Soutenance mémoire
Utilisation tinctoriale et médicinale
Toutes les espèces tinctoriales analysées sont aussi utilisées pour les soins médicaux dans cette zone. Ces observations sont proches de celles énoncées par Jansen et al. (2005) qui stipulent que les espèces à usage principal de colorants et tanins sont souvent polyvalentes et comptent en général quatre usages secondaires dont le plus important est l‟usage médicinal. En effet, leurs principes actifs seraient souvent les composés chimiques également responsables des propriétés tinctoriales. La plupart de ces plantes cohabitent encore avec les populations autochtones ; certaines se retrouvent aux alentours des maisons (Anogeissus leiocarpus, Crateva religiosa, Tectona grandis, Khaya senegalensis, Philenoptera cyanescens, Flueggea virosa …), d‟autres servent de palissades ou de pilier (Ficus thonningii, Jatropha curcas, Bixa orellana, Lawsonia inermis…). La proximité de ces plantes constitue donc une source de matières premières non seulement pour la teinture et les marquages divers mais aussi pour les premiers soins médicaux. δes populations connaissent bien l‟importance thérapeutique de ces plantes auxquelles elles avaient recours pour les soins d’urgence et les besoins de la médecine domestique (Ahyi et al., 1λ88). D‟ailleurs, plusieurs auteurs, dont Kilahama (1998) ont admis que les connaissances autochtones sont un outil indispensable aux différentes stratégies de vulgarisation mais aussi de sauvegarde du savoir traditionnel. Ces plantes n‟étaient donc pas choisies au hasard. δes critères qui prévalaient pour leur sélection étaient surtout leur utilité, leur disponibilité et leur facilité de récolte. δes noms locaux yoruba/nago rapportés font surtout référence pour la plupart à l‟usage tinctorial ou aux propriétés médicinales de la plante. C‟est le cas de Pterocarpus osun dont le nom vernaculaire « osun » fait référence aux miracles attribués à la substance molle rouge préparée à partir de cette plante. En effet, cette substance est utilisée sous forme de pommade par les femmes juste après l‟accouchement pour annoncer non seulement la naissance du bébé en raison de sa couleur mais surtout pour ses propriétés antifongiques (Jansen, 2005). La teinture de Pterocarpus osun peut être remplacée par celles d‟autres bois rouges, les plus connus étant le bois de Pterocarpus erinaceus Poir. (Apepe /Osun dudu), et le bois de Baphia nitida Lodd (Irosun). Ces derniers bois se font aussi rares; le seul endroit où on a pu récolter quelques échantillons est la forêt sacrée de Daagbé; une zone interdite d’accès aux non initiés et surtout aux femmes qui constituent des artisans directement impliqués dans la transformation de ces bois en pigments commercialisables. Mis à part les tanins, les composés les plus impliqués dans la coloration de ces plantes sont les flavonoïdes. Ainsi, la couleur caractéristique de divers bois, du genre Pterocarpus, est due à certains flavonoïdes. La couleur rouge et jaune de ces espèces bois résulte de la présence de molécules appartenant à la famille des santalines (Kinjo et al., 1995 ; Surowiec et al., 2004). Ces molécules sont très utilisées dans le domaine de l’industrie textile où elles servent de colorants. La couleur rouge est due aux santalines A et B, tandis que la couleur jaune est due aux santalines Y et AC (Kinjo et al., 1995 ; Dweck, 2002). Les flavonoïdes sont également très utilisés en cosmétique, et participent à la lutte contre le vieillissement cutané en tant que composés antioxydants. Ils limitent l‟accumulation des formes actives de l‟oxygène très réactives, et protègent les protéines structurales de la peau (collagène et élastine) (Macheix et al., 2005). Dans le domaine pharmacologique, les proanthocyanidines (biflavonoïdes) possèdent des effets anti-inflammatoires, anti-allergiques et anti-ulcéreux (Santos-Buelga et Scalbert, 2000 ; Hooper et Cassidy, 2006). Par ailleurs, plusieurs propriétés biologiques citées par Koné (2009) ont été attribuées