Soutenance mémoire
Présentation de l’octopamine
L’octopamine (OA) est une amine biogène présente dans notre alimentation. Elle est issue de l’hydroxylation enzymatique de la tyramine .
La TA lui-même est le substrat d’une enzyme appelée tyramine-β-hydroxylase (TβH). Il convertit TA en OA par l’ajout d’un groupe hydroxyle en position β. En conséquence, cette enzyme est présente dans tous les neurones et cellules qui synthétisent l’OA. Comme une seule enzyme est nécessaire pour produire de l’OA ou de la TA, ils limitent la vitesse. A l’heure actuelle, on ne sait pas si les neurones utilisent à la fois TA et OA comme émetteurs ou si seulement les neurones contenant de la TA dépourvus de tyramine la tyramine-βhydroxylase libèrent TA. Une clarification améliorerait grandement notre compréhension des aspects fondamentaux de la modulation du système nerveux. Récemment, des études immunohistochimiques (méthode de localisation de protéines dans les cellules) utilisant un antisérum anti-TA spécifique ont identifié un ensemble de neurones larvaires qui contiennent de la TA mais pas de l’OA. Ces cellules pourraient être la principale source de libération de TA [18].
Synthèse et dégradation de l’octopamine
Synthèse chimique
L’octopamine, une monoamine biogénique, est synthétisée dans la plupart des invertébrés à partir de la tyramine par β-hydroxylation. L’enzyme correspondante de la drosophile, la tyramine-β-hydroxylase, a été récemment clonée [19]. Elle montre l’homologie la plus élevée à la dopamine- β-hydroxylase des vertébrés, ce qui pourrait refléter les similitudes des substrats. La tyramine est, par contre, généralement produite par décarboxylation de l’acide aminé tyrosine. Cette simple synthèse en deux étapes semble être la plus abondante. Chez les criquets, une voie de sauvetage est également présente. L’administration de L-DOPA à des ganglions en culture du criquet migrateur Locusta Migratori a entraîné l’apparition de m-OA, l’isomère biologiquement actif de l’OA. La LDOPA est décarboxylée par la DOPA décarboxylase en dopamine, qui est déshydratée en tyramine. Comme pour la biosynthèse conventionnelle, la β-hydroxylation de la tyramine est la voie métabolique normale (Fig. 2) [20].
Dégradation de l’octopamine
Contrairement à ce schéma simple, la dégradation enzymatique est plus complexe. L’inactivation de l’arthrose dans les tissus des invertébrés les plus internes est réalisée par les N-acétyl-transférases (Fig. 3) avec l’OA N-acétylée comme produit de dégradation le plus important de l’OA [21-24]. Il est en outre traité par des conjugases pour permettre l’élimination complète des métabolites de l’arthrose. Une autre façon d’inactiver l’OA est sa Nméthylation catalysée par la phényléthanolamine N-méthyl-transférase (PNMT) [25]. Le produit est la synéphrine, qui n’est pas adaptée pour agir comme un produit de dégradation. Elle a une plus grande affinité pour les Récepteurs OA (OAR) que l’OA elle-même. La monoamine oxydase (MAO), qui est la principale enzyme de dégradation des amines biogènes chez les mammifères, n’a qu’une importance mineure pour l’élimination fonctionnelle de l’OA. Les activités de la MAO chez les insectes sont plus ou moins limitées aux tubules malphigiens [25]. L’activité MAO convertit l’amine en aldéhyde qui est davantage oxydé en l’acide carboxylique correspondant [25]. Une autre voie d’inactivation de l’OA est la γ-glutamylation de l’OA. Cette voie obscure a été observée dans les yeux et le cerveau du limule Limulus polyphemus. Il a été suggéré que le γ-glutamyl OA fonctionne comme un émetteur intercellulaire dans le système optique Limulus [26].
La présence de l’octopamine dans les aliments
La plupart des aliments sont riches en protéines. Ces dernières se transforment en acides aminés qui donnent les amines biogènes après décarboxylation ou hydroxylation dans les conditions biologiques favorables. Ainsi, l’octopamine peut se trouver et se développer dans différentes catégories d’aliments :
● Les boissons alcoolisées (vin et bière) : la concentration de l’OA est très faible [27 29] ;
● Les légumes (les épinards, les pommes de terre) contiennent des niveaux considérables de l’octopamine. Comme les fruits, les quantités de monoamine augmentent à mesure que les feuilles mûrissent [30] ;
● Les sauces de soja : présentent d’une petite quantité d’OA [31] ;
● Les sauces de poisson : l’OA est l’un des ingrédients bioactif de la sauce de poisson [32] ;
● Les fromages contiennent d’une grande quantité d’OA car ils sont fermentés et souvent conservés longtemps après leur fabrication [33] ;
● La viande présente d’une faible quantité d’OA [34] ;
● Les fruits : contiennent des quantités importantes d’octopamine.
La source végétale avec la plus forte concentration connue de l’octopamine est le citron (Citrus limon). Une analyse de diverses espèces de Citrus a démontré que le jus de citrons Meyer (C. limon) contenait la plus forte concentration de p-octopamine (16,3 mg.mL-1) [35]. Les jus d’autres espèces de la société, y compris l’orange sucrée (C. Sinensis), le pamplemousse (C. Paradisi), le pamplemousse (C. Grandis), la mandarine (C. Reticulate) et la clémentine (C. Clementina) ne contenaient pas de p-octopamine détectable. Il est intéressant de noter que les oranges douces, clémentines et mandarines de Marrs contiennent des quantités élevées (78 à 115 mg mL-1) de synéphrine, mais pas d’octopamine détectable [35]. L’orange amère (C. Aurantium) est fréquemment mais désigné à tort comme une source commune de l’octopamine. En réalité, la p-octopamine est soit absente, soit présente à l’état de traces [36].
Les fonctions de l’octopamine
Les fonctions physiologiques de l’octopamine
L’OA est une amine biogène naturel et multifonctionnelle qui joue un rôle clé en tant que neurotransmetteurs, neurohormone et neuromodulateur dans les systèmes invertébrés, avec un rôle physiologique analogue à celui de la noradrénaline chez les vertébrés.
– Le rôle neurotransmetteur de l’octopamine
Les neurotransmetteurs sont des messagers chimiques qui transmettent le message entre deux cellules nerveuses. L’analyse conformationnelle et les spectres vibratoires des neurotransmetteurs peuvent donner un aperçu approfondi de leur comportement chez l’homme et l’animal. L’OA est l’une des amines biogènes les plus abondantes dans le système nerveux des invertébrés. Elle est synthétisée à partir de l’acide aminé tyrosine qui est le substrat des catécholamines dopamine, noradrénaline et adrénaline par décarboxylation pour donner de la tyramine qui est ensuite hydroxylée en octopamine [37]. L’OA joue un rôle dans la médiation de divers comportements, y compris le vol, le glaçage, le saut et l’agression, ainsi que le sommeil chez les insectes, les araignées et les crustacés. Chez les insectes, l’octopamine joue un rôle majeur dans l’apprentissage et la mémoire. Par exemple, l’OA peut se substituer au renforcement de l’appétit (récompense) utilisé dans le conditionnement olfactif chez les insectes. Le blocage de la signalisation octopaminergique abolit l’apprentissage de l’appétit, et l’activation optogénétique des neurones octopaminergiques déclenche l’apprentissage de l’appétit chez les larves de drosophile [38].
– le rôle neurohormonal de l’octopamine
L’OA est une amine biogène multipotente qui agit également comme une neurohormone, en particulier chez les insectes. Dans la plupart, elle est considérée comme une hormone responsable du stress qui est libérée par les organes neurohémaux en période de stress pour permettre à l’animal de faire face à des situations exigeantes en énergie telles qu’un comportement de sursaut et un vol à long terme. Des facteurs de stress tels que la chaleur, le stress mécanique, la famine et une variété de produits chimiques différents entraînent une augmentation des concentrations d’OA chez les criquets, les blattes et l’abeille mellifère [25].
– le rôle neuromodulateur
Dans le système nerveux périphérique, l’OA module l’activité et le métabolisme énergétique des muscles de vol, des organes périphériques (tels que le corps gras, l’oviducte et les hémocytes) et presque tous les organes de sens. Des niveaux élevés d’OA, libérés par les neurones octopaminergiques DUM (médians dorsaux non appariés), ont un double effet sur l’état énergétique de l’insecte. Premièrement, la libération de l’hormone adipocinétique des corps cardiaques est déclenchée par l’OA. Deuxièmement, l’OA a un effet direct sur le corps adipeux, conduisant à une libération d’acides gras dans l’hémolymphe, synergique avec l’effet adipocinétique de l’hormone adipocinétique [39].
Les fonctions biologiques
L’OA semble également jouer un rôle dans le système immunitaire des invertébrés, qui ressemble au système immunitaire inné chez l’homme, car sa concentration dans l’hémolymphe augmente lors d’un défi immunitaire [40]. Cela peut sembler contradictoire puisque les médiateurs de la réponse au stress peuvent être immunosuppresseurs [41]. Néanmoins, chez les vertébrés, une épreuve immunitaire conduit souvent à la libération de glucocorticoïdes et de noradrénaline [42]. Plusieurs études démontrent que l’OA est impliquée dans la reproduction de certains insectes tels que la drosophile (Drosophila melanogaster) et la locuste (Locusta migratoria). Par exemple, des drosophiles avec une mutation nulle « knock-out» pour le gène Tβh montrent une absence de l’enzyme Tβh responsable de la conversion de la tyramine en OA [19,43]. Cette mutation nulle occasionne par conséquent l’arrêt de la biosynthèse de l’OA et ces drosophiles mutantes « dépourvues d’OA » vivent jusqu’à l’âge adulte sans malformation morphologique externe majeure [19]. Par contre, ces femelles présentent un phénotype de stérilité dû à un blocage des ovocytes matures dans les ovaires [19]. Cette absence d’OA engendre une inhibition de l’expulsion des ovocytes potentiellement liée à une incapacité des muscles de l’oviducte à se contracter .
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Table des matières
INTRODUCTION
I. GENERALITES SUR L’OCTOPAMINE
I-1. Présentation de l’octopamine
I-2. Synthèse et dégradation de l’octopamine
I-2-1. Synthèse chimique
I-2-2. Dégradation de l’octopamine
I-3. La présence de l’octopamine dans les aliments
I-4. Les fonctions de l’octopamine
I-4.1. Les fonctions physiologiques de l’octopamine
I-4.2 Les fonctions biologiques
I.5. La toxicité de l’octopamine
II. PARTIE EXPERIMENTALE
II.1. Instrumentation
II.2. Produits et solvants utilisés
II.3. Les propriétés physicochimiques de l’octopamine
II.4. Préparation des solutions
II.5. Méthode de mesure analytique
II.6. Méthode de calcul des limites de détection, de quantification et de la déviation standard relative
III RESULTATS ET DISCUSSION
III.1. Optimisation des paramètres analytiques
III.1.1. Spectres d’excitation et d’émission de l’octopamine en milieu organique
III.1.2. Effet du pH sur les spectres d’excitation et d’émission
II.1.3 Effet de solvant sur les spectres d’excitation, d’émission et sur l’intensité de fluorescence
III.2. Droites d’étalonnage de l’octopamine
III.3. Validation de la méthode de fluorescence
CONCLUSION
REFERENCES
