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La putrescine et les amines biogènes dans les aliments
La putrescine est présente dans la nourriture au même titre que les autres amines biogènes à des quantités différentes. On trouve également la putrescine, la cadavérine, l’agmatine, la spermidine et la spermine dans les plantes. De façon générale, les légumes, les fruits, le lait, les œufs et la viande contiennent ces diverses amines biogènes. Selon Susan Bardocz du Rowett Research Institute, Aberdeen, UK, la viande rouge contient la spermine comme la principale composante polyamine ; la viande de poulet est également similaire [13] ; le poisson contient la putrescine en plus de la spermidine et de la spermine. Dans le lait et les produits laitiers, la teneur en polyamines est faible à l’exception du fromage. Le fromage étant un produit de fermentation microbienne il a des niveaux élevés de putrescine et de spermidine. Il est également intéressant quand on jette un regard sur l’alimentation humaine et de sa composition en amine biogène. Si le régime alimentaire est essentiellement végétal, l’organisme contiendrait plus de putrescine que de spermidine ou de spermine. Un régime alimentaire qui contient de la spermine serait composé de viande, de poulet et de poisson ainsi que le pain et les céréales [14]. Il est évident que la putrescine fait partie de la famille des amines biogènes. Ainsi, il est intéressant de voir la place de la putrescine par rapport à d’autres amines biogènes.
Classification et structure des amines biogènes
Les amines biogènes présentes dans les aliments sont essentiellement la phényléthylamine, la sérotonine, la tyramine, l’histamine, la tryptamine, la putrescine, la cadavérine et l’agmatine. Elles peuvent être catégorisées en trois classes selon leur structure .
Toxicité de la putrescine et des Amines biogènes
Les amines biogènes peuvent devenir toxiques pour l’organisme humain au moyen de différentes façons : nourriture, médicaments et maladie du corps.
Intoxication causée par la nourriture
Les amines biogènes peuvent pénétrer dans le corps humain par consommation d’aliments. Cependant, les amines biogènes n’ont pas les mêmes effets physiologiques dans l’organisme humain. Par exemple, la tyramine est vaso-actives ; Cela signifie qu’il change le diamètre des vaisseaux sanguins. L’histamine est psycho-active ; elle a un effet sur les processus mentaux. Lorsque les teneurs de ces deux substances sont élevées dans le corps, elles conduisent à des effets toxiques. Dans le cas de l’histamine, on peut avoir détresse respiratoire, bouffées de chaleur, transpiration, palpitations cardiaques, maux de tête, hyper et/ou hypotension [15, 16]. Lorsque les autres amines biogènes sont présentes, elles peuvent renforcer ces effets selon leurs concentrations [15, 17]. En outre si la putrescine et la cadavérine ne sont pas considérées comme particulièrement toxiques chez les personnes qui sont en bonne santé, une certaine teneur de ces amines biogènes peut mener à une aggravation de la toxicité de l’histamine [16]. Dans les aliments qui contiennent beaucoup de matières grasses, il est possible que la putrescine ait un effet cancérogène. Par exemple à haute température et en présence d’eau, la substance cancérogène N-nitropyrrolidine peut être formée partir de la putrescine ou de la spermidine [18]. Il est intéressant de noter que certaines études ont montré qu’il existe une relation entre des niveaux élevés amine biogène et le cancer [19]. En revanche, Bergeron et al. ont montré que la croissance des cellules cancérigènes peut être arrêtée à l’aide d’analogues de polyamines [20, 21]. Les amines biogènes, selon A.R. Shalaby, sont des précurseurs mutagènes possibles (agents chimiques, physiques ou biochimiques susceptibles de provoquer des mutations chez les êtres vivants) capables de former des nitrosamines. En effet, les nitrosamines sont cancérigènes pour les animaux en général tout en présentant chez l’homme un danger réel pour la santé. En outre si les animaux domestiques consomment du poisson pourri ayant été conservé avec le nitrite, ils peuvent développer des hépatiques graves [22, 23]. La non toxicité de la putrescine et de la cadavérine pour les personnes en bonne santé est due en partie aux réactions d’acétylation et l’oxydation. En fait des enzymes comme la monoamine oxydase (MAO), la diamine oxydase (DAO) et la polyamine oxydase (PAO) [15, 16] sont impliquées dans ce processus de neutralisation. Ainsi, l’empoisonnement par les amines biogènes peut être dû à la présence de beaucoup d’amines biogène dans la nourriture, particulièrement si celle-ci est altérée. C’est pourquoi, la consommation d’alcool augmente la toxicité des amines biogènes, parce que l’éthanol inhibe l’action de la monoamine oxydase [24, 25].
Intoxication causée par un dysfonctionnement physiologique
On a également découvert que les personnes à risque qui sont beaucoup plus exposée que d’autres en raison de leur sensibilité aux plus faibles doses d’amines biogènes. Dans cette catégorie figurent : des individus présentant des problèmes respiratoires et/ou coronariens, des personnes hypertendues, et en manque de vitamines B12 [15, 17]. En fait, la cadavérine et la putrescine sont des inhibiteurs des réactions enzymatiques DAO et MAO augmentant ainsi la toxicité de l’histamine [26]. Ainsi, on constate que chez les personnes souffrant de problèmes gastrointestinaux, il y a une très faible activité des oxydases dans leurs intestins par rapport aux individus sains. C’est pourquoi elles développent des risques particuliers d’intoxication par des amines biogènes.
Intoxication causée par des médicaments
La toxicité des amines biogènes peut également être provoquée par des médicaments. Certains médicaments bloquent l’activité des MAO, DAO et PAO. Ainsi, lorsqu’une personne prend un médicament qui peut bloquer l’activité de ces enzymes, elle met en péril sa santé. Dans ce cas, ces médicaments bloquent l’élimination d’amines du corps. C’est le cas des médicaments analgésiques, médicaments pour traiter la dépression, ou traiter des contraintes ou les maladies d’Alzheimer et de Parkinson [2].
Importance de la putrescine et des Amines biogènes
Les amines biogènes présentent aussi des avantages pour les humains et les animaux. Certaines d’entre eux régulent la température du corps, le volume de l’estomac et son pH [9]. On a également observé qu’elles peuvent jouer un rôle dans l’initiation et la prolifération de la croissance des chairs [27]. Par conséquent, il est facile de voir que des amines biogènes jouent un rôle important dans la guérison des plaies, la croissance, la maturation et la régénération de la muqueuse intestinale [28]. Elles sont également indispensables dans la stabilisation et différenciation des cellules anthérocytes et tumeurs [29]. C’est la raison pour laquelle qu’à chaque fois qu’il y a une tumeur, la quantité de la putrescine absorbée par l’organisme augmente [30]. Cela signifie que la putrescine joue un rôle d’indicateur important dans l’apparition de tumeurs. De même la putrescine a été identifié comme étant impliqué dans les mécanismes de contrôle du pH, des cellules dans les plantes et les bactéries [31]. Ainsi la présence de certaines protéines dans certains liquides physiologiques peut aider à diagnostiquer les dysfonctionnements d’ordre physiologiques. Par exemple la présence élevée de cadavérine dans l’urine peut être un indice d’une déficience du métabolisme de la lysine chez le patient. Car comme le montre cette réaction ci-dessous , pour un organisme sain, la lysine ne doit pas dépasser une certaine quantité, l’excédent étant transformé par la lysine décarboxylase en cadavérine.
La réponse du corps au stress et les lésions cérébrales est aidée par des amines biogènes. Certaines études ont montré que la concentration élevée de polyamines dans le lait maternel jouerait un rôle important d’effet protecteur contre les allergies [32].
Méthode d’analyse des Amines biogènes
Il existe plusieurs méthodes pour l’analyse des amines biogènes ; cependant il n’en existe aucune qui permet de déterminer toutes les amines biogènes. Il est également important de noter qu’il est difficile de comparer les résultats de l’analyse des amines biogènes. Selon F.B. Custodio et al. [6], les méthodes utilisées impliquent différents extracteurs et pour la plupart d’entre eux, les modes de récupération ne sont pas bien définis. Certaines techniques nécessitent la séparation de ces amines, car elles se retrouvent sous forme de mélange ; parfois même, il peut être nécessaire de les dériver avant de les séparer. La plupart des techniques utilisées pour séparer des amines biogènes ou leurs dérivés sont : la chromatographie sur papier, chromatographie sur couche mince (CCM), chromatographie liquide, chromatographie liquide à haute performance (CLHP), et électrophorèse sur papier [1, 33, 34]. Ainsi, si beaucoup de méthodes peuvent être utilisées pour l’analyse ou le dosage des amines biogènes, dans ce présent travail nous nous sommes focaliser uniquement sur la méthode spectrofluorimétrique.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I. La putrescine et les amines biogènes dans les aliments
II. Classification et structure des amines biogènes
III. Toxicité de la putrescine et des amines biogènes
III.1. Intoxication causée par la nourriture
III.2. Intoxication liée à un dysfonctionnement physiologique
III.3. Intoxication causée par les médicaments
IV. Importance de la putrescine et des amines biogènes
V. Méthode d’extraction de la putrescine
VI. Méthode fluorimétrique
VI.1. Rappels théoriques sur les processus photophysiques
VI.1.1. Etat fondamental
VI.1.2. Etat excité
VI.2. Processus de désactivation des états excités
VI.3. Analyse par fluorescence
VI.3.1. Méthode fluorimétrique de dérivatisation
VI.3.2. Avantages de la méthode fluorimétrique
VI.3.3. Inconvénients de la méthode fluorimétrique
CHAPITRE II : TECHNIQUES EXPERIMENTALES
I. Propriétés physico-chimiques de la putrescine
II. Produits utilisés
III. Instrumentation
IV. Procédures expérimentales
IV.1. Préparation des solutions mères
IV.2. Préparation des échantillons
IV.3. Mesure de fluorescence
CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSIONS
I. Etude du complexe OPA-Putrescine
I.1. Etude du complexe OPA-Putrescine dans l’eau
I.1.1. Spectres d’excitation et d’émission
I.1.2. Ordre d’ajout des réactifs
I.1.3. Stœchiométrie du complexe OPA-Putrescine
I.2. Effet du pH sur le complexe OPA-Putrescine
I.2.1. Etudes du complexe OPA-Putrescine en milieu basique
I.2.1.1. Spectres d’excitation et d’émission
I.2.1.2. Stœchiométrie du complexe OPA-Putrescine
I.2.1.3. Optimisation de la concentration d’hydroxyde de sodium
I.2.2. Etude du complexe OPA-Putrescine en milieu acide
I.2.2.1. Spectres d’excitation et d’émission
I.2.2.2. Stœchiométrie du complexe OPA-Putrescine
I.2.2.3. Optimisation de la concentration d’acide chlorhydrique
II. Stabilité du complexe OPA-Putrescine dans les milieux
III. Droites d’étalonnage et performances analytiques
III.1. Droites d’étalonnage
III.2. Performances analytiques
III.2.1. Limites de détection et limites de quantification
III.2.2. Déviation standard relative
CONCLUSIONS GENERALES ET PERPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
