Criblage phytochimique préliminaire des feuilles de Justicia spicigera Schltdl

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Notion de Phytochimie

Les produits naturels d’origine végétale proviennent des processus biochimiques présents dans les métabolismes de la plante. Ils peuvent être divisés en deux grandes classes dont les métabolites primaires et les métabolites secondaires. Le précurseur obligé de ces deux classes de métabolites sont les glucides. Formés en premier lieu au cours de la photosynthèse à partir du dioxyde de carbone et de l’eau, les glucides sont à la base de tous les composés organiques du monde vivant comme l’illustre la figure 2 qui suit [21].

Métabolites primaires [67]

Les métabolites primaires sont des biomolécules utiles à la survie des plantes et se retrouvent dans toutes les espèces en quantité abondante.
Les principales classes de molécules issues du métabolisme primaire sont :
‐ Les Glucides
‐ Les Lipides
‐ Les Aminoacides, peptides et protéines
Ces molécules sont toutes des biopolymères construits à partir des oses, des acides aminés et des nucléotides.

Métabolites secondaires

Définition

Les métabolites secondaires sont des molécules spécifiques de certaines espèces de plantes. Ils n’interviennent pas directement au développement des plantes [Réf. Buchanan, Cap. 24].
Ils jouent plutôt des rôles particuliers comme intervenir dans les relations avec les stress botaniques, agir comme antibiotiques, ou encore améliorer l’efficacité de la reproduction.
En quantité restreinte, les métabolites secondaires sont différents d’une espèce végétale à une autre. Pour la médecine moderne, l’innombrable variété et la complexité structurale de chaque composé de cette classe de produits naturels, représentent une source inépuisable de molécules thérapeutiques utiles à l’homme.

Types de métabolites secondaires

On peut identifier trois types de métabolites secondaires :
– Les terpènoïdes
– Les alcaloïdes
– Les composés phénoliques

Terpènoïdes [47]

Les terpènoïdes connus également sous le nom « isoprènoïdes », sont des composés issus de la condensation d’unités de baseà 5 carbones de type isoprène.
isoprène
Ils sont très répandus notamment dans les résines et se trouvent à l’état libre, estérifiés ou sous forme hétérosidique. Ils peuvent avoir :
· une structure aliphatique à l’exemple du squalène (huile de foie de requin)
· ou une structure tétracyclique ou pentacyclique.
Les isoprènoïdes regroupent à la fois des moléculesde faibles poids moléculaires volatiles, composants principaux d’huiles essentielles, et des molécules hautement polymérisées comme par exemple le caoutchouc.
Leur classification repose sur le nombre d’unités terpéniques.
C5 : hémiterpènes (une unité isoprène)
C10 : monoterpènes (deux unités isoprène)
C15 : sesquiterpènes (trois unités isoprène)
C20 : diterpènes (quatre unités isoprène)
C30 : triterpènes
C40 : tetraterpènes (caroténoïdes)
C45 et C50 : queues terpéniques des molécules d’ubiquinone et de plastoquinones
Au-delà : polyterpènes (caoutchouc, etc.)
Les corps terpéniques ont la particularité de former la base des stéroïdes qui se retrouvent dans de nombreuses vitamines.

Alcaloïdes

Il n’existe pas de définition simple et précise des alcaloïdes et il est parfois difficile de situer les frontières qui séparent les alcaloïdes des autres métabolites azotés naturels [47], [21]. Mais par leur définition originale, les alcaloïdes sont des produits d’origine végétale, basiques contenants de l’azote et pharmacologiquement actifs (1806, Friedrich Serturner ; 1819, Carl Meisner).
Les alcaloïdes peuvent avoir une structure :
Soit acyclique
Soit mono ou polycyclique
Ils sont alors classés selon la structure du noyau hétérocyclique qui peut être des dérivés de la pyridine, de la pipéridine, de la pyrollidine, de l’indole, de la quinoléine, du tropane ou bien de la quinolizidine.
Les alcaloïdes sont surtout utilisés comme :
– médicaments
Exemples : antalgiques majeurs (morphine), antipaludéen (quinine), anticancéreux (vinblastine, vincristine)
– substances paralysantes ou encore stimulantes Exemples : caféine, curare
– stupéfiants
Exemples : cocaïne, mescaline
– poisons
Exemple : strychnine, nicotine

