Soutenance mémoire
Depuis longtemps, l’être humain en général, les guerriers au combat et les sportifs utilisaient divers produits afin d’améliorer leur performance physique et d’empêcher l’apparition de la fatigue (SADRI K. et coll., 2014) qui est une réduction de la capacité des muscles à générer une force maximale à la suite d’un effort musculaire (GANDEVIA S.C., 1998). C’est un phénomène métabolique complexe provoquant l’altération de la performance menant à la diminution de la puissance, de l’endurance musculaire, de l’habilité motrice et des fonctions mentales (WANG B. et coll., 2014). Elle se traduit par un manque d’énergie et de motivation à faire des activités physique et mentale. La fatigue provoque divers désordres qui influencent la régulation biologique du système nerveux autonome, endocrinien, immunitaire, moteur et sensoriel. Bien qu’elle soit souvent considérée comme une réponse négative du système neuromusculaire à l’exercice, elle constitue un phénomène de protection qui empêche la déficience en énergie et préserve l’intégrité de l’organisme. La fatigue est réversible après une période de repos (GUEZENNEC C.Y., 2008).
Depuis plusieurs années, un nombre important d’études ont été réalisés afin de mieux comprendre les processus neurophysiologiques à l’origine de la fatigue musculaire (BIGLAND-RITCHIE B. et coll., 1995 ; ENOKA R.M. et STUART D.G., 1992). La fatigue peut être divisée en 2 catégories: la fatigue mentale ou centrale et la fatigue physique ou périphérique (HYUN A.O. et coll., 2015). La fatigue centrale est due à la détérioration de la transmission neuronale du cortex moteur vers les muscles (SHEI R.J. et MICKLEBOROUGH T.D., 2013), à la diminution de la commande et de la stimulation des motoneurones alpha aux muscles (ENOKA R.M., 1995). Elle se manifeste par un manque de motivation (SHEI R.J. et MICKLEBOROUGH T.D., 2013). Par contre, la fatigue périphérique résulte des désordres métaboliques au niveau des muscles striés squelettiques tels que la déplétion en substrats énergétiques comme les phosphagènes et les réserves de glycogène, l’hypoxie tissulaire, l’accumulation de métabolites comme le lactate, l’ammonium et les espèces réactives de l’oxygène contribuant à la diminution de la production d’ATP et de la libération des ions Ca2+ du réticulum sarcoplasmique (SHEI R.J. et MICKLEBOROUGH T.D., 2013).
La fatigue de courte durée est liée à des exercices très intenses et correspond essentiellement à la fatigue périphérique. Par contre, la fatigue de longue durée est due à des exercices intensifs mais prolongés et elle est à la fois d’origine périphérique et centrale (BURY T., 2012). L’exercice musculaire de longue durée provoque l’épuisement des réserves de glycogène et contribue à une hypoglycémie pouvant altérer la fonction nerveuse (LI T. et LI W., 2009). Ce type d’effort déclenche aussi l’hypoxie qui entraine des dommages au niveau des axones des neurones centraux, ce qui diminue la stimulation et la conduction neuronale, provoquant ainsi la fatigue centrale et périphérique (SADRI K. et coll., 2014). En effet, le mécanisme de la fatigue provoquée par le travail ou l’exercice musculaire est principalement lié à l’utilisation excessive de substrats métaboliques et d’énergie (ZHANG G. et coll., 2015). Comme l’ATP est la seule source d’énergie directement utilisable pour la contraction musculaire, son approvisionnement doit être continuel. Pourtant, le stock d’ATP immédiatement disponible est peu important dans le muscle; par ailleurs il y existe trois sources d’ATP additionnelles utilisées lors de la contraction musculaire (SHERWOOD L. et coll., 2013): la phosphorylation directe de l’ADP par la créatine phosphate, la glycolyse anaérobie et la respiration cellulaire aérobie (MARIEB E.N. et coll., 2008). Au début de la contraction, l’ATP nécessaire est fourni par le transfert de phosphate et d’énergie de la créatine phosphate à l’ADP. Cette voie de synthèse d’ATP est rapide et importante au cours des contractions musculaires brèves et intenses (SHERWOOD L. et coll., 