licence index des mÉtabolites secondaires vegetaux

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE KASDI MERBAH, OUARGLA FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE DEPARTEMENT DES SCIENCES BIOLOGIQUES Projet de Fin d’Etudes En vue de l’obtention du diplôme de Licence Domaine : Sciences de la nature et de la vie Filière : Biologie Spécialité : Biochimie fondamentale et appliquée Thème Encadreur : Mme ANNOU. G Présenté par : - Yezza Samiha Examinateur : Mlle DAOUADJI DJALOUL. S - Bouchama Sara INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX Année universitaire 2013/2014

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Page 1: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE

SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE KASDI MERBAH, OUARGLA

FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE

DEPARTEMENT DES SCIENCES BIOLOGIQUES

Projet de Fin d’Etudes

En vue de l’obtention du diplôme de

Licence Domaine : Sciences de la nature et de la vie

Filière : Biologie

Spécialité : Biochimie fondamentale et appliquée

Thème

Encadreur :

Mme ANNOU. G

Présenté par :

- Yezza Samiha

Examinateur :

Mlle DAOUADJI DJALOUL. S

- Bouchama Sara

INDEX DES MÉTABOLITES

SECONDAIRES VEGETAUX

Année universitaire 2013/2014

Page 2: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

قال رسول اهلل صلى اهلل عليه وسلم

" س فيه علما سهل اهلل له به طريقا إلى الجنةمن سلك طريقا يلتم"

Page 3: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

Remerciement Nous remercions tout d’abord Allah le tout puissant, pour m’avoir donnée la force et la

patience, la santé et la volonté pour réaliser ce modeste travail.

Nous remercions nos chers parents qui nous ont aidés à être ce que nous sommes et Qui

nous ont entourés avec tant d’amour et d’affection. On remercie leur dévouement, leur consacre

de temps et leur présence constante au cours de toutes ces années d’ « études ». On ne saurait

jamais les remercier assez pour leur bien. « Merci, ce travail est la vôtre ». On vous aime…

On remercie tendrement notre famille et nos frères pour leur soutien et leur encouragement,

et un merci du fond du nos cœur à nos sœur qui ont été toujours à notre cotés, qui nous ont

soutenue et sur tout nous ont supportées au moment difficiles.

Sans oublier, on tient à remercier sincèrement madame ANNOU GHANIA, notre encadreur,

qu’elle trouve ici l’expression de ma profonde reconnaissance pour nous avoir guidées dans notre

travail. Ses conseils et sa gentillesse au bon déroulement de ce travail.

On veut également remercier mademoiselle DAOUADJI DJALOUL SOUMIA, on exprime

notre reconnaissance de nous avoir l’honneur d’être l’examinatrice.

Un grand merci particulier à nos collègues et nos amies : Imen, Naaima, et Zineb, pour les

sympathiques moments qu’on a passés ensemble, on les remercie pour leur confiance, leur

disponibilité et leur fidélité.

Finalement, on est profondément reconnaissantes à toute personne qui nous a aidés de prés ou

de loi, directement ou indirectement durant ce passage.

Samiha et Sarah

Page 4: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

Sommaire Introduction générale 1

CHAPITRE I : Présentation générales des métabolites secondaire

1. Définition 3

2. Classification des métabolites secondaires 3

3. Fonction des métabolites secondaires 3

3.1. Fonctions pour la plante 3

3.1.1. La coopération avec les animaux 3

3.1.2. Lutte contre la compétition avec d’autres plantes 4

3.2.3. Protection de l’attaque des pathogènes ou des herbivores 4

3.2. Rôle pour l’Homme 4

3.2.1. Utilisation en médecine 5

2.2.2. En Agriculture 5

3.2.3. En alimentation 5

3.2.4. En cosmétique 5

CHAPITRE II: Les composés phénoliques

1. Définition 6

2. Structure chimique 6

3. Biosynthèse des polyphénols 7

3.1. La voie de l’acide shikimique 7

3.2. Voie de l’acétate 7

4. Propriétés biologiques des polyphénols 9

4.1. Propriétés biologiques des polyphénols 9

4.2. Effets anti-trombotique et vasodilatoires 9

4.3. Effet antiallergique 10

4.4. Effet anti-inflammatoire 10

4.5. Effet anti-ulcère 10

4.6. Effet anticancéreux 10

Page 5: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

4.7. Rôle des polyphénols chez la plante 11

5. Classification des polyphénols 11

5.1. Les acides phénoliques 12

5.1.1. Acides hydroxycinamiques 12

5.1.1.1. Acide ferulique 12

5.1.1.2. Acides chlorogeniques 12

5.1.1.3. Acide caféique 13

5.1.2. Acide hydroxybenzoïques 13

5.1.2.1. Acide gallique 13

5.2. Flavonoïdes 14

5.2.1. Définition 14

5.2.2. Structure des flavonoïdes 14

5.2.3. Classification des flavonoïdes 15

5.3. Les lignanes 16

5.3.1. Définition 16

5.3.2. Structure des lignanes 16

5.3.3. Activité biologique 17

5.4. Les stilbènes 18

5.4.1. Définition 18

5.5. Les coumarines 18

5.5.1. Définition 18

5.5.2. Classification des coumarines 19

5.5.2.1. Coumarines Simples 19

5.5.2.2. Furanocoumarines 20

5.5.2.3. Pyranocoumarines 21

5.5.2.4. Dicoumarines (coumarines dimériques) 21

5.5.2.5. Tricoumarines (coumarines trimériques) 21

5.5.3. Propriétés physico-chimiques des coumarines 22

5.5.4. Activités biologiques et intérêts pharmacologiques des coumarines

22

Page 6: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

5.5.5. Toxicité des coumarines 22

5.6. Les tannins 23

5.6.1. Les tannins 23

5.6.2. Classification 23

5.6.2.1. Les tannins hydrolysables 23

5.6.2.2. Les tannins condensés 24

5.6.3. Effets bénéfiques des tannins 25

5.6.4. Effets toxiques 26

5.6.5. Rôle des tannins dans les plantes 26

CHAPITRE III. Les alcaloïdes

1. Définition 27

2. Propriétés des alcaloïdes 27

3. Structure des alcaloïdes 27

3.1. Les alcaloïdes vrais 28

3.2. Les pseudo-alcaloïdes 28

3.3. Les proto-alcaloïdes 28

4. la biosynthèse des alcaloïdes 28

5. Le Rôle des alcaloïdes 29

5.1. Effet pharmacologique 29

5.2. Effet sur la plante 29

6. Classification des alcaloïdes 31

CHAPITRE VI. Les terpenoïdes

1. Définition 33

2. Structure des terpenoïdes 33

3. Répartition des terpènes dans le monde vivant 33

4. La Biosynthèse des terpènes 34

5. Classification des terpenoïdes 35

5.1. Hémiterpènes 36

5.2. Monoterpènes 36

Page 7: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

5.3. Sesquiterpène 37

5.4. Diterpènes 38

5.5. Triterpènes 39

5.5.1. Produits de dégradation des triterpènes (les stéroïdes) 40

5.5.1.1. Définition 40

5.5.1.2. Propriétés biologiques des stéroïdes 41

5.6. Tetraterpènes 42

5.7. Polyterpènes 43

6. Les huiles essentielles et leur relation avec les terpenoïdes 44

6.1. Définition 44

6.2. Localisation des huiles essentielles dans la plante 44

6.3. Propriétés physico-chimiques 44

6.4. Activités biologiques des huiles essentielles 45

6.4.1. Activité antioxydante 45

6.4.2. Activité antimicrobienne 45

6.4.3. Activité antifongique 45

6.5. Toxicité des huiles essentielles 46

Conclusion 47

Référence bibliographique 48

Page 8: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Montre Attraction des pollinisateurs 4

Figure 2 : Compétition entre les plantes pour la germination et croissance 4

Figure 3 : Montre la protection de l’attaque des pathogènes ou des herbivores 4

Figure 4: Représentation des voies de biosynthèse des polyphénols 8

Figure 5 : Effets biologiques des polyphénols 11

Figure 6: Structure d’acide ferulique 12

Figure 7:Structure d’acide chlorogenique 13

Figure 8: Structure d’acide caféique 13

Figure 9: Structure d’Acide gallique 14

Figure 10: Structure de base des flavonoïdes 15

Figure 11: Structure des lignanes 16

Figure 12: Les huit groupes structuraux de lignanes 17

Figure 13: Structure d’un stilbène 18

Figure 14: Squelette de base des coumarines 18

Figure 15: Structure de coumarine 19

Figure 16: Structure de psoraléne 20

Figure 17: Structure d’Anégélicine 20

Figure 18: Quelques structures de furanocoumarines dérivés de des structures de bases21

Figure 19: Structures de quelques pyranocoumarines 21

Figure 20: Structures des quelques dicoumarines 21

Figure 21: Structure de Triumbéllatine type des tricoumarines 22

Figure 22: Structures de l'acide gallique et d'un tannin gallique 24

Figure 23: Structure chimique des différents flavan-3-ols (structure de base des TCs) 24

Figure 24: Structure de quelques proanthocyanidines (TCs). 25

Figure 25: Quelque exemple des alcaloïdes 30

Figure 26: Structure de base de l’isoprène 33

Figure 27: Biosynthèse des terpènes 35

Figure 28:Structure de l’isoprène 35

Figure 29:Structure de quelques monoterpènes 37

Figure 30:Structure de β-Cadinène 38

Page 9: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

Figure 31:Exemples de quelques sesquiterpènes 38

Figure 32:Structure de quelques diterpènes et leur nom 39

Figure 33:Structure chimique de squalène 40

Figure 34:La transformation du squalène en lanostérol 40

Figure 35:Les formes de terpène 40

Figure 36:Structure de cholestérol 41

Figure 37:Les stéroïdes 41

Figure 38:Les sécostéroïdes 41

Figure 39:Structures de caroténoïdes les plus réputées 42

Figure 40:Structure de caoutchouc 43

Page 10: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

LISTE DES TABLEAUX

Tableau1 : Présente quelques classes distinctes des flavonoïdes 15

Tableau2 :Montre la structure chimique brute des quelques géninescoumariniques 19

Tableau3 :Montre la structure chimique brute des quelques hétérosides 20

Tableau4 :Les acides aminés précurseurs des alcaloïdes 28

Tableau5 :Classification des alcaloïdes 31

Tableau6 :Quelques exemples des différents types de terpenoïdes 36

Page 11: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

Introduction

Page 12: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

Introduction

Page 1

Introduction générale

Depuis des milliers d'années, l'humanité a utilisé diverses ressources trouvées dans son

environnement afin de traiter et soigner toutes sortes de maladies (Athamena, 2009). Dans le

monde, près de 80% de la population a recours aux plantes médicinales par manque d’accès

aux médicaments prescrits. Mais aussi parce que les plantes ont pu démontrer une réelle

efficacité (Benaissa, 2008).

