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Quelques exemples d'activitésbiologiques des substancessoufrées des Allium utilisées enphytothérapieAgnès Vannereau a & Fouad Mellouki aa Laboratoire de Botanique et Phytochimie, Centred'Etudes Pharmaceutiques , F-92296 , Châtenciy-Malabry CedexPublished online: 27 Apr 2013.

To cite this article: Agnès Vannereau & Fouad Mellouki (1996) Quelques exemplesd'activités biologiques des substances soufrées des Allium utilisées en phytothérapie,Acta Botanica Gallica, 143:2-3, 143-148, DOI: 10.1080/12538078.1996.10515334

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Acta bot. Gallica, 1996, 143 (2/3). 143-148.

Quelques exemples d'activites biologiques des substances soufrees des Allium utilisees en phytotherapie

par Agnes Vannereau et Fouad Mellouki

Lahoratoire de Botanique et Ph.\'lochimie. Cemre d'Etudes PharmaceutilJues. F-92296 C/ultenar-Malahn Cede.r

INTRODUCTION

Resume.- De puis des siecles. les especes du genre Allium sont utilisees en tan! qu'agents prophylactiques et therapeutiques. Quelques donnees recentes con­cernant l'activite des constituants soufres sont citees et les problemes lies au mode de preparation des extraits sont poses. Les molecules soufrees cytosoli­ques constitutives des Allium ont un eifel in vitro sur Ia principale enzyme de regulation de Ia pression arterielle et une activite sur le developpement de cer­tains cancers. Parmi les composes liberes apres lyse cellulaire. les thiosulfina­tes ont une activite antiinfectieuse a large spectre. Les polysulfures intervien· draient dans des processus de cancerogenese in vitro. Les Allium ont un effet benefique en matiere de prevention des risques cardiovasculaires, au niveau de l'hypercholesterolemie et des troubles de Ia coagulation et de l'agregation des plaquettes. L'ajoene et les cepaenes seraient les molecules les plus actives mais d'autres aussi sont impliquees.

SummwT.- Since many centuries Allium species have prophylactic and thera­peutic uses. Some recent informations are here given about the biological activ­ities of their sulfur compounds and problems connected with the preparation of extracts are posed. Cytosolic sulfur compounds affect in vitro the main enzyme involved in blood pressure regulation and also the growth of some cancers. Among the compounds released by the activity of the lyase, thiosulfinates are antiinfectious agents. Polysulfures would occur in in vitro carcinogenesis. Al­lium act as a deterrent in cardiovascular diseases, they have lipid-lowering and increased tendency of thrombocyte aggregation effects. Ajoene and cepaenes would be the most active molecules but some others are involved too.

Key-words: Allium- biological activity- sulfur compounds- phytotherapy.

Depuis des siecles, les especes d'Allium ont acquis, dans de nombreuses civilisations, Ia reputation de formidables agents prophy-

lactiques et therapeutiques. L' ail eta it bon pour tout, et plut6t que de dresser une liste fastidieuse de ses vertus, le plus simple se­rait d'enumerer ce qu'il ne contribue pas a guerir.

©Societe botanique de France 1996. ISSN 1253-8078.

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Ces vingt dernieres annees, pres d'un millier d' articles ont ete pub lies portant sur Ia chimie ou sur les effets biologiques de I' ail et de I' oignon, ce qui prouve bien I' in­ten~t porte a ces plantes.

A I' exception de I' adenosine et de I' aci­de nicotinique, ce sont les molecules sou­frees, dont les Allium sont particulierement riches, qui sont responsables des differen­tes activites biologiques de ces plantes. Ces composes soufres sont soit constitutifs de Ia plante, il s'agit alors d'acides amines soufres et de leurs derives, de y-glutamyl­peptides ou d' alkylcysteinesulfoxydes, so it liberes uniquement s'il y a lyse cellulaire, il s'agit alors de thiosulfinates ou de leurs

produits de rearrangement, des polysulfu­res (Tableau 1).

Des lors, se pose le probleme du mode de preparation et de Ia composition des ex­traits qui sont utilises dans les tests phar­macologiques. En effet, il n'existe pas d'es­sence d'ail ou d'oignon qui soit stockee et secretee par des organes caracteristiques et Ia presence de telle ou telle molecule dans les ex traits depend de leur mode de prepa­ration. Les produits commerciaux de !'ail ou de I' oignon se presentent so us diverses formes:

- Les huiles, obtenues par entralnement a Ia vapeur d'eau de bulbes broyes. Elles renferment essentiellement des polysulfures.