2013). Quand l’activité musculaire est intense et se poursuit, ou lorsque l’apport en oxygène est insuffisant par rapport aux besoins des muscles en contraction, la glycolyse anaérobie se met en œuvre pour produire des molécules d’ATP. Cette réaction a lieu dans le cytosol où le glucose est dégradé en acide pyruvique puis en acide lactique et une petite partie de l’énergie libérée sert à fabriquer des molécules d’ATP, 2 molécules d’ATP par molécule de glucose. Cette voie est deux fois et demie plus rapide que la voie aérobie, mais l’accumulation d’acide lactique qu’elle occasionne contribue à la fatigue musculaire (MARIEB E.N. et coll., 2008). Lors des efforts d’endurance, le métabolisme aérobie constitue la source essentielle d’énergie (BURY T., 2012). Pendant la respiration cellulaire aérobie qui se déroule dans les mitochondries, le glucose est entièrement dégradé en CO2 et en H2O et une partie de l’énergie libérée au cours de cette dégradation est captée dans les liaisons des molécules d’ATP. Cette voie métabolique fournit de grandes quantités d’ATP, 36 molécules d’ATP par molécule de glucose, mais elle est relativement lente et nécessite un apport continu d’oxygène et de nutriments. En outre, pour la synthèse d’ATP, les cellules musculaires extraient l’énergie libre de son environnement via le catabolisme des glucides, des lipides et exceptionnellement des aminosides (MARIEB E.N. et coll., 2008).
L’utilisation des substrats énergétiques dans les muscles squelettiques dépend de l’intensité du travail musculaire effectué: les glucides sont brûlés pour réaliser un travail de haute intensité et de courte durée (CHERPEC R., 2009), alors que les glucides et les lipides sont dégradés pour un travail moins intense et de longue durée (BURY T., 2012). Quand l’énergie venant des hydrates de carbone et des réserves lipidiques sont épuisés, les protéines et les acides aminés constituent des alternatifs pour l’organisme afin de puiser de l’énergie (ZHAO X-N. et coll., 2015).
PARTIE CHIMIQUE
Préparation de l’extrait
La plante utilisée dans ce mémoire appartient à la famille des LILIACEAE. Ses feuilles ont été récoltées le mois de septembre 2016 à Mangabe, un village localisé dans la région AlaotraMangoro. Elles ont été séchées à l’ombre dans une salle aérée, à la température ambiante, pendant 3 mois. Cent quatre-vingt-dix grammes de feuilles séchées ont été broyées à l’aide d’un broyeur électrique à marteau (BROOK CROMPTON ©, Série 2000), et la poudre ainsi obtenue a été macérée dans un mélange éthanol-eau (60:40), à la température ambiante pendant 4 jours en agitant tous les jours. Le macérât a ensuite été filtré sur du coton hydrophile, puis le filtrat a été évaporé à sec à la température de 80°C à l’aide d’un distillateur et dans un bainmarie à 100°C .
Criblage phytochimique
Un criblage phytochimique a été effectué sur l’extrait GLS-12 pour détecter les différentes familles chimiques qu’il contient. Ce test est basé sur des réactions chimiques particulières en utilisant des réactifs spécifiques pour chaque famille chimique (Tableau I). La présence d’une famille chimique est caractérisée par le changement de coloration ou la formation d’un précipité (FONG H.H.S. et coll., 1977).
La teneur de la famille chimique présente dans l’extrait a été exprimée par les signes suivants:
− : Absence
+ : Présence en faible teneur
++ : Présence en teneur moyenne
+++ : Présence en forte teneur .
PARTIE PHARMACOLOGIQUE
Animaux d’expérimentation
Des souris mâles de race SWISS, âgées de 3 à 5 mois, pesant entre 20 et 30 grammes ont été utilisées. Elles ont été élevées à l’animalerie du Laboratoire de Pharmacologie Générale, de Pharmacocinétique et de Cosmétologie (L.P.G.P.C), de la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo. Ces souris ont été nourries avec de la provende CPO AGRIVAL©, elles ont eu un accès libre à de l’eau et soumises à un cycle de lumière et d’obscurité 12/12 heures (NA C-S. et coll., 2013). Avant chaque test, les animaux ont été mis à jeun pendant 12 heures et ont reçu de l’eau à volonté.