Une des originalités majeures des végétaux réside dans leur capacité à produire des

substances naturelles très diversifiées. En effet, à coté des métabolites primaires classiques

(glucides, protides, lipides, acides nucléiques), ils accumulent fréquemment des métabolites

dits secondaires dont la fonction physiologique n’est pas toujours évidente mais représente

une source importante de molécules utilisables par l’Homme dans des domaines aussi

différents que la pharmacologie ou l’agroalimentaire (Jeaun et al., 2005).

Les métabolites secondaires sont produits en très faible quantité, dont plus de

200000 molécules ont été identifiées. Classés selon leur appartenance chimique en composés

phénoliques, alcaloïdes et terpénoides (Amas, 1997).

Ces métabolites secondaires ont des fonctions très importants pour la survie et la

propagation des plantes qui les produisent, comme signaux chimique, pour défendre leur

producteur contre les herbivores et les pathogènes, comme ils participent à des réponses

allélopathiques (compétition entre les plantes pour la germination et croissance), Certains

assurent une protection contre les radiations solaires et d’autre encore facilitent la dispersion

du pollen et des graines (Jeaun et al., 2005). Les métabolites secondaires sont aussi très

exploités par l’Homme dans les différents domaines : dans le domaine culinaires comme

colorants et arômes, dans le domaine agricole comme herbicides et dans le domaine

médicinale comme antibiotiques, antioxydant, drogues…..etc. (Bruneton, 1993 ; Krief,

2003).

C’est dans ce contexte des métabolites secondaires, notre travail se situe. À l’objectif

de ressortir un index consiste à présenter et identifier les métabolites secondaires végétaux et

leurs diverses effets biologiques pour la plante d’une part, et pour l’Homme d’une autre part.

Dans cette étude bibliographique, on a développé quatre chapitres. Le premier consiste

à définir et présenté d’une manière générale la notion des métabolites secondaire. Dans le

deuxième on attribué le premier major classe des métabolites secondaires végétaux qui est la

Page 13: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

Introduction

Page 2

classe des polyphénols. Le troisième chapitre illustre la classe des alcaloïdes, alors que les

terpenoïdes font l’objet de quatrième classe. Nous achevons ainsi notre manuscrit par une

conclusi

Page 14: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE I

Présentation générale

des métabolites secondaires

Page 15: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE I Présentation générales des métabolites secondaire

Page 3

CHAPITRE I : Présentation générales des métabolites secondaire

1. Définition

Le terme «métabolite secondaire», qui a probablement été introduit par Albrecht

Kossel en 1891, est utilisé pour décrire une vaste gamme de composés chimiques dans les

plantes, qui sont responsables des fonctions périphérique indirectement essentielles à la vie

des plantes. Telles que la communication intercellulaire, la défense, la régulation des cycles

catalytiques (Guillaume, 2008).

Les métabolites secondaires (SM) sont présents dans toutes les plantes supérieures, et

ayant une répartition limitée dans l'organisme de la plante. Dont plus de 200.000 structures

ont été définies (Hartmann, 2007) et sont d’une variété structurale extraordinaire mais sont

produits en faible quantité. Ces molécules marquent de manière originale, une espèce, une

famille ou un genre de plante et permettent parfois d’établir une taxonomie chimique.

2. Classification des métabolites secondaires

On peut classer les métabolites secondaires en trois grands groupes : les composés

phénoliques, les terpènes et les alcaloïdes. Chacune de ces classes renferme une très grande

diversité de composés qui possèdent une très large gamme d'activités en biologie humaine

(Krief, 2003, Haven et al., 2000).

3. Fonction des métabolites secondaires

3.1. Fonctions pour la plante

3.1.1. La coopération avec les animaux

Les métabolites secondaires peuvent être des moyens de signalisation et d’interaction

entre les plantes et les animaux disséminateurs ou pollinisateurs : certains métabolites

secondaires interviennent dans les mécanismes d’attraction des animaux (monoterpènes

parfumées, anthocyanes de couleur ou de caroténoïdes dans les fleurs), nécessaires à la

dispersion des graines et des insectes pollinisateurs par l’intermédiaire de couleurs et

d’odeurs.

Page 16: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE I Présentation générales des métabolites secondaire

Page 4

Figure 1 : montre Attraction des pollinisateurs (Ref.elec.1)

3.1.2. Lutte contre la compétition avec d’autres plantes

Les métabolites secondaires participent à des réponses allélopathiques : compétition

entre les plantes pour la germination et croissance au moyen de toxicité qui empêchent la

croissance des autres plantes compétitrices.

Figure 2 : compétition entre les plantes pour la germination et croissance (Ref.elec.2)

3.2.3. Protection de l’attaque des pathogènes ou des herbivores

Il ya plus de 100 ans Ernst Stahl a montré expérimentalement que les métabolites

secondaires servent de composés de défense contre les escargots et autres herbivores (Wink,

2003).

Figure 3 : montre la protection de l’attaque des pathogènes ou des herbivores

(Ref.elec.3)

3.2. Rôle pour l’Homme

Les métabolites secondaires végétaux ont des intérêts multiples mis à profit dans

l’industrie : en alimentation, en cosmétologie et en pharmacie. Ces composés sont en grande

mesure illustrés en thérapeutique (Bahorun, 1997).

Page 17: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE I Présentation générales des métabolites secondaire

Page 5

3.2.1. Utilisation en médecine

Les métabolites secondaires qui font la base des remèdes pour l’Homme :

- en urologie, dermatologie, gastrites aigues, toux, ulcères d’estomac, laxatifs, sommeil

et désordres nerveux.

- systèmes cardiovasculaires, ex : Flavoce est un médicament constitué par la flavone

non substitué en combinaison avec la rutine et isoquercetine est utile dans le traitement

de l’athérosclérose.

- drogues immunostimulantes, antispasmodiques et anti-inflammatoire extraits des

plantes Melaleuca alternifolia et Echinacea angustifolia.

- contre le diabète (Azadirachta indica).

- les maladies du stress, ces métabolites ont une activité antioxydante, tels le thé noir, le

thé vert et le cacao sont riches en composé phénoliques, parmi lesquels theaflavine, le

resveratrol, le gallate et epigallocathechine procyanidine (Lee et al., 2005).

- Activité antimicrobienne, antivirale, antiparasitaire: depuis des périodes très anciennes

ces substances naturelles ont joué un rôle important dans la découverte de nouveaux

agents thérapeutiques tels : la quinine obtenue à partir du quinquina "Cinchona" a été

avec succès employée pour traiter le malaria, Et l’arbre de thé (Melaleuca alternifolia)

est renommé aussi pour ses propriétés : anti-infectieux, antifongiques, mais aucune

plante n’est aussi efficace que les médicaments antirétroviraux pour arrêter la

réplication du VIH (Mohammedi, 2006).

3.2.2. En Agriculture exemple : les huiles de l’arbre Azadirachta indica ont des

utilisations dans l'agriculture, dans le contrôle de divers insectes et nématodes (vers parasites).

3.2.3. En alimentation : Les épices et les herbes aromatiques contennants des

diverses métabolites sont utilisées dans l’alimentation sont pour une bonne part responsables

des plaisirs de la table, considérées comme condiments et aromates, ont été et reste très liée à

leurs propriétés organoleptiques. Mais également ces métabolites trouvent leur utilisation

comme suppléments diététiques (Mohammedi, 2006).

3.2.4. En cosmétique : Des produits de beauté, parfums et articles de toilette, produits

d'hygiène (Mohammedi, 2006).

Page 18: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II

Les composés phénoliques

Page 19: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II Les polyphénols

Page 6

CHAPITRE II: Les composés phénoliques

1. Définition

Les composés phénoliques ou les polyphénols (PP) constituent une famille de

molécules très largement répandues dans le règne végétal. Sont des produits du métabolisme

secondaire des plantes, depuis les racines jusqu’aux fruits. Ce qui signifie qu’ils n’exercent

pas de fonctions directes au niveau des activités fondamentales de l’organisme végétal,

comme la croissance, ou la reproduction (Fleuriet, 1982 ; Yusuf, 2006).

Les polyphénols sont des produits de la condensation de molécules d’acétyl-

coenzyme A et de phénylalanine. Cette biosynthèse a permis la formation d’une grande

diversité de molécules qui sont spécifiques d’une espèce de plante, d’un organe ou d’un tissu

particulaire (Nkhili, 2009).

Ils ont largement distribués et comportant au moins 9000 structures connues différentes

(Bahorun, 1997). Ces corps jouent un rôle fondamental car sont des éléments importants de

qualités sensorielles (couleur et caractères organoleptiques) et nutritionnelles des végétaux,

tels que les légumes, les fruits, les céréales ou les fruits secs, ainsi que dans les boissons, le

café, le cacao ou le thé. Une alimentation équilibrée fournit à l’Homme environ un gramme de

polyphénols chaque jour, soit dix fois plus que de vitamine C et 100 fois plus que de

caroténoïdes ou vitamine E (Scalbert et al., 2005).

2. Structure chimique

La structure chimique des polyphénols est comparable à tous les polyphénols. Ils sont

caractérisés par un ou plusieurs noyaux aromatiques hydroxylés. Les polyphénols sont classés

en différents groupes en fonction du nombre de noyaux aromatiques qui les composent et des

substitutions qui les relient (Manallah, 2012).

Groupe phénol

Groupe hydroxyle

Anneau

aromatique

Page 20: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II Les polyphénols

Page 7

3. Biosynthèse des polyphénols

La biosynthèse des polyphénols se fait par deux voies principales qui sont :

3.1. La voie de l’acide shikimique :

Dans cette voie, l’érythrose 4-phosphate et le phosphoénol pyruvate sont produits par

les hydrates de carbones lors de leur dégradation par la voie des pentoses phosphate et la

glycolyse respectivement. Ces derniers sont à l’origine des composés phénoliques C6-C1

formant les tannins hydrolysables et de la chalcone qui est la molécule de base de tous les

flavonoïdes et tannins condensés (Haslam, 1994 ; Dewick, 1995).

Aussi, il est intéressant de préciser que la tyrosine et la phénylalanine dérivent de cette voie

métabolique. En effet, ces deux acides aminés sont des intermédiaires métaboliques entre

l’acide shikimique et l’acide cinnamique.

