PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DES PARABENES

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PARABENE, EXCIPIENT A EFFET NOTOIRE

Un excipient désigne toute substance autre que le principe actif dans un médicament, un cosmétique ou un aliment [17].
Un excipient à effet notoire est tout excipient dont la présence peut nécessiter des précautions particulières d’emploi [4].
Les parabènes sont des excipients à effets notoires car ils entrainent des phénomènes allergiques ou des intolérances individuelles [36].

PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DES PARABENES

Les parabènes sont des poudres cristallines sensiblement blanches ou des cristaux incolores. Ce sont des composés polaires solubles dans l’eau, le méthanol et l’éthanol. Ils sont stables vis-à-vis du pH et de la température.
A l’état pur, le méthylparabène et le propylparabène sont des poudres solides, sans goût ni odeur et ne sont pas affectés par la chaleur ou le froid. Ils sont hydrolysés dans un environnement alcalin [36].
Certaines de leurs propriétés physico-chimiques sont présentées dans le tableau ci-après [19].

ORIGINE ET MODE D’OBTENTION DES PARABENES

ORIGINE

Les parabènes sont généralement synthétiques, ils existent également à l’état naturel dans certains aliments.
Les produits apicoles (miel, propolis, gelée royal) sont particulièrement riches en parabènes de même que les fruits et les légumes tels que l’orge, la fraise, le cassis, la pêche, la carotte, l’oignon, les haricots blancs, la vanille etc.
Ils sont aussi retrouvés dans les aliments préparés à partir des plantes comme le jus de raisin, dans les extraits de levure, le vinaigre de vin et les fromages [36].

MODE D’OBTENTION

Synthèse industrielle

Les parabènes sont préparés à partir de l’acide parahydroxybenzoïque et d’un alcool correspondant à la chaîne alkyle souhaitée.
Le procédé industriel utilise le phénol comme précurseur de l’acide selon la réaction de kolbe-Schmitt. Cette réaction consiste à la carboxylation à chaud et sous pression du phénol en présence d’un sel métallique et du dioxyde de carbone selon la figure 2 ci-dessous:
Le mélange réactionnel est chauffé pendant quatre heures à la température indiquée. La période de réchauffement est environ 15heures. L’acide parahydroxybenzoïque est ensuite engagé dans une réaction d’estérification. L’acide sulfurique est employé comme catalyseur. En variant l’alcool utilisé on peut ainsi obtenir toute la famille des parabènes.
Le mécanisme probable de la réaction est mis en évidence par les travaux de Markovic et Engelbrechtsz [18].
Les produits A, B, C, D et E sont les intermédiaires réactionnels. o-TS1, TS2 et TS3 sont les états de transitions.
D’après ce mécanisme, il se forme tout d’abord un composé ortho entre le phénol, le sel et le dioxyde de carbone. Puis la formation du composé para passe par un intermédiaire réactionnel moins stable nécessitant une énergie d’activation plus élevée que dans le cas de la formation du composé ortho.
Il en résulterait une déformation du cycle permettant la formation d’un chélate orientant la réaction en para. Malgré tout, il est possible d’orienter l’addition en ortho ou en para en fonction du sel utilisé [16].
En effet, LINDSEY, JESKEY et al. ont mis en évidence l’influence du sel métallique utilisé dans la régi sélectivité de la réaction [25]. Cette étude a révélé que l’addition se fait préférentiellement en para avec le sel de potassium. Ceci justifie son utilisation en synthèse industrielle.

