REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE LENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE ABOU BEKR BELKAID TLEMCEN

FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE ET DES SCIENCES

DE LA TERRE ET DE LUNIVERS DEPARTEMENT DE BIOLOGIE

MEMOIRE EN VUE DE LOBTENTION DU DIPLOME DE MAGISTER EN BIOLOGIE

Option : Produits naturels : Activits biologiques et synthses

Prsente par

ATTOU Amina

Contribution ltude phytochimique et activits

biologiques des extraits de la plante Ruta chalepensis

(Fidjel) de la rgion dAin Tmouchent

Soutenue publiquement le devant le Jury compos de :

Prsident Mme. ATIK ne BEKKARA F. Professeur

Promoteur Mr. BENMANSOUR A. Professeur

Examinateur Mr. LAZOUNI H.A. Matre de confrences

Examinateur Mr. ABDELOUAHED D. Professeur

Anne universitaire : 2010-2011

i

RESUME

Notre travail porte sur ltude de la phytochimie et des activits antioxydant et antimicrobienne de

Ruta chalepensis de quatre stations de la wilaya dAin Tmouchent.

Ruta chalepensis L. est une plante aromatique, appartenant la famille des rutaces, appele

communment par la population locale Fidjel . Elle est spontane, largement rpandue en Afrique du

nord, particulirement en Algrie.

La rue est une plante aromatique mdicinale encore utilise dans la mdecine traditionnelle de

nombreux pays comme laxatif, anti-inflammatoire, analgsique, antispasmodique, abortif,

antipileptique, emmnagogue et pour le traitement de pathologies cutanes.

Le screening phytochimique a mis en vidence la prsence de coumarines, flavonodes, dalcalodes,

tanins et de strols et triterpnes. Cette richesse est confirm par des rendements comprises entre 5.7-

32.15%, 1-5.6% et 0.26-2.39 successivement pour les extraits bruts, des flavonodes et des alcalodes

qui sont extrait partir des trois parties de la plante par des solvants appropris (le mthanol absolue

pour lextrait bruts, mlange alcool/eau 70% et lactate dthyle/eau : V/V pour lextraction des

diffrents types de flavonodes mise en vidence, extraction par lacide actique/thanol 10% des

alcalodes puis leur prcipitation par lammoniac).

Les extraits bruts, flavoniques et alcalodiques ont montrs des pouvoirs moyens de rduction de Fer

et de pigeage de radical libre DPPH. Les IC50 sont comprises entre 1 et 12 mg/ml.

Les huiles essentielles de la parie arienne de la plante, obtenues par hydrodistillation ont rvls des

rendements importants (avant floraison : 0.40-1.80, pendant floraison : 0.48-1.90) comparativement

parlant aux tudes ralises sur la mme espce dans dautres pays.

Les huiles essentielles des quatre stations ont de bonnes activits antibactriennes. Lhuile essentielle

de la station dAin Tolba est la plus active contre Pseudomonas sp (19 mm de diamtre dinhibition).

Celle de la station de Sidi Safi est la plus active contre Staphylococcus sp et Candida albicans, et celle

de Beni Rhanane est plus active contre Bacillus sp et Escherichia sp (CMI de 15 et 125 g/ml

successivement).

Mots cls : Ruta chalepensis, mtabolites secondaires, huile essentielle, pouvoir antioxydant, FRAP,

pigeage du DPPH, activit antimicrobienne.

ii

SUMMARY

Our work focuses on the study of phytochemicals, antioxidant and antimicrobial activities of

Ruta chalepensis from four stations in the wilaya of Ain Temouchent.

Ruta chalepensis L. is an aromatic plant belonging to the family of Rutaceae, commonly called by

locals Fidjel. It is spontaneous, largely spread in North Africa, especially Algeria.

The rue is a medicinal aromatic plant still used in traditional medicine in many countries as a

laxative, anti-inflammatory, analgesic, antispasmodic, abortifacient, antiepileptic, emmenagogue and for

the treatment of skin diseases.

The phytochemical screening revealed the presence of coumarins, flavonoids, alkaloids, tannins and

sterols and triterpenes.

The preparation of crude extracts, of flavonoids and alkaloids from the three parts of the plant by

specific solvents and the extraction of essential oil of the whole plant have revealed significant returns.

These extracts (crude extracts, flavonoids and alkaloids) have shown a medium powers to reduce

Iron and free radical scavenging (DPPH), which means the IC50 is between 1 and 12 mg / ml.

The essential oil of the four stations has a good antibacterial activity against several species including

Bacillus sp, Escherichia sp, Staphylococcus sp and even against Pseudomonas sp, especially the

essential oil of the station of Ain Tolba. The essential oil of Sidi Safi has the most activity against

Staphylococcus sp and Candida albicans and the Beni Rhananes one is the most active against

Bacillus sp and Escherichia sp.

Keywords: Ruta chalepensis, secondary metabolites, essential oil, antioxidant power, FRAP, free radical

scavenging DPPH, antimicrobial activity.

iii

.

secatuR

.

.

.

.

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.

. :

iv

DEDICACE

A mes parents, Pour vos mains qui ont tant travailles,

Pour votre cur qui ma tant donn Pour votre sourire qui ma tant rchauff, Pour vos yeux qui furent parfois mouills,

Pour vous qui mavez tant aim. A mes surs : Amel, Ghania, Soria et Aicha.

A mes frres: Djamel, Amar et Larbi. A mes belles surs. A mes beaux frres.

A mes neveux et nices. A mes amies que jai vcu avec elles des beaux moments au cours de mon cursus luniversit: Aicha,

Asmaa, Imene, Nadia, Wafaa, Sans oublier : Zahera, Latifa et Naziha

A mes amies de la promotion de magister de Produits Naturelles : Ikram, Khadidja, Meriem, Nabila et Malika.

A: Wahiba, Nacera, Fouzia, Meriem, Ilham, Tarek et Yasser A tous qui me connaisse de prs ou de loin.

v

REMERCIEMENTS

La connaissance est la seule chose qui saccrot lorsquon la partage .

Avant toute chose, je remercie Dieu, le tout puissant, pour mavoir donne la force et la patience.

.

Jadresse tout dabord mes sincres remerciements Monsieur le Professeur BENMANSOUR Abdelhafid. Merci davoir accept de diriger cette thse au sein du laboratoire de Produits Naturelles : activits biologiques et synthse lUniversit Abou Bekr Belkaid Tlemcen. Merci pour votre encadrement sans faille tout au long de ces trois annes.

A Madame CHAOUCHE ne HADDOUCHI Farah, quil fut agrable et motivant davancer dans ce long et prilleux travail de thse mais tellement enrichissant et stimulant avec toute ta bienveillance, ta disponibilit, et ton savoir.

Je remercie le Professeur ATIK ne BEKKARA F. davoir accept de prsider mon jury de thse. Quil soit assur de ma plus entire reconnaissance pour mavoir accueilli au sein de son laboratoire.

Je remercie vivement Mr. LAZOUNI H.A. maitre de confrences luniversit de Tlemcen pour avoir accept de juger ce travail et de faire partie du jury de cette thse. Cest un trs grand honneur et un trs grand plaisir davoir pu faire votre connaissance et de pouvoir aujourdhui vous soumettre mes travaux de recherche.

Jadresse mes profonds remerciements Mr. ABDELOUAHED D. pour avoir accept de juger ce travail et de faire partie de mon jury de thse. Consciente de vos nombreuses responsabilits, je suis particulirement touche du temps que vous mavez accord.

Cest un grand merci que jadresse tous les membres du Laboratoire de Produits Naturelles : activits biologiques et synthse de lUniversit de Tlemcen pour leur gentillesse, leur coute et leurs conseils: Professeurs, matres de confrences, techniciens et secrtaires et tudiants.

***

Je remercie tout particulirement ma famille qui ma toujours soutenu dans mes choix, et qui t prsente chaque fois que cela a t ncessaire. Merci Maman, Merci Papa, Merci mes Surs, mes Frres. Cest avec vous que jai partag mes joies, mes peines, vous mavez soutenu grce votre prsence, votre sourire, votre amiti.

Et enfin, il y a les compagnons de route, ceux avec qui lon partage les joies du quotidien, les doutes, je suis heureuse de vous avoir rencontr. Un grand merci Aicha, Asmaa, Imene, Nadia, Wafaa, Zahera, Latifa et Naziha. A ma promotion de magister, et tous les tudiants du Laboratoire de Produits Naturelles Tlemcen.

f

vi

LISTE DES TABLEAUX

Tableau n 1: Les diffrentes classes des composs phnoliques. 9

Tableau n 2: Les principales espces oxygnes ractives gnres dans les systmes

Biologiques. 31

Tableau n3 : Situation gographique des quatre stations dtude. 37

Tableau n 4: Les souches microbiennes. 48

Tableau n 5: Influence du lieu de rcolte et la partie de la plante sur la teneur

en eau (exprime en %). 50

Tableau n 6: Les groupes chimiques dans la poudre de feuilles de Ruta

dans les 4 stations dtudes. 51

Tableau n 7: Les groupes chimiques caractristiques de la poudre de tige

des quatre stations. 51

Tableau n 8: Les groupes chimiques dans la poudre de fleur. 52

Tableau n 9: Rendement en extraits bruts. 53

Tableau n 10: Rendements en extraits flavoniques (%). 54

Tableau n 11: Rendements en extraits alcalodiques. 54

Tableau n 12: Rendement en huile essentielle (en %). 55

Tableau n 13: Les indices physicochimiques de lhuile essentielle de Ruta chalepensis. 56

Tableau n 14: les indices physicochimiques de lhuile essentielle de R.chalepensis

de la rgion de Tlemcen (Beni Mester) obtenus par ltude de MERGHACHE et al, 2009. 56

Tableau n 15: Valeurs des IC50 (en mg/ml) des extraits de Ruta chalepensis et de

lAcide Ascorbique. 64

Tableau n 16: Les souches microbiennes. 67

Tableau n 17: Les diamtres des zones dinhibition des diffrentes souches (en mm)

par la mthode de disques. 67

Tableau n 18: Concentration minimale inhibitrice (CMI) des huiles essentielles

des quatre stations. 68

Tableau n 19: Classification biochimique des huiles essentielles. 88

vii

LISTE DES FIGURES

Figure n1 : Ruta chalepensis. 5

Figure n 2: Classification biogntique des alcalodes des Rutaces. 7

Figure n3 : La rutine. 8

Figure n 4: Biosynthse des terpnes. 10

Figure n 5: Biosynthse des composs azots. 10

Figure n 6: Biosynthse des mtabolites secondaires. 11

Figure n7: Structure des diffrentes classes des flavonodes. 12

Figure n8: Lorigine biosynthtique du squelette flavonique. 12

Figure n 9: Biosynthse des flavonodes. 13

Figure n10: Schma gnral de synthse dalcalodes. 17

Figure n11: Schma des tapes de lhydrodistillation. 21

Figure n12: Principe schmatis de lappareillage dextraction par entranement

la vapeur de leau. 22

Figure n13 : Schma du systme dextraction CO2 des solides. 23

Figure n 14: Formation dIPP par la voie de lacide mvalonique. 24

Figure n 15: Formation dIPP partir du deoxyxylulose phosphate. 25

Figure n16 : Biosynthse des terpnes partir dIPP. 26

Figure n17 : Le passage entre les diffrents types de terpnes. 26

Figure n18: Illustration de la mthode des aromatogrammes sur bote de Ptri. 28

Figure n19 : Illustration de la mthode des microatmosphres. 29

Figure n20 : Les principales sources cellulaires des espces oxygnes ractives. 32

Figure n21: Cibles biologiques et endommagement oxydatifs induits par les

espces oxygnes ractives. 33

Figure n22: Rgulation de la production despces ractives de loxygne par

les systmes de dfenses antioxydants. 34

Figure n23 : Schma du mcanisme ractionnel invoqu dans

la dtoxification enzymatique. 35

Figure n 24: La carte de situation des diffrentes zones dtudes. 37

Figure n 25: Protocole dextraction des flavonodes. 41

Figure n26 : Protocole dextraction des alcalodes. 42

Figure n27: Schma dutilisation dune microplaque. 49

Figure n 28: Pouvoir rducteur des extraits bruts et de lacide ascorbique. 57

Figure n 29: Pouvoir rducteur des extraits flavoniques et de lacide ascorbique. 57

Figure n 30: Pouvoir rducteur des extraits alcalodiques et de lacide ascorbique. 58

viii

Figure n 31: Pouvoir rducteur de tous les extraits de Ruta chalepensis. 58

Figure n 32: Raction dun antioxydant avec le radical DPPH. 59

Figure n 33: Pourcentages de rduction du radical libre DPPH de lAcide Ascorbique. 59

Figure n 34: Pourcentages de rduction du radical libre DPPH des extraits bruts des tiges. 60

Figure n 35: Pourcentages de rduction du radical libre DPPH des extraits bruts des feuilles. 60

Figure n 36: Pourcentages de rduction du radical libre DPPH des extraits bruts des fleurs. 61

Figure n 37: Pourcentages de rduction du radical libre DPPH des extraits flavoniques

des tiges. 61

Figure n 38: Pourcentages de rduction du radical libre DPPH des extraits flavoniques

des feuilles. 61

Figure n 39: Pourcentages de rduction du radical libre DPPH des extraits flavoniques

des fleurs. 62

Figure n 40: Pourcentages de rduction du radical libre DPPH des extraits alcalodiques

des tiges. 62

Figure n 41: Pourcentages de rduction du radical libre DPPH des extraits alcalodiques

des feuilles. 63

Figure n 42: Pourcentages de rduction du radical libre DPPH des extraits alcalodiques

des fleurs. 63

Figure n 43: Les IC50 des diffrents extraits de Ruta chalepensis et de lacide ascorbique. 64

Figure n 44: Biogramme aromatique. 87

Figure n 45: Distillateur de lre moyenne. 87

LISTE DES PHOTOS

Photo n1: Montage dhydrodistillation. 43

Photo n 2: Rduction du fer ferrique en fer ferreux. 47

Photo n 3: Raction de cyanidine positive. 91

Photo n 4: Raction de WAGNER et MAYER positive. 91

Photo n 5: Raction de Stiasny positive pour les tanins catchiques. 91

Photo n 6: Raction de Lieberman-Burchard positive. 91

Photo n 7: Spectrophotomtre. 92

Photo n 8: Rotavapor. 92

Photo n 9: Centrifugeuse. 92

Photo n 10: Balance analytique. 93

Photo n 11: Etuve. 93

Photo n 12: Activit huile essentielle contre Bacillus cereus. 94

Photo n 13: Activit huile essentielle contre Escherichia coli. 94

ix

Photo n 14: Activit huile essentielle contre Pseudomonas aeruginosa. 95

Photo n15: Microplaque avec les CMI. 89

Photo n16: Station dAin Tolba. 90

Photo n17: Station de Sidi Safi. 90

Photo n18: Station de Beni Rhanane. 90

Photo n19: Station de Sidi Ben Adda. 90

Photo n20: Les huiles essentielles des quatre stations. 91

Photo n21: Extraits bruts de tige (T), feuille (F) et fleur (Fl) de la station

de Sidi Ben Adda (4). 91

Photo n22: Extraits flavoniques de tige (T), feuille (F) et fleur (Fl) de la station

de Sidi Safi (2). 91

Photo n23: Extraits alcalodiques de tige (T), feuille (F) et fleur (Fl) de la station

de Sidi Ben Adda (4). 91

Photo n24: Tous les extraits raliss sur Ruta chalepensis. 92

LISTE DES ABREVIATIONS

O.M.S : Organisation Mondiale de la Sant

DPPH : 2,2-diphnyle-1-picrylhydrazyl

% : Pourcent

m : Mtre

cm : Centimtre

CO2 : Dioxyde de carbone

INSA : Institut Scientifique dAromatologie

H.E.B.B.D : Huile Essentielle Botaniquement et Biochimiquement Dfinie

IPP : Isopentenyl pyrophosphate

C : Degr Celsius

K+: Ion potassium

ATPase: Adnosine triphosphatase

AMP: Adnosine monophosphate

ADP: Adnosine diphosphate

ADN: Acide dsoxyribonuclique

ARN: Acide ribonuclique

O2: Anion superoxyde

OH: Radical hydroxyle

NO: Monoxyde dazote

H2O2: Peroxyde dhydrogne

x

HOCl: Acide hypochlorique

1O2: Oxygne singulier

ONOO: Peroxynitrite

RO: Radical alcoxy

ROO: Radical peroxy

SOD: Superoxyde dismutase

CAT: Catalase

GPx: Glutathion peroxydase

GSH: Glutathion

GR: Glutathion rductase

H2O2 : Eau oxygn

Fe : Fer

Cu : Cuivre

Mn : Manganse

CAT : Catalase

NADPH: Nicotinamide adnine dinuclotide phosphate

Fe2+

: Fer ferreux

Fe3+

: Fer ferrique

Cu2+

: Ion cuivrique

Cu+: Ion cuivreux

UV: Ultra violet

g : Gramme

ml: Millilitre

H2SO4: Acide sulfurique

KI: Iodure de potassium

HgCl2: Chlorure de mercure

I2: Iode

N: Normal

mn: Minute

NH4OH: Ammoniac

FeCl3: Chlorure de fer

NaOH: Hydroxyde de sodium

HCl : Acide chlorhydrique

T : Temprature

m/V : Masse Volume

V/V : Volume Volume

xi

KHz : Kilohertz

NaHCO3 : Bicarbonate de sodium

mole/l : Mole par litre

FRAP: Ferric Reducing Antioxidant Power

nm: Nanomtre

M: Molaire

K3Fe (CN) 6 : Ferricyanure de potassium

H2O : Eau

l : Microlitre

IC50 : Concentration inhibitrice de 50 %

NCCLS: National Committee for Clinical Laboratory Standars

UFC : Unit formant colonie

g : Microgramme

mm : Millimtre

CMI : Concentration minimale inhibitrice

CA-SFM: Comit de lAntibiogramme de la Socit Franaise de Microbiologie.