à divers composés polyphénoliques. Il s‟agit de propriétés anticancérigènes, anti-ulcéreuses, anti-inflammatoires, analgésiques, antisplasmodiques, antiparasitaires, antimicrobienne. En outre, de nombreux triterpènes, isolés de diverses plantes, possèdent des propriétés très variées telles que les propriétés anti-inflammatoires, antiseptiques, analgésiques, anticancéreuses, et antivirales (Liu, 2005). On pourrait trouver une certaine compatibilité entre les propriétés des groupes chimiques trouvés, les objectifs thérapeutiques recherchés dans les traitements traditionnels relevés et les diverses couleurs exhumées par ces plantes. Cette étude a révélé que les propriétés antalgiques, antisplasmodiques, anti-inflammatoires, antiseptiques et antibactériennes des groupes chimiques présents dans les plantes, sont les plus exploitées. Dinesh et al. (2009) dans une étude réalisée sur Lawsonia inermis confirment les propriétés antibactériennes de l‟extrait éthanolique sur Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium et Bacillus subtilis. Ils font remarquer que les composés chimiques responsables de ces propriétés sont des naphtoquinones, or ces mêmes quinones sont responsables des propriétés tinctoriales de la plante d’après les travaux réalisés par Bensegueni (2001). De même les travaux réalisés par Purushotham et al. (2010) ont révélé les activités antibactérienne et analgésique de Tectona grandis. Cette plante possède des anthraquinones et naphtoquinones (Ranjana et Saikia, 2005 ; Mahesh et Jayakumaran, 2011), qui seraient à l‟origine de cette activité. En revanche Hymenocardia acida est une espèce reconnue pour sa teinture rouge brun mais son analyse phytochimique n‟a révélé que des tanins et des dérivés cyanogéniques. Cette plante est localement interdite d‟usage comme bois de chauffe à cause de la fumée toxique qu‟il dégagerait sous l‟effet de la chaleur ; d‟où son appellation en nago “fumée qui tue‟‟. En effet, cette toxicité serait due aux dérivés cyanogéniques présents dans la plante. Cependant, ses feuilles sont utilisées en décoction dans le traitement des hémorroïdes, des œdèmes, de l‟asthénie et de la drépanocytose. D‟ailleurs son activité antidrépanocytaire in vitro a été prouvée par les travaux de Mpiana et al. (2007). En général, les espèces végétales inventoriées ont fait l‟objet de plusieurs études pharmacologiques. C‟est ainsi que les travaux de Rajib et al. (2009) ont montré une activité hépatoprotectrice des graines de Bixa orellana, utilisées en grande partie comme colorant alimentaire ayant des propriétés antioxydantes (Cardarelli et al., 2008). La teinture des écorces d’Anacardium occidentale (Akinpelu, 2001), de Vitex doniana (Kilani, 2006) et celle de Jatropha curcas (Igbinosa et al., 2009) ont montré un large spectre d‟activité antibactérienne dont l‟inhibition de Shigella dysenteriae, ce qui pourrait justifier leur usage régulier dans le traitement des diarrhées graves par la population autochtone.
Dosage spectrophotométrique
Les matières colorantes se caractérisent par leur capacité à absorber les rayonnements lumineux dans le spectre visible (380 à 750 nm). La transformation de la lumière blanche en lumière colorée par réflexion sur un corps, ou par transmission ou diffusion, résulte de l’absorption sélective d’énergie par certains groupes d’atomes appelés chromophores. Cesderniers représentent les groupements qui confèrent la couleur à la molécule colorante ou chromogène. D’autres groupes d’atomes du chromogène peuvent intensifier ou changer la couleur due au chromophore, ils sont appelés les groupements auxochromes. Ces deux groupements (chromophores : carbonyl =C=O; vinyl =C=C- …, et auxochromes: hydroxyl – OH; alkoxyl -OR…) caractérisent en général les composés polyphénoliques présents dans les plantes (Capon et al., 1999; Barka, 2008). L’évaluation de la teneur en composés polyphénoliques des plantes tinctoriales sélectionnées pourrait à priori justifier leur richesse en colorants naturels.