3.2. Voie de l’acétate :

La voie de l’acétate conduit (origine de ces poly à des poly ß-coesters (polyacétates)

de longueur variable, menant par cyclisation à des composés polycycliques tels que les

dihydroxy-1,8 anthraquinones ou les naphtoquinones (Bruneton, 1999 ; Naczk et Shahidi,

2004).

De plus, la diversité structurale des composés polyphénoliques due à cette double origine

biosynthétique, est encore accrue par la possibilité d’une participation simultanée des deux

voies (du shikimate et de l'acétate) dans l’élaboration de composés d’origine mixte, comme

les flavonoïdes (Martin et Andriantsitohaina, 2002).

Page 21: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II Les polyphénols

Page 8

Figure 4 : Représentation des voies de biosynthèse des polyphénols (Akroum, 2011).

Page 22: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II Les polyphénols

Page 9

4. Propriétés biologiques des polyphénols

Les recherches récentes sur les composés phénoliques en générale et les flavonoïdes

en particulier sont très poussées, en raison de leurs divers propriétés physiologiques, comme

les activités antiallergique, anti-artherogenique, anti-inflammatoire, hépato-protective,

antimicrobienne, antivirale, antibactérienne, anticarcinogénique, anti-thrombotique, cardio-

protective et vasodilatoire (Middleton et al., 2000 ; Ksouri et al., 2007).

Les effets bénéfiques des polyphénols intéressent particulièrement deux domaines : la

phytothérapie et l’hygiène alimentaire (Leong et Shui, 2002).

4.1. Activité antioxydant

L’activité antioxydante des polyphénols assure une meilleure conservation des

denrées alimentaires en empêchant la peroxydation lipidique. Dans l’industrie cosmétique, les

composés phénoliques trouvent leur application pratique en luttant contre la production des

radicaux libres néfastes pour la santé et la beauté de la peau. En phytothérapie, même si

certaines indications sont communes à plusieurs classes (les propriétés vasculoprotectrices,

sont par exemple aussi bien attribuées aux flavonoïdes qu’aux anthocyanes, tanins et autres

coumarines), chaque classe chimique semble être utilisée pour des bénéfices spécifiques

(Hennebelle et al., 2004).

C’est admis que la capacité antioxydante de plusieurs fruits est due à la présence des

flavonoïdes, en fait, la plus part des constituants polyphénoliques montre un pouvoir

antioxydant élevé en comparant avec les autres antioxydants connus : vitamine C, vitamine E,

et β-carotène (Vinson, 1995).

La consommation des composés phénoliques se traduit par une augmentation

transitoire de la capacité antioxydante du plasma dans les heures qui suivent le repas.

Parvenus au niveau des artères, ils préviennent l'oxydation des lipoprotéines de faible densité

(Low Density Lipoproteins ou LDL). En limitant leur incrustation dans les parois des artères

(Manallah, 2012).

4.2. Effets anti-trombotique et vasodilatoires

Les polyphénols agiraient aussi en inhibant l’agrégation plaquettaire impliquée dans le

phénomène de thrombose qui peut conduire à l’occlusion des artères (Manach et al., 2005).

Ils sont regroupés dans la catégorie de veinotoniques et des vasculo-protecteurs (Ghosh et al.,

2009). Un certain nombre de molécules polyphénoliques sont également en cours des études

cliniques, comme des hypotenseurs (Martin et Andriantsitohaina, 2002).

Page 23: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II Les polyphénols

Page 10

De nombreux travaux suggèrent que les polyphénols participent à la prévention des

maladies cardiovasculaires (Manach et al., 2005).

4.3. Effet antiallergique

Ces effets sont attribués à l’influence des flavonoïdes sur la production de l’histamine.

En effet, les flavonoïdes inhibent les enzymes, telles que l’AMP cyclique phosphodiesterase

et l’ATPase Ca2++

dépendante, responsables de la libération de l’histamine à partir des

mastocytes et des basophiles. Par exemple, l’ATPase Ca2++

dépendante dégrade l’ATP

produisant ainsi de l’énergie afin de faciliter l’absorption du calcium par les membranes

cellulaires, ce qui favorise la libération de l’histamine stockée dans les vésicules. En

inactivant cette enzyme, la quercétine a montré un potentiel d’action supérieur à celui du

cromoglycate de sodium utilisé comme médicament en empêchant la libération de l’histamine

et d’autres substances endogènes qui causent l’asthme (Nkhili, 2009).

4.4. Effet anti-inflammatoire

Sous l’action de la cycloxygénase et la lipoxygénase, l’acide arachidonique est

métabolisé respectivement en prostaglandines et leucotriènes induisant ainsi des phénomènes

inflammatoires. Une étude de Landolfi et et son groupe a montré que certains polyphénols

sont capables de modifier le métabolisme de l’acide arachidonique dans les plaquettes. Les

effets de la quercétine et de la myricétine sont dose-dépendants. A de fortes concentrations, ils

inhibent la cycloxygénase et la lipoxygénase. Cependant, à de faibles concentrations, seule la

lipoxygénase est affectée. En revanche, d’autres flavonoïdes tels que l’apigénine et la

chrysine agissent principalement sur l’activité de la cycloxygénase (Nkhili, 2009).

4.5. Effet anti-ulcère

Dans des expériences réalisées sur des rats, il a été démontré que la quercétine et la

naringénine jouent un rôle important dans la réduction de l’ulcère et la protection des cellules

gastriques. Il a été suggéré que la quercétine exerce son activité via un mécanisme complexe

impliquant la production du mucus, le piégeage des radicaux libres et également l’inhibition

de la production leucotriènes. D’autres études ont permis d’établir une relation étroite entre

les propriétés anti-ulcére de la quercétine, la naringénine, la rutine et le kaempférol, et la

production de PAF (Platelet Activating Factor) qui est un agent ulcérogène potentiel. En

effet, il s’est avéré que la réduction des dommages gastro-intestinaux est due probablement à

l’inhibition du PAF par ces flavonoïdes (Nkhili, 2009).

Page 24: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II Les polyphénols

Page 11

4.6. Effet anticancéreux

La catéchine qui est présenté dans tous les types de thé et en particulier dans le thé

vert, a montré une activité anti-tumorale. Une telle activité est attribuée à la capacité de ce

flavonoïde à inactiver l’action de la P-glycoprotéine qui est impliquée dans la résistance

phénotypique des cellules cancéreuses.

Les flavonoïdes ont montré des effets protecteurs contre les cancers de la prostate, du côlon

et du poumon (Nkhili, 2009).

4.7. Rôle des polyphénols chez la plante

Une des fonctions majeures des flavonoïdes est de contribuer à la couleur des plantes

notamment à celle des fleurs. Or, c’est par la couleur de ses fleurs que la plante exerce un

effet attracteur sur les insectes et les oiseaux pollinisateurs, assurant par ce biais une étape,

fondamentale de sa reproduction. On peut également noter que les flavonoïdes, en repoussant

certains insectes par leur goût désagréable, peuvent jouer un rôle dans la protection des

plantes. Les flavonoïdes montrent d’autres fonctions intéressantes dans le contrôle de la

croissance et du développement des plantes en interagissant d’une manière complexe avec les

diverses hormones végétales de croissance. Certains d’entre eux jouent également un rôle de

phytoalexines, c'est-à-dire de métabolites que la plante synthétise en grande quantité pour

lutter contre une infection causée par des champignons ou par des bactéries. D’autre part, les

composés phénoliques possèdent souvent une activité antimicrobienne (Maillard, 1996).

Figure 5 : Effets biologiques des polyphénols (Martin et Andriantsitohaina, 2002).

5. Classification des polyphénols

On distingue les acides phénoliques (phénols simples), les flavonoïdes, les lignanes,

les stilbènes, les coumarines et les tannins (Glombitza, 1985 ; Harborne, 1980 ; Goodwin,

1988 ; Porter, 1989; Boros, 2010).

Page 25: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II Les polyphénols

Page 12

5.1. Les acides phénoliques

Ces composés sont dérivés de deux sous groupes distingués : Les acides

hydroxycinnamiques, dont les plus abondants sont l’acide caféique, l’acide férulique, l’acide

chlorogenique, et les acides hydroxybenzoïque, mais les plus répandus sont l’acide salicylique

et l’acide gallique. Sont contenus dans un certain nombre de plantes agricoles et médicinales.

Et présents chez toutes les céréales.

Ils sont considérés comme substances phytochimiques avec des effets prebiotique,

antioxydant, de chélation et anti-inflammatoire. Leur toxicité est très faible car ils sont

considérés non toxiques.

Les mieux caractérisés pharmacologiquement, sont l’acide caféique et l’acide

ferulique qui montrent l’effet anticancéreux au niveau des poumons chez les souris, alors que

l’acide gallique agit par le même effet en prévenant le déclanchement du cancer œsophagien

chez les rats (Laraoui, 2007).

5.1.1. Acides hydroxycinamiques

5.1.1.1. Acide ferulique

L’acide ferulique est identifié dans les grains d’orge, maïs, mils, avoine, seigle, blé,

riz. Cet acide a comme principale propriété biologique, l’effet antioxydant (Hahn et al.,

1983 ; Andreasen et al., 2000; Zhou et al., 2004; Kim et al., 2006).

Figure 6 : Structure d’acide ferulique (Benaissa, 2011).

5.1.1.2. Acides chlorogeniques

Les acides chlorogenique sont identifiés essentiellement chez : les artichauts, Café,

pomme de terre…, Sont caractérisés par des propriétés antioxydants et antiradicalaires,

comme ils jouent un rôle dans la prévention in vitro des maladies cardiovasculaires et du

diabète type II.

Page 26: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II Les polyphénols

Page 13

Figure 7 : Structure d’acide chlorogenique (Benaissa, 2011).

5.1.1.3. Acide caféique

L’acide caféique est abondant dans l’orge, maïs, mils, avoine, seigle, blé, riz et le

sorgho (Suba et al., 2002 ; Zhou et al., 2004 ; Kim et al., 2006).

L’acide caféique est un composé naturellement présent dans toutes les plantes,

intervenant dans la synthèse de la lignine (molécule formant les parois des cellules végétales).

A des propriétés, antitumorales, antivirales, antiradicalaires et anti-inflammatoires, il a été

employé comme antioxydant naturel pour inhiber l’oxydation des lipides de poisson dans les

matrices alimentaires (Cunha, et al ;(2004).

Figure 8 : Structure d’acide caféique (Nkhili, 2009).