Les composés phénoliques [47], [21]

Une définition simple de ces types de métabolite, il n’en existe pas. L’élément structural fondamental qui les caractérise est la présence d’au moins un noyau benzénique auquel est directement lié au moins un groupe hydroxyle, libre ou engagé dans une autre fonction : éther, ester, hétéroside .
Parmi les molécules phénoliques, on trouve quelques classes comme :
– Les lignines qui ont un rôle structurel
– Les lignanes pour la défense des végétaux contre les pathogènes et qui sont aussi des antioxydants.
– Les flavonoïdes qui sont des pigments ou colorants,des produits de défense et des molécules de signal. Les flavonoïdes sont au nombre d’au moins 4500 types se divisent en différentes classes :
. Anthocyanes
. Tannins
. Isoflavonoïdes
A part les fonctions déjà citées ci-dessus, les composés phénoliques possèdent de nombreuses fonctions qui diffèrent d’une espèce à une autre :
– Molécules de dissuasion alimentaire.
– Attraction des pollinisateurs (tanins).
– Protection contre les rayonnements ultra-violets (UV).
Molécules donnant la couleur, les arômes et parfumsaux plantes.
– Molécules avec diverses vertus pharmacologiques :
. Médiateurs de la réponse inflammatoire,
. Antivirales,
. Hépato-protecteurs,
. Antioxydants, etc.

Généralités sur la drépanocytose

Définition

La drépanocytose, appelée également anémie falciforme, est une maladie génétique du sang due à une altération des gènes qui commandent la synthèse de l’hémoglobine. Plus de cent millions de personnes dans le monde sont touchées par la drépanocytose, faisant d’elle l’hémoglobinopathie al plus fréquente au monde. Elle induit d’insupportables douleurs, provoque de graves anémies et de nombreuses complications infectieuses [56].

Historique et distribution géographique de la maladie

La première description médicale de la drépanocytose avait été faite en 1904 par James HERRICK, médecin à Chicago et ce n’était qu’en 1949 que James NEEL avait démontré sa transmission mendélienne (génétiquementdéterminée). La même année, Linus Pauling et ITANO avaient mis en évidence l’anomalie de charge électrique caractérisant l’hémoglobine drépanocytaire ; ce quilui permit de relier pour la première fois une maladie à l’anomalie d’une molécule : ce fut le premier et le meilleur exemple des « maladies moléculaires » [66]. Des années plus tard, en 1956, le Britannique Vernon INGRAM montrait qu’ « elle est d ue à un remplacement d’un acide aminé dans l’hémoglobine anormale ». En 1978, Tom MANIATIS avait isolé le gène de la bêta globine, et en 1980, Yuet Wai KAN avait mis au point un test génétique prénatal de la drépanocytose. [58]
À partir des zones d’origine de la drépanocytose, notamment l’Afrique noire, des migrations et aussi des métissages entre les populations, la maladie s’est répandue dans le monde entier avec des prévalences variables d’une région du monde à une autre.