DOMAINE D’UTILISATION ET CADRE REGLEMENTAIRE

DOMAINE D’UTILISATION

Les parabènes sont employés dans un grand nombre de produits pharmaceutiques, alimentaires et cosmétiques [32 ; 30]. Leur faible toxicité, leur large spectre d’activité sur les bactéries et les champignons, leur bonne stabilité chimique vis-à-vis du pH et de la température, leur biodégrabilité et leur faible coût en font des conservateurs très employés [39].
En alimentaire, ils sont trouvés dans les pâtisseries, les glaces, les boissons non alcoolisées, les crèmes, les confitures, les gelés et les conserves [5].
En cosmétique, les parabènes seuls ou en association avec d’autres conservateurs, sont utilisés dans les produits qui peuvent être en contact avec la peau, les cheveux, le cuir chevelu, les lèvres, les aisselles et les ongles [36].
Dans les médicaments, les parabènes sont presque utilisés dans toutes les formes pharmaceutiques en particulier les sirops.
Leur consommation est estimée seulement pour le méthylparabène et le propylparabène. Selon la FDA (Administration des denrées alimentaires et des médicaments) la consommation quotidienne du méthylparabène est de 0,6mg / jour soit 0,01mg /kg /jour et celle du propylparabène 0,78mg/ jour soit 0,013mg/ kg/ jour pour une personne de 60kg. La consommation totale de parabène est estimée à 76 mg/ jour ou 1,26mg/kg / jour pour une personne de 60kg. La quantité apportée par les aliments est de l’ordre 1mg/jour, celle des cosmétiques 50mg / jour et celle des médicaments de l’ordre de 25mg / jour.

CADRE REGLEMENTAIRE

L’emploi des parabènes est autorisé par la directive 95/2/CE/ de février 1995 comme additif alimentaire. La directive 2003/104/CE modifiant la directive 95/2/CE a imposé à la commission ainsi qu’à l’EFSA (Autorité Européenne de Sécurité des Aliments) de réexaminer les conditions d’utilisation des parahydroxybenzoates E214 à E219 et de leurs sels de sodium avant juillet 2004. La dose journalière acceptable (DJA) est de 0 à 10mg par kg de poids par jour pour le méthylparabène, l’éthylparabène et leurs sels.
Cependant, le propylparabène (E216/E217) n’est pas inclus dans cette DJA groupée en raison de récentes études démontrant ses effets inhibiteurs sur les paramètres reproducteurs chez l’animal [32].
La directive 2006/52/CE du Parlement Européen et du Conseil de juillet 2006 a alors modifié la directive 95 /2/ CE concernant les additifs alimentaires autre que les colorants, les édulcorants et la directive 94/35/CE concernant les édulcorants destinés à être employés dans les denrées alimentaires en excluant le propylparabène de la liste des parabènes utilisés [39].

EFFETS DES PARABENES

Les parabènes ont principalement une activité antifongique, antibactérienne et antimycosique. L’activité antimicrobienne augmente en fonction de la longueur de la chaîne carbonée de l’alcool estérifié du parabène.
Ils ont pour rôle d’empêcher la dégradation du médicament, la baisse de son efficacité, voire éviter sa nocivité et sont plus efficaces contre les bactéries Gram positif que les bactéries Gram négatif. Les parabènes les plus utilisés sont le méthylparabène et le propylparabène du fait qu’ils possèdent un effet synergique en plus de leur grande solubilité. Ils sont ajoutés aux anesthésiques locaux comme additifs pour augmenter l’activité antibactérienne et pour limiter la contamination [41].
Le méthylparabène est le conservateur le plus utilisé dans ce domaine. Il est aussi utilisé comme plastifiant pour certains médicaments à cause de ses propriétés semi-conductrices. Il permet de contrôler le dégagement des médicaments à base de polymère et faciliter le processus thermique. Le propylparabène a des propriétés similaires [48].
Les parabènes ont des effets œstrogéniques, carcinogènes et allergisants accentués du fait de leur vaste champ d’application. Leur utilisation à de forte concentration, ainsi que leur capacité de pénétration à travers la peau posent la question de leur toxicité [7].
Les parabènes sont capables d’établir des liaisons avec les récepteurs aux œstrogènes [2]. Cependant, la réponse provoquée par les parabènes serait de 10.000 à 1.000.000 de fois plus faible que la réponse physiologique du 17ß-œstradiol.
Leur utilisation fréquente à de fortes doses conduit à deux risques théoriques : une baisse de la fertilité pour l’homme et une éventuelle promotion de tumeurs œstrogènes dépendantes chez la femme [39].
Le méthylparabène appliqué sur la peau à une concentration telle qu’on le trouve dans les produits cosmétiques, accélère le vieillissement cutané et augmente les dommages subis par l’ADN si la peau est exposée au soleil [31 ; 41 ; 48].
D’après l’AFSSAPS (Agence Française de Sécurité Sanitaire des Produits de Santé), les parabènes sont généralement bien tolérés en respectant les normes réglementaires [39].