DMSO: Dimethylsulfoxide

IM: Indice de Mousse

CG: Chromatographie en phase gazeuse

CG/SM: Chromatographie en phase gazeuse couple la spectromtrie de masse

xii

TABLE DE MATIERES

Rsum i

Ddicace iv

Remerciement v

Liste des tableaux vi

Liste des figures vii

Liste des photos viii

Liste des abrviations ix

Table de matires xii

Introduction 1

Premire partie : Synthse bibliographique

Introduction la phytothrapie 2

I. Description de plante 3

1. Rutaceae 3

2. Ruta (rue) 3

3. Ruta chalepensis 4

4. Systmatique 5

5. Usage et toxicit 6

6. Composition chimique 7

II. Mtabolites secondaires 9

1. Dfinition et fonction 9

2. Classification des mtabolites secondaires 9

2.1. Les composs phnoliques 9

2.2. Les isoprnodes : (strodes et terpnodes) 10

2.3. Les composs azots (drivs des acides amins) : alcalodes 10

3. Biosynthse des mtabolites secondaires 11

4. Les flavonodes 11

4.1. Dfinition, classification et biosynthse 11

4.2. Proprits pharmacologiques des flavonodes 14

5. Les alcalodes 15

5.1. Dfinition, classification et distribution des alcalodes 15

5.2. Activits pharmacologiques 16

5.3. Biosynthse des alcalodes 17

6. Les huiles essentielles 18

6.1. Introduction laromathrapie 18

xiii

6.2. Quest-ce quune huile essentielle? 19

6.3. Comment utiliser les huiles essentielles? 20

6.4. Les mthodes dextraction 21

6.4.1. Lhydrodistillation 21

6.4.2. Extraction par entranement la vapeur deau 22

6.4.3. Lexpression au solvant volatil 22

6.4.4. Expression froid 22

6.4.5. Lenfleurage 23

6.4.6. Lextraction au CO2 supercritique 23

6.5. Critres de qualit des huiles essentielles 23

6.6. La biosynthse 24

6.7. Proprits pharmacologiques des huiles essentielles 27

6.7.1. Activit antimicrobienne lie la composition chimique 27

6.7.1.1. Lvaluation de lactivit antibactrienne des huiles essentielles 27

6.7.1.2. Les principes actifs antibactriens 29

6.7.1.3. Le mode daction antimicrobienne des huiles essentielles 30

III. Radicaux libres et antioxydants 31

1. Les radicaux libres dans les systmes biologiques 31

2. Implications pathologiques des espces oxygnes ractives 32

3. Stress oxydant et ses consquences biologiques 33

4. Les antioxydants 33

4.1. Systmes enzymatiques 34

4.2. Systmes non enzymatiques 35

5. Antioxydants naturels 35

5.1. Les flavonodes 35

5.2. Les tanins 36

5.3. Les coumarines 36

5.4. Les phnols 36

5.5. Les xanthones 36

Deuxime partie : Matriels et mthodes

I. Le matriel vgtal 37

II. Les tests phytochimiques 38

1. La teneur en eau 38

2. Les alcalodes 38

3. Les drivs anthracniques 39

4. Les saponosides 39

xiv

5. Les coumarines 40

6. Les strols et triterpnes 40

7. Les tanins 40

8. Les flavonodes 40

8.1. Anthocyanes 40

8.2. La raction la cyanidine 40

III. Lextraction des principes actifs 41

1. Prparation de lextrait brut 41

2. Prparation de lextrait flavonique 41

3. Prparation de lextrait alcalodique 42

4. Lextraction dhuile essentielle 43

IV. Les indices physicochimiques des huiles essentielles 44

1. Les indices chimiques 44

1.1. Lindice dacide 44

1.2. Lindice dester 44

1.3. Lindice de peroxyde 45

2. Les indices physiques 45

2.1. La miscibilit lthanol 45

2.2. La densit relative 20 C 45

2.3. Lindice de rfraction 46

V. Lvaluation de lactivit antioxydante 47

1. Rduction du fer : FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power) 47

2. Pigeage du radical libre DPPH (2,2-diphnyle-1-picrylhydrazyl) 47

VI. Tests de lactivit antimicrobienne 48

1. Souches 48

2. Evaluation de lactivit sur milieu glos 48

3. Dtermination des CMI (concentration minimale inhibitrice) 49

Troisime partie : Rsultats et discussion

I. Phytochimie de Ruta chalepensis 50

1. Teneurs en eau 50

2. Groupes chimiques caractriss 50

3. Rendement des extractions 53

3.1. Extrait brut mthanolique 53

3.2. Extraits flavoniques 54

3.3. Extraits alcalodiques 54

3.4. Huile essentielle 55

xv

4. Les indices physicochimiques de lhuile essentielle de Ruta chalepensis 56

II. Tests, in vitro, de lactivit antioxydante 57

1. Rduction du fer (FRAP) 57

2. Pigeage du radical libre DPPH (2,2-diphnyle-1-picrylhydrazyl) 59

2.1. Acide ascorbique 59

2.2. Extraits bruts mthanoliques 60

2.3. Extraits flavoniques 61

2.4. Extraits alcalodiques 62

3. Calcul des IC50 64

4. Conclusion de lactivit antioxydante 65

III. Evaluation de lactivit antibactrienne 67

Conclusion 70

Rfrences bibliographiques 71

Annexes 82

50

1

u travers des ges, lhomme a pu compter sur la nature pour subvenir ses besoins de base tel

que, nourriture, abris, vtements et aussi pour ses besoins mdicaux. Les plantes possdent

dextraordinaires vertus thrapeutiques. Leurs utilisations pour le traitement de plusieurs maladies chez

les tres vivants et en particulier lhomme est trs ancienne et a toujours tait faites de faon empirique

(SVOBODA et SVOBODA, 2000).

De nos jours, nous comprenons de plus en plus, que les principes actifs des plantes mdicinales sont

souvent lis aux produits des mtabolites secondaires. Leurs proprits sont actuellement pour un bon

nombre reconnue et rpertori, et donc mises profit, dans le cadre des mdecines traditionnelles et

galement dans la mdecine allopathique moderne (BOURGAUD et al, 2001 ; KAR, 2007).

Aujourdhui, on estime que les principes actifs provenant des vgtaux reprsentent environ 25%

des mdicaments prescrits. Soit un total de 120 composs dorigine naturelle provenant de 90 plantes

diffrentes. En Afrique, prs de 6377 espces de plantes sont utilises, dont plus de 400 sont des plantes

mdicinales qui contribues pour 90% du traitement mdicales. Jusquen 2004, on a estim que prs de

75% de la population africaine ont toujours recours aux plantes pour se soigner. De plus ce type de soin

est considr souvent comme faisant partie de la mdecine douce (KAR, 2007).

Notre plante Ruta chalepensis, (Fidjel) est connue pour sa richesse en produits du mtabolisme

secondaire et particulirement en huiles essentielles et alcalodes (BABA AISSA, 1999). Aussi dans

notre tude, on se propose de :

- Faire un screening phytochimique des mtabolites secondaires existant dans les diffrentes

parties de la plante (fleurs, feuilles et tiges).

- Raliser plusieurs extraits : extrait brut, flavonique, alcalodique et huile essentielle, pour les

stations retenue dans notre tude, afin de pouvoir en faire des comparaisons.

- Etudier lactivit antioxydant, par deux mthodes, la rduction du Fer et le pigeage du radical

libre DPPH pour les extraits : brut, flavonique, alcalodique;

- Etudier galement le pouvoir antimicrobien de ses huiles essentielles.

A

50

2

Introduction la phytothrapie

Depuis la nuit des temps, les hommes apprcient les vertus apaisantes et analgsiques des plantes.

Aujourdhui encore, les deux tiers de la pharmacope ont recours leurs proprits curatives. A travers

les sicles, les traditions humaines ont su dvelopper la connaissance et lutilisation des plantes

mdicinales. Si certains pratiques mdicales paraissent tranges et relvent de la magie, dautres au

contraire semblent plus fondes, plus efficaces. Pourtant, toutes ont pour objectif de vaincre la

souffrance et damliorer la sant des hommes (SCHILLER et SCHILLER, 1994).

***

Toutefois, malgr les normes progrs raliss par la mdecine moderne, la phytothrapie offre de

multiples avantages. N'oublions pas que de tout temps, l'exception de ces cent dernires annes, les

hommes n'ont eu que les plantes pour se soigner, qu'il s'agisse de maladies bnignes, rhume ou toux, ou

plus srieuses, telles que la tuberculose ou la malaria.

***

Aujourd'hui, les traitements base de plantes reviennent au premier plan, car l'efficacit des

mdicaments tels que les antibiotiques (considrs comme la solution quasi universelle aux infections

graves) dcrot.

***

La phytothrapie, qui propose des remdes naturels et bien accepts par l'organisme, est souvent

associe aux traitements classiques. Elle connat de nos jours un renouveau exceptionnel en Occident,

spcialement dans le traitement des maladies chroniques, comme l'asthme ou l'arthrite. De plus, les

effets secondaires induits par les mdicaments inquitent les utilisateurs, qui se tournent vers des soins

moins agressifs pour l'organisme (ISERIN ; 2001).

***

Lexploitation des ressources naturelles, et notamment du monde vgtal, est encore capitale

lheure actuelle. Elle est ralise par :

Etude chimiotaxonomique qui consiste rechercher des catgories de molcules dans les plantes en

fonction de leur appartenance botanique. Ainsi les Apocynaceae, les Rutaceae, les Rubiaceae

renferment souvent des alcalodes et cest parmi ces familles que lon recherche dabord les alcalodes.

Etude ethnopharmacologique qui consiste recueillir des renseignements sur lutilisation des plantes

auprs des populations vivant encore prs de la nature en Amrique du Sud, dans les les du Pacifique,

en Afrique ou dans le Sud- Est Asiatique.

Etude pharmacologique est caractrise par lobservation du comportement des plantes dans leur

environnement naturel. Les interactions plantes-plantes (alllopathie), plantes-microorganismes,

plantes-insectes, plantes-animaux sont associes des signaux chimiques (BARNES et al, 2007).

3

I. Description de plante

1. Rutaceae (famille de la rue ou des agrumes) :

Gnralement arbres ou arbustes, parfois pines ou aiguillons ; composs amers triterpniques,

alcalodes, et composs phnoliques ; lacunes scrtrices dissmines (points translucides) contenant

des huiles essentielles aromatiques (WIART, 2006).

Genres/espces : 150/1500.

Principaux genres: Zanthoxylum (200 spp), Agathosma (180 spp), Ruta (60 spp).

Intrt conomique : plusieurs espces de Citrus sont apprcies pour leurs fruits comestibles. Ruta,

Zanthoxylum, Citrus et Casimiroa, ont des usages mdicaux. Les rsines caractristiques des Rutaces

sont inflammables do lutilisation du bois comme carburant ou en torches (JUDD et al ; 2002).

2. Ruta (rue) :

Ruta vient du grec rhyt qui signifie sauv, prvenir, ou de re qui signifie qui coule faisant

certainement rfrence ses vertus emmnagogues (DOERPER, 2008).

Ce genre comprend 8 espces darbustes, de sous-arbrisseaux et de vivaces herbaces souche ligneuse,

caducs ou persistants, vivants dans les lieux secs et rocailleux, de la rgion mditerranenne, et du nord-

est de lAfrique jusquau sud-ouest de lAsie. Les fleurs et le feuillage aromatiques, sont le principal

attrait des rues. Les feuilles sont alternes, parfois opposes, ovales, larges, arrondies et pennatisques

ou pennes. Les fleurs, jaunes, fimbries ou dentes, quatre ou cinq ptales, spanouissent en cymes

terminales (MIOULANE, 2004).

Le feuillage a parfois un usage mdicinal. Ne consommer aucune partie de la rue, la plante entire tant

toxique. Eviter de toucher le feuillage, sous peine de provoquer une raction cutane, se traduisant par

des taches brunes (indolores) qui foncent au soleil (DODT, 1996).

- Rusticit : variable selon les espces (MIOULANE, 2004).

- Culture : en plein soleil ou lombre partielle, de mme au sec, dans un sol assez riche, de

prfrence trs bien drain, mais la rue accepte bien les terres argileuses, fortes. La

multiplication se fait par semi ou bouturage (DOERPER, 2008).

- Ennemis et maladies : pourriture des racines (Phytophthora) (MIOULANE, 2004).

- Appellations en diffrents langues :

En franais : rue ;

En allemand : raute ;

En italien : ruta ;

En anglais : rue (BONNIER, 1999).

En espagnol : ruda (DUKE et al, 2008).

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Les espces de Ruta les plus connues sont trs proches en forme, composition et en proprits

pharmacologiques :

Ruta chalepensis (dcrite si dessous).

Ruta montana : cest la rue des montagnes (synonymes : Ruta legitima Jacq. ; Ruta tenuifolia

Gouan) ou bonne rue (BONNIER, 1999), appele vulgairement en Algrie : fidjlet el-djbel

( ) ou Fidjela (), a une odeur ftide trs intense, se trouve sur les coteaux arides et

dans les endroits secs et pierreux de la rgion mditerranenne (BABA AISSA, 1999).

Ruta graveolens : [graveolens vient du latin gravis qui signifie fort et du verbe olere

qui veut dire sentir, donc odeur forte et dsagrable (DOERPER, 2008)]. Appele aussi rue-

officinale, rue-puante, rue ftide, rue des jardins, Herbe la belle-fille, Rue des murailles

(BONNIER, 1999) et galement pganion (LE MOINE, 2001), cette espce est appele

vulgairement Fidjen (ABDULBASSET et ABDE TAWAB, 2008).

3. Ruta chalepensis : (dans le reste du document le mot rue reprsente Ruta chalepensis)

La rue dAlep, plante herbace tige ligneuse la base, pouvant atteindre 1 m (BABA AISSA, 1999).

Les feuilles de 6 12 cm de long, sont aromatiques, ovales, larges, pennatisques, bleu-vert, elles

prsentent de nombreux lobes oblongs, lancols ou aborales. En t, spanouissent des fleurs de 1 2

cm de diamtre, en coupe, de couleur jaune fonc, portant quatre ou cinq ptales frangs de longs poils.

