Soutenance mémoire
Présentation de la spermine
En 1678, Antoni van Leeuwenhoeck découvrit dans le sperme humain la présence de cristaux qui furent nommés spermines en 1888 par A. Landenburg et J. Abel [7]. La spermine est une polyamine :
● que l’on retrouve dans toutes les cellules eucaryotes comme les cellules végétales et animales [12] ;
● qui est l’un des composants naturels du sperme [13] ;
● qui joue un rôle important dans la croissance et la prolifération des cellules [14] ;
● qui agit comme un biomarqueur potentiel pour le diagnostic du cancer en raison de sa concentration élevée dans l’urine des patients cancéreux [6] ;
● à qui, on attribue des effets antioxydants, anti-inflammatoires et antiapoptotiques dans différents modèles de lésions tissulaires [13] ;
● qui a été considérée comme l’un des agents causant des intoxications alimentaires et donc pouvant être utilisée comme indicateur de la qualité des aliments [14].
Propriétés physico-chimiques de la spermine
En raison de sa structure chimique , la spermine, est relativement stable en milieu acide et en milieu alcalin ; elle peut établir une liaison hydrogène avec des solvants hydroxylés tels que l’eau et l’alcool .
Dégradation de la spermine
La spermine et la spermidine intracellulaires sont dégradées respectivement par la spermidine / spermine N1-acétyltransférase (SSAT) et la N1-acétylpolyamine oxydase (PAOX) [17]. Ce processus se déroule en deux temps :
➠ la spermine et la spermidine sont tout d’abord acétylés en N1-acétylspermine et N1- acétyl-spermidine respectivement par la SSAT qui catalyse le transfert du groupe acétyle de l’acétyl-CoA ;
➠ dans un second temps, la PAOX, une enzyme peroxysomale, catalyse l’oxydation des polyamines N1-acétylées aboutissant à la formation d’une polyamine (putrescine ou spermidine selon le substrat initial) avec libération du 3-acétylaminopropanal (3- AAP) et de péroxyde d’hydrogène H2O2 [15].
Le niveau de spermine dans les aliments
La spermine peut être trouvée dans les aliments d’origines animale et végétale, ainsi que dans le lait maternel et les préparations pour nourrissons [7]. Certains aliments sont riches en spermine notamment : les pois verts (52,5 mg.kg-1), le brocoli (9,3 mg.kg-1) et l’aneth (8,7 mg.kg-1). De même que certains fruits comme la pêche (2,57 mg.kg-1), l’ananas (2,2 mg.kg-1) et le citron (1,8 mg.kg-1) [18]. La viande et ses dérivés peuvent contenir des niveaux élevés de spermine. Par exemple, de la spermine, à des teneurs supérieures à 148 nmol.g-1, a été trouvée dans des échantillons de bœuf, de porc, de poulet, de jambon cru et de saucisse. Dans le poisson et ses dérivés, les teneurs en spermine sont généralement inférieures à celles dans les produits à base de viande, et nettement plus élevées dans le lait et les œufs. Dans la plupart des fromages, les niveaux de spermine sont inférieurs à 10 nmol.g-1 . Dans les viandes soumises à un processus de cuisson impliquant une grande quantité d’eau (ragoût et ébullition), aucune perte significative de spermine n’a été observée. Dans le cas de certaines techniques de cuisson qui impliquent des températures plus élevées (> 53°), le rôtissage, le grillage ou la friture, des pertes allant jusqu’à 60% de spermine dans la viande de poulet sont observées [7].
Les effets physiologiques de la spermine
La spermine est impliquée dans diverses fonctions telles que la croissance et la différenciation cellulaires, la synthèse et la stabilité de l’ADN, la régulation de la transcription, la régulation des canaux ioniques et la phosphorylation des protéines .
Chez les animaux
La spermine contribue de manière significative au rôle essentiel que jouent les polyamines intestinales sur la croissance, la maturation et la régénération de la petite muqueuse intestinale et colique [19]. Une étude a montré que l’administration orale de spermine chez la souris augmente l’activité de la phosphatase alcaline et de la disaccharidase, et altère par la suite la maturation intestinale [7]. L’administration de spermine et de spermidine à des rats nouveau-nés a suscité une augmentation de leur poids et de la longueur de leur intestin et a accéléré leur maturation [7]. En ce qui concerne la réponse immunitaire au niveau intestinal, diverses études chez l’animal ont indiqué que l’administration orale de spermine et de spermidine dans la période postnatale améliore la maturation des cellules immunitaires intestinales et augmente les taux d’immunoglobuline A dans les villosités et les cryptes de l’intestin [7]. De plus, la spermine peut favoriser la réduction du stress de sevrage précoce des porcelets [8]. La spermine aurait également un effet sur le vieillissement. En effet, dans une étude chez des souris vieillissantes, un régime avec des niveaux élevés de spermine (374 nmol .g-1) et de spermidine (1540 nmol.g-1) augmente les concentrations de ces composés dans le sang et réduit les taux de marqueurs pro-inflammatoires, la méthylation de l’ADN associée à l’âge, l’atrophie glomérulaire rénale et la mortalité [7].