EFFETS ALLERGISANTS

De nombreux cas d’allergie cutanée de type IV (réactions d’hypersensibilité, dermatite de contact) ont pu être rapportés. Les doses recommandées sont jugées trop faibles pour provoquer cette réaction allergique pour une peau saine. Les individus sensibles aux parabènes sont souvent capables de les tolérer s’ils sont appliqués sur une peau saine. Cependant, les personnes présentant déjà un problème à l’endroit de l’application peuvent subir une réaction allergique. Ce paradoxe est mis en évidence par Fischer qui les nomme parabènes paradoxes [36].
Dans le cas d’ingestion de médicaments contenant des parabènes, seuls quelques rares cas d’allergies sont rapportés sous forme d’eczémas localisés [9].
Des réactions allergiques de type I (réactions immédiates) sont également observées lors de l’application cutanée des solutions de parabènes. Ces réactions allergiques provoquent des urticaires localisées pour la plus part des cas.
NAIR B. et al. décrivent un cas d’allergie immédiate à des solutions de parabènes qui comportent des concentrations élevées de méthylparabène [29].
Il existe également des cas isolés d’allergies de type I lors de l’administration parentérale. Là encore, les réactions sont localisées et bénignes [9].

EFFETS OESTROGENIQUES

Plusieurs études ont montré que les parabènes ont un effet œstrogènique. Au cours de ces dernières années, nous avons assisté à une inquiétude grandissante face à l’exposition de l’homme aux parabènes. Plusieurs études ont soulevé une inquiétude sur le potentiel perturbateur endocrinien des parabènes. Les perturbateurs endocriniens sont des molécules organiques d’origines diverses qui ont la propriété d’agir sur les équilibres hormonaux en interférant avec la synthèse, le stockage, la sécrétion, le transport, l’élimination ou l’action des hormones naturelles. Les parabènes pourraient alors perturber le système endocrinien puisqu’ils exercent une activité œstrogénique en se fixant sur les récepteurs des œstrogènes entrainant une compétition inhibitrice [28 ; 29 ; 32]. Le tableau suivant présente des études in vitro concernant l’effet œstrogènique des parabènes [6 ; 16].

EFFETS MUTAGENES

Les études de mutagènicité réalisées in vitro sur les bactéries vont toutes dans le sens d’une absence d’effet mutagène des parabènes [5].
D’autres études in vitro de mutagènicité, couvrant à la fois les mutations ponctuelles et les aberrations chromosomiques (analyses de métaphase), ainsi que des études in vivo, n’ont fourni aucune preuve de mutagènicité du méthylparabène jusqu’à des doses de 5g /kg /jr. Le propylparabène et le butylparabène ne sont pas mutagènes in vivo [42].

EFFETS TERATOGENES

Une étude réalisée chez les souris, les rats, les hamsters et les lapins ne montre aucun effet significatif de l’ingestion du méthylparabène sur le poids maternel, la fécondité, la mortalité embryonnaire et fœtale, le poids fœtal et les anomalies externes et internes (tissus mous et squelette).Cette étude ne met pas en évidence le risque du méthylparabène sur le développement des rongeurs pour des doses allant jusqu’à 550mg/kg /jr [20 ; 33].