Étiologie et physiopathologie

Définition et structure de l’hémoglobine

L’hémoglobine (Hb) est une protéine essentielle du globule rouge ou hématie, dont le rôle est de transporter l’oxygène des poumons aux tissus périphériques. Après avoir libéré l’oxygène dans les tissus, elle changede conformation et fixe le dioxyde de carbone, déchet de la respiration cellulaire, pour le ramener aux organes respiratoires (poumons, branchies ou trachées) où il sera éliminé dans l’air expiré [57].
Une personne normale possède dans son sang plusieurs variétés d’hémoglobines, molécules toujours formées par l’ensemble de quatre chaînes protéiques α, β, δ, γ, identiques deux à deux, et qui établissent entre elles des liaisons très importantes pour le fonctionnement de cet ensemble. La « chaîne α » est présente dans toutes les variétés d’hémoglobine ; elle est couplée avec l’une des trois autres chaînes :β, γ, δ. De ce fait, les hémoglobines normales ou hémoglobines saines se présentent sous forme de trois types : HbA1 ou HbA, HbA2 et HbF selon la description suivante : [27], [66]

Table des matières

Introduction
PREMIÈRE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre I : Présentation de la plante
I. Botanique du « Justicia spicigera Schltdl »
1. Taxonomie
2. Description botanique
II. Utilisations thérapeutiques traditionnelles
III. Spécificité de la plante
IV. Les travaux antérieurs effectués sur la plante
Chapitre II : Notion de phytochimie
I. Métabolites primaires
II. Métabolites secondaires
1. Définition
2. Types de métabolites secondaires
2.1. Terpènoïdes
2.2. Alcaloïdes
2.3. Les composés phénoliques
Chapitre III : Généralité sur la drépanocytose
I. Définition
II. Historique et distribution géographique de la maladie
III. Étiologie et physiopathologie
1. Définition et structure de l’hémoglobine
2. Gène responsable de la drépanocytose
2.1. Mutation génétique
2.2. Caractéristique de l’hémoglobine S
3. Transmission du gène anormal
4. Physiopathologie
Complication aigues infectieuses
Complications dégénératives des organes
3.1. Symptomatologie et diagnostic
3.1.1. Symptômes de la drépanocytose
3.1.1.1. Crises vaso‐occlusives
3.1.1.2. Anémie
3.1.2. Diagnostic
3.2. Dépistage
3.2.1. Test d’EMMEL
3.2.2. Test d’ITANO ou test de solubilité
3.2.3. Focalisation isoélectrique
3.2.4. Electrophorèse de l’hémoglobine
3.2.5. CLHP
3.2.6. Le diagnostic anténatal
3.2.7. Le dépistage néonatal
IV. Traitements de la drépanocytose
1. Traitement des crises drépanocytaires :
2. Traitement curatif
V. Les mesures préventives
VI. Plantes à vertu antidrépanocytaire
DEUXIÈME PARTIE : ETUDE EXPERIMENTALE
Chapitre IV : Matériels et méthodes
I. Préparation des extraits
1. Principe
2. Première méthode d’extraction : « extraction en cascade par polarité croissante de solvants »
2.1. Traitements préalables des feuilles
2.2. Procédé d’extraction
2.3. Description du procédé
2.3.1. Extraction à l’hexane (Hex)
2.3.2. Extraction au dichlorométhane (DCM), à l’acétate d’éthyle (AcOEt), et au méthanol (MeOH)
2.3.3. Extraction à l’eau
3. Deuxième méthode d’extraction : « Extraction éthanolique suivi de partages liquide/liquide séquentiels »
3.1. Matériel végétal
3.2. Traitements préalables
3.3. Procédé d’extraction
3.4. Description du procédé
3.4.1. Extraction éthanolique suivie d’une déchlorophyllation
3.4.2. Partages liquide/liquide
II. Criblage phytochimique préliminaire des feuilles de Justicia spicigera Schltdl
1. Détection des alcaloïdes
1.1. Principe
1.2. Protocole expérimental
1.2.1. Tests préliminaires : par macération chlorhydrique
1.2.2. Tests de confirmation
2. Détection des flavonoïdes
2.1. Principe