5.1.2. Acide hydroxybenzoïques

5.1.2.1. Acide gallique

L’acide gallique est abondant dans le mils, riz, sorgho (Hahn et al, 1983; Suba et al,

2002 ; Zhou et al, 2004). Cet acide présente une très grande activité antioxydante (Smith et

Kramer, 1999).

l’acide gallique a pour pouvoir in vitro de réduire la viabilité des cellules cancéreuse du

poumon chez les souris et que la combinaison de cet acide avec les médicaments

anticancéreux tels la cisplatine peut être un traitement efficace pour ce type de cancer

(Kawada et al., 2001 in Rangkadilok et al., 2007).

Il peut aussi à une faible concentration, prévenir les dommages oxydatifs d’ADN cellulaire

(Lee et al., 2005).

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CHAPITRE II Les polyphénols

Page 14

Figure 9 : Structure d’Acide gallique (Akroum, 2011).

5.2. Les flavonoïdes

5.2.1. Définition

Le terme flavonoïde (de flavus, ‹‹jaune›› en latin) désigne une très large gamme de

composés naturels appartenant à la famille des polyphénols (Bouakaz, 2006). Ils constituent

des pigments responsables des colorations jaune, orange et rouge de différents organes

végétaux (Havasteen, 2002).

Ces diverses substances se rencontrent à la fois sous forme libre (aglycone) ou sous

forme de glycosides. On les trouve, d’une manière générale, dans toutes les plantes

vasculaires (Erlund, 2004), où ils peuvent être localisés dans divers organe : racine, tiges,

bois, feuilles, fleurs et fruits. Et jouent un rôle important dans la protection des plantes

(Bruneton, 1993).

Les flavonoïdes se trouvent également dans plusieurs plantes médicinales. Des

remèdes à base de plantes renfermant ces composés sont utilisés en médecine traditionnelle à

travers le monde entier (Delporte et al., 1999).

5.2.2. Structure des flavonoïdes

Flavonoïde, est un terme générique pour des composés basés sur un squelette à 15

atomes de carbone qui fait de deux cycles phényles C6, les cycles A et B, connectés par un

pont à trois carbones (structure en C6-C3-C6). Ce dernier est situé entre les cycles A et B est

communément cyclisé pour former le cycle C (cycle centrale). Les atomes de carbone dans les

cycles C et A sont numérotés de 2 à 8, et dans le cycle B de 2' à 6' (Figure ci-dessous)

(Bruneton, 1999).

La Distinction des sous-classes se fait sur la conformation de la structure centrale (cycle C).

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CHAPITRE II Les polyphénols

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Figure 10 : Structure de base des flavonoïdes (Dacosta, 2003)

Les composés de chaque sous-classe se distinguent par le nombre, la position et la

nature des substituants (groupements hydroxyles libres, méthylés ou glycosylés) sur les deux

cycles aromatiques A et B et le cycle central C.

5.2.3. Classification des flavonoïdes

La nature chimique des flavonoïdes dépend de leur classe structurale, de degré

d'hydroxylation et de méthylation, de degré de polymérisation, des substitutions et des

conjugaisons sur le cycle C, c'est-à-dire, la présence de double liaison C2-C3, du groupe 3-O

et la fonction 4-oxo (Yao et al. 2004 ; Tsimogiannins et Oreopoulou, 2006). En basant sur

leur squelette, les flavonoïdes peuvent être divisés en différentes classes : anthocyanidines,

flavonoles, isoflavonoles, flavones, isoflavones, flavanes, isoflavanes, flavanols, isoflavanols,

flavanones, isoflavanones et aurones (Havsteen, 2002 ; Edenharder et Grünhage, 2003),

quelque classes sont cités dans le tableau 1.

Tableau 1 : présente quelques classes distinctes des flavonoïdes (Bellebcir, 2008).

www.agrobio-rennes.com

Classe Formule source propriété

flavanols

raisins, Thé, cacao

-Antioxydants naturels

-anticancéreuses

flavonols

Oignon, pomme,

brocoli, fruits rouges

- antihistaminique, anti-

inflammatoire et antioxydante.

- antihistaminique, anti-

inflammatoire et antioxydante.

- Isorhamnétine : propriétés

antioxydante.

flavanones

Les Agrumes : orange,

citron, pamplemousse,

mandarine, orange amère

- neutralisation des radicaux

libr.es.

- amélioration de l’absorption

de la vitamine C.

- la prévention des cancers de

la peau.

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CHAPITRE II Les polyphénols

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Isoflavones

Soja

- phytoestrogéniques.

- Source de phytoestrogènes.

anthocyanes

Myrtille, mûre, raisin

noir, aubergine, prune…

- la lutte contre le

vieillissement cellulaire en

améliorant l’élasticité et la

densité de la peau.

- Présente comme des couleurs

brillant dans les fruits et les

légumes.

- antiseptiques urinaires.

5.3. Les lignanes

5.3.1. Définition

Le terme lignane à l’origine présenté par Haworth en 1936. Les lignanes sont les

dimères des unités de phenylpropane (C6 C4) (Benarous, 2009).

Les lignanes constituent une classe importante de métabolites secondaire dans le règne

végétal. La distribution botanique des lignanes est large: plusieurs centaine des composés ont

été isolés dans environ soixante-dix familles .Chez les gymnospermes, Ils sont surtout

rencontrés dans les bois alors que chez les Angiospermes, ils ont été identifiés dans tout les

tissus, Ils ont été découvert dans toutes les parties des plantes : les racines, les feuilles, les

fruites est les graines (Midoun, 2011).

Figure 11 : Structure des lignanes (Midoun, 2011).

5.3.2. Structure des lignanes

Les lignanes sont répartis en huit groupes structuraux (figure 12), classés selon le

mode d’incorporation du (ou des) atome (s) d’oxygène dans le squelette carboné et selon le

type de cyclisation (Umezawa, 2003).

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CHAPITRE II Les polyphénols

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- les furanofuranes - les aryltétralines

Pinorésinol Podophyllotoxine

- les furanes - les arylnaphtalènes

Laricirésinol Déhydropodophyllotoxin

- les dibenzylbutanes - les dibenzocyclooctadiènes

Sécoisolaricirésinol Gimisine

- les dibenzylbutyrolactones - les dibenzylbutyrolactols

Matairésinol Lactol

Figure 12: Les huit groupes structuraux de lignanes (Sullivan, 2011).

5.3.3. Activité biologique

Selon (McRae & Towers, 1984 ; Charlton, 1998; Fauré et al., 1990 ; Saleem et al.,

2005 ; Cos et al., 2008 ; Pan et al., 2009 ; Yousefzadi et al., 2010), les lignanes présentent

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CHAPITRE II Les polyphénols

Page 18

plusieurs activités biologiques montrant les Antiviral, anticancéreux, antimicrobien et

antioxydant.

5.4. Les stilbènes

5.4.1. Définition

Les Stilbènes sont des composés phénoliques contenant au minimum deux noyaux

aromatiques reliés par un double liaison, dont la structure est C6-C2-C6 comme les

flavonoïdes, formant un système conjugué. Cette particularité leur confère une grande

réactivité due à la résonance des électrons sur la totalité de la molécule.

Figure 13 : Structure d’un stilbène (Midoun, 2011).

Les stilbènes sont des phytoalexines, composés produits par les plantes en réponse à

l'attaque par les microbes pathogènes fongiques, bactériens et viraux. Les sources principales

des stilbènes sont les raisins, les vins, le soja et les arachides (Crozier et al., 2006).

5.5. Les coumarines

5.5.1. Définition

Les coumarines tirent leur nom de « coumarou », nom vernaculaire de fève tonka

(Dipterix ordorota Wild., Fabaceae) dont les fèves contiennent 1 à 3% de coumarine, d’où fut

isolée en 1982 (Bruneton, 1993). Le squelette de base des coumarines est constitué de deux

cycles accolés avec neuf atomes de carbone (Ford et al., 2001).

Dipterix ordorota Figure 14 : Squelette de base des coumarines (Djemoui, 2012).

Les coumarines constituent une classe importante de produits naturels, elles donnent

une odeur caractéristique semblable à celle du foin fraichement fauché. A l’exception des

algues, ces composés sont les constituants caractéristiques du règne végétal chlorophyllien.

Les familles les plus riches en coumarines sont : Légumineuse, Rutacées, Apiécées et

Thymeleacées. Elles se trouvent dans toutes les parties de la plante et notamment dans les

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CHAPITRE II Les polyphénols

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fruits et les huiles essentielles des graines (Guignard, 1998 ; Deina et al., 2003 ; Booth et al.,

2004).

Les coumarines ont des effets différents sur le développement des plantes suivant leur

concentration et aussi selon l’espèce. Dans la cellule végétale elles sont principalement

présentes sous forme glycosylée (Hofmann, 2003), Cette glycosylation est une forme de

stockage permettant d’éviter les effets toxiques de ces molécules. Elles sont considérées

comme des phytoalexines, c'est-à-dire de métabolites que la plante synthétise en grande

quantité pour lutter contre une infection causée par des champignons ou par des bactéries. Les

coumarines peuvent également se trouver dans le règne animal (les glandes à sécrétion

odoriférante du castor) et chez certains microorganismes (Hofmann, 2003).

5.5.2. Classification des coumarines

Les coumarines sont substituées par un hydroxyle ou plus sur les six positions disponibles.

La majorité des coumarines sont substituées en C-7 par un hydroxyle.

selon la nature des substituant sur leurs structures On peut classer les coumarines en cinq

catégories : (Guignard, 1998 ; Deina et al., 2003 ; Booth et al., 2004).

5.5.2.1 Coumarines Simples

Les coumarines simples sont les plus répandues dans le règne végétal et possèdent des

Substitutions (OH ou OCH3) en 6 et 7. Cette classe comporte deux sous classes, les génines et

les hétérosides (Harkati, 2011).

Figure 15: Structure de coumarine (Hadj Salem, 2009).

Les génines

Tableau 2 : montre la structure chimique brute des quelques génines coumariniques

(Djemoui, 2012).

R1 R2 R3

Ombelliférone H OH H

Esculétol OH OH H

Scopolétol OCH3 OH H

Herniarine H OCH3 H

Fraxétol OCH3 OH OH

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CHAPITRE II Les polyphénols

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Les hétérosides

Tableau 3 : montre la structure chimique brute des quelques hétérosides (Djemoui,

2012).

R1 R2 R3

Esculoside (=Esculine) O-Glu OH H

Cichorioside(=Cichorine) OH O-Glu H

Scopoloside(=Scopoline) OCH3 O-Glu H

Fraxoside OCH3 O-Glu OH

5.5.2.2. Furanocoumarines

Les furanocoumarines (appelées encore furocoumarines) constituent une famille de

composés synthétisés par certaines espèces de végétaux supérieurs elles dérivent

principalement de l’Ombelliféracée par condensation isopronoïdes en C5, sont souvent

liposolubles, On désigne :

les Furanocoumarines lineaires : dérivant de la molécule de psoralène

Figure 16 : Psoraléne (Djemoui, 2012).

les Furanocoumarines angulaires : basées sur la structure de l’angélicine

Figure 17 : Anégélicine (Djemoui, 2012).