Détermination de l’activité antioxydante par des tests chimiques in-vitro
Les antioxydants sont des molécules qui, lorsqu’elles sont présentes à faible concentration par rapport au substrat oxydable, retardent ou stoppent le processus d’oxydation, et ainsi régulent l’équilibre redox cellulaire (Aruoma, 1996). Les antioxydants font l’objet de nombreuses études car en plus d’un intérêt certain dans la conservation des denrées comestibles (Kouamé et al, 2009) et contre la photopho oxydation ou photodégradation, ils pourraient s’avérer utiles dans la prophylaxie et le traitement des maladies dans lesquelles le stress oxydant est incriminé. Il suffit juste de taper dans Google pour voir des dizaines de millions de liens en réponse à ce mot clé « antioxydant », accompagné d’un répertoire de plantes riches en ces substances; ce qui représente un atout commercial fréquemment mis en avant par les industries cosmétiques et de compléments alimentaires comme moyen de promotion de leurs produits. En raison de ce succès commercial, le terme «antioxydant» est fréquemment utilisé de manière abusive et inappropriée (Dangles, 2012). La capacité antioxydante d’une molécule peut être évaluée soit de façon in vivo, sur des organismes vivants, soit de manière in vitro, en utilisant des tests qui miment le phénomène physiologique. Pour évaluer l’activité antioxydante in vitro d’extraits naturels, différentes méthodes ont été développées. Ces méthodes impliquent le mélange d’espèces oxydantes, tels que des radicaux libres ou des complexes métalliques oxydés, avec un échantillon qui contient des antioxydants capables d’inhiber la génération de radicaux. Ces antioxydants peuvent agir selon deux mécanismes majeurs (Prior et al., 2005): soit par transfert d’atome d’hydrogène, soit par transfert d’électron. Les méthodes basées sur le transfert d’atome d’hydrogène mesurent la capacité globale d’un antioxydant à réprimer les radicaux libres par donation d’un atome d’hydrogène, alors que les méthodes basées sur le transfert d’électron mesurent la capacité d’un antioxydant à transférer un électron qui réduira n’importe quel composé, incluant les métaux, les carbonyles et les radicaux. Ainsi, compte tenu des différents facteurs impliqués, tels que les propriétés physicochimiques des molécules, le type de test employé ou l’état d’oxydation des substrats, il est recommandé d’utiliser au moins deux tests pour confirmer une activité antioxydante (Prior et al., 2005; Frankel and Meyer, 2000). C’est pourquoi dans le présent travail, le choix s’est porté sur l’utilisation de deux tests chimiques: le test évaluant le piégeage des radicaux libres et employant le 2,2 diphenyl-1-picrylhydrazyle sous sa forme radicalaire (DPPH•), impliquant le transfert d’atome d’hydrogène et le transfert d’électron, et le test déterminant le pouvoir réducteur antioxydant du fer III (FRAP: Ferric Reducing Antioxydant Power) basé sur le transfert d’électron.
Principe de l’Analyse en Composante Principale (ACP)
L’ACP est une méthode qui permet d’analyser un ensemble de données quantitatives dans un espace multidimensionnel. Son principe est basé sur un changement de variable qui réduit la dimensionnalité de l’espace et qui fournit en conséquence une représentation simplifiée de celui-ci. Une ACP est généralement utilisée lorsque les données étudiées sont issues de l’observation de n individus situés dans un espace E de p dimensions (p > 3); l’ensemble des données forme alors un nuage de n points dans Ep. L’objectif de l’ACP est de trouver la meilleure représentation graphique du nuage de n points à l’intérieur d’un sous espace H de E, et de dimension q (Besse et Baccini, 2011). La meilleure représentation est soit celle qui minimise les déformations du nuage de points, soit celle qui conserve au maximum la dispersion initiale de celui-ci à l’intérieur de l’espace E. Ainsi le sous espace H optimal est celui dont les q dimensions maximisent la somme des carrées des distances des points projetés et leur centre de gravité. En résumé, l’objectif de l’ACP est de fournir une image simplifiée d’un espace de données complexes, en conservant un maximum d’information.
Cycle vital d’Artemia salina (Crustacea-Anostroca)
Artemia salina est un petit crustacé vivant habituellement dans les étangs saumâtres. Le cycle biologique d’Artemia salina est tout à fait particulier : après la fécondation, les premières étapes du développement conduisent normalement à la formation d’une blastula puis d’une gastrula. La gastrula poursuit son développement, en conditions normales, pour conduire à la formation d’un adulte après passage par le stade prénauplius et nauplius. Il existe une voie alternative de développement correspondant à l’apparition dans le milieu naturel de conditions vitales critiques (sécheresse et évaporation de l’eau des marais). Les gastrulas forment des kystes susceptibles d’être isolées du milieu extérieur, car la quasi-totalité de l’eau de l’organisme est éliminée (95-98%) et l’ensemble des fonctions physiologiques et biochimiques entrent dans une phase de dormance. Lorsque les kystes sont réhydratés (soit naturellement, soit artificiellement), les différentes activités métaboliques reprennent successivement. Ce que l’on appelle improprement des » œufs » d’Artemia qui sont en réalité des gastrulas dormantes ou enkystées susceptibles de rester dormantes pendant plusieurs années (Le Gal et Gros, 1988).