2.2. Protocoles expérimentaux
2.2.1. Caractérisation des flavonoïdes
2.2.2. Caractérisation des classes de substances de la famille des flavonoïdes
3. Détection des tanins et polyphénols
3.1. Principe
3.2. Protocole expérimental
4. Détection des triterpènes et stéroïdes
4.1. Principe
4.2. Protocole expérimental
5. Détection des saponines
5.1. Principe
5.2. Protocole expérimenta
6. Détection des anthraquinones
6.1. Principe
6.2. Protocole expérimental
7. Détection des coumarines
7.1. Principe
7.2. Protocole expérimental
8. Détection des hétérosides cyanogénétiques
8.1. Principe
8.2. Protocole expérimental
III. Étude des activités biologiques des extraits de feuilles de Justicia spicigera Schltdl
1. Étude préliminaire de l’activité antifalciforme des extraits de Justicia spicigera Schltdl
1.1. Matériels et méthodes
1.1.1. Les extraits à tester
1.1.2. Produit de référence
1.1.3. Préparation des solutions d’extrait
1.1.4. Matériel biologique
1.2. Protocoles expérimentales
1.2.1. Test d’EMMEL
1.2.1.1. Description de la mise en oeuvre
1.2.1.2. Témoins
1.2.2. Test d’ITANO
1.2.2.1. Description de la mise en oeuvre
1.2.2.2. Témoins
2. Mise en évidence des activités antimicrobiennes
2.1. Les principaux microorganismes responsables des infections chez les sujets drépanocytaires
2.1.1. Streptococcus pneumoniae
2.1.2. Staphylococcus aureus
2.1.3. Enterobacter cloacae
2.1.4. Escherichia coli
2.1.5. Salmonella enteridis
2.1.6. Candidas albicans
3. Étude et évaluation des activités antimicrobiennes
3.1. Principe
3.2. Matériels et mode opératoire
3.2.1. Échantillons d’extraits à tester
3.2.2. Milieux de culture
3.2.3. Germes tests
3.2.4. Description de la mise en oeuvre
3.2.5. Appréciation des résultats
Chapitre V : Résultats et discussions
I. Résultats d’extractions
1. Première méthode d’extraction : « extraction en cascade par polarité croissante de solvant »
1.1. Rendement d’extraction
1.2. Interprétation
2. Deuxième méthode d’extraction : « Extraction éthanolique suivi de partages liquide/liquide séquentiels »
2.1. Rendements d’extraction
1.2.1. Rendement de l’extraction éthanolique
1.2.2. Rendements des partages liquide/liquide
2.2. Interprétation
II. Résultats du criblage phytochimique préliminaire des feuilles de Justicia spicigera Schltdl.
1. Tableau des résultats
2. Discussions
III. Effet antifalciforme des extraits de Justicia spicigera Schltdl.
1. Tests d’EMMEL
2. Tests d’ITANO
2.1. Résultats
2.2. Discussions
IV. Résultats des évaluations des activités antimicrobiennes
1. Résultats des tests antibiogrammes
2. Discussion
Chapitre VI : Analyses phytochimiques par CCM des extraits bioactifs des Justicia spicigera Schltdl
I. Matériels
II. Mise en oeuvre
III. Révélation et caractéristiques des taches de migration de certains composés chimiques
1. Par visualisation directe sous UV‐365nm (onde longues)
2. Pulvérisation de la plaque avec AlCl3 à 1% dans l’éthanol absolu suivie de visualisation dans le visible et sous UV‐365nm
3. Traitement de la plaque à la vapeur d’ammoniac NH3 (solution à 25%), puis visualisation dans le visible et sous UV‐365nm
4. Pulvérisation de la plaque avec KOH (solution à 25%) puis visualisation dans le visible et sous UV‐365nm après
5. Pulvérisation de la plaque avec le réactif de LIEBERMANN‐BURCHARD suivie de visualisation sous UV‐254nm et sous UV‐365nm
IV. Résultats des analyses phytochimiques par CCM
1. Révélation des flavonoïdes
2. Révélation des coumarines, xanthones, flavonols et/ou aurones, flavones méthylées
3. Révélation des stéroïdes
V. Discussions
Conclusion générale
Références bibliographiques

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