Elles sont runies en cymes lches (MIOULANE, 2004).

Cest une espce mditerranenne, relativement commune dans toute lAlgrie septentrionale (BABA

AISSA, 1999), au nord-est de lAfrique, sud de lEurope et le sud-ouest de lAsie (MIOULANE, 2004).

Appele aussi: Ruta angustifolia / Ruta graveolens var. angustifolia (DUKE et al, 2008).

La rue est cite sous le terme de sadzab par ABDULBASSET et ABDE TAWAB, 2008, elle est

aussi dite en berbre: aouermi, Issel, Issin (BABA AISSA, 1999). Autres noms sont indiqus par

DUKE et al en 2008: Al Shathap ( ( , Bou Ghans, en grec : Pigam, zent.

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4. Systmatique: (WIART, 2006; BONNIER, 1999; TAKHTAJAN, 2009)

Rgne : Plantae

Sous rgne : Tracheobionta (plantes vasculaires)

Super division : Spermatophyta (plantes graine)

Division : Magnoliophyta (plantes fleurs)

Sous division : Angiospermae

Classe : Magnoliopsida (dicotyldons)

Sous classe : Rosidae

Super ordre : Rutanae

Ordre : Sapindales

Famille : Rutaceae

Genre : Ruta

Espce : chalepensis

Figure n1: Ruta chalepensis (DUKE et al, 2008).

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5. Usage et toxicit :

Plante ornementale des jardins, la rue est considre comme mellifre et sa prsence loigne les vipres.

Elle repousse les insectes (LE MOINE, 2001) et est utilise contre la gale et les parasites de la tte

(BONNIER, 1999).

Les parfumeurs utilisent son huile essentielle comme arme. Dans le langage des fleurs, la rue est le

symbole de la grce (LE MOINE, 2001).

On rcolte les feuilles toute lanne et les fleurs la fin de lt. Les feuilles fraches, quoique trs

amres, sont comestibles, on les utilise dans des sauces et pour aromatiser le gibier ou le fromage blanc,

mais en petite quantit ; cest un condiment pris des Anglo-Saxons. Elle entre dans la prparation dun

beurre aux herbes. Elle aromatise aussi certaines boissons alcoolises. Consommes fraches de

prfrences, les tiges feuillues de conservent par schage. On fabrique avec cette plante le vinaigre de

rue et l huile de rue en la faisant infuser dans du vinaigre ou dans lhuile (BILDERBACK, 2007).

Cultive en Europe centrale depuis le Xme

sicle, elle servit de contre poison. Les Grecs considrent

quelle amliorait la vue (LE MOINE, 2001 ; BALCH et STENGLER, 2004) en utilisant lessence

extraite de la plante frache (SCHAUENBERG et PARIS, 1977). Cest une plante importante dans

lIslam, et trs utilise dans le cure par le Coran pour dbarrasser le corps de linfluence du gin. Cest

une plante manier avec prcaution car son huile essentielle est toxique. Elle contient des alcalodes, de

flavonodes, de la vitamine C et des furo-coumarines. Ctait autrefois une plante emmnagogue et

abortive (LE MOINE, 2001) en effet la rue exerce une action excito-motrice nette sur lutrus (MERAD

CHIALI, 1973). Sa sve irrite les peaux sensibles. On lemploie pour les problmes oculaires et en

gargarisme pour les maux de gorge. Les feuilles soignent les phlbites et les varices. Son utilisation est

dconseille pour les femmes enceintes (LE MOINE, 2001).

Lessence est stupfiante : cest elle qui dtermine une lgre phase dexcitation puis rapidement

ivresse lourde avec obtusion sensitivo-sensorielle, tristesse et somnolence. A trs fortes doses cest un

vritable toxique. Le principe toxique est la mthylnonylctone (MERAD CHIALI, 1973).

Plusieurs espces de Ruta sont sources de diverses classes de produits naturels avec des activits :

antifongiques, phytotoxique et antivnneux (OLIVA et al, 2003).

Autres activits cites par (DUKE et al, 2008 ; GUTIERREZ-PAJARES et al, 2003 ; KONG et al,

1989 ; CHIU et FUNG, 1997 ; FOSTER et TYLER, 1999): Abortif ; Analgsique; Anti fertilit; Anti-

inflammatoire; Antiseptique (contre : Bacillus, Candida, Escherichia, Microsporium, Pseudomonas,

Staphylococcus) ; Antispasmodique ; Aphrodisiaque; Arachnifuge; Bactricide; Candidicide;

Cardiotonique; Decongestant; Digestive; mtique; Embryotoxique; Emmnagogue; Fbrifuge;

Immunomodulateur; Insectifuge; Molluscicide; Sdative; Stomachique; Sudorifique; Vermifuge;

Vulnraire ; antipyrtique, antiparasitaire, antihelminthique ; lextraits aqueux de la rue a une activit

hypotensive par un effet direct sur le systme cardiovasculaire.

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Utilisation populaire en Algrie : La rue est trs utilise des fins diverses : Fbrifuge,

antivenimeux local, contre les nauses et les vomissements, dans les constipations, dans le

paludisme, pour soigner les anmies (MERAD CHIALI, 1973), le rhumatisme, contre les

douleurs gastriques, les vers intestinaux (BABA AISSA, 1999), dans les accouchements

difficiles, les maux des yeux et des oreilles, dans lasthme, les nvroses (MERAD CHIALI,

1973).

6. Composition chimique :

Alcalodes (0.4- 1.4%): (FOSTER et TYLER, 1999)

Furoquinoline alcalodes: skimmianine, gamma-fagarine, dictamnine, kokusaginine, pteleine

Acridine alkaloids: arborinine- 2-arylquinoline, rutacridone, Gravacridiol (WATERMAN, 1975),

chaloridone [4,5-dioxymethylene-11-methylfuro (2,3-c) acridin-6 (11H)-on] (ULUBELEN et TEREM,

1988).

Quinazoline alcalodes : comme larborine

Quinoline alcalodes: parmi eux: graveoline, graveolineine (WATERMAN, 1975).

- Alcalodes des Rutaces :

Prcurseur Produit

Tyrosine/Phenylalanine

Acide anthranilique 2-quinolones

Tryptophane

Histidine

1-Benzyltetrahydroisoquinolines

Amines/Amides

Oxazoles

2-Aryl-quinazolines

2-Aryl-quinolines/ones

Carbazoles

Furoquinolines

Furoquinolones

Pyranoquinolones linaire

Pyranoquinolones angulaire

Acridones

2-Allyl-quinolines/ones

Carbazoles

-Indolo-quinazolines Canthinones

Imidazoles

Figure n 2: Classification biogntique des alcalodes des Rutaces (WATERMAN, 1975).

Huile volatile (0.2-0.4%): (FLEMING et al, 2000)

Le rendement en huile essentielle et le compos majoritaire diffrent selon le lieu de rcolte mais

gnralement les composs les plus rencontrs sont le 2-nonanone et le 2-undecanone (MEJRI et al,

2010, MERGHACHE et al, 2009).

8

Flavonodes:

Le composant majoritaire est la rutine (2-5%) (FLEMING et al, 2000): Touts les parties de la plante

renferment un glucoside, la rutine, (BONNIER, 1999) ou rutoside qui est la vitamine P

(SCHAUENBERG et PARIS, 1977 ; DEWICK, 2002) isomre de la quercitrine, identique un

glucoside quon trouve dans le Cprier (BONNIER, 1999).

Figure n3 : la rutine (DEWICK, 2002).

Coumarines : (MILESI et al, 2001)

Hydroxy-coumarines: umbelliferone, herniarin, gravelliferon, rutacultin

Furo-coumarines: bergapten, psoralen, xanthotoxin, chalepensin, isopimpinellin, isoimperatorin, rutarin,

rutaretine

Pyrano-coumarines: parmi eu: xanthyletine.

Lignans : savinine, helioxanthine (FLEMING et al, 2000).

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II. Mtabolites secondaires:

1. Dfinition et fonction : Les mtabolites secondaires sont un groupe de molcules qui interviennent dans ladaptation de la

plante son environnement ainsi que la rgulation des symbioses et dautres interactions plantes-

animaux, la dfense contre les prdateurs et les pathognes, comme agents alllopathiques ou pour

attirer les agents chargs de la pollinisation ou de la dissmination des fruits (JUDD et al ; 2002).

En gnral, les termes, mtabolites secondaires, xnobiotiques, facteurs antinutritionnels, sont utiliss

pour dtermins ce groupe, il existe plus de 200.000 composs connus qui ont des effets

antinutritionnels et toxiques chez les mammifres. Comme ces composs ont des effets toxiques, leur

incorporation dans lalimentation humaine peut tre utile pour la prvention contre plusieurs maladies

(cancer, maladies circulatoires, les infections viral), car la diffrence entre toxicit et effet bnfique

est gnralement soit dose ou structure- dpendant (MAKKAR, SIDDHURAJU et BECKER, 2007).

2. Classification des mtabolites secondaires :

2.1. Les composs phnoliques : Les composs phnoliques sont une vaste classe de substances organiques cycliques trs varies,

dorigine secondaire qui drivent du phnol C6H5OH qui est un monohydroxybenzne. Les composs

phnoliques sont fort rpandus dans le rgne vgtal ; on les rencontre dans les racines, les feuilles, les

fruits et lcorce. La couleur et larome, ou lastringence des plantes dpendent de la concentration et

des transformations des phnols. Ces composs reprsentent 2 3% de la matire organique des plantes

et dans certains cas jusqu 10% et mme davantage. Dans la nature, ces composs sont gnralement

dans un tat li sous forme desters ou plus gnralement dhtrosides. Ils existent galement sous

forme de polymres naturels (tanins).

Le groupe le plus vaste et plus rpandu des phnols est celui des flavonodes (WALTON et BROWN,

1999). Plusieurs classes de composs polyphnoliques sont dfinies selon le squelette de base (tableau

n1).

Tableau n 1: les diffrentes classes des composs phnoliques (DAAYF et LATTANZIO, 2008).

Squelette carbone Classes de composs phnoliques

C6

C6-C1

C6-C2

C6-C3

C6-C4

C6-C1-C6

C6-C2-C6

C6-C3-C6

(C6-C1)2

(C6-C3)2

(C6-C3-C6)2

(C6-C3) n

(C6) n

(C6-C3-C6) n

Phnols simples et benzoquinones

Acides phnoliques

Actophnones et les acides phenylactiques

Acides hydroxy-cinnamiques, coumarines, phnylpropnes, chromons

Naphthoquinones

Xanthones

Stilbnes et anthraquinones

Flavonodes et isoflavonodes

Tannins hydrolysables

Lignanes et nolignanes

Biflavonodes

Lignines

Catchols

Tannins condenss

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2.2. Les isoprnodes : (Strodes et Terpnodes) : Les terpnodes sont des mtabolites secondaires synthtiss par les plantes, organismes marins, les

champignons et mme les animaux, ils rsultent de lenchainement de plusieurs units isoprnique

(BHAT, NAGASAMPIGI et SIVAKUMAR, 2005). Ils ont deux voies de biosynthse : celle de lacide

mvalonique et du desoxyxylulose phosphate.