Composition chimique
Tectona grandis L.f. est sans contexte l’espèce ligneuse tropicale dont le bois est le plus apprécié et le plus utilisé au niveau mondial en raison de ses propriétés technologiques exceptionnelles (Kokutse, 2002). A ce titre, elle a fait l’objet de nombreuses recherches allant dans le sens de la caractérisation de ces propriétés mécaniques ainsi que ces propriétés pharmacologiques (Khan et al., 1999 ; Chengping Xie et al., 2011; Niamké et al.,2012); en l’occurrence, les travaux menés par Chengping Xie et al (2011) sur les bois de cœur du teck en provenance de 3 pays (Inde, Thaïlande et Nigéria), ont permis de trouver 109 composés et d‟en identifier 74 dont β7 sont communs aux γ provenances. Hormis son bois, quelques travaux ont également porté sur la composition chimiques des autres parties du teck notamment sur les feuilles, utilisées traditionnellement en pharmacopée et dans la production des teintures naturelles (Aguinaldo et al., 1993 ; Bhuyan et Saikia, 2005; Aradhana et al.;2010 ; Mahesh et Jayakumaran, 2010). Le teck renferme des terpénoïdes, des lignanes et principalement des polyphénols. Ces derniers peuvent être des polymères (tanins) ou des molécules de faibles poids moléculaires telles que les quinones, et les flavonoïdes. Ces composés caractérisent fortement la couleur du bois de cœur du teck ainsi que des substances extractibles de ses feuilles. Les colorants rouges, orangés ou jaune-orangés du teck ont une origine biosynthétique commune. Ils sont constitués d‟une structure chimique de base correspondant au noyau anthracène-9,10-dione (anthraquinone), ou au noyau naphthalène-1,4- dione (naphthoquinone). δes structures anthraquinoniques dites “aglycones”, présentes dans le teck, diffèrent selon la nature et le positionnement des substituants sur les noyaux A et C de la structure de base. La plante biosynthétise principalement la tectoquinone (2-méthylanthraquinone) (Bhargava et al., 1991). Les composés quinoniques isolés des feuilles de T. grandis sont principalement la tectograndone (10-(2′,5′,8′-trihydroxy-naphthoquinon-3′-yl)-5,12- dihydroxy-2,2,8-triméthyl-2(H)-pyrano[2,3-b]anthracen-6,11-dione) (Aguinaldo et al., 1993); la tectone (3,8-dihydroxy-2-méthylanthraquinone) (Shukla et al., 2010), la tectoleafquinone (1,4,5,8-tétrahydroxy-2-isopentadienylanthraquinone) (Agarwal et al., 1965); la 1,5- dihydroxy-2-méthylanthraquinone (Bhuyan et Saikia, 2005) , la 5-hydroxy-2- méthylanthraquinone, le lapachol (2-hydroxy-3-(3′-méthylbut-2′-enyl)-1,4-naphthoquinone et le déoxylapachol (Bhuyan et Saikia, 2005; Aradhana et al.; 2010)
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Table des matières
PARTIE I ACTIVITES D’ORIENTATION ET SELECTION DES PLANTES TINCTORIALES ETUDIEES
Chapitre 1. Enquête ethnobotanique et criblage phytochimique des plantes recensées
1. Aperçu sur l’art et l’artisanat au Bénin
2. Etude ethnobotanique des plantes tinctoriales : Présentation de la zone d’étude
2.1. Enquête
2.2. Détermination du degré d’utilisation des plantes recensées et matériel du criblage phytochimique
2.3. Traitement des données
2.4. Résultats et discussion
2.5. Conclusion
Chapitre 2. Dosage spectrophotométrique, activités antioxydantes et toxicité larvaire des extraits méthanoliques des plantes sélectionnées
