Travaux phytochimiques et pharmacologiques antérieurs sur le genre Dioscorea 

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UTILISATIONS DES IGNAMES A MADAGASCAR

Les ignames sont nommées en malgache oviala avec pour étymologieala qui signifie forêt etovy qui signifie pomme de terre. Cette dernière racine est à rapprocher de « uwi » et « ubi » qui désignent en Indonésien, deux espèces siatiques : D. alata et D. esculenta. Les ignames sont importantes pour la population malgache, notamment pour les populations rurales et celles vivant dans les forêts, car ellesleur procurent un aliment, surtout pendant les périodes difficiles.
Sur le plan ethnobotanique, bien que mal connues de l’ensemble des malgaches, les ignames sont bien connues des populations de certaines régions de l’Ile (populations locales des zones d’intervention du projet : Morondava, Brickaville, Ambohimahasoa). Une importante relation ignames-hommes existe et certaines espèces ont été adoptées et cultivées à des fins alimentaires. Ainsi, deux espèces tiennent une place importante à cette fin, il s’agit de D. alata et de D. esculenta. Deux espèces sauvages, D. soso et D. fandra, ont la particularité d’être consommées crues, et servent également pourse désaltérer en forêt. D’autres espèces, en revanche, sont consommées après cuisson ou simplement bouillies, comme c’est le cas de D. maciba [Kew, Wilkin, http://www.kew.org/scihort/madagascar/projects/yams/Yams. html ; Projet FADES, 2005]. Certaines ignames nécessitent, avant d’être consommées, une préparation particulière pour leur ôter toxicité etamertume.
L’histoire des ignames à Madagascar remonte à l’arr ivée des premiers malgaches sur l’Ile qui, soit collectaient directement les espèces sauvages dans la nature soit les cultivaient.
Ces ignames sont d’ailleurs qualifiées de « plantes des ancêtres» dans le Menabe (partie Ouest de l’Ile). Elles entrent également dans les pratiques traditionnelles et utilisées comme alasakana dans la région du Betsileo (région des hautes terres, partie centrale de l’Ile) : c’est le cas de D. alata (cultivar ovy soroka). La pratique alasakana consiste à traiter les adolescents lors des crises de puberté et les vieilards pour celles de sénilité. Enfin, l’espèce D. sansibarensis, connue pour sa forte toxicité, est utilisée pourcombattre les ravageurs des cultures, tels les rats et corbeaux [Projet FADES, 2005] et aussi comme poison de pêche [Neuwinger, 2004].
Les ignames sont également utilisées dans la médecine traditionnelle malgache, même si leur place n’est pas aussi importante que dans les autres pays africains et asiatiques. Les bulbilles de D. bulbifera var. anthropophagorum ont été longtemps utilisées pour soigner les furoncles et les brûlures. D’autres espèces, telles D. soso ; D. trichanta ; D. seriflora ; D. ovinala et D. alata (cultivar ovy soroka) sont utilisées pour soigner les maux d’estomac. Certaines espèces, comme D. alata (cultivars ovy lalaina, ovy masoandrovolo, ovibe) ainsi que D. seriflora sont utilisées pour soigner les brûlures [Projet FADES, 2005].

TRAVAUX PHYTOCHIMIQUES ET PHARMACOLOGIQUES ANTERIEURS SUR LE GENRE Dioscorea

ETUDES PHYTOCHIMIQUES ANTERIEURS SUR LES Dioscorea

Depuis le début du 20ème siècle de nombreuses études phytochimiques ont été consacrées aux Dioscorea, en particulier aux constituants des tubercules de D. bulbifera. De façon générale, les substances qui ont été isoléesdes Dioscorea se répartissent principalement en quatre classes qui seront examinées successivement : les saponosides nommés parfois saponines, les diterpénoïdes, les dérivés du stilbène ou du phénanthrène, et les alcaloïdes.
En outre, la découverte en 1943, par le chimiste américain Russell Marker, de la diosgénine précurseur pour la production d’une hormone femelle, la progestérone, dans la fabrication des contraceptifs, a stimulé les recherches phytochimiques sur les Dioscorea [Laveaga, 2005].

Les saponosides

Les saponosides (ou saponines) d’origine végétale ormentf un groupe important de glycosides de triterpènes ou de stéroïdes, qui possèdent une large gamme d’activités biologiques ou pharmacologiques et dont le nom vient de leur action tensioactive. Ils sont présents dans de nombreuses espèces de plantes. Leur présence dans des extraits végétaux est mise en évidence par leur activité hémolytique eteurl capacité à former des mousses stables.
A partir du genre Dioscorea, il en a été identifié un grand nombre et ainsi dans la période 2000-2006, plus de 50 saponosides ont étéécouvertsd et caractérisés à partir des 13 espèces étudiées [Sautour, 2007].
Pour les saponosides des Dioscorea, le groupe oligosaccharide est généralement lié à la position C-3 de l’aglycone et il est composé d’une partie glucopyranosyle qui n’est substituée que sur les positions -2, -3, et -4, soit par des unités glucopyranosyles, soit par des unités rhamnopyranosyles.
Deux types d’aglycones ou génines stéroïdiques se encontrent principalement dans la famille des Dioscoreaceae : ce sont les génines pentacycliques de type furostane et les génines hexacycliques de type spirostane et qui résultent eux de l’engagement de l’hydroxyle en C-26 dans une liaison osidique [Sautour, 2006]. La plupart des aglycones possèdent un squelette de type furostane et différent entre elles par la nature et la configuration des substituants. La configuration du carbone C-25 est généralement (R),rarement (S).

Les phénanthrènes et stilbènes

Les phénanthrènes forment un groupe relativement restreint de composés naturels aromatiques qui sont vraisemblablement formés par couplage oxydatif des cycles aromatiques de précurseurs de type stilbène. C’est pour cette aisonr qu’ils seront présentés ensemble. Toutefois, certains phénanthrènes sont issus de l’aromatisation de précurseurs diterpéniques. La plupart des phénanthrènes ont été isolés de plantes supérieures de la famille des Orchidaceae, mais un certain nombre ont été obtenuschez les Betulaceae, les Combretaceae et les Dioscoreaceae [Kovacs et al. ; 2008 ; Leong et al., 1997 ; Majmuder et al., 2001].
Une série de dihydrostilbènes a été isolée des tubercules de différents Dioscorea, uniquement lorsqu’ils étaient infectés par le champignon Botrydiplodia, et certains de ces composés qui ont montré une activité antifongique ontrec une série de moisissures (Penicillium, Aspergillus) et antibactérienne contre S. aureus et E. coli, sont considérés comme des phytoalexines induites par le champignon. Ainsi, la dihydropinosylvine a été isolée de D. batatas, D. rotundata et D. magenotiana et le dihydroresvératrol de D. bulbifera et D. dumentorum. Les batatasines III et IV et leurs dérivés déméthylés l’ont été deD. rotundata et D. alata [Fagboun et al., 1987 ; Takasugi et al., 1987 ; Adesanya et al., 1989 ; Cline et al., 1989]. Enfin, le 4,2′-dihydroxy-3,5-diméthoxydihydrostilbène des tubercules de D. magenotiana infectés par Botrydiplodia theobromae, pathogène des ignames [Kaganda et Adesanya, 1990].

Activité anti-ostéoporotiqu e

Le spongioside A (un cholestane glycosylé), l’hypoglaucine G, ainsi que la méthyl-protodioscine, tous isolés deDioscorea spongiosa, ont montré une activité antiostéoporotique [Yin et al., 2003 ; 2004].

Effets hypoglycémiants, traitement de l’hypercholestérolémie et recherche de mesure d’anti-obésité

– Les expérimentations sur des rats rendus diabétiques ont révélé des effets hypoglycémiants en réduisant considérablement l’activité ATP-asique Na+-K+. Une augmentation de l’activité de l’-amylase sur la région proximale de la muqueuse de l’intestin grêle a été également induite à la suite d’une complémentation du régime alimentaire avec un extrait de sapogénine d’igname amer (D. polygonoides) [Mcanuff et al., 2003 ; 2005]. Le même extrait diminue considérablement le taux de glucose plasmatique et de cholestérol total des rats rendus diabétiques [Mcanuff et al., 2002], ainsi que des activités disaccharidases de l’intestin [Mcanuff-Harding et al., 2006].
– L’extrait méthanolique de D. nipponica a une activité potentielle inhibitrice de la lipase pancréatique porcine dont le composé actif ste la dioscine [Kwon et al., 2003].

Activités anti-oxydantes

Des extraits d’ignames sauvages (Dioscorea sp.) du Népal, renfermant des composés phénoliques, ont montré des propriétés anti-oxydantes intéressantes [Bhandari et Kawabata, 2004].

Activité anti-inflammatoire

D. membranacea : la dioscoréanone (une phénanthraquinone) présentune activité potentielle contre le TNF- libéré, ainsi que les deux naphtofuranoxépines (dioscoréalides A et B) qui ont montré une activité modérée. Ces toxines ont conduit à l’utilisation de la plante par les médecins traditionnels Thaï pour le traitement des maladies inflammatoires [Tewtrakul et Itharat, 2007].

Activités immunologiques

– D. batatas Decne : le mucopolysaccharide de cette plante a révélé des effets immunoactifs en augmentant l’activité cytotoxique des splénocytes murines contre les cellules leucémiques, suggérant ainsi l’induction des réponses immunes médiatrices cellulaires. Il augmente également l’activité phosphatasique lysosomiale des macrophages péritonéaux murinsin vitro [Choi et al., 2004].
– D. opposita Thunb : un polysacccharide isolé de cette espèce arévélé lors de tests préliminaires in vitro, une stimulation de la prolifération de la Coenzyme A-lymphocyte T induite [Zhao et al., 2005].

Effet vasorelaxant

La diosgénine fait apparaître une relaxation vasculaire induite impliquant l’activation du récepteur endothélial muscarinique lequel augmente les concentrations en calcium intracellulaire et par conséquent la libération desfacteurs relaxant dérivant de l’endothélium notamment l’oxyde nitrique et les dérivés de la cyclo-oxygénase activant les canaux Ca2+-K+ [Dias et al., 2007].

Propriétés antivirales

L’extrait aqueux de D. birmanica et l’extrait EtOH de D. membranacea ont montré des effets inhibiteurs contre la HIV-1 intégrase (IC50 respectives de 4,5 et 4,7 µg/ml). L’extrait EtOH de D. membranacea a révélé une activité contre la HIV-1 protéase 50(CI= 48 µg/ml) [Tewtrakul et al., 2006].

Propriétés antimicrobiennes

Propriétés antifongiques

La prosapogénine A de la dioscine, isolée deD. cayenensis, a montré une activité antifongique contre des levures pathogènes pour l’homme : Candida albicans, C. glabrata et C. tropicalis, avec des CMI respectives de 20,8, 6,2 et 25,0 µg/m l [Sautour et al., 2004].

Propriétés antibactériennes

– D. bulbifera L. sativa : la fraction soluble dans le dichlorométhane de l’extrait brut, ainsi que les deux clérodanes, bafoudiosbulbines A et B, ont révélé des activités antibactériennes significatives contre Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, S. paratyphi A et S. paratyphi B [Teponno et al., 2006].
– D. dregeana : les extraits MeOH, aqueux et AcOEt sont actifs contre Pseudomonas aeruginosa [Kelmanson et al., 2000].

INTERETS NUTRITIONNEL ET COMMERCIAL

COMPOSITION CHIMIQUE ET INTERET NUTRITIONNEL

La composition chimique des tubercules est voisine de celle des pommes de terre avec environ 25 % d’amidon, mais avec une teneur plus forte en protéines. Elles en contiennent environ 7 %, soit quatre fois plus que le manioc. L’igname est une bonne source de calories. L’igname contient de petites quantités de vitamine B1 (thiamine) et de vitamine C (6 à 10 mg pour 100 g et jusqu’à 21 mg dans certains cas), et les variétés jaunes de patate, d’igname et de manioc renferment du bêta-carotène ou de la provitamine A. Les racines et les tubercules contiennent de faibles quantités d’autres vitamines et minéraux mais renferment des quantités importantes de fibres. Les plantes-racines, dont fait partie l’igname, contiennent généralement une bonne quantité de lysine, moins toutefois que les légumineuses ; la teneur en acides aminés soufrés est insuffisante. Par exemple, l’igname est riche en phénylalanine et en thréonine, mais pauvre en tryptophane et en acides aminés soufrés, cystine et méthionine. Comme toutes les plantes-racines, l’igname présente une très faible teneur en lipides [FAO, 1991].
Une étude entreprise à Madagascar a révélé les compositions de quelques unes des espèces de Dioscorea présentes dans deux régions de l’île, celle de Morondava dans la partie occidentale et celle de Brickaville dans la partie orientale. Le tableau 7 regroupe les teneurs en eau, lipides, protéines, amidon et fibres des espèces analysées [Jeannodaet al., 2007].

Table des matières

Première partie : Etude de Dioscorea antaly Jum. & Perr. 
1. INTRODUCTION
2. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
2.1. Généralités sur les Dioscoreaceae
2.1.1. Données botaniques
2.1.1.1. Description botanique de la famille des Dioscoreaceae
2.1.1.2. Présentation du genre Dioscorea
2.1.1.3. Répartition géographique
2.1.1.4. Les espèces présentes à Madagascar
2.2. Données ethnopharmacologiques et ethnobotaniques
2.2.1. Utilisations des ignames dans le monde
2.2.2. Utilisations des ignames à Madagascar
2.3. Travaux phytochimiques et pharmacologiques antérieurs sur le genre Dioscorea
2.3 1. Etudes phytochimiques antérieures sur les Dioscorea
2.3.2. Les facteurs antinutritionnels
2.3.3. Les propriétés et activités pharmacologiques potentielles
2.3.3.1. Activités cytotoxiques
2.3.3.2. Activité anti-ostéoporotique
2.3.3.3. Effets hypoglycémiants, traitement de l’hypercholestérolémie et recherche de mesure d’anti-obésité
2.3.3.4. Activités anti-oxydantes
2.3.3.5. Activité anti-inflammatoire
2.3.3.6. Activités immunologiques
2.3.3.7. Effet vasorelaxant
2.3.3.8. Propriétés antivirales
2.3.3.9 Propriétés antimicrobiennes
2.4. Intérêts nutritionnel et commercial
3. DONNEES SUR Dioscorea antaly Jum. & Perr.
3.1. Description botanique
3.2. Répartition géographique
3.3. Classification
4. ENQUETES ETHNOBOTANIQUES
5. ETUDE CHIMIQUE
5.1. Préparation des tubercules
5.2. Etudes phytochimiques préliminaires
5.3. Extraction et purification
5.3.1. Extraction
5.3.1.1. Extraction avec des solvants organiques
5.3.1.2. Extraction aqueuse ou décoction
5.3.2. Purification
5.3.2.1. Purification et isolement des constituants de l’extrait par AcOEt
5.3.2.2. Purification et isolement des constituants de l’extrait aqueux
5.4. Détermination structurale
5.4.1. Structures des composés de la classe des diterpénoïdes
5.4.1.1. Structure des composés D11 et D11′ : 8-épidiosbulbine E 4
5.4.1.2. Structure du composé D7 : diosbulbine E
5.4.1.3. Structure du composé D12 : 8-épidiosbulbine G
5.4.1.4. Structure du composé D5 : antadiosbulbine A
5.4.1.5. Structure du composé D6 : antadiosbulbine B
5.4.2. Structures des composés de la classe des flavonoïdes
5.4.2.1. Structure du composé D13
5.4.2.2. Structure du composé D14 : kaempférol
5.4.2.3. Structure du composé D15 : quercétine
5.4.2.4. Structure du composé D16 : isorhamnétine
5.4.3. Structure du composé D8: catéchine
5.4.4. Structures des composés de la classe des stilbènes et phénanthrène
5.4.4.1. Structure du composé D1 de la classe du phénanthrène
5.4.4.2. Structure du composé de la classe des stilbènes
5.4.4.2.1. Structure du composé D3 : picéatannol
5.4.4.2.2. Structure du composé D2 : dihydropicéatannol
5.4.4.2.3. Structure du composé D10 : cassigarol D
5.4.4.2.4. Structure du composé D9 : scirpusine B
6. ETUDE TOXICOLOGIQUE
6.1. Etude de l’activité toxique sur souris
6.1.1. Symptômes développés
6.1.2. Etude des lésions anatomo-pathologiques
6.1.3. Toxicité
6.1.3.1. Détermination de la DL50 orale
6.1.3.2. Détermination de la DL50 intra péritonéale
6.2. Activité sur d’autres espèces à sang chaud
6.3. Activité ichtyotoxique
6.3.1. Effets des extraits de Dioscorea antaly Jum. & Perr. sur les embryons de médaka, Oryzias latipes
6.3.2. Effets de l’extrait de Dioscorea antaly Jum. & Perr. sur les organes des embryons de médaka
6.4. Activités antimicrobiennes
6.5. Activité antimycobactérienne
6.6. Activité anti-inflammatoire
6.7. Activité antiplasmodiale in vitro
6.8. Activité cytotoxique
7. RESUME -DISCUSSION – CONCLUSION
Deuxième partie : Etude de Rhodocodon madagascariensis Baker 
1. INTRODUCTION
2. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
2.1. Généralités sur les Hyacinthaceae
2.1.1. Description botanique de la famille des Hyacinthaceae
2.1.2. Répartition géographique des Hyacinthaceae
2.1.3. Les espèces présentes à Madagascar
2.2. Données ethnopharmacologiques et ethnobotaniques
2.2.1. Utilisations des Hyacinthaceae dans le monde
2.2.2. Utilisations à Madagascar
2.2.3. Données sur la toxicité
2.3. Travaux phytochimiques et pharmacologiques antérieurs sur les Hyacinthaceae
2.3 1. Etudes phytochimiques antérieures
2.3.3. Propriétés et activités pharmacologiques / biologiques
3. DONNEES SUR Rhodocodon madagascariensis Baker
3.1. Description botanique
3.2. Répartition géographique
3.3. Ecologie
3.4. Classification
3.5. Utilisations de Rhodocodon madagascariensis Baker
4. ENQUETES ETHNOBOTANIQUES
5. ETUDE CHIMIQUE
5.1. Préparation du matériel d’étude
5.2. Extractions
5.3. Fractionnement et purification des extraits
5.4. Détermination structurale
5.4.1. Structure du composé R1 : scillirosidine
5.4.2. Structure du composé R2 : scilliroside
5.4.3. Structure du composé R3 : 3-O-β-glucoside de l’hellébrigénine
6. ETUDE TOXICOLOGIQUE
6.1. Activité toxique sur souris
6.1.1. Symptômes d’intoxication provoqués par les différents extraits
6.1.2. Lésions anatomopathologiques
6.1.3. Evaluation de la toxicité
6.1.3.1. Détermination de la DL50 orale
6.1.3.2. Détermination de la DL50 intra péritonéale
6.2. Effets de l’extrait sur d’autres espèces à sang chaud
6.3. Activité ichtyotoxique
6.3.1. Effets de l’extrait aqueux de Rhodocodon madagascariensis Baker sur les embryons de médaka Oryzias latipes
6.3.1.1. Effets sur des embryons de 6 jours
6.3.1.2. Effets sur des embryons de 1 jour : stade embryonnaire 17
6.3.2. Effets de l’extrait aqueux de Rhodocodon madagascariensis Baker sur les larves de médaka Oryzias latipes
6.3.2.1. Effets sur les larves
6.3.2.2. Effets sur le développement embryo-larvaire
6.4. Préparation d’appâts empoisonnés
6.5. Activités antimicrobiennes
7. RESUME – DISCUSSION – CONCLUSION
Troisième partie : Partie expérimentale 
1. MATERIELS ET METHODES
1.1. Chimie extractive
1.2. Chimie analytique et structurale
1.2.1. Spectrométrie de masse
1.2.2. Activité optique
1.2.3. Spectrométrie de RMN
2. EXTRACTION, FRACTIONNEMENT ET PURIFICATION
2.1. Etude de Dioscorea antaly Jum. & Perr.
2.1.1. Extraction
2.1.2. Fractionnement de l’extrait par AcOEt
2.1.3. Purification des différentes fractions
2.2. Etude de Rhodocodon madagascariensis Baker
2.2.1. Extraction et fractionnement
2.2.2. Purifications des différentes fractions
3. TESTS TOXICOLOGIQUES
3.1. Activité toxique sur les animaux à sang chaud
3.1.1. Activité toxique sur souris
3.1.1.1. Evaluation de la toxicité
3.1.1.2. Détermination des DL50
3.1.2. Activités toxiques sur d’autres espèces
3.1.3. Examens anatomopathologiques
3.1.3.1. Prélèvement et fixation des organes
3.1.3.2. Inclusion
3.1.3.2.1. Circulation
3.1.3.2.2. Inclusion proprement dite
3.1.3.3. Microtomie et étalement des coupes
3.1.3.4. Coloration des coupes et montage des lames
3.2. Activité ichtyotoxique
3.3. Activité anti-microbienne
3.4. Activité antimycobactérienne
3.5. Activité anti-inflammatoire
3.6. Activité antiplasmodiale in vitro
CONCLUSION GENERALE 
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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