Figure n 4: Biosynthse des terpnes. DMAPP : dimethylallyl diphosphate ; DXP : desoxyxylulose phosphate ; FPP : farnesyl diphosphate ; GGPP : geranygeranyl diphosphate ; GPP : geranyl

diphosphate ; IPP : isopentenyl diphosphate ; MVA : mevalonate (OSBOURN et LANZOTTI, 2009).

2.3. Les composs azots (drivs des acides amins) : Alcalodes

Les alcalodes sont les composs azots les plus connus. Ils ont une distribution restreinte car ils sont

rencontrs chez 20% des angiospermes seulement. En plus des alcalodes, on trouve dans ce groupe :

les acides amins non protiques, les glycosides cyanogniques et les glucosinolates (WALTON et

BROWN, 1999).

Figure n 5: Biosynthse des composs azots (WALTON et BROWN, 1999).

Peptides Acides amins non protiques

Acides amins protiques Amines

Glycosides cyanogniques

Alcalodes Aldoximes

Glucosinolates

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3. Biosynthse des mtabolites secondaires :

Les mtabolites secondaires rsultent gnralement de trois voies de biosynthse : la voie de shikimate,

la voie de mevalonate et du pyruvate (VERPOORTE et ALFERMANN, 2000).

Figure n 6: Biosynthse des mtabolites secondaires (VERPOORTE et ALFERMANN, 2000 ; WINK,

2010).

4. Les flavonodes : 4.1. Dfinition, Classification et biosynthse :

Les flavonodes reprsentent une classe de mtabolites secondaires largement rpandus dans le rgne

vgtal. Ce sont des pigments quasiment universels des vgtaux qui sont en partie responsables de la

coloration des fleurs, des fruits et parfois des feuilles (RICE-EVANS et PACKER, 1998).

Ce groupe de composs est dfini par une structure gnrale en C15, caractrise par un

enchanement de deux noyaux aromatiques A et B lis une unit de trois carbones Ar (A)-C3-Ar (B)

(WALSH, 2003), les diffrents classes sont dtermines par le degr doxydation de lunit de liaison

(C3), tandis que, les composs de la mme classe sont dtermins par le point dhydroxylation, ou

dautre substitution, du noyau A ou B. Ils sont gnralement soluble dans leau (VERPOORTE et

ALFERMANN, 2000) et stocker dans des vacuoles ainsi que dans les chloroplastes (BRUNETON,

1987). Dans la nature, les flavonodes sont gnralement glycosyls, ces sucres ainsi que les groupes

hydroxyles augmentent leur solubilit dans leau, dautres substitutions tels les methyls et isopentyls,

rendent les flavonodes lipophiles (CROZIER, CLIFFORD et ASHIHARA, 2006).

Voie de

shikimate

Voie de

mevalonate

Voie de

pyruvate

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Les flavonodes ont tous une origine biosynthtique commune. Les flavonodes comprennent les

flavonodes au sens strict (flavones, flavonols, flavanones, flavanonols, flavanes, flavan-3-ols,

flavylium, chalcones, aurones) et les isoflavonodes (CSEKE, KIRAKOSYAN et al, 2006).

Figure n7: Structure des diffrentes classes des flavonodes (MARTINEZ et al, 2005).

Les flavonodes drivent d'une structure 1,3-diphnylpropane.

L'enchanement propanique est le plus souvent sous forme d'htrocycle pyranique, l'exception de

deux groupes : les chalcones et les aurones (VERPOORTE et ALFERMANN, 2000).

Au plan biosynthtique, ltape cl de la formation des flavonodes est la condensation de trois

molcules de malonyl- CoA avec un ester du coenzyme A et dun acide hydroxycinnamique, en rgle

gnrale le 4- coumaroyl-CoA, pour obtenir la 4, 2, 4, 6-tetrahydroxychalcone (raction catalyse par

la chalcone synthase). Dans les conditions physiologiques normales, cette chalcone tend sisomriser

en flavanone sous laction de la chalcone isomrase qui induit une fermeture strospcifique du cycle

conduisant la seule (2S)-flavanone. Cette chalcone peut galement se cycliser en aurone. Il est le

prcurseur de toutes les classes de flavonodes.

Figure n8: Lorigine biosynthtique du squelette flavonique (CROZIER, CLIFFORD et ASHIHARA, 2006).

De la voie de lacide

shikimique via phenylalanine

De la voie de malonate

Le pont carbon

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Figure n 9: Biosynthse des flavonodes.

CS : chalcone synthase ; CI : chalcone isomrase ; F3H : Flavanone 3-hydroxylase ; IFS :

isoflavone synthase ; DRF : dihydroflavonol reductase ; FS : flavonol synthase ; AS : anthocyanin synthase. R=-H, -OH ou -OCH3 et OG= -O-sucre (PORTET, 2007 ; GROTEWOLD, 2006).

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4.2. Proprits pharmacologiques des flavonodes :

- Lactivit la plus remarquable cest quils sont thermodynamiquement capables de rduire les

radicaux libres oxydants comme le superoxyde, le peroxyle, lalkoxyle et lhydroxyle par

transfert dhydrogne (VAN ACKER et al, 1996) ou par la chlation des ions mtalliques

impliqus dans la production des espces oxygnes ractives. Autres tudes aussi ont montr

que les flavonodes sont des bons inhibiteurs denzymes responsables de la production des

radicaux libres comme la xanthine oxydase, la cyclooxygnase et la lipooxygnase (DI CARLO

et al, 1999).

- Leffet antiallergique des flavonodes sur la production de lhistamine, par linhibition des

enzymes (lAMP cyclique phosphodiesterase et ATPase Calcium-dpendante) responsables de la

libration de lhistamine partir des mastocytes et des basophiles.

- Des tudes ont montr que certains flavonodes comme : querctine, myrictine, lapignine et la

chrysine ont des effets anti-inflammatoires par laction inhibitrice des enzymes responsables du

mtabolisme de lacide arachidonique.

- Dautres flavonodes : rutine et kaempfrol ont montr une action inhibitrice sur le PAF (Platelet

Activating Factor), agent ulcrogne potentiel, et ainsi la rduction des dommages gastro-

intestinaux.

- Effets anticancreux par diffrents modes : linactivation du t-PA (tissue-type plasminogen

activator) en lui greffant la laminine, une molcule de la matrice extracellulaire qui joue un rle

important durant la mort cellulaire. Le blocage de certaines phases du cycle cellulaire ou des

sites rcepteurs des hormones, la stabilisation du collagne, laltration de lexpression des

gnes.

- Les flavonodes prviennent le diabte en inhibant laldose rductase.

- La rduction du risque des maladies cardiovasculaires en entravant lathrosclrose.

- On attribue aux flavonodes dautres proprits: veinotonique, anti tumorale, analgsique,

antispasmodique, antibactrienne, hpato-protectrice, etc. (TRINGALI, 2001).

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5. Les Alcalodes :

Les alcalodes reprsentent un groupe de mtabolites secondaires trs diversifis retrouvs chez les

organismes vivants, ils ont un large rang de types structuraux, de voies de biosynthse et dactivits

pharmacologiques.

En 1803, DEROSNE a isol le premier alcalode semi-pur du latex sec de lopium (Papaver

somniferum), une drogue utilise depuis des sicles pour des proprits analgsiques et narcotiques. En

1805, SERTRNER a caractris cet alcalode et la nomme morphine, et puis, entre 1817 et 1820

plusieurs alcalodes comme la strychnine, brucine, et quinine ont t isols sous forme cristalline au

laboratoire de PELLETIER et CAVENTOU en France (WALTON et BROWN, 1999).

5.1. Dfinition, Classification et distribution des alcalodes :

- Selon PELLETIER en 1983, les alcalodes sont des composs cycliques contenant un ou

plusieurs atomes d'azote (ROBERTS et WINK, 1998), typiquement comme les amines

primaires, secondaires, ou tertiaires et cela confre la basicit l'alcalode, en facilitant leur

isolement et purification comme sels solubles dans l'eau forms en prsence des acides

minraux. Pourtant, le degr de basicit varie beaucoup, selon la structure de la molcule

d'alcalode et la prsence et l'endroit des autres groupes fonctionnels ;

- Cette dfinition inclue les alcalodes avec un azote inclue dans lhtrocycle et aussi les

alcalodes avec un nitrogne extra cyclique comme la colchicine, les alcalodes peuvent tre de

nature terpnique, strodique ou aromatique ;

- L'activit biologique de beaucoup d'alcalodes dpend souvent de la fonction amine tant

transforme en systme quaternaire par ionisation aux pHs physiologiques (DEWICK, 2002).

Alors quatre groupes de composs azots sont dfinis :

Amines secondaires ou tertiaires qui sont hydrophiles pH8.0, se sont les alcalodes classiques.

Amines quaternaires, sont trs polaires et chargs nimporte quel pH, et sont isols

sous forme de sels, ex : berberine et sanguinarine.

Composs amins neutres, incluent les amides-type alcalodes comme la colchicine,

capsaicine et la majorit des lactames comme la ricinine.

N-oxides, sont gnralement trs soluble dans leau, retrouvs dans plusieurs classes

dalcalodes, tel le groupe des pyrrolizidines.

- Depuis leur dcouverte et jusqu maintenant plus de 10.000 alcalodes ont t isols ou dtects

chez les plantes, les champignons et mme les animaux, pour cela et cause de la grande

diversit de ce groupe de mtabolites, leur classification est base sur plusieurs critres :

lorigine biologique, la voie de biosynthse, la structure et les proprits

spectroscopiques/spectromtriques (chromophores dans la spectroscopie UV) (HESSE, 2002).

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- La classification la plus adapte est base sur lorigine biogntique, par exemple, les indoles

drivent du tryptophane, sous le mme groupe on peut trouver les indoles non terpniques et

terpniques (irridodes). Le groupe est aprs divis en plusieurs sous groupes dpendant ainsi sur

le mode de cyclisation de la partie non glucidique de lalcalode.

- Les alcalodes ne sont pas tous drivs des acides amins, et ainsi quatre groupes sont reconnus :

1. Les alcalodes drivs des acides amins comme lornithine/arginine, lysine, histidine,

phnylalanine/tyrosine, tryptophane, lacide anthranilique ou nicotinique ;

2. Alcalodes purines, comme la xanthine caffine ;

3. Terpnes amins, ex : diterpne aconitine ou triterpne solanine ;

4. Alcalodes poly-ctoniques o lazote est inclus dans le squelette poly-ctonique comme

la coniine et la coccinelline.