2.1. Mesure du pouvoir antiradicalaire par piégeage des radicaux libres de DPPH (2,2- diphényle-1-picrylhydrazyle)
2.1..1. Principe
2.1..2. Résultats
2.2. Pouvoir réducteur du fer (Test FRAP: Ferric Reducing Antioxydant Power)
2.2..1. Principe
2.2..2. Résultats
2.3. Corrélation activité antioxydante et teneur en polyphénols
2.3.1. Principe de l’Analyse en Composante Principale (ACP)
2.3.2. Résultats
3.1. Cycle vital d’Artemia salina (Crustacea-Anostroca)
3.2. Principe du test « Brine Shrimp »
3.3. Résultats
PARTIE II PRESENTATION DES PLANTES ET ETUDE ANALYTIQUES
Chapitre 1: Présentation des plantes étudiées
1. Tectona grandis L. f. (Lamiaceae)
1.1. Distribution botanique et géographique
1.2. Historique
1.3. Composition chimique
1.4. Propriétés et utilisations
1.4.1. Dans le domaine tinctorial
1.4.2. Dans le domaine pharmacologique
1.4.3. Intérêt économique et écologique
2. Les plantes à indigo: Indigofera tinctoria et Philenoptera cyanescens
2.1. Distribution botanique et géographique
2.2. Historique
2.3. Composition chimique des plantes à indigo
2.4. Propriétés et utilisations
2.4.1. Dans le domaine tinctorial
2.4.2. Dans le domaine pharmacologique
3. Lawsonia inermis Linn.
3.1. Distribution botanique et géographique
3.2. Historique
3.3. Composition chimique
3.4. Propriétés et utilisations
3.4.1. Dans le domaine tinctorial
3.4.2. Dans le domaine pharmacologique
4. Khaya senegalensis (Ders.) A. Juss. (Meliaceae)
4.1. Distribution botanique et géographique
4.2. Historique
4.3. Composition chimique
4.4. Propriétés et utilisations
4.4.1. Dans le domaine tinctorial
4.4.2. Dans le domaine pharmacologique
4.4.3. Intérêt écologique et économique
Chapitre 2: Etude analytique
1. Infrarouge à Transformée de Fourier (IR-TF)
1.1. Principe et plan d’analyse
1.2. Etude et discussion des molécules de référence
1.3. Conclusion
2. Chromatographie Liquide à Haute Performance (CLHP)
2.1. Mise au point des conditions analytiques
2.2. Etude des molécules standards
2.3. Procédés d’extraction et analyse des divers extraits obtenus
2.3.1. Analyse des extraits de Tectona grandis
2.3.1.1. Essai d’optimisation des conditions d’extraction
2.3.1.1.1. Rendements en colorants
2.3.1.1.2. Approche écologique, économique et santé
2.3.1.1.3. Conclusion
2.3.1.2. Caractérisation des molécules cibles
2.3.1.2.1. Fractionnement et purification
2.3.1.2.2. Identification des composés et empreintes chromatographiques des fractions
2.3.1.2.3. Conclusion
2.3.2. Analyse des extraits de plantes à indigo
2.3.2.1. Etude comparative des procédés d’extraction
2.3.2.1.1. Optimisation des procédés traditionnels par réduction chimique
2.3.2.1.1.1. Principe
2.3.2.1.1.2. Avantages et limites
2.3.2.1.1.3. Alternatives
2.3.2.1.2. Etude et discussion des rendements
2.3.2.2. Caractérisation des composés tinctoriaux des deux espèces à indigo
2.3.2.2.1. Fractionnement et purification des molécules cibles
2.3.2.2.2. Identification des molécules cibles des deux espèces et empreintes chromatographiques des fractions
2.3.2.2.3. Conclusion
2.3.2.3. Quantification
2.3.2.3.1. Préparation des solutions du standard et de la gamme d’étalon
2.3.2.3.2. Détermination de la teneur en indigoïdes et en isatine des extraits
2.3.2.3.3. Conclusion
2.3.2.4. Paramètres d’application et de différenciation des deux espèces à indigo
2.3.2.4.1. Dégradation photochimique des extraits
2.3.2.4.2. Différenciation des deux espèces par le rapport de leur proportion relative en indigoïde
2.3.2.5. Conclusion
2.3.3. Analyse des extraits de Lawsonia inermis
2.3.3.1. Extraction et identification des molécules cibles
2.3.3.2. Conclusion
2.3.4. Analyse des extraits de Khaya senegalensis
2.3.4.1. Etude et discussion de la composition en colorants de K. senegalensis
2.3.4.2. Conclusion
Partie III ETUDE DE CAS
Chapitre 1: Application à des échantillons muséaux
1. Aperçu historique
2. Les objets du patrimoine échantillonnés
2.1. Les masques Guèlèdè
2.2. Les statuettes de jumeaux « Ibéji »
2.3. Les fétiches
2.4. Les textiles cultuels et coutumiers
3. Analyse des échantillons muséaux
3.1. Principe du plan d’analyse
3.2. Aperçu sur les pigments probablement utilisés dans l’artisanat au Bénin
3.3. Résultats et discussion
4. Conclusion
Chapitre 2 Applications pharmacologiques via des tests chimiques in-vitro
1. Activité anticancer : Test de cytotoxicité sur des cellules MCF-7 et IGROV
1.1. Principe
1.2. Résultats
2. Discussion générale sur la caractérisation et les propriétés pharmacologiques des plantes étudiées
ANNEXE
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