévalonate et incorporation tardive de l'azote), solasodine (alcaloïde stéroïdique des solanaceae ), ... Exemples de phytostérols : stigmastéroI, ergostérol, fucostéroI, ecdysone.

− Dammarane:

Acide glycyrrhétique, acide bétulinique, acide asiatique. Exemple de triterpènes modifiés: lors de la synthèse il peut y avoir dégradation oxydative et formation de métabolites : brucéantine, azadirachtine.

b) Propriétés générales des triterpénoïdes :

− Méthodes analytiques :

Les triterpènes sont des cycles stables très peu réactifs.On effectue des réactions colorées : * réaction de Lieberman-Burchard : ce réactif manque de sélectivité. Il se dissout dans l’anhydride acétique et l’H2SO4 de sorte que la solution prend une coloration bleue à verte due à la formation d’un carbanion.

On peut aussi avoir recours à la GC quand les molécules sont assez volatiles, à la CCM ou encore à I 'HPLC.

− Importance biologique :

Les phytostérols et les triterpènes pentacycliques ont une activité antibactérienne et un rôle de protection des plantes vis-à-vis des micro-organismes α et β amyrines, ac. ursolique et oléanolique).

− Intérêt thérapeutique et industriel :

Hétérosides cardiotoniques ( cardénolides et bufadiénolides) : Groupe bien individualisé et grande homogénéité structurale. Médicaments utilisés pour le traitement de l'insuffisance cardiaque malgré la marge thérapeutique étroite.Saponosides.Saponosides spirostanniques → activité antitumorale et semi-synthèse des hormones stéroïdiques : ils sont très utiles même irremplaçables pour l’industrie pharmaceutique dans le cadre de la synthèse de contraceptifs, anabolisants et anti-inflammatoires.

La répartition botanique est restreinte et sporadique. Des dizaines de genres sont répartis inégalement dans une douzaine de familles. Asclépiadaceae, Scrophulariaceae et Apocynaceae sont les plus concernées.

241!} Les cardénolides et bufadiénolides olus

Elle est assez difficile à réaliser. On broie le végétal pour augmenter la perméabilité des tissus et des cellules. L'extraction s'effectue par de l'éthanol à 70%. Il y a dissolution des hétérosides cardiotoniques et on obtient la solution extractive. On ajoute à celle-ci une solution aqueuse de sous acétate de Pb jusqu'à précipitation complète. Les hétérosides cardiotoniques ne précipitent pas. Ensuite on filtre et on centrifuge avant d'ajouter une solution aqueuse de SO4Na2 qui provoque la précipitation de l'excès de plomb. On filtre et on centrifuge à nouveau. On extrait les hétérosides par le chloroforme car les hétérosides y sont solubles. Il y

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a partage entre la phase chloroformique et la solution hydro-éthanolique. Un peu d'éthanol contenant des hétérosides passe dans le chloroforme. On sépare alors les deux solutions.

I. Structure des hétérosides cardiotoniQues :

2. Extraction :

3. Méthodes d'analyse :

Réactions chimiQues: Ce sont des réactions de coloration nécessaires pour la caractérisation des substances lors de la CCM. Les réactifs utilisables en CCM sont basés sur la mise en évidence du cycle stéroïdique. Les acides forts font apparaître la coloration.

.

réaction du cycle lactonique :

Il s'agit de réactions de coloration qui dépendent de conjugaisons induites. La réaction de Baljet implique l'acide citrique. Il y a une coloration mais ce n"est pas spécifique. On note aussi les réactions de Kedde et de Raymond., au TNDP en milieu alcalin et au

--------------------------25On distingue deux modes d'action :

.

réaction des désoxyoses :

Deux réactions sont connues milieu acide et à chaud).

(en

Chromatographie: II S'i

:. Ces méthodes sont plus spécifiques.

4. Activité bioloJ!iQue :

-Moded ' action et toxicité :

.inhibition de la NA +K + A TPase : C'est un complexe protéique inséré dans labicouche membranaire et formé d'une chaîne lourde et d'une chaîne légère.

~

26

.

effet au niveau électrophysiologique :

il y a un ralentissement de la conduction au niveau du nreud auriculo-ventriculaire. Pour rappelle myocarde est un muscle à propriétés d' excitabilité et de contractilité. Quelle que soit la fréquence des excitations le muscle ne tétanise pas (~muscles squelettiques). En effet dans le myocarde toute contraction d'une cellule musculaire est suivie d'une période réfractaire pendant laquelle la cellule a perdu la propriété d'être excitable. Le myocarde est aussi doué d'automatisme. A l'état physiologique les contractions du myocarde répondent à une stimulation neurologique. Elle démarre au niveau de l' oreillette au nreud sino-auriculaire. De ce nreud partent les impulsions électriques qui vont se propager à l' oreillette puis au ventricule. Ce nreud est un I:IICemaker physiologique qui règle la fréquence des battements cardiaques. Il est relié au nreud auriculo-ventriculaire qui se poursuit par le faisceau de Ris. Toutes ces structures sont d'origine neurologique. L'impulsion se propage au nreud sino-auriculaire vers le faisceau de Ris ce qui assure la contraction successive des oreillettes. C'est à ce niveau de la transmission qu'intervie~nent les hétérosides cardiotoniques.

