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Effets des extraits de quelques plantes médicinales locales sur les enzymes alpha amylase, trypsine et lipase

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par K Benarous
UNiversité Amar Telidji Laghouat, Algérie - Ingénieur d'état en génie biologique 2006
  

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Chapitre VI: evaluation de Pactivite antioxydante

Les termes antioxydants et radicaux libres sont des termes populaires utilises par les nutritionnistes et autres professionnels de la sante. Ces dernieres armees ont vu apparaitre un debordement d'informations sur le role du stress oxydatif dans le declenchement d'un certain nombre de maladies graves, telles que certains cancers, les maladies cardiovasculaires et les maladