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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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./ 21 1 00 )HPPD(
.
. :
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.
5
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).
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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).
14
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
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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