.

.

Effet dromotrope négatif: il se produit une diminution de la conduction intracardiaque de l'excitation, la vitesse de propagation de l'influx nerveux à travers le creur est diminuée. Les hétérosides cardiotoniques ont un effet vagal qui induit le relargage de l'acétylcholine, c'est elle Qui ralentit la conduction et on obtient un effet réfractaire.

Effet chronotrope négatif: on observe un ralentissement du rythme cardiaque. Ces agents anti-arythmiques sont donc fort intéressants dans le cadre d'arythmies supra- ventriculaires. Comme on a une amélioration de la circulation générale on augmente le débit rénal et donc l'élimination d'eau. (un redème ou un retour veineux insuffisant sont souvent associés à une insuffisance cardiaQue ).

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5. Toxiciti :

On effectue un monitoring des patients traités. Certains hétérosides cardiotoniques présentent, après administration orale, une résorption incomplète et variable car elle dépend de l'hydrolyse des sucres de l'hétéroside de fa flore intestinale.

La dose efficace est égaie à 50 ou 60% de la dose toxique. L'index thérapeutique est donc très étroit. On observe des anorexies, nausées, vomissements, troubles visuels, troubles psychiques et des altérations du rythme cardiaque et de la conduction. La toxicité est telle que l'on a préparé des acides anti-digoxine capables de neutraliser l'hétéroside en cas d'intoxication aiguë.

27

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-~~ ,-- . Qui dit récepteur dit présence d'autres éléments qui ont la même action au niveau physiologique. Il existe donc une ou plusieurs substances endogènes de type digitalique pouvant être stéroïdiques (EDLS= endogénous digitalis like substance ). Toutes ces modifications structurales n'ont pas permet d'améliorer l'activité des molécule~ Il ~ ~ -~ ~ ~~~ ~'- "'-~-~~~~~ ~--- -1~~- ~ "' -,- ~4-- -L

c) Les saponosides :

6. Relation structure/activité :

~

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--~ . lors plus d'effets secondaires. L 'hémisynthèse de ces composés a présenté des difficultés mais on a pu préparer un certain nombre de mono-osides synthétiques. Certains sont extrêmement puissants et cela nous permet d'établir la relation structureÎactivité.

L

Pour l'activité on doit conserver : .Une insaturation dans le cycle .T' pnrh\t'inpmpnt npc: rvrJpc: pI:1

. . .

, . ( f ~

Les saponosides peuvent être stéroïdiques (Monocotylédones: liliaceae, dioscoreaceae) ou triterpéniques (Dicotylédones: fabaceae, caryophyllaceae et hippocastanaceae ).

~c ~~~= ~~- --~-~ Leurs propriétés sont les suivantes :

. . .

Action tensioactive (pouvoir moussant).

.

" " . . "

.

28

."'5"'~."'.

Dans la plante ils sont localisés au niveau des membranes des organites comme les ml.tr--~hondn.~~ Tl spcu,r~n+ A t~~ prAs~n+~ ~-conccnt~~t;~- +-).~ A1~..~~ f;..~~..'). 1 {)O/ \ V'-'l 1"':t.J.l ."' 1."'1"' """II.:t"'l1 I laIVIII.I"':t"'I""V"""\J~l.fuaIV/U). On retrouve les saponosides dans les végétaux et certains organismes marins d'origine v~p-~t~1~

~s m o&: ~e.. -'> .t...Yf\

Les hétérosides bisdesmosidiques ont un lien osidique en plus.

Les pentacycliques sont appelés saponosides acides car il ya présence fréquente d'un groupe ~,..,.. u11.r .,r .r .,. .'. ...n .." ~.,~ " +,,"""'~ .~ ~.. n ..-,.~-.." ,..~.." '-'\J'-'11 "U1 1", "'Y"' "' tri."'I~n.qU", Vu "U1 U111.1"'11""' OSI1.11'iu"" Quand le OH est présent sur la génine on peut lier le sucre f»1f un lien ester, Ces sapollosides acides sont classés en û-ois gt-oupes seloll qu'jls dérivent de l'a-alnyrine, de la ~-amyrine ou du lupéol. Quand le COOH est présent il se trouve en positioD28 ou 30.

2. Méthodes d'analvse :

réactions colorées: elles permettent de caractériser les saponosides mais elles ne sont pas n pe' c;~'.'uo sPllo~So...'0..t ;.

mettra o n.!.";'"'en"eso;t 1npartn ;.. rw.!.n;ne"";t In ~n..t;Q "";'"';,.,,,o .> III'1 II > "I v"Ii. U II ...I ...V IV... I. IU .I... 5" I .:tVII. IU .-.u" V.>IVI'1U". .Lieberman-Burchard : H2SO4+ anhydride acétique. .Noller: SOCI2+FeCI3 (chlorure de thionyle)

.H2SO4 : permet d'obtenir des déshydratations et de caractériser les génines en donnant .J~- dJ.~..e' ---I-~..e' - uç:. ÇIIV :. "'VlvI :..

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