De nombreux dérivés de ces structures de base existent avec des ajouts de résidus sur

les carbones des positions 2, 5 et/ou 8. Ces résidus peuvent être assez simples, ou bien plus

complexes comme par exemple pour l’athamantine ou lacolumbianadine.

Page 34: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II Les polyphénols

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Columbianadine Athamantine

Figure 18 : Quelques structures de Furanocoumarines dérivés de structure de base

(Harkati, 2011).

5.5.2.3. Pyranocoumarines

Les pyranocoumarines des Composés formés par la fusion d'un hétérocycle pyrane

avec la coumarine, soit dans le prolongement (forme linéaire) comme le xanthylétine ou

latéralement (forme angulaire) comme les séseline, visnadine (Harkati, 2011).

Xanthylétine Séseline

Figure 19 : Structures de quelques pyranocoumarines (Harkati, 2011).

5.5.2.4. Dicoumarines (coumarines dimériques)

Les dicoumarines sont des composés formés par la liaison de deux unités

coumariniques simples.

Edgeworthine Daphnorétine

Figure 20 : Structures des quelques dicoumarines (Harkati, 2011).

5.5.2.5. Tricoumarines (coumarines trimériques)

Les tricoumarines sont des composés issus de l’union de trois unités coumariques, la

figure 17 montre un type des tricoumarine, qui est la triumbéllatine (Djamila, 2012; Bouzid,

2009).

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CHAPITRE II Les polyphénols

Page 22

Figure 21 : Structure de triumbéllatine type des tricoumarines (Djemoui, 2012).

5.5. 3. Propriétés physico-chimiques des coumarines

Les coumarines libres sont solubles dans les alcools et dans les solvants organiques

tels que l’éther ou les solvants chlorés avec lesquels on peut les extraire. Les formes

hétérosidiques sont plus ou moins solubles dans l’eau.

5.5.4. Activités biologiques et intérêts pharmacologiques des

coumarines

Les coumarines sont des molécules biologiquement actives, elles manifestent diverses

activités : anti-agrégation plaquettaire, anti-inflammatoire, anticoagulante, antitumorale,

diurétiques, antimicrobienne, antivirale et analgésique (Ochockda et al., 1995 ; Taguchi, 2000

;Ojala et al., 2000 ; Chen et al., 2004 ; Khan et al., 2005 ; Thati et al., 2007 ; Stefanova et al.,

2007).

En 1957, O’Neal et son équipe ont montré l’efficacité des coumarines pour bloquer le

cancer induit chimiquement par les radiations ultraviolettes (O’Neal., 1957). Ces molécules

sont capables de prévenir la peroxydation des lipides membranaires et de capter les radicaux

hydroxyles, superoxyde et peroxyles (Anderson et al., 1996 ; Hu et al., 2005).

Les coumarines se révèlent être des composés thérapeutiques promoteurs dans

l’amélioration du système immunitaire (action immunostimulante) : l’administration de la

coumarine et de l’umbelliferone par des malades atteints de cancers ou de brucellose a raison

de 100 mg par jour a provoqué une augmentation des lymphocytes T Helper dans la

circulation sanguine (Bruneton, 1993 ; Stefanova et al ; 2007).

Pour l’activité antibactérienne, les coumarines sont efficaces contre les bactéries à

Gram positif (Cottiglia et al., 2001 ; Laure, 2005 ; Khan et al.,2005).

5.5.5. Toxicité des coumarines

La coumarine n’est pas toxique en soi, elle peut être convertie par les champignons, en

une toxine qui est le dicoumarol qui est typiquement présent dans le foin moisi ; chez le

bétail, le dicoumarol provoque des hémorragies fatales en inhibant la vitamine K qui est un

facteur de coagulation du sang (Schorderet, 1992 ; Repcak et al., 2001; Khan et al., 2005).

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CHAPITRE II Les polyphénols

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Chez l’homme la consommation des espèces végétales qui renferment des

furanocoumarines linéaires ou angulaires provoque, s’il est accompagné d’une exposition a la

lumière solaire, une dermite phototoxique d’intensité variable allant du simple érythème

jusqu'à l’apparition de bulles et de vésicules au niveau des zones exposées, quelques jours

après le contact, les zones touchées présentent une hyperpigmentation (Bruneton ,1999).

5.6. Les tannins

5.6.1. Définition

Les tannins (ou tanins) sont des substances d’origine végétale qui ont la propriété de

transformer la peau fraîche en un matériau imputrescible : le cuir (Bruneton, 1999). Cette

propriété de tannage provient de la création de liaisons entre les molécules de tannins et les

fibres de collagène de la peau.

D’un point de vue biochimique, une première définition a été proposée par Bate-Smith,

(1973) c’est que les tanins sont des composés phénoliques hydrosolubles ayant un poids

moléculaire (PM) compris entre 500 et 3000 Da (Brunet, 2008).

Les tannins se caractérisent par leur faculté à se combiner aux protéines et à d’autres

polymères organiques tels que des glucides, des acides nucléiques, des stéroïdes et des

alcaloïdes pour former un précipité.

5.6.2. Classification

Les tannins sont des macromolécules qui se divisent selon leur structure en deux

groupes distincts. Les tannins hydrolysables et les tannins condensés (Mueller-Harvey et Mc

Allan, 1992; Bruneton, 1999; Hagerman, 2002).

5.6.2.1 Les tannins hydrolysables

Les tannins hydrolysables (THs) sont des oligo- ou poly-esters d’un sucre, en général

le glucose, associés à des molécules d’acide-phénol (Mueller-Harvey et Mc Allan, 1992;

Jean-Blain, 1998; Bruneton, 1999; Mueller-Harvey, 2001). Ils sont classés selon la nature de

l’acide-phénol :

les tannins galliques possèdent un acide gallique (Figure 22).

Alors que

les tannins éllagiques ont un acide hexahydroxyphénique (Hagerman, 2002).

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CHAPITRE II Les polyphénols

Page 24

Figure 22: Structures de l'acide gallique et d'un tannin gallique (Brunet, 2008).

Comme leur nom l’indique, ces substances s’hydrolysent facilement en milieux acides

et alcalins ou sous l’action d’enzymes (telle que la tannase), pour donner des glucides et des

acides phénoliques (Leinmüller et al., 1991).

Ces hétéropolymères sont notamment hydrolysés dans le tractus digestif des ruminants,

et leurs produits de dégradation sont absorbés. Ils peuvent être responsables d’intoxications,

lors d’ingestion trop massive, et provoquent des lésions hépatiques et rénales, décrites chez

les moutons (Zhu et al., 1992) ou les bovins (Plumlee et al., 1998).

5.6.2.2 Les tannins condensés

Les tannins condensés (TCs), ou proanthocyanidols, sont des polyphénols appartenant

à la famille des flavonoïdes (Mueller-Harvey et Mc Allan, 1992; Bruneton, 1999).

Sont chimiquement définis comme étant des oligomères ou des polymères d’unités de

flavanoïdes. L’unité de base (ou monomère) des TCs est un flavan-3-ol (catéchine).

liés par des liaisons de type C-C (Type B) ou C-O-C (type A) (Mueller-Harvey et Mc Allan,

1992; Jean-Blain, 1998; Bruneton, 1999; Feucht et Treutter, 1999; Schofield et al., 2001).

Figure 23 : Structure chimique des différents flavan-3-ols (structure de base des TCs)

(Brunet, 2008).

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CHAPITRE II Les polyphénols

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Figure 24 : Structure de quelques proanthocyanidines (TCs) (Akroum, 2011).

En général, les TCs ont des PMs plus élevés que ceux des THs (Hagerman, 1992).

5.6.3 Effets bénéfiques des tannins

Les tanins peuvent exercer des effets nutritionnels bénéfiques chez les ruminants qui

en consomment des taux modérés. Plusieurs études suggèrent que la présence des tanins

condensés à un seuil inférieur à 6% est avantageuse et induit une amélioration des

performances animales, croissance et rendement en viande et en lait (Barry et al., 1986).

La précipitation des protéines par les tanins protège les microorganismes du rumen de

leurs effets délétères. Elle permet également le recyclage de l’urée par la diminution de la

concentration d'ammoniac dans le rumen. Elle participe également à l'activité antidiarrhéique

(Les tannins vont imperméabiliser les couches externes de la peau et des muqueuses et surtout

la muqueuse intestinale), en protégeant les organes digestifs des attaques nuisibles. Les tanins

ont également un pouvoir cicatrisant car ils favorisent la régénération des tissus en cas de

blessure superficielle (Brunet, 2008).

Les tanins des légumineuses peuvent améliorer la qualité des fourrages ensilés en

empêchant la dégradation excessive des protéines diététiques (Makkar, 2003).

La présence naturelle des tanins dans les différents pâturages protège les herbivores

contre les ballonnements (Makkar, 2003).

Page 39: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE II Les polyphénols

Page 26

5.6.4. Effets toxiques

Chez l’Homme cette toxicité est mal connue. Chez les animaux, on peut observer une

intoxication du bétail par ingestion de jeunes feuilles de chêne.

La toxicité des tanins se manifeste à trois niveaux : l’ingestion, la digestibilité et le

microbiote ruminal. Cette toxicité varie en fonction des tanins ingérés et de la tolérance de

l’animal qui à son tour, dépend de certaines caractéristiques telles que la nature du tractus

digestif, le comportement alimentaire, la taille, l’âge et les mécanismes de détoxication (Rira,

2010).

5.6.5. Rôle des tannins dans les plantes

Les tannins jouent un rôle dans la défense des plantes face aux agressions. La synthèse

des tannins est l’un des mécanismes de défense des plantes contre les attaques des

phytopathogènes. Par exemple, une accumulation de tannins a été observée dans les zones

d’invasion de la plante par des bactéries, des champignons ou par des nématodes, ce qui

inhibe leurs développement (Feucht et Treutter, 1999; Collingborn et al., 2000).

Les tannins sont aussi un moyen de défense contre les agressions des prédateurs tels

les insectes et les mammifères herbivores (Mueller-Harvey et Mc Allan, 1992 ; Woodward et

Coppock, 1995; Feucht et al., 1997).

La présence des tannins rend les plantes moins appétentes pour les mammifères

herbivores à cause de la sensation d’astringence résultant de leur consommation. Cette

astringence conduit alors à un arrêt de la consommation et protège ainsi les végétaux d’une

prédation excessive (Jean-Blain, 1998 ; Bennick, 2002).