Cytosol (ccllulcs du bulbc d'Ail)

Ecrasement cellulaire

S-AllylcystCinc H2C=CH-CH2-S-CH2-CH-COOH

I NH, I

y-glutamyl pcptidcs vC-S alkylcystCincsulroxydcs dont /

l'Alliinc /

lyase

Tableau 1.- Mode de formation des composes a inte· ret pharmacologique.

Table 1.- Genesis of compounds of pharmaceutical interest.

I ntermediaires

! Thiosulfinates dont l'Ailicinc (diallylihiosulrinatc)

,-------'

0 II

HzC~S'S~CH2

1-Polysulfures

dont lc diallyldisulrurc

lc diallyllrisulrurc

H 2C~5 's/ 5~CHz

I'Ajoene

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Le terme "huile essentielle" donne a ce mode de preparation est tout a fait impro­pre car on n' y trouve aucun des constituants du bulbe. Des huiles, obtenues par extrac­tion plus douce a I' alcool ou a I' ether, se revelent riches en thiosulfinates.

- Les extraits alcooliques vieillis ; il s'agit d'un produit largement diffuse au Japon. Riches en acides amines soufres, dont Ia S-allylcysteine, ils sont totalement depourvus des produits de transformation de I' alliine (S-allylcysteinesulfoxyde ), ces produits volatils ayant ete perdus au cours de Ia maceration des bulbes dans I' alcool.

- L' ail peut etre conditionne so us forme de poudre. Si les bulbes sont simplement deshydrates et reduits en poudre, leur com­position n' est pas modifiee. En realite, les "gousses" doivent etre coupees pour facili­ter le sechage, ce qui entraine I' emission de thiosulfinates, et certaines poudres en perdent 20 a 50 %de leur contenu. Actuel­lement, de Ia poudre d'ail standardisee a 1,3 % en alliine est de plus en plus em­ployee ; en outre, I' alii cine (thiosulfinate d'allyle) etant aussi une molecule respon­sable d'activite biologique, Ia qualite de Ia preparation d'ail est aussi mesuree par son pouvoir de liberation de I' allicine ; le de­gre d'activite de I' alliinase (enzyme respon­sable de cette liberation) est alors pris en compte.

II est done indispensable de connaitre Ia composition d'un produit d'ail avant d' entreprendre toute etude pharmacologi­que.

EXEMPLES D'ACTIVITE PHARMACOLOGIQUE

DES CONSTITUANTS CELLULAIRES DEL' AIL

Les etudes ont porte principalement sur des ex traits d' ail vieillis et concernent alors Ia S-allylcysteine. Takeyama eta/., en 1993, ont montre qu' elle peut inhiber Ia prolife­ration de melanomes dans des lignees cel­lulaires humaines ou elle induit egalement une diminution de gangliosides a Ia surfa­ce des cellules tumorales.

In vivo, Ia S-allylcysteine a ete adminis­tree a des rats, des souris et des chiens. Elle est rapidement absorbee par le tractus gas­tro-intestinal et distribuee principalement dans le plasma, le foie et les reins (Nagae eta/., 1994 ). Ainsi, Ia S-allylcysteine est­elle un des rares composes soufres des Al­lium pour lesquels biodisponibilite et acti­vite biologique ont ete etudiees.

Les y-glutamylpeptides et Ia y-gluta­mylallylcysteinesulfoxyde de feuille d' Ail pourraient exercer un effet benefique sur I' hypertension, car Sendl eta/. ( 1992) ont mis en evidence in vitro I' inhibition a pres de 60 % de I' enzyme intervenant dans Ia regulation de Ia pression arterielle, a sa voir I' enzyme de conversion de l'angiotensine I.

EXEMPLES D'ACTIVITE PHARMACOLOGI­

QUE DES CONSTITUANTS OBTENUS APRES

ACTION DE LA LYASE

Trois grands groupes d' activite peuvent etre cites :

I) une action antiinfectieuse, 2) une action sur les risques cardiovas­

culaires, 3) une action preventive sur le cancer.