Remarque : Les deux derniers groupes sont rencontrs mme chez les insectes et les organismes

marins.

- Avant quelques annes, la majeure source des alcalodes tait les plantes fleurs, les

angiospermes, o 20% des espces y contiennent (WALTON et BROWN, 1999). Actuellement,

plusieurs alcalodes proviennent des animaux, insectes, organismes marins, microorganismes et

les plantes infrieures, ex : muscopyridine de cerf porte musk, bufotaline du crapaud

(amphibien), les Arthropodes sont aussi une bonne source des alcalodes qui jouent un rle de

phromone, ex : phromone de trace, methyl-4-methylpyrrole-2-carboxylase, dAtta.sp (espce

de fourmi), les microorganismes y contiennent aussi : les alcalodes dAspergillus, pyocyanine

de Pseudomonas aeruginosa, chanoclavine-I de la moisissure de lergot (Claviceps purpurea)

(ROBERTS et WINK, 1998).

5.2. Activits pharmacologiques :

Les alcalodes exercent gnralement leurs activits pharmacologiques sur les mammifres comme

lHomme. Jusqu aujourdhui, plusieurs mdicaments utiliss sont des alcalodes naturels, ils affectent

chez ltre humain le systme nerveux, particulirement les transmetteurs chimiques tels lacetylcholine,

epinephrine, norepinephrine, acide -aminobutyrique (GABA), dopamine et la serotonine.

Les alcalodes jouent plusieurs activits pharmacologiques :

Analgsique (cocaine), anti-cholinergique (atropine, scopolamine, galanthamine), anti-malaria

(quinine), anti-hypertensive (reserpine), antitussive (codeine), dpressant cardiaque, stimulant centrale

(caffeine), diurtique, anesthsiant local (cocaine), narcotique (morphine), anti-tumeur,

sympathomimtique (ephedrine), ect (BHAT, NAGASAMPAGI et SIVAKUMAR, 2005).

Plusieurs alcalodes servent de model pour la synthse danalogues avec des proprits meilleures.

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5.3. Biosynthse des alcalodes :

Figure n10: Schma gnral de synthse dalcalodes (ANISZEWSKI, 2007 ; WINK, 2010).

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6. Les huiles essentielles :

6.1. Introduction laromathrapie :

Laromathrapie (tym : lat aroma , grec arma = arme; grec therapeia = soin, cure) est

l'utilisation mdicale des extraits aromatiques de plantes (essences et huiles essentielles). Cela la

diffrencie de la phytothrapie qui fait usage de l'ensemble des lments d'une plante (BELAICHE;

1979).

Le terme aromathrapie a t formul en1928, par Ren Maurice GATTEFOSS, btisseur de la

recherche scientifique sur les huiles essentielles, commena ses recherches sur le pouvoir de gurison

des huiles essentielles aprs avoir brl sa main dans son laboratoire et lavoir immerge dans lhuile de

lavande. Il a t impressionn de la rapidit de gurison de sa brlure (PITMAN, 2004). partir des

annes 1970, quelques avances scientifiques et thrapeutiques sur les huiles essentielles, dmontres

par des chercheurs et des mdecins (tels que VALNET, BELAICHE, DURAFFOURD, SEVELINGE,

PELLECUER, PENOL, FRANCHOMME, MAILHEBIAU, etc.), ont permis laromathrapie de se

positionner en tant que mdecine de lavenir et de sortir de son image dutilisation issue de la tradition.

Les chercheurs ont voulu lui donner une valeur scientifique en tudiant la composition des huiles

essentielles et en attribuant aux molcules quelles contiennent des proprits thrapeutiques (ZHIRI ;

2006).

Laromathrapie consiste donc en lutilisation des huiles essentielles pour prvenir ou traiter les

maladies et amliorer la sant et le bien-tre. Cest une thrapeutique naturelle dune remarquable

efficacit, qui repose sur la relation existant entre les principes actifs contenus dans les huiles

essentielles et les proprits thrapeutiques qui en dcoulent (WILSON; 2002).

Laromathrapie scientifique est une science qui utilise les mthodes et les techniques scientifiques du

laboratoire pour mettre en vidence la relation entre la structure chimique des molcules actives des

huiles essentielles et leurs activits biologiques (ZHIRI ; 2006).

On appelle plantes aromatiques les plantes capables de synthtiser une essence. Parmi les

800.000 espces vgtales, seules environ 10% possdent cette facult. Selon les espces, les organes

scrteurs dessence peuvent se trouver dans les sommits fleuries, les graines, les fruits, les feuilles, les

rhizomes, les racines, le bois, lcorce ou encore lolorsine (CHASSAING; 2006).

19

6.2. Quest-ce quune huile essentielle ?

Selon sa profession, chacun rpondra la question dune manire diffrente. Une huile essentielle

peut tre un ensemble de molcules pour un chimiste, un arme pour un parfumeur ou encore la

quintessence ou lesprit dun vgtal pour un alchimiste (MORO BURONZA, 2008).

En ralit, une huile essentielle est lensemble de tout cela, car il sagit dun produit odorant,

gnralement de composition complexe, obtenu partir dune matire premire vgtale botaniquement

dfinie, soit par entranement la vapeur deau, soit par distillation sche, soit par un procd

mcanique appropri sans chauffage. Lhuile essentielle est le plus souvent spare de la phase aqueuse

par un procd physique nentranant pas de changement significatif de sa composition (CLARKE,

2008).

Selon la monographie de la Pharmacope europenne, la matire premire vgtale peut tre

frache, fltrie, sche, entire, lexception des fruits du genre Citrus qui sont toujours traits ltat

frais.

Les huiles essentielles peuvent subir un traitement ultrieur appropri. Elles peuvent tre

commercialement dnommes comme tant dterpne, dsesquiterpne, rectifie ou prive de x .

Une huile essentielle dterpne est une huile essentielle prive, partiellement ou totalement,

des hydrocarbures monoterpniques.

Une huile essentielle dterpne et dsesquiterpne est une huile essentielle prive,

partiellement ou totalement, des hydrocarbures mono- et sesquiterpniques.

Une huile essentielle rectifie est une huile essentielle qui a subi une distillation fractionne dans

le but de supprimer certains constituants ou den modifier la teneur.

Une huile essentielle prive de x est une huile essentielle qui a subi une sparation partielle

ou complte dun ou plusieurs constituants (AFSSAPS ; 2008).

Pour tre de qualit optimale, une huile essentielle doit tre 100% naturelle (c'est--dire non

dnature par des molcules de synthse chimique), 100% pure (c'est--dire non mlange avec dautres

huiles essentielles ayant des caractristiques proches) et 100% intgrale (cest--dire que le distillateur

aura recueilli la totalit des molcules contenues dans la matire vgtale distille). La dtermination du

chmotype permet de le garantir (CHASSAING; 2006).

Une huile essentielle contient souvent de 50 100 molcules diffrentes et peut lextrme en

comprendre jusqu 300 travaillant en synergie pour donner lhuile essentielle ses proprits

(LAHLOU, 2004). Sa composition biochimique nest par ailleurs jamais rigoureusement identique. Il

est impossible de reproduire en laboratoire cette complexit prsente ltat naturel. Cest ce qui

explique notamment la grande efficacit des huiles essentielles dans le cadre de la lutte contre les

bactries, les champignons ou les virus (CHASSAING; 2006).

Les huiles essentielles sont habituellement liquides temprature ambiante et volatiles, ce qui les

diffrencie des huiles dites fixes. Elles sont plus ou moins colores et leur densit est en gnral

20

infrieure celle de leau. Elles ont un indice de rfraction lev et la plupart dvient la lumire

polarise. Elles sont liposolubles et solubles dans les solvants organiques usuels, entranables la

vapeur deau, trs peu solubles dans leau. Elles sont composes de molcules squelette carbon, le

nombre datomes de carbone tant compris entre 5 et 22 (le plus souvent 10 ou 15) (AFSSAPS ; 2008).

Les huiles essentielles sont des mlanges complexes de constituants varis en concentration variable

dans des limites dfinies. Ces constituants appartiennent principalement mais pas exclusivement deux

groupes caractriss par des origines biogntiques distinctes : les terpnodes et les substances

biosynthtises partir de lacide shikimique (donnant naissance aux drivs du phnylpropane)

(PNOL, 2002).

Les seules plantes aromatiques dont on peut extraire directement lessence sont les agrumes (oranges,

citrons, pamplemousses, mandarines ). Cette extraction seffectue par expression froid des zestes

frais. On parle dans ce cas dessence dorange, dessence de citron, etc. Pour les autres plantes

aromatiques, lextraction sopre par distillation la vapeur deau des organes scrteurs. On parle dans

ce cas d huiles essentielles (CHASSAING; 2006).

6.3. Comment utiliser les huiles essentielles ?

Les huiles essentielles peuvent ragir avec le corps via trois voies, quand vous ouvrez un flacon dhuile

essentielle la premire sens affect cest lodorat ce qui excite lappareil olfactif qui est directement li

au cerveau, donne ces composs volatiles leur effet de soulager le corps.

Quand vous inhalez les huiles essentielles, ils entrent aussi travers la voie respiratoire, dans les

poumons quelques molcules peuvent ragir avec loxygne et ainsi pouvant gagner la circulation

sanguine puis les cellules. La troisime voie o les huiles essentielles peuvent tre absorb cest la peau,

les minuscules molcules pntrent via les pores des glandes sbaces, passent ainsi dans le fluide

intercellulaire puis la circulation sanguine (en ce cas, elles sont appliques sur une base d'huile vgtale

comme la noisette, amande, etc., cause de leur effet irritant).

A travers ces capacits de pntration, les huiles essentielles peuvent aider le corps amliorer ses

moyens de dfense contre les agents stressants.

Ladministration orale ou rectale, doit tre suivie par un phytothrapeute ou un aromathrapeute, cause

de la complexit constitutive et la puissance de ces formes volatiles dune plante (WILSON, 2002 ;

WORWOOD, 1995 ; SNYDER et LINDQUIST, 2010 ; SCIMECA, 2006).

21

6.4. Les mthodes dextraction :

6.4.1. Lhydrodistillation :

Cette mthode est ralise en 2 tapes :

La partie de la plante contenant la molcule extraire est place dans un ballon avec de leau et

quelques morceaux de pierre ponce pour assurer le brassage de la solution. En chauffant, leau

svapore entranant avec elle les molcules aromatiques. En passant dans un rfrigrant, leau

se condense et tombe dans un erlenmeyer o il est possible de distinguer 2 phases bien distinctes

: lhuile essentielle et, dessous, leau aromatique (ou hydrolat) charge despces volatiles

contenues dans la plante et ayant une densit plus leve ;

On rcupre les 2 phases huile essentielle / eau aromatique, charge despces volatiles, dans

une ampoule dcanter. Aprs avoir laiss reposer le contenu quelques secondes, il est possible

dliminer totalement leau aromatique. Il ne reste alors plus que lhuile essentielle dans

lampoule dcanter (LUCCHESI, 2005 ; MORO BURONZO, 2008).