Répartition des animaux et voie d’administration des produits
Avant chaque série de tests, les animaux ont été répartis en 4 lots de 4 souris: un lot témoin a reçu 10 ml/kg d’eau distillée, puis les 3 autres lots ont reçu l’extrait GLS-12 dissout dans de l’eau distillée aux doses respectives de 125, 250 et 500 mg/kg. Les produits ont été administrés par voie orale dans un volume de 10 ml/kg (CHEN C-S. et coll., 2016).
Tests préliminaires
Pour assurer l’homogénéité des individus utilisés, les souris ont été soumises à des tests de sélection. Elles ont été suspendues à la barre fixe et seules les souris qui sont restées suspendues à la barre entre 20 à 30 secondes ont été retenues. Pour le test de la nage forcée, celles qui ont été capables de nager pendant 10 minutes ont été choisies et pour le test de marche sur le Rotarod, les animaux qui sont restés pendant 5 minutes ont été sélectionnés.
Étude de l’effet de GLS-12 sur la fatigue provoquée par un effort musculaire bref et intense
L’effet de l’extrait GLS-12 sur la fatigue musculaire provoquée par un effort bref et intense a été évalué en utilisant la barre fixe, constituée d’un fil de fer de 1 cm de circonférence et 0,3 mm de diamètre, tendu sur 33 cm de longueur et placé à 30 cm du sol (Figure 3) (COURVOISIER S., 1956 ; BOISSIER J. R., 1960). Les souris sélectionnées ont été suspendues à la barre fixe par leurs pattes antérieures et leurs pattes postérieures ont été attachées pour les empêcher de s’agripper à la barre fixe. Les animaux ont été mis à jeun pendant 12 heures avant le test et ont un accès libre à de l’eau. Les souris ont été réparties en 4 lots de 4 souris: un lot témoin a reçu 10 ml/kg d’eau distillée, puis les 3 lots ont reçu l’extrait GLS-12 aux doses respectives de 125, 250 et 500 mg/kg dans un volume de 10 ml/kg, par voie orale. Trente minutes après l’administration de l’extrait et de l’eau distillée, les souris sélectionnées ont été suspendues à la barre fixe et la durée de suspension de chaque souris jusqu’à son épuisement a été chronométrée et notée.
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Table des matières
I. INTRODUCTION
II. MATÉRIELS ET MÉTHODES
A. PARTIE CHIMIQUE
1. Préparation de l’extrait
2. Criblage phytochimique
B. PARTIE PHARMACOLOGIQUE
1. Animaux d’expérimentation
2. Répartition des animaux et voie d’administration des produits
3. Tests préliminaires
4. Étude de l’effet de GLS-12 sur la fatigue provoquée par un effort musculaire bref et intense
5. Étude de l’effet de GLS-12 sur la fatigue provoquée par un effort musculaire de longue durée
a. Étude de l’effet de GLS-12 sur la fatigue provoquée par la nage forcée
b. Étude de l’effet de GLS-12 sur la fatigue provoquée par la marche forcée
C. EXPRESSION ET ANALYSE DES RÉSULTATS
III. RÉSULTATS
A. PARTIE CHIMIQUE
1. Rendement de l’extraction
2. Résultats du criblage phytochimique
B. PARTIE PHARMACOLOGIQUE
1. Effet de GLS-12 sur la fatigue provoquée par un effort musculaire bref et intense
2. Effet de GLS-12 sur la fatigue provoquée par un effort musculaire de longue durée
a. Effet de GLS-12 sur la durée de la nage des souris dans le bain
b. Effet de GLS-12 sur la distance parcourue par les souris sur le Rotarod
IV. DISCUSSION
V. CONCLUSION
VI. BIBLIOGRAPHIE