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CHAPITRE III

Les alcaloïdes

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CHAPITRE III les alcaloïdes

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CHAPITRE III : Les alcaloïdes 1. Définition Le terme «alcaloïde» a été introduit par W. Meisner au début du XIXème. La

définition admise des alcaloïdes est celle donnée par Winterstein et Trier en 1910. Un

alcaloïde est une substance organique azotée d’origine végétale a caractère alcalin et

présentant une structure moléculaire hétérocyclique complexe (Badiaga; 2011).

Généralement, les alcaloïdes sont produits dans les tissus en croissance : jeunes feuilles,

jeunes racines. Puis, ils gagnent ensuite des lieux différents et, lors de ces transferts, ils

peuvent subir des modifications. Ainsi, la nicotine, produite dans les racines, migre vers les

feuilles où elle est diméthylée. Chez de nombreuses plantes, les alcaloïdes se localisent dans

les pièces florales, les fruits ou les graines, ces substances sont trouvées concentrées dans les

vacuoles (Krief, 2003). Ce sont des composés relativement stables qui sont stockés dans les

plantes en tant que produits de différentes voies biosynthétiques (Mauro, 2006).

Le plus souvent, la synthèse de ces alcaloïdes s’effectue au niveau de site précis (racine

en croissance, cellules spécialisées de laticifères, chloroplastes) ; ils sont ensuite transportés

dans leur site de stockage. (Rakotonanahary ; 2012).

2. Propriétés des alcaloïdes

Les alcaloïdes sont caractérisés par une solubilité faible dans l’eau, facilement soluble

dans l’alcool et peuvent donner des colorations spécifiques avec certains réactifs (réactifs de

Mayer, de Dragendorf, deWasicky, de Bouchardat).ils exercent en générale de puissantes

action pharmacologique.

Les alcaloïdes ayant des masses moléculaires très variables de 100 à 900 g/mol. La

plupart des bases non oxygénées sont liquides à température ordinaire celles qui comportent

dans leur formule de l’oxygène sont des solides cristallisables, rarement colorés.

(Rakotonanahary ; 2012).

3. Structure des alcaloïdes La plupart des alcaloïdes sont dérivés d’acide aminés tels que le tryptophane,

L’ornithine, la lysine, l’asparate, l’anthranilate, la phénylalanine et la tyrosine. Ces acides

aminés sont décarboxylés en amines et couplées à d’autres squelettes carbonés (Cyril, 2001).

On divise les alcaloïdes en trois genres :

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CHAPITRE III les alcaloïdes

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3.1. Les alcaloïdes vrais

Les alcaloïdes vrais représentent le plus grand nombre d’alcaloïdes, sont toxiques et

disposent d’un large spectre d’activités biologiques. Ils dérivent d’acides aminés et

comportent un atome d’azote dans un système hétérocyclique. Ils sont présents dans les

plantes, soit sous forme libre, soit sous forme de sel, soit comme N-Oxyde. (Badiaga ; 2011).

3.2. Les pseudo-alcaloïdes Les pseudo-alcaloïdes présentent le plus souvent toutes les caractéristiques des

alcaloïdes vrais, mais ne sont pas des dérivés des acides aminés. (Badiaga ; 2011).

Dans la majorité des cas connus, ce sont des dérivés d’isoprénoïdes (alcaloïdes terpéniques) et

du métabolisme de l’acétate. (Rakotonanahary ; 2012).

3.3. Les proto-alcaloïdes

Les proto-alcaloïdes sont des amines simples dont l’azote n’est pas inclus dans un

hétérocycle, ils ont un caractère basique et sont élaborés in vivo à partir d’acide aminé. Ils

sont souvent appelés « amines biologiques » et sont soluble dans l’eau. (Badiaga ; 2011).

En pratique, il est admis que ne sont pas des alcaloïdes : les amines simples, les

bétalaïnes, les peptides, les acides aminés, les amino-sucres, les porphyrines, les alkylamines

et les arylakylamines. (Rakotonanahary ; 2012).

4. la biosynthèse des alcaloïdes L’origine des alcaloïdes vrais remontent aux acides aminés entre autres :

Tableau 4: les acides aminés précurseurs des alcaloïdes (Mauro ; 2006).

L’acide aminé La structure

La lysine

La phénylalanine

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CHAPITRE III les alcaloïdes

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La tyrosine

Acide anthranilique

Acide nicotinique

Histidine

Tryptophane

Ornithine

5. Le Rôle des alcaloïdes

5.1. Effet pharmacologique

les alcaloïdes sont utilisées dans plusieurs médicaments, ils affectent chez l’être

humain le système nerveux particulièrement les transmetteurs chimiques tels l’acétyl choline,

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

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CHAPITRE III les alcaloïdes

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D’autres effets pharmacologiques sont attribués également aux alcaloïdes telles que

l’effet analgésique (cocaïne), anti-cholinergique (atropine), anti-malaria (quinine), anti-

hypertensive (réserpine), antitussive (codéine), stimulant centrale (caféine), dépressant

cardiaque et diurétique narcotique (morphine), anti-tumeur et sympathomimétique (éphédrine)

(Badiaga, 2011).

Cocaïne

Atropine

Quinine Réserpine

Codéine Caféine

Figure 25: quelques exemples des alcaloïdes (Badiaga,2011).

Ephédrine Morphine

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CHAPITRE III les alcaloïdes

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5.2. Effet sur la plante

Les alcaloïdes tout d’abord, ont des effets bénéfiques sur la plante synthétisante, parmi

ces effet, selon DA CONCEICAO en (2010) : lls Régulent la croissance et le métabolisme

interne végétaux, ils désintoxiquent et transforment les substances nocives au végétal, ils

Protègent la plante contre les rayons ultraviolets comme ils ont des effets contre les

herbivores. (Mauro, 2006).

6. Classification des alcaloïdes

Tableau 5 : Classification des alcaloïdes (Mauro, 2006 ; Wilhelm, 1998).

Les dérivés des alcaloïdes Exemple Les propriétés

Alcaloïdes dérivés de la lysine

Composés piperidinique ex :

la lobéline

Composés quinolizidines ex :

la spartéine

Composés indolizidinique ex :

la castanospermine

-Utilisée dans les préparations

pour lutter contre les

tabagismes l’extrait

brut de la plante est largement

employé dans le traitement de

l’asthme et de la bronchite.

-Très toxique mais le sel de

sulfate correspondant est

utilisé en médecine comme

agent stimulant de rythme

cardiaque.

- utilisée pour provoquer la

contraction de l’utérus au

cours de l’accouchement.

-Leur action contre le virus du

SIDA(HIV).

Alcaloïdes dérivés de la tyrosine

et de la phénylalanine

Composés monocyclique ex :

l’éphédrine

Les isoquinoléines ex : la

papavérine

Les benzyltétrahydroisoquino-

léines ex : la morphine

-Utilisée dans le traitement de

l’asthme bronchique

Médicament analgésique et

anti-allergique.

-Une activité vasodilatatrice

Propriétés hypnotiques et

analgésique.

-A un effet calmant sur des

zones du système nerveux

central.

-Inhibe la sensation de

douleur.

-Effet analgésique associé a

un effet euphorisant.

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CHAPITRE III les alcaloïdes

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Alcaloïdes dérivés de l’acide

anthranilique

La fébrifugine

-Propriétés antipyrétiques et

antiparasitaires.

-Une activité antitumorale sur

différents modèles de tumeurs

humaines du poumon du colon

et des ovaires.

Alcaloïdes dérivés de l’acide

nicotinique

La nicotine

-Effet contre les attaques des

herbivores et des insectes

Stimulant respiratoire.

-Agent aidant le processus de

sevrage tabagique.

Alcaloïdes dérivés de l’histidine

La pilocarpine

-Utilisée en ophtalmologie

dans le traitement du

glaucome.

Alcaloïdes dérivés du

tryptophane

La quinine

-Utilisée dans les traitements

de la crampe nocturne de la

jambe.

-Tue les mérozoites de

l’agent vecteur de la malaria,

et empêche les accès de fièvre.

Alcaloïdes dérivés de l’ornithine

La cocaïne

-Utilisée dans le domaine de

l’odontologie.

- Elle étouffe les symptômes de

fatigue et d’épuisement et

permet alors des grandes

performances physiques.

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CHAPITRE VI

Les terpenoïdes

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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CHAPITRE VI : Les terpenoïdes 1. Définition

Le terme terpène inventé par Kekulé, vient de leur origine historique de l’arbre de

terebinth : « Pistacia Terebinthus » (Ayad, 2008).

Le terme de terpénoïde est attribué à tous les composés possédant une structure

moléculaire construite d’un monomère à 5 carbones appelé isoprène, ces composés sont

majoritairement d’origine végétale (Malecky, 2005). Synthétisés par les plantes, organismes

marins, les champignons et même les animaux (Benaissa, 2011).

L’exploitation de ces composés s’effectuait sous forme d’huiles extraites de plantes

(huiles essentielles) par le moyen de la distillation (Malecky, 2005).

2. Structure des terpenoïdes

Les terpènes sont des hydrocarbones naturels, de structure soit cyclique soit à chaîne

ouverte : leur formule brute est (C5HX) n dont le x est variable en fonction du degré

d’instauration de la molécule et n peut prendre des valeurs (1-8) sauf dans les polyterpènes

qui peut atteindre plus de 100 (le caoutchouc). La molécule de base est l’isoprène de formule

C5H8.

Le terme terpénoide désigne un ensemble de substances présentant le squelette des

terpènes avec une ou plusieurs fonctions chimiques (alcool, aldéhyde, cétone, acide, lactone,

etc.) (Malecky, 2005.Benaissa, 2011).

Ou

Figure 26: structure de base de l’isoprène (Khenaka, 2011).

3. Répartition des terpènes dans le monde vivant

Les terpènes ont été isolés chez les champignons, des algues marines, des insectes et

des éponges, mais la plus grande partie des ces substances est retrouvée dans les plantes

(Malecky, 2005).

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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4. La Biosynthèse des terpènes La biosynthèse des terpènes se déclenche par activation par l’hydrolyse de l’ATP de

l’isoprène. L’acide mévalonique (MVA) est la clé de la biosynthèse des terpenoïdes. La

condensation de 3 molécules d’acétyl-CoA forme le β-hydroxy β-méthylglutaryl-CoA, ensuite

la réduction de ce dernier donne MVA qui est par la suite activé par un enzyme spécifique. Le

MVA est converti en isopentenyl pyrophosphate (IPP) ou isoprène actif. C’est le IPP qui

constitue l’unité isoprènique d’enchaînement, et il s’isomérise en diméthylallyl pyrophosphate

(DMAPP).