Figure n11: schma des tapes de lhydrodistillation

(LAGUNEZ RIVERA ; 2006).

Maintenant, dautres mthodes dhydrodistillation sont inventes, on peut citer :

- Hydrodistillation sous pression : pour les essences difficilement distillables. Bien que le

procd sous pression conduise une amlioration du rapport dentranement, donc, des

conomies dnergie, linfluence dune temprature leve (suprieure 100C) sur la qualit de

lhuile essentielle donne lieu certains artfacts.

- Le systme de thermopompage : consiste pomper la chaleur du condenseur et lutiliser pour

la production de vapeur. Les conomies dnergie calorifique et deau de refroidissement se

situeraient entre 60 et 90%.

- Turbodistillation : Pour activer la distillation la pression atmosphrique, lalambic est quip

dune turbine qui permet dune part, la dilacration des matires vgtales, dautre part une

agitation turbulente, do un meilleur coefficient de transfert thermique et une augmentation de la

surface de vaporisation (CU et al, 1999).

Extraction Des deux phases

Sparation

Rfrigrant (ou condenseur)

Thermomtre

Dcoction

Chauffe-ballon

Support lvateur

Erlenmeyer

Huile essentielle

+ Eau

22

- Lhydrodistillation assiste par ultrasons : Il sagit dans ce cas prcis dun traitement pr

ou post opratoire. En effet, les micros cavitations gnres par les ultrasons, dsorganisent la

structure des parois vgtales, les rendements en huile essentielle sont augments et les cintiques

acclres (SKARIA et al, 2007).

6.4.2. Extraction par entranement la vapeur deau :

Dans ce systme dextraction, le matriel vgtal est soumis laction dun courant de vapeur sans

macration pralable. Les vapeurs satures en composs volatils sont condenses puis dcantes.

Linjection de vapeur se fait la base de lalambic.

Figure n12: Principe schmatis de lappareillage dextraction par entranement la vapeur de leau

(PEYRON et RICHARD, 1992)

6.4.3. Lexpression au solvant volatil :

Le matriel vgtal dont on veut extraire une huile est plac sur des grilles puis dans des cuves appeles

extracteurs. On les rempli de solvant et on effectue ainsi plusieurs lavages successifs. Le mlange est

ensuite envoy dans un dcanteur o on le laisse reposer : cette phase de repos va permettre dobtenir

deux phases. Celle au fond contiendra leau contenue dans les plantes, leau tant plus lourde que le

solvant celui-ci sera la surface. Les huiles essentielles tant trs solubles dans le solvant, elles se

retrouvent dans la mme phase. Il suffit donc dliminer leau. Ensuite on fait svaporer le solvant afin

dobtenir un compos pur (WERNER, 2002). En fonction de la technique et du solvant utilis on

obtient: des hydrolysats, alcoolats, teintures, rsinodes, olorsines et des concrtes.

6.4.4. Expression froid :

Ce mode dobtention ne sapplique quaux fruits dagrumes (Citrus spp.) par des procds mcaniques

temprature ambiante. Le procd consiste exercer sous un courant deau une action abrasive sur toute

la surface du fruit. Aprs limination des dchets solides, lhuile essentielle est spare de la phase

aqueuse par centrifugation (WILSON, 2002).

La plupart des installations industrielles permettent en fait la rcupration simultane ou squentielle

des jus de fruits et de lhuile essentielle (AFSSAPS ; 2008).

23

6.4.5. Lenfleurage :

Cette mthode se rapproche quelque peu de lextraction par solvants volatils mais dans ce cas on utilise

des graisses comme solvant, ces dernires ayant elles aussi une forte affinit avec les composs

odorants, cette mthode peut tre ralise froid ou chaud, et on obtient ainsi des absolues de

pommade (LARDRY et HABERKORN, 2007).

6.4.6. Lextraction au CO2 supercritique :

Le terme supercritique signifie que le CO2, sous pression et une temprature de 31C, se trouve entre

ltat liquide et ltat gazeux. Lorsquil est dans cet tat, il est capable de dissoudre les huiles

essentielles. La matire vgtale est charge dans lextracteur o est ensuite introduit le CO2

supercritique sous pression et rfrigr. Le mlange est ensuite recueilli dans un vase dexpansion o la

pression est considrablement rduite. Le CO2 svapore et il ne reste plus que lhuile essentielle qui est

proche du naturel et sans trace de solvant.

De plus le CO2 est non toxique, incolore, inodore et ininflammable, ce qui permet des conditions de

scurit suprieures (KEVILLE et GREEN, 1995 ; BAYSAL et STARMANS, 1999).

Figure n13 : Schma du systme dextraction CO2 des solides (LAGUNEZ RIVERA ; 2006).

6.5. Critres de qualit des huiles essentielles:

Les caractristiques physiques, organoleptiques, chimiques et chromatographiques des huiles

essentielles sont dfinies par lInstitut Scientifique dAromatologie (INSA) qui a cr le label

H.E.B.B.D : Huile Essentielle Botaniquement et Biochimiquement Dfinie. Exigez la mention de ce

label. Il dfinit notamment trois critres certifiant l'origine et la nature exacte des huiles essentielles

(GROSJEAN ; 2004).

Une mme plante aromatique peut scrter des essences de composition totalement diffrente dans ses

diffrents organes (par exemple, lessence contenue dans le zeste doranger amer est diffrente de celle

prsente dans la fleur ou dans la feuille) ou selon le lieu gographique ou le biotope (nature du sol,

climat, altitude, autres plantes prsentes proximit) dans lequel elle est cultive. Les essences

scrtes peuvent galement varier en fonction du degr densoleillement, de la saison ou du moment du

24

cycle vgtatif (CHASSAING; 2006). Do limportance de connatre avec prcision lorigine exacte

dune huile essentielle (type de plante, origine gographique, moment de la rcolte, partie de la plante

distille, technique de distillation utilise, etc.) avant den envisager une quelconque utilisation des

fins thrapeutiques.

6.6. La biosynthse :

Il ya deux groupes de composs contenus dans une huile essentielle : les hydrocarbures et les

hydrocarbures oxygns, ainsi plusieurs groupes peuvent sy existent (voir annexe n1).

Le groupe le plus important est celui des terpnodes drivant de la voie de mevalonate ou pyruvate via

le prcurseur isopentenyl pyrophosphate (IPP), et dautres composs drivant de la voie de shikimate

(phnyl-propanoides et drivs) (CLARKE, 2008).

La synthse des terpnodes est gnralement associe la prsence de structures histologiques

spcialises, souvent situes sur ou proximit de la surface de tissus des plantes. Les principales

structures cellulaires sont : des cellules essence (Lauraces, Zingibraces..), des poils scrteurs

stipits (Pelargonium) ou sessiles (Labies), des poches scrtrices schizognes (Myrtaces) ou

schizolysignes (Rutaces, Bursraces), soit enfin des canaux scrteurs (Trbinthaces,

Ombellifres) (MALEKEY ; 2008).

Figure n 14: Formation dIPP par la voie de lacide mvalonique (DEWICK, 2002 ; VERPOORTE et

ALFERMANN, 2000 ; BHAT, NAGASAMPAGI et SIVAKUMAR, 2005).

25

Figure n 15: Formation dIPP partir du deoxyxylulose phosphate (DEWICK, 2002 ; HELDT, 2005).

TPP Rgnr

26

Figure n16 : Biosynthse des terpnes partir dIPP (MALEKEY ; 2008 ; HELDT, 2005).

Figure n17 : Le passage entre les diffrents types de terpnes (DEWICK, 2002).

27

6.7. Proprits pharmacologiques des huiles essentielles :

Les huiles essentielles sont employes pour leur saveur et odeur en industrie des produits naturels et en

industrie des parfums ;

Elles ont des proprits antiseptiques pour les poumons et les reins ou comme bain de bouche,

dpuratives, cicatrisantes, analgsiques et anti-inflammatoire, des activits antimicrobiennes,

antifongiques, antiparasitaires et antihelminthiques; et aussi des proprits antioxydantes (effet

cleansing),

Leffet irritant/anesthsiant des huiles essentielles est utilis pour soigner les douleurs rhumatismales;

Action stimulant sur lutrus (exemple : lhuile essentielle de rue), effet abortif en cas dintoxication ;

Action sur le systme nerveux central, en exerant des effets sdative ou narcotique, relaxant et

dstressant ;

Effet anticancer, en stimulant lapoptose des cellules tumorales (CAPASSO et al, 2003; DANIEL, 2006;

WORWOOD, 1995; HSN CAN BASER et BUCHBAUER, 2010).

Plusieurs tudes ont montrs que lutilisation dhuile essentielle peut diminuer les troubles menstruels,

le stress post-partum ainsi que les troubles mnopausiques (LARDRY, 2007).

6.7.1. Activit antimicrobienne lie la composition chimique :

Lorsque lon parle dactivit antimicrobienne, on distingue deux sortes deffets : une activit ltale

ou bactricide et une inhibition de la croissance ou activit bactriostatique. Le plus souvent laction des

huiles essentielles est assimile un effet bactriostatique. Cependant, certains de leurs constituants

chimiques semblent avoir des proprits bactricides.

Lactivit biologique dune huile essentielle est lie sa composition chimique aux groupes

fonctionnels des composs majoritaires (alcools, phnols, composs terpniques et ctoniques) et leurs

effets synergiques (ZHIRI ; 2006).

6.7.1.1. Lvaluation de lactivit antibactrienne des huiles essentielles :

Linsolubilit des huiles essentielles dans leau et dune manire gnrale dans les milieux aqueux

largement utiliss en microbiologie, est une explication de la varit des techniques dvaluation

de lactivit antimicrobienne.

Les diffrents protocoles peuvent ainsi tre classs : (PIBIRI ; 2005)

selon le milieu dans lequel se fait la diffusion de lhuile essentielle, soit liquide, solide ou

gazeux,

selon la nature du contact de lhuile essentielle avec le germe : diffusion sur disque,

solution alcoolique ou dispersion dans un mulsionnant.

28

Laromatogramme :

Laromatogramme est la Phytothrapie ce que lantibiogramme dcrit par la Pharmacope

franaise des antibiotiques est la mdecine .

Cest une mthode de mesure in vitro du pouvoir antibactrien des huiles essentielles chmotypes.

Diffrents types daromatogrammes, en milieu solide, liquide, sont exploitables. Cependant, en pratique

quotidienne, cest le milieu solide qui est le plus simple et le plus facilement reproductible (PIBIRI ;

2005).