1) Les activites antiinfectieuses de l'ail Elles sont essentiellement dues aux thio­

sulfinates et en particulier a l'allicine. Nous pouvons citer :

- une action antibacterienne et plus exac­tement bacteriostatique. Si I' activite de I' al­licine sur le Staphylococcus au reus n' est que de I %par rapport a celle de Ia penicil­line, elle est en revanche plus active sur le Bacillus typhosus. Mais, un des avantages de I' alii cine est d' etre active a Ia fois sur les bacteries Gram - et les bacteries Gram + ;

- une action antimicrobienne. Deshpan­de eta/. ( 1993) ont montre I' action inhibi­trice de I' allicine et d' autres thiosulfinates sur le Mycobacterium avium qui cause de graves infections pulmonaires sur des su­jets atteints du SID A. Un extrait contenant I mg/ml de thiosulfinates est suffisant pour

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inhiber completement Ia croissance du Mycobacterium en culture ;

- une activite antifongique, connue de­puis longtemps. L' alii cine est active contre les Candida, les C!yptococcus et certains Dermaphytes.

Des meningites cryptococcales ont meme ete traitees avec succes par des pre­parations d'ail;

- pour les activites antiparasitaires, ne sera citee que son action puissamment amcebicide, action comparable a celle du Metronidazole®, principal agent antimicro­bien utilise (Mire! man eta/., 1987) ;

- une activite antivirale qui s' exerce aussi bien sur les virus a ARN que sur les virus a ADN. L'allicine agirait respectivement sur I' enveloppe virale et Ia membrane cellulai­re. II ne s'agirait pas d'un mecanisme anti­viral intracellulaire (Weber eta/., 1991 ).

2) Action sur les risques cardiovasculaires Les Alliwn et I' ail en particulier semblent

avoir un etfet benefique en matiere de pre­vention des maladies cardiovasculaires. L' hypertension, I' hypercholesterolemie. I'hyperlipemie, les troubles de Ia coagula­tion et de I' agregation des plaquettes repre­sentent un risque potentiel et les derives soufres des Allium ont une action positive dans ces diverses conditions pathologiques. L' effet benefique des Allium sur !'hyperten­sion a deja ete mentionnee.

• L'hypercholesterolemie : le role inhi­biteur de Ia poudre d' ail standardisee sur Ia biosynthese du cholesterol a ete etudiee par Gebhardt ( 1993) sur des cultures d' hepato­cytes de rat. II s'agit d'une inhibition bi­phasique, portant sur des niveaux differents. A de faibles concentrations d'extrait, envi­ron 25 !Jg/ml, il y a inhibition des premie­res etapes, en amont du mevalonate, au ni­veau de I'hydroxymethylglutarylcoenzyme A reductase. Les principes actifs seraient alors I' adenosine et I' acide nicotinique. A de fortes concentrations, de I' ordre de 0,5 mg/ml, ce sont les demieres etapes con­cernant Ia biotransformation du lanosterol

qui sont inhibees et I' alii cine pourrait en etre responsable. Mais I' interference des produits de I' ail dans ces demieres eta pes est interessante au point de vue moleculai­re, mais de peu d'importance therapeutique car les concentrations requises sont alors trop importantes.

• Au niveau de I'hyperlipemie, une ac­tion est obtenue par diminution du taux de LDL et augmentation du taux de HDL chez des rats soumis a un regime supplemente avec de I' ail. De fat;on concomitante, il y a diminution du taux de cholesterol plasma­tique et hepatique.

• L'inhibition de I'agregation plaquettaire a ete tres etudiee chez I' ail et les resultats ne sont pas toujours concordants. L' ajoe­ne, le diallyltrisulfure et le methylallyltri­sulfure ont ete identifies com me agents res­ponsables par leur capacite a inhiber Ia cy­clooxygenase qui intervient dans Ia synthe­se des tromboxanes et des prostaglandines a partir de l'acide arachidonique (Kawa­kishi et Morimitsu, 1994 ). L' ajoene serait le plus act if mais n, etant present qu' en fai­ble quantite dans les extraits d'ail, Ia prin­cipale activite semble etre due aux trisulfu­res. In vivo, les etfets sont plus equivoques, mais I' action du diallyltrisulfure est egale­rnent invoquee (Lawson eta/., 1992).

U ne etude recente de Legnani eta/. ( 1993) in vivo rernet en question !'inhibition de Ia cyclooxygenase. Ses resultats concluent a un effet sur Ia phase d'activation des plaquettes, ce qui est compatible avec !'observation qui avait ete faite de Ia modification des recep­teurs membranaires plaquettaires, responsa­bles de Ia phase initiale de Ia reaction.