La condensation d’une molécule (DMPP) avec une molécule (IPP), conduit au (GPP)

précurseur des monoterpènes en C-10. Le couplage de ce dernier avec une nouvelle molécule

(IPP), conduit au (FPP) précurseur des sesquiterpènes en C-15 qui peut agir avec une autre

molécule de (IPP) pour former le (GGP) précurseur des diterpenes en C-20. D’autre part, le

couplage réductif de deux unités (FPP) donne le squalène en C30, précurseur des triterpènes

cycliques et stéroïdes (Ayad, 2008).

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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Figure 27: Biosynthèse des terpènes (Ayad, 2008).

5. Classification des terpenoïdes La classification des terpenoïdes est basée sur le nombre de répétitions de l’unité de

base isoprène en donnant des hémiterpènes (C5), monoterpènes (C10), sesquiterpènes

(C15), diterpènes (C20), sesterpènes (C25), triterpènes (C30), tetraterpènes (C40) et

polyterpènes (Mebarki, 2010).

Figure 28 : structure de l’isoprène (Belbache, 2003).

Page 51: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

CHAPITRE VI les terpenoïdes

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Tableau 6 : Quelques exemples des différents types de terpenoïdes (Belbache, 2003)

5.1. Hémiterpènes

Dans la nature, il existe peu de composés naturels ayant une formule de C5 ramifiée ;

parmi certains composés naturels trouvés chez les plantes qui peuvent être considérés comme

hémiterpènes, seul l’isoprène a toutes les caractéristiques biogénétiques des terpènes

(Malecky, 2005).

5.2. Monoterpènes

Les monoterpènes sont les plus simples constituants des terpènes dont la majorité est

rencontrée dans les huiles essentielles (90% des huiles essentielles sont des monoterpènes)

(Ayad, 2008).

Ce sont des molécules légères, très peu fonctionnalisées, très odorantes, la plupart ont

des activités biologiques reconnues et sont caractéristiques des plantes d’où elles sont

originaires si bien que leur odeurs se confondent et leurs noms évocateurs (Belbache, 2003).

Ils comportent dix (10) atomes de carbones et sont issus de la condensation de deux unités

isoprène, selon le mode de couplage «tète-queue» (Ayad, 2008).

Plus de 900 monoterpènes connus se trouvent principalement dans 3 catégories

structurelles : les monoterpènes linéaires (acycliques), les monoterpènes avec un cycle unique

(monocycliques) et ceux avec deux cycles (bicycliques) et tricyclique (Malecky, 2005 ;

Belbache, 2003).

N Squelette carboné Type de terpenoïdes Exemple de molécule

1 C5 Hemiterpene Isoprène

2 C10 Monoterpéne Nérol, citronnelle, huiles

essentielles

3 C15 Sesquiterpène β-Cadinène

4 C20 Diterpéne Sclaréol, phytol

6 C30 Triterpéne Lanostérol

8 C40 Tetraterpéne Caroténoïdes

> 8 >40 Polyterpéne Caoutchouc

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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Nérol (géranium) Citronellol (rose)

Limonène (citron) Menthol (menthe)

Figure 29: Structure de quelques monoterpènes (Ayad, 2008 ; Belbache, 2003).

5.3. Sesquiterpène

Les sesquiterpènes forment une série de composés qui renferment 15 atomes de

carbones, ils se trouvent sous forme d’hydrocarbures comme le β-Cadinène (Belbache, 2003)

figure 30, ou sous forme d’hydrocarbures oxygénés comme : les alcools, les cétones, les

aldéhydes, les acides et les lactones dans la nature. Les sesquiterpènes et les monoterpènes

sont souvent en mélange dans les huiles essentielles des Plantes, On peut également

rencontrer dans les plantes des sesquiterpènes lactones (Ayad, 2008).

Ils peuvent être acycliques, monocyclique, bicycliques, tricyclique ou polycyclique

(Belbache, 2003; Malecky, 2005).

On les trouve surtout chez les plantes supérieures, mais également chez les invertébrés

(Benaissa, 2011). Ils sont les plus diversifiée des terpènes puisqu’elle contient plus de 3000

molécules dont les plus caractéristiques sont présentées à la figure 31.

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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Figure 30: β-Cadinène (Belbache, 2003).

éa

Figure 31: Exemples de quelques sesquiterpènes (Ayad, 2008).

5.4. Diterpènes

Les diterpènes sont des substances avec 20 atomes de carbone (C20) élaborées à partir

de 4 unités d’isoprène ; ils se forment à partir de leur précurseur, le géranylgéranyl-

pyrophosphate (GGPP) (Malecky, 2005).

Sont très répandus chez les végétaux supérieurs, ils sont aussi présents chez certains

insectes et chez divers organismes marins. On peut les trouver encore dans les résines, les

exsudats, les gommes naturelles et les gibbérellines (Ayad, 2008).

Farnésol Cadalene

β-Eudesmol Eudesmanolide (sesquiterpène lactone)

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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Ils peuvent être acycliques comme le phytol ; dont il est le représentant le plus connu

dans la chlorophylle ou dans les vitamines K et E, cependant après divers réarrangements, ils

peuvent être monocycliques comme la vitamine A, bicycliques comme le sclaréol ou

tricycliques comme l’acide abiétique. La figure 6 ci-dessous rassemble les diterpènes cités

(Belbache, 2003; Malecky, 2005).

Figure 32 : Structure de quelques diterpènes et leur nom (Belbache, 2003)

5.5. Triterpènes

Les triterpènes sont des molécules à 30 atomes de carbone. Ils ont comme précurseur

le squalène (figure 33). Ex : Le lanostérol qui est ensuite transformé en cholestérol, c'est de

plus un des constituants de la graisse de la laine de mouton (Belbache, 2003). (Figure 34).

Il y a plus de 1700 triterpènes dans la nature dont la majorité est sous forme

tétracyclique ou pentacyclique, la forme acyclique étant très rare (Malecky, 2005) (figure 35).

Phytol, présent dans la Chlorophylle

Vitamine A résultant de la coupure du carotène.

Scaréol Acide abiétique

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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La plupart des triterpènes sont à l’état libre sous forme estérifiée ou hétérosidique, on les

trouve notamment dans les résines (Mouffok, 2011).

Figure 33 : structure chimique de squalène (Ayad, 2008 ; Belbache, 2003).

Squalène Lanostérol

Figure 34 : La transformation du squalène en lanostérol (Ayad, 2008 ; Belbache, 2003).

Figure 35 : les formes des triterpènes (Mouffok, 2011).

5.5.1. Produits de dégradation des triterpènes (les stéroïdes)

5.5.1.1. Définition

Les stéroïdes ne sont pas des terpènes mais des composés de biodégradation de

triterpènes. Ils constituent une classe de composés abondamment présents dans la nature

(règne animal et végétal).

Triterpènes tétracyclique Triterpènes

pentacyclique

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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Les stérols sont des constituants essentiels des membranes cellulaires. On les trouve

aussi bien chez les animaux que dans les végétaux. Tous les stérols ont en commun le même

noyau et ils ne différent que par la chaîne latérale. Les molécules stéroïdes se composent de

quatre anneaux A, B, C et D qui ont un certain nombre de résidus supplémentaires R

(Benaissa, 2011).

Les stérols, très largement répandus dans le monde vivant, se rencontrent aussi bien

chez les bactéries, les champignons, les plantes supérieures, les protozoaires, les métazoaires

(Spongiaires, madrépores, vers, mollusques…) que chez les algues.

En revanche, pour plusieurs biochimistes, les « stérols constituent une catégorie à part

entière incluant les stéroïdes » ainsi que cinq autres sous-classes:

Les stérols et dérivés: cholestérol, phytostérol et stérides.

Les stéroïdes: œstrogènes, androgènes, gluco- et minéralocorticoïdes.

Les sécostéroïdes : vitamine D.

Les stéroïdes conjugués (Benaissa, 2011).

Figure 36: Cholestérol Figure 37 : Les stéroïdes Figure 38 : Les sécostéroïdes

(Ref.elec.4) (Ref.elec.5) (Ref.elec.6)

5.5.1.2. Propriétés biologiques des stéroïdes

On peut résumer les fonctions biologiques des stéroïdes par les points suivants :

Dans les plantes, algues, champignons, ainsi que chez les animaux, le cholestérol est

la source de tous les métabolites de type stéroïdes.

Les stérols ont un rôle vital dans la maintenance de l'intégrité structurale de la plupart

des structures membranaires des organismes.

ILS assistent aussi dans la régulation de la perméabilité de ces membranes aux

différents ions.

Tous les eucaryotes synthétisent les stérols, ou en ont besoin pour leur diététique

(Benaissa, 2011).

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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5.6. Tetraterpènes

Les Tetraterpènes contiennent une longue chaîne de 40 atomes de carbones, à doubles

liaisons conjuguées de configuration « trans » dont les extrémités sont des chaînes ouvertes ou

des cycles (Ayad, 2008).

Les tétraterpènes les mieux connus sont les caroténoïdes. Ces derniers représentent

un large groupe de pigments naturels de couleurs jaune, orange et rouge. Ils sont très répandus

dans les plantes, les algues, et différents microorganismes. Actuellement environ 750

caroténoïdes ont été identifiés dans la nature (Ayad, 2008).

Les molécules de caroténoïdes les plus réputées sont :

A. Le β-Carotène cyclique d'où sa couleur, qu'il donne aux carottes, Il joue un rôle essentiel

dans la croissance et la vision, son oxydation provoque la formation de deux molécules d'un

aldéhyde le Rétinal et sa réduction donne la vitamine A (Figure 39).

B. Le lycopène qui est entièrement acyclique, que l’on trouve dans la tomate mure (0,02g/kg)

(Figure 39). (Belbache, 2003).

Les caroténoïdes sont subdivisés en deux groupes :

Les hydrocarbures (carotènes), et leurs dérivés oxygénés (les xanthophylles).

(Ayad, 2008).

β-Carotène

lycopène

Figure 39 : Structures de caroténoïdes les plus réputées (Ayad, 2008 ; Belbache, 2003).