Placs dans une tuve 37,5 C, dans des conditions optimales de culture, les germes pathognes se

dveloppent rapidement sur le milieu nutritif. Sur ces colonies microbiennes, plusieurs sries (6 8 par

bote) de petits disques de papier buvard imprgn de diffrentes huiles essentielles tester sont ensuite

disposes. Aprs un temps de latence 37,5 C, le diamtre du halo dinhibition entourant les disques

est alors mesur. Chaque halo, une zone claire, montre la destruction des germes pathognes et donne

une indication prcise de lactivit antibactrienne des huiles utilises.

Laromatogramme reprsente cependant un point de repre essentiel puisque sa technique est identique

celle utilise pour mesurer lactivit bactricide des antibiotiques (ZHIRI ; 2006).

Figure n18: illustration de la mthode des aromatogrammes sur bote de Ptri (PIBIRI ; 2005).

Microatmosphres :

Driv de la mthode prcdente le protocole des microatmosphres est techniquement proche de celle

des aromatogrammes. La diffrence rside principalement dans la position du disque imprgn.

Dans cette technique, le disque imprgn est dpos au centre du couvercle de la bote de Ptri,

renverse pendant la dure de lexprience. Celui-ci nest donc plus en contact avec le milieu glos

(PIBIRI ; 2005).

Boite de Ptri

Souches test

Milieu de culture glos (Agar)

Disque imbib dhuile essentielle

Zone dinhibition

Croissance microbienne

29

Figure n19 : Illustration de la mthode des microatmosphres (PIBIRI ; 2005).

6.7.1.2. Les principes actifs antibactriens (ZHIRI ; 2006).

Les phnols sont les composs avec la plus grande efficacit antibactrienne et le plus large spectre:

thymol, carvacrol et eugnol.

Les phnols entranent notamment des lsions irrversibles sur les membranes et sont utiles dans les

infections bactriennes, virales et parasitaires, quelle que soit leur localisation.

Le thymol et leugnol sont responsables des activits fongicides et bactricides des huiles

essentielles qui en contiennent. La molcule de thymol exerce un effet inhibiteur et ltal sur

diffrentes souches et, parmi elles, Escherichia coli et Staphylococcus aureus, sur lesquelles elle

provoque des fuites dions potassium. Par contre, elle nest pas active sur Pseudomonas aeruginosa.

Les alcools avec 10 atomes de carbone (ou monoterpnols) viennent immdiatement aprs les

phnols, en terme dactivit, avec le graniol, linalool, thujanol, myrcnol, terpinol, menthol et

pipritol pour les plus connus. Molcules large spectre, elles sont utiles dans de nombreuses

infections bactriennes.

Les aldhydes sont galement quelque peu bactricides. Les plus couramment utiliss sont le nral

et le granial (des citrals), le citronnellal et le cuminal.

Les groupes molculaires avec les plus puissantes actions antibactriennes sont galement des

antifungiques efficaces mais ils doivent tre utiliss sur de plus longues priodes. Des tudes

fondamentales ont galement montr que les alcools et les lactones sesquiterpniques avaient une

activit antifungique.

De nombreuses familles de molcules ont montr in vitro une activit antivirale et, parmi elles, les

monoterpnols et les monoterpnals. Les virus sont gnralement fortement sensibles aux

molcules aromatiques et de nombreuses pathologies virales svres montrent des amliorations

importantes avec leur utilisation.

30

6.7.1.3. Le mode daction antimicrobienne des huiles essentielles

Du fait de la variabilit des quantits et des profils des composants des huiles essentielles, il est

probable que leur activit antimicrobienne ne soit pas attribuable un mcanisme unique, mais

plusieurs sites daction au niveau cellulaire.

Le mode daction des huiles essentielles dpend en premier lieu du type et des

caractristiques des composants actifs, en particulier leur proprit hydrophobe qui leur

permet de pntrer dans la double couche phospholipidique de la membrane de la cellule

bactrienne. Cela peut induire un changement de conformation de la membrane, une perturbation

chmo-osmotique et une fuite dions (K+): ce mcanisme a t observ avec lhuile de larbre

th sur les bactries Gram+ (Staphylococcus aureus) et Gram -(E. coli) et levure (Candida

albicans) in vitro.

Certains composs phnoliques des huiles essentielles interfrent avec les protines de la

membrane des micro-organismes comme lenzyme ATPase, soit par action directe sur la partie

hydrophobe de la protine, soit en interfrant dans la translocation des protons dans la membrane

prvenant la phosphorylation de lADP. Une inhibition de la dcarboxylation des acides amins

chez Enterobacter aerogenes a aussi t rapporte.

Les huiles essentielles peuvent aussi inhiber la synthse de lADN, ARN, des protines et des

polysaccharides.

Le mode daction des huiles essentielles dpend aussi du type de microorganismes: en

gnral, les bactries Gram - sont plus rsistantes que les Gram + grce la structure de leur

membrane externe. Ainsi, la membrane extrieure des Gram - est plus riche en

lipopolysaccharides et en protines que ceux de Gram+ qui la rend plus hydrophile, ce qui

empche les terpnes hydrophobes dy adhrer. Nanmoins, certains composs phnoliques de

bas poids molculaire comme le thymol et le carvacrol peuvent adhrer ces bactries

(MALECKY ; 2008).

31

III. Radicaux libres et antioxydants :

Loxygne est un lment essentiel pour les organismes multicellulaires parce quil permet de

produire de lnergie en oxydant de la matire organique. Mais nos cellules convertissent une partie de

cet oxygne en mtabolites toxiques : les radicaux libres organiques. Les radicaux libres ne sont pas

toujours nfastes ; en fait, ils permettent au corps de contrler la tonicit des muscles lisses, de

combattre les inflammations et de lutter contre les bactries. Cependant, lopration bnfique des

radicaux libres dpend dun quilibre dlicat qui peut tre dtruit par de nombreux facteurs, notamment

les polluants prsents dans lair que nous respirons et leau et les aliments que nous consommons. Les

rayons ultraviolets du soleil, dautres radiations, la fume de tabac, lexercice excessif et le stress sont

galement des facteurs qui augmentent considrablement la prsence des radicaux libres dans notre

systme (DESCHEEMAEKER, 2004).

1. Les radicaux libres dans les systmes biologiques :

Parmi toutes les espces radicalaires susceptibles de se produire dans les cellules, il convient de

distinguer un ensemble restreint de ces composs qui jouent un rle particulier en physiologie et que

nous appellerons radicaux primaires. Les autres radicaux libres, dits radicaux secondaires, se forment

par raction de ces radicaux primaires sur les composs biochimiques de la cellule.

Par dfinition, un radical libre est tout atome, groupe datomes ou molcules possdant un lectron non

appari (clibataire), sur leur orbitale externe. Il sagit despces chimiques trs ractives qui cherchent

dans leur environnement un lectron pour sapparier (pour former une liaison chimique)

(PASSWATER, 1997 ; JADOT, 1994).

Lappellation espces oxygnes ractives (EOR) inclut les radicaux libres de loxygne ou radicaux

primaires (radical superoxyde, radical hydroxyle, monoxyde dazote, etc) mais aussi certains drivs

ractives non radicalaires dont la toxicit est plus importante tels que loxygne singulier, le peroxyde

dhydrogne et le peroxynitrite peuvent tre des prcurseurs de radicaux libres (COOPER, 1997).

Tableau n 2: Les principales espces oxygnes ractives gnres dans les systmes biologiques

(BARTOSZ, 2003 ; JADOT, 1994)

Nom Symbole

Anion superoxyde

Radical hydroxyle

Monoxyde dazote Peroxyde dhydrogne Acide hypochlorique

Oxygne singulier

Peroxynitrite

Radical alcoxy

Radical peroxy

O2

OH

NO

H2O2

HOCl 1O2

ONOO

RO

ROO

32

Linstabilit des espces oxygnes ractives rend difficile leur mise en vidence au niveau des

diffrents milieux biologiques. Leurs constantes de vitesse ractionnelle varient selon leurs natures

(BONNEFONT-ROUSSELOT et al, 2003). La dure de vie des espces oxygnes ractives est

extrmement trs courte de la nano la milli seconde (LEHUCHER-MICHEL et al, 2001).

En effet, la toxicit des espces oxygnes ractives nest pas ncessairement corrle avec leur

ractivit, dans plusieurs cas des espces peu ractives peuvent tre lorigine dune grande toxicit en

raison de leur demie vie longue qui leur permet de se diffuser et gagner des locations sensitives o elles

peuvent interagir et causer des dommages longue distance de leurs sites de production (KOHEN et

NYSKA, 2002). Les radicaux libres sont principalement produits par des sources endognes, telles que

les chaines de transport dlectron, les peroxysomes et le systme de cytochrome P-450.

Figure n20 : Les principales sources cellulaires des espces oxygnes ractives (KOHEN et NYSKA,

2002).

2. Implications pathologiques des espces oxygnes ractives :

Ces radicaux sont responsables de laltration de lADN, du vieillissement cellulaire, et de diverses pathologies allant de lathrosclrose au cancer tout en passant par les maladies inflammatoires, cardiovasculaires, neurodgnratives et le diabte (CADENAS et PACKER, 2002).

33

3. Stress oxydant et ses consquences biologiques :

Le stress oxydatif rfre une perturbation dans la balance mtabolique cellulaire durant laquelle, la

gnration doxydants accable le systme de dfenses antioxydantes, que ce soit par une augmentation

de la production doxydants et/ou par une diminution des dfenses antioxydantes.

Ce dsquilibre peut avoir diverses origines, citons la surproduction endogne dagents prooxydants

dorigine inflammatoire, un dficit nutritionnel en antioxydants ou mme une exposition

environnementale des facteurs pro-oxydants (tabac, alcool, mdicaments, rayons gamma, rayons

ultraviolets, herbicides, ozone, amiante, mtaux toxiques). Laccumulation des espces oxygnes

ractives a pour consquence lapparition de dgts cellulaires et tissulaires souvent irrversibles dont

les cibles biologiques les plus vulnrables sont les protines les lipides et lacide dsoxyribonuclique

(SMIRNOFF, 2005).

Figure n21: Cibles biologiques et endommagement oxydatifs induits par les espces oxygnes

ractives (KOHEN et NYSKA, 2002).

4. Les antioxydants :

Pour chapper aux consquences du stress oxydant, il est ncessaire de rtablir lquilibre oxydant /

antioxydant afin de prserver les performances physiologiques de lorganisme.

Les antioxydants font actuellement lobjet de nombreuses tudes car, en plus dun intrt certain dans la

conservation des denres comestibles, ils pourraient savrer utiles dans la prophylaxie et le traitement

des maladies dans lesquels le stress oxydant est incrimin.

Les risques et les effets nfastes des antioxydants synthtiques utiliss comme additifs alimentaires

ont t questionns au cours des dernire annes et la ncessite de les substituer par des antioxydants

naturels, issus de plantes mdicinales, est apparente.

Le maintien dun niveau n