Chez l'oignon, des a-sulfinyldisulfures ou cepaenes, formes a partir du facteur la­crymogene, le thiopropanal, ont les meme proprietes que I' ajoene.

Avant de voir Ia demiere cible des compo­ses de I' ail, nous pouvons citer rapidement !'action benetique de Ia poudre d'ail dans Ie cas d'arythmie ventriculaire, mais substance active et mode d'action sont encore a l'etat d' hypotheses (Isensee et a/., 1993 ).

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3) Action preventive sur le cancer Alors que les proprietes antiinfectieuses

des Allium semblent etre dues essentielle­ment aux thiosulfinates, Ia protection con­tre I' action d' agents cancerigenes serait due aux polysulfures.

L' action du diallylsulfure en particulier a ete etudiee dans les processus de carcino­genese (Tableau II). L'hepatocarcinogene­se, due a Ia 1-2 dimethylhydrazine chez le rat, est stoppee, le diallylsulfure limitant Ia necrose cellulaire. Ce compose semble etre act if aussi bien sur Ia phased' initiation que sur Ia phase de promotion des cancers.

Pour I' initiation, les travaux de Wargo­vich eta!. ( 1992) ont montre que, dans le cas de cancers de colon de souris induits

par des agents alkylants, le diallylsulfure fourni se retrouve dans le cytosol sous for­me de sulfate. L'hypothese d'une modifi­cation de I' activite des oxydases hepatiques qui entralnerait une perturbation dans le metabolisme du carcinogene a ete avancee.

Enfin, les travaux de Goldberg et Jose­phy ( 1986) ont porte sur I' action du dial­lylsulfure au niveau des cancers induits par Ia cyclophosphamide. II y a blocage de Ia formation des aberrations nucleaires et, de plus, I' acroleine, un des metabolites les plus actifs de Ia cyclophosphamide, ne se re­trouve plus dans !'urine des souris. Le diallylsulfure pourrait ici agir par conju­gaison avec les metabolites Jes plus toxi­ques.

Tableau II.- Etudes des effets inhibiteurs des constituants de l'ail sur le developpement de tumeurs chez I' animal. D'apres HUANG el at., 1994, in Food Phytochemicals for Cancer Prevention.

Table II.- Review of the inhibitory effects of garlic compounds on carcinogenesis in animals. From HUANG el a/., 1994, in Food Phy1ochemicals for Cancer Prevention.

Compose

Diallyle disulfure

AllylmC!hylc disulfure Diallyle sulfure Diallyle trisulfure

Diallylc disulfure Allyle mercaptan

Diallyle sulfure

Diallyle sulfure

Diallyle sulfure

Diallylc sulfure

Diallyle sulfure

Organe Espece

Peau, Souris

Estomac, Souris,

Estomac, Souris,

Foie, Rat,

Peau, Souris,

Colon, Souris,

Poumon, Souris, Souris,

Foie, Rat,

Carcinogene Reference

DMHA Athar eta/., I Y'.JO

HP Spamins eta/., I'.JHH

DEN Wattenberg et al., I9H9

DEN Jang et a/., I l)P,'.J

DMBA/PTA Belman eta/., I YH3

DMH Wargovich eta/., IYH7

NNK Hong et al., IY'.J4

DMH Hayes eta/., I '.JH7

DMBA: 7, I 2-dimcthyibenzJaJanthmccne; BP: bcn/.o(aJpyrcne; DEN: dicthylnitrosamine; TPA: I 2-0-Lctmdccanoyi phortx)I- I 3-acctate; DMI-1: I ,2-d i mcthy I hydraztne; N N K: 4-(mcthyinitrosamino)- I -(3-pyridyl)- I -butanone;

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Des ex traits d'ail vieilli ont ete egalement impliques dans Ia protection contre Ia sup­pression de l'hypersensibilite de contact induite par les rayons ultra-violets (Reeve eta!., 1994)).

Dans cette revue rapide des principales activites biologiques de certaines molecu­les liees au metabolisme des Allium, de

nombreux points restent a elucider. Le plus important decoule du fait que de nombreux travaux ont ete realises in vitro, avec des extraits d'ail plus ou mains bien determi­nes chimiquement ou avec des molecules de synthese. Mais que se passe-t-il reelle­ment in vivo ? Le peu d' etudes serieuses realisees ne permet pas encore d'y repondre.

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