TOXICOCINETIQUE

ABSORPTION, DISTRIBUTION, METABOLISATION, ELIMINATION

Les parabènes administrés par voie orale sont absorbés au niveau du tube gastro-intestinal. Lorsqu’ils sont administrés par voie locale, l’absorption se fait au niveau de la peau. Il semblerait que 30% du propylparabène passe par la barrière transcutanée sans modification. Une étude in vivo récente sur des volontaires humains indique quant à elle que moins de 1% de butylparabène appliquée sur la peau est absorbée intacte par celle-ci. Des études montrent que la capacité des parabènes de traverser le stratum corneum (barrière la plus interne de la peau) augmente avec la longueur de la chaîne ester [5 ; 33]. Ce passage est également favorisé par la liposolibilité [22 ; 42].
Cette dernière permet la pénétration des parabènes dans la couche cornée de la peau. L’absorption percutanée d’un parabène sur une peau dépend à la fois de la nature de celle-ci mais, également de la nature et de la teneur des solvants utilisés lors de la préparation des produits. Par exemple la présence du propylène glycol diminuerait l’absorption du propylparabène [10].
La distribution se fait au niveau des tissus adipeux, de la rate, du cerveau et du pancréas [5].
La métabolisation des parabènes se fait par hydrolyse au niveau du foie et des reins par les estérases. Leur hydrolyse s’effectue en deux étapes :
 la première consiste à l’hydrolyse proprement dite des parabènes éliminés rapidement dans les urines sous formes d’acide parahydroxybenzoïque et du méthanol;
 la seconde passe par une excrétion métabolique conduisant à l’acide parahydroxybenzoïque et ses dérivées.
Les parabènes peuvent également subir une hydrolyse lors de l’administration par voie cutanée. Certaines études rapportent que 70% du propylparabène appliqué sur la peau des rats est métabolisé [24]. En présence d’une estérase, il est noté une absence de métabolites montrant ainsi que les carboxyestérases présentes dans la peau et la graisse sous cutanée sont responsables de cette métabolisation [9].
Lors d’une étude sur le lapin, l’administration par gavage d’une dose unique de méthylparabène (0,4 à 0,8g/kg) conduit après 24heures à 39% d’acide parahydroxybenzoïque libre, 15% d’acide parahydroxyhipurique, 22% d’acide glucuronique 12% de dérivés sulfo-conjugués de l’acide parahydroxybenzoïque.
L’élimination se fait par voie urinaire. Elle est rapide (86% des métabolites éliminés en 24h) [50].
Le taux d’excrétion urinaire de l’acide parahydroxybenzoïque diminue quand la longueur de la chaîne alkyle augmente [20].
Etant donné que l’hydrolyse des parabènes n’est pas totale, il faut donc penser à leur devenir dans l’organisme. D’après l’Agence Française de Sécurité Sanitaire des Produits de Santé (AFSSAPS), les parabènes sont susceptibles de s’accumuler dans l’organisme particulièrement dans les tissus adipeux [39].
Dans une étude portant sur des chiens ; des doses de 100mg/kg/jr de méthyl, d’éthyl, de propyl et de butylparabène ont été administrées par voie intraveineuse. Les auteurs constatent la présence de parabènes dans le cerveau, la rate, et le pancréas ; par contre les métabolites se trouvent dans le foie et les reins. Lors de l’administration par voie orale de doses allant jusqu’à 1g/kg/jr, aucune accumulation n’est notée. D’après cette étude l’accumulation des parabènes dépend de la voie d’administration. Lors de l’accumulation le méthylparabène est majoritaire [5 ; 50].

DOSE LETALE 50 % – DOSE JOURNALIERE ADMISSIBLE

SONI et al. dans leur rapport sur la sécurité des parabènes, regroupent les résultats de différentes études portant sur la détermination des DL50.Dans le cas de l’administration par voie orale, la DL50 diminue avec l’augmentation de la chaîne alkyle alors que la tendance est inversée pour une administration par voie sous-cutanée [5 ; 41].
Face à ces résultats les autorités de sécurité des aliments fixent une DJA groupée de 10mg/kg pour les esters méthyliques et éthyliques de l’acide parahydroxybenzoïque. Pour l’ester propylique une DJA n’est pas déterminée étant donné que des études récentes supposent sa toxicité. Ces études contrôlées par l’AFSSAPS montrent qu’il est peu probable que le propylparabène présente un risque pour la santé compte tenu de son utilisation limitée [39].
Des études récentes estiment l’exposition aux parabènes à 76mg /jr soit 1,26mg/kg/jr pour un individu de 60kg. La participation des produits alimentaires est estimée à 0,017mg/kg/jr, celle des cosmétiques 0,833mg/kg/jr et celle des médicaments 0,417mg/kg/jr [5].

MODE D’ACTION DES PARABENES

La structure cyclique des parabènes se rapproche de celle de l’œstradiol. Ce dernier est un œstrogène primaire naturellement présent, indispensable au maintien des caractères sexuels secondaires et à la fertilité chez l’homme. En conséquence, il est possible que les parabènes agissent sur des procédés liés au cycle des œstrogènes. Ces perturbateurs endocriniens peuvent agir de différentes manières.
Les trois mécanismes d’action les plus importants sont:
 l’imitation de l’action des œstrogènes (hormones naturelles) ;
 la fixation sur les récepteurs des œstrogènes empêchant ainsi leur action ;
 l’action sur la synthèse, le transport, le métabolisme et l’excrétion des œstrogènes modifiant ainsi leur concentration [19].
Une étude de TAVARES montre que les parabènes étaient capables de se fixer aux récepteurs à œstrogènes, d’activer les gènes contrôlés par ces récepteurs, de stimuler la croissance cellulaire et d’augmenter le niveau de protéines réceptrices aux œstrogènes [43].
Une étude réalisée par PRUSAKIEWICZ montre également que les parabènes empêchent la sulfatation des œstrogènes par l’inhibition de la sulfotransférase dans la peau. Cette enzyme joue un rôle dans la régulation négative de la production d’œstradiol. Les parabènes ont la capacité d’augmenter la quantité d’œstrogènes présents dans le derme [35].