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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5.7. Polyterpènes

En général, les polyterpènes ou polyisoprènes se composent de plus de 8 unités

d’isoprène (plus de C40). Ces terpènes se trouvent souvent sous deux formes isomèriques cis-

et trans, Le cis-polyisoprène se trouve dans le caoutchouc indien (Malecky, 2005)

Charles Marie a créé le mot français caoutchouc à partir de l’expression indienne «cao-tchu »,

qui signifie « bois qui pleure » qui est un produit naturel qui s’écoule de l’écorce d’un arbre. Il

se présente sous la forme d’un liquide d’apparence laiteuse, appelé latex (Pire, 2011). Le

caoutchouc naturel extrait de l’Hévéa Brasiliensis est un haut polymère de l’isoprène de poids

moléculaire de 140.000 à 210.000. Donc les polyterpènes sont des macromolécules de poids

moléculaire très élevé, dont le motif de base est l’isoprène. Sur le plan thérapeutique, ces

composés n’ont pas des activités biologiques discutées (Ayad, 2008).

Hevea brasiliensis. Le motif du caoutchouc nature

Figure 40 : structure de caoutchouc (Pire, 2011).

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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6. Les huiles essentielles et leur relation avec les terpenoïdes

6.1. Définition

Le terme huiles essentielles (HES) dérive de « quinta essentia », un nom donné par le

médecin suisse Paracelsus aux extraits de plantes obtenues par distillation, il signifie la

fragrance et la quintessence de la plante (Khenaka, 2011).

Sont des composants liquides et hautement volatiles des plantes, marqués par une forte

et caractéristique odeur, les terpènes (principalement les monoterpènes) représentent la

majeure partie (environ 90%) des ces composants (Hamdani, 2012).

La plupart des composants des HES sont inclus dans deux groupes : les terpenoïdes et

les phénylpropanoïdes mais ces derniers sont moins fréquents par rapport aux terpenoïdes.

Les HES ne contiennent pas de corps gras (lipides) (Hamdani, 2012 ; Khenaka, 2011).

Sont obtenus par distillation par la vapeur d’eau (Rakotonanahary, 2012), Ils sont plus ou

moins modifiés au cours de la préparation (Figueredo, 2007).

6. 2. Localisation des huiles essentielles dans la plante

Les huiles essentielles sont retrouvées chez les Spermaphytes qui inclus les

Myrtaceae, Lauraceae, Rutaceae, Lamiaceae, Asteraceae, Apiaceae, Cupressaceae, Poaceae,

Zingiberaceae, Piperaceae, etc. (Rakotonanahary, 2012).

Elles peuvent être stockées dans tous les organes végétaux : fleurs, feuilles, des

écorces, des bois, des racines, des rhizomes, des fruits, des graines (Figueredo, 2007).

6. 3. Propriétés physico-chimiques

En ce qui concerne les propriétés physico-chimiques, les huiles essentielles forment un

groupe très homogène, qui a des propriétés communes représentées dans les points suivants :

Les huiles essentielles sont habituellement liquides à température ambiante et

volatiles, ce qui les différencie des huiles dites fixes.

Elles sont plus ou moins colorées

elles peuvent conférer leur odeur à l’eau.

leur densité est en général inférieure à celle de l’eau.

Leur indice de réfraction et pouvoir rotatoire sont très élevés.

Elles sont entraînables par la vapeur d’eau, soluble dans l’alcool, l’éther et les huiles

fixes, mais insolubles dans l’eau.

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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Elles sont altérables, sensibles à l’oxydation et ont tendance à se polymériser donnant

lieu à la formation de produits résineux, il convient alors de les conserver à l’abri de

la lumière et de l’air (Rakotonanahary, 2012 ; Laib, 2011).

6.4. Activités biologiques des huiles essentielles

Le rôle des huiles essentielles dans la physiologie de la plante reste encore mal connu.

Toutefois, les parfums émis jouent un rôle attractif pour les insectes pollinisateurs

Les huiles essentielles ont des propriétés antitoxiques, antivenimeuses, antivirales et

antiparasitaires. Dû leurs vaste utilisation dans les domaines pharmaceutique, alimentaire,

cosmétique. Néanmoins, une seule huile peut avoir plusieurs utilisations à la fois (Laib, 2011).

6.4.1. Activités antioxydante

Le pouvoir antioxydant de ces huiles est développé comme substitut dans la

conservation alimentaire : ils ont été montré que l’incorporation des huiles essentielles

directement dans les aliments (viandes hachées, légumes hachés, purées de fruit, yaourts…)

où l’application par vaporisation en surface de l’aliment (pièce de viande, charcuterie, poulet,

fruits et légumes entiers…) contribuent à préserver l’aliment des phénomènes d’oxydation

(Laib, 2011).

6.4.2. Activité antimicrobienne

Le mode d’action des HES dépend en premier lieu du type et des caractéristiques des

composants actifs, en particulier leur propriété hydrophobe qui leur permet de pénétrer dans la

double couche phospholipidique de la membrane de la cellule bactérienne. Cela peut induire

un changement de conformation de la membrane. Les bactéries à Gram positif sont plus

sensibles à l’action des HES, par rapport aux bactéries à Gram négatif (Khenaka, 2011).

Les HES peuvent aussi inhiber la synthèse de DNA, ARN, des protéines et des

polysaccharides des bactéries (Laib, 2011).

6.4.3. Activité antifongique

Dans le domaine phytosanitaire et agro alimentaire, les huiles essentielles ou leurs

composés actifs pourraient également être employés comme agents de protection contre les

champignons phytopathogènes et les microorganismes envahissant la denrée alimentaire.

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CHAPITRE VI les terpenoïdes

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L’activité fongistatique des composés aromatiques semble être liée à la présence de

certaines fonctions chimiques, Cette activité est estimée selon la durée d’inhibition de la

croissance. L’activité antifongique décroît selon le type de fonction chimique : Phénols›

alcools › aldéhydes › cétones › éthers› hydrocarbures (Laib, 2011).

6.5. Toxicité des huiles essentielles

La toxicité des huiles essentielles est moins investiguée. En règle générale, les huiles

essentielles d’usage commun ont une toxicité par voie orale faible ou très faible avec des

DL50 supérieures à 5g/kg. Chez l’Homme des intoxications aigues sont possibles. Les

accidents graves, les plus souvent observés chez les petits enfants, sont provoqués par

l’ingestion en quantité importante d’huiles essentielles (Laib, 2011).

Page 62: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

Conclusion

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Conclusion

Page 47

Conclusion

De nombreux chercheurs ont été intéressés par les composés biologiquement actifs

isolés des extraits de plantes. Cette matière végétale contient un grand nombre de métabolites

secondaires, qui ont des intérêts multiples mis à profit dans l’industrie, en alimentation, en

cosmétologie et en dermopharmacie, ces composés sont réparties en trois classe, les

polyphénoles, les alcaloïdes et les terpenoïdes, sont actuellement utilisés comme des

médicaments ou des suppléments alimentaires pour guérir ou prévenir diverses maladies.

Les polyphénoles classés en acides phénoliques, flavonoïdes, lignanes, stilbènes,

coumarines et tannins. Ces composés sont largement utilisés en thérapie comme vasculo-

protecteurs, anti-inflammatoires, inhibiteurs enzymatiques, antioxydants et anti-radicalaires.

Les alcaloïdes ont des effets stimulants similaires, qui agit rapidement et fortement,

mais sur une courte durée. Comme exemple, la caféine est un stimulant physique, digestif et

cérébral, elle stimule le dispositif cardio-vasculaire, augmente l’attention temporairement et

donc diminue la somnolence et dilate les artères.

Terpénoides incluant les hémiterpènes, monoterpènes, sesquiterpène, diterpènes,

triterpènes, tetraterpènes, polyterpènes. Ils sont impliqués dans de nombreuses fonctions

biologiques fondamentales. Utilisés comme produits pharmaceutiques, colorants alimentaires,

arômes ou parfums.

Sachant que notre pays possède une biodiversité immense dont chaque plante se

caractérise par un réservoir assez important de métabolites secondaires avec des

caractéristiques thérapeutiques et pharmacologiques particulières qui demandent d’être

exploitées par les recherches, de cet effet, et comme perspectives on propose de :

Déterminer de nouvelles substances bioactives naturelles pourront répondre aux

différents problèmes de la santé et d’être un alternatif des médicaments synthétiques.

Développer des médicaments anti-radicalaires à base des plantes, doués d’une activité

antioxydante.

Orienter les recherches scientifiques vers la réalisation des études approfondies et

complémentaires des activités antioxydante, antibactérienne, anti-inflammatoire, à

base de métabolites secondaires végétaux.

Page 64: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

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Page 73: Licence INDEX DES MÉTABOLITES SECONDAIRES VEGETAUX

Résumé :

Notre travail est consacré à l’étude des métabolites secondaires végétaux, qui sont un

groupe hétérogène de composés naturels et qui ne sont par définition pas nécessaires et vitaux

pour la cellule ou l’organisme.

Dans cet index, on a visé à identifier, classifier et présenter les propriétés

pharmacologiques de quelques principales molécules utilisées en médecine au bénéfice de

l’Homme.

Notre recherche fait ressortir que les métabolites secondaires sont répartis en trois

classes : les polyphénols, les alcaloïdes et les terpénoides. Ces molécules sont présentes en très

grand nombre et d’une variété structurale extraordinaire, Donc sont des caractères adaptatifs

qui ont été soumis à la sélection naturelle au cours de l'évolution.

Mots clés : métabolites secondaires, végétaux, polyphénols, alcaloïdes, terpenoïdes.

Summary:

Our work is devoted to the study plant secondary metabolites, which are a

heterogeneous group of natural compounds and are by definition not necessary and vital for

the cell or the organism.

In this index, we also aimed to identify, classify and present the pharmacological

properties of some key molecules used in medicine for the benefit of human being.

Our research shows that secondary metabolites are divided into three classes:

polyphenols, alkaloids and terpenes. These molecules are present in very large numbers and

extraordinary structural variety, So are adaptive characters that have been subjected to natural

selection in evolution.

Key words: secondary metabolites, plants, polyphenols, alkaloids, terpenes.

:ملخص

تركز عملنا على دراسة المركبات النباتية الثانوية، التي هي مجموعة غير متجانسة من المركبات الطبيعية التي بحكم

.التعريف ليست ضرورية وحيوية للخلية أو الكائن

هذا المؤشر، كان هدفنا أيضا تحديد وتصنيف وعرض الخصائص الدوائية من بعض الجزيئات األساسية المستخدمة في

.في الطب لصالح اإلنسان

هذه الجزيئات هي .و التربينويدات القلويات، البوليفينول :دراستنا تظهر أن المركبات الثانوية تنقسم إلى ثالث أقسام

.إذن هي مميزات تكيفية تعرضت إلى االنتقاء الطبيعي في التطور .و ذات تنوع هيكلي هائل جداموجودة بأعداد كبيرة

.التربينويدات ،القلويات ،البوليفينول النباتات، المركبات الثانوية، : الكلمات المفتاحية