Chez les plantes
La putrescine, la spermidine et la spermine sont les principales polyamines des plantes. Ces composés polycationiques sont impliqués dans les processus cellulaires fondamentaux comme la croissance, la différenciation et la morphogenèse [20]. Dans les feuilles sénescentes, la spermine empêche la dégradation de la chlorophylle b et de certaines protéines, et augmente l’activité de l’enzyme TGase, produisant plus de conjugués polyamines-protéine [21]. Des études ont montré que la pulvérisation du mélange de spermine et d’acide gibbérellique (GA3) permet de réduire la sénescence des fleurs coupées d’anthurium conservées à 20°C et d’améliorer la qualité commerciale des inflorescences [22]. Les goyaves vertes mûres fraîchement récoltées et traitées avec de la spermine (100 ppm) conservent une qualité moyennement acceptable pendant plus de 24 jours de conservation au froid. Cela semble être la meilleure option si les fruits doivent être transportés vers des marchés éloignés ou stockés plus longtemps [23].
Chez l’homme
La molécule de spermine, du fait de sa charge, de sa longueur, de la flexibilité de sa chaîne et de sa symétrie, joue un rôle spécifique dans l’organisation structurale et la réactivité de la chromatine. In vitro, on peut, en présence de spermine, condenser l’ADN en particules sphéroïdes. Cette propriété est à l’origine de l’utilisation de « lipo-polyamines » comme vecteur synthétique dans des méthodes de transfert de gènes. La spermine est capable aussi de protéger l’ADN de l’action des endonucléases responsables de la fragmentation de l’ADN [7]. La spermine pourrait également servir d’agent thérapeutique, spécifique et attractif pour le traitement de l’HPH (hypertension pulmonaire induite par l’hypoxie) .
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Table des matières
INTRODUCTION GÉNÉRALE
PARTIE I : GÉNÉRALITÉS SUR LA SPERMINE
I-1. Présentation de la spermine
I.2. Propriétés physico-chimiques de la spermine
I-3. Synthèse et dégradation de la spermine
I-3-1. Synthèse chimique
I-3-2 Dégradation de la spermine
I-4. Le niveau de spermine dans les aliments
I-5. Les effets physiologiques de la spermine
I-5-1. Chez les animaux
I-5-2. Chez les plantes
I-5-3. Chez l’homme
I-6. Spermine et cancer
I-7. Méthodes d’analyse de la spermine
I-7 -1. Les méthodes chromatographiques
I-7 -1-1. La chromatographie liquide à haute performance (CLHP)
I-7-1-2. La chromatographie en phase gazeuse (CPG)
I-7-1-3. La chromatographie sur couche mince (CCM)
I-7-1-4. La chromatographique liquide ultra haute performance (CLUHP)
I-7-2. Électrophorèse capillaire (CE)
I-7-3. Les capteurs électrochimiques
I-7-4. Les méthodes colorimétriques
I-7-5. Les méthodes fluorimétriques
PARTIE II : Mise en evidence de la formation du complexe OPA-spermine en milieux aqueux
A) PARTIE EXPERIMENTALE
II-A.1. Produits utilisés
II-A.2. Instrumentation
II-A.3. Méthodologie pour la préparation des solutions
II-A.4. Détermination de la stœchiométrie du complexe OPA-SPM
II-A.4.1. Méthode des réactifs limitants
II-A.4.2. Méthode de JOB
II-A.5. Méthode de calcul des performances analytiques
B) RÉSULTATS ET DISCUSSIONS
II-B.1 Mise en évidence du complexe OPA-SPM
II-B.2. Détermination de la stœchiométrie du complexe entre OPA et SPM
II-B.2.1. Par la méthode des réactifs limitants
II-B.2.2. Par la méthode de JOB
II-B.3. Étude de l’effet du pH sur l’absorbance du complexe OPA-SPM
II-B.4. Droite de calibration
II-B.5 Détermination des performances analytiques
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