GENERALITES SUR LES METHODES CHROMATOGRAPHIQUES

Plusieurs méthodes chromatographiques peuvent être utilisées pour le dosage des parabènes. Quelle que soit la méthode utilisée, le principe chromatographique reste le même.

PRINCIPE GENERAL DE LA CHROMATOGRAPHIE

Le principe consiste à la séparation des composés d’un mélange basée sur la distribution différente de ces composés entre une phase stationnaire et une phase mobile. Les composés seront séparés uniquement si certains d’entre eux sont plus fortement retenus par la phase stationnaire, pendant que les autres se déplacent plus rapidement au sein de la phase mobile.
Dans une chromatographie, les petites différences dans le comportement de chaque composé d’un mélange au sein des phases stationnaire et mobile sont multipliées plusieurs milliers de fois, ce qui rend la séparation possible.
 Tous les composés d’un mélange se déplacent à la même vitesse dans la phase mobile.
 Les temps de rétention des composés sur la phase stationnaire doivent être différents pour que la séparation se fasse [6].

CHROMATOGRAPHIE SUR COUCHE MINCE

La chromatographie sur couche mince (CCM), est une technique ayant sa propre spécificité. C’est une méthode sensible, de plus en plus utilisée en analyse quantitative, par suite de sa grande capacité de traitement.

Appareillage

L’appareillage permet de maîtriser les trois étapes essentielles de la chromatographie sur couche mince : le dépôt de l’échantillon, la migration sur la plaque et la mesure de la concentration [38].

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I .GENERALITES SUR LES PARABENES
1. Définition
2. Structure générale
3. Parabène, excipient à effet notoire
II. PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DES PARABENES
III. ORIGINE ET MODE D’OBTENTION DES PARABENES
1. Origine
2. Mode d’obtention
2.1 Synthèse industrielle
2.2 Biosynthèse
IV. DOMAINE D’UTILISATION ET CADRE REGLEMENTAIRE
1 .Domaine d’utilisation
2. Cadre réglementaire
V. EFFETS DES PARABENES
1. Effets allergisants
2. Effets œstrogéniques
3. Effets sur la reproduction masculine
4. Effets carcinogènes
5. Effets mutagènes
6. Effets tératogènes
VI. TOXICOCINETIQUE
1. Absorption, distribution, métabolisation, élimination
2. Dose Létale 50% (DL50) – Dose Journalière Admissible (DJA) – Doses absorbées
VII. MODE D’ACTION DES PARABENES
VIII. GENERALITES SUR LES METHODES
CHROMATOGRAPHIQUES
1. Principe générale de la chromatographie
2. Chromatographie sur couche mince
2.1. Appareillage
2.2. Principe de fonctionnement
3. Chromatographie liquide haute performance
3.1 Appareillage
3.2. Principe de fonctionnement
4. Electrophorèse capillaire
4.1. Appareillage
4.2. Principe de fonctionnement
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL EXPERIMENTAL
I. CADRE DE L’ETUDE
II. OBJECTIFS DE L’ETUDE
III. METHODES DE RECHERCHE DES PARABENES DANS LES MEDICAMENTS
IV. PROCEDURE DE VALIDATION ET TESTS DE CONFORMITE
V. MATERIELS ET METHODE DE DOSAGE DES PARABENES
1 .Matériels
1 .1.Echantillonnage
1.2. Matériels de laboratoire et appareillage
1.3. Réactifs utilisés
1.4. Substances de référence
2. Méthodes de dosage
2.1. Préparation des solutions de référence
2. 2. Préparation des échantillons
2.3 .Dosage
VI. RESULTATS
1. Résultats de la recherche et de la répartition des parabènes dans les formes pharmaceutiques
2. Résultats des tests de conformité
3 .Résultat du dosage
3.1. Teneur en méthylparabène
3.2. Teneur en propylparabène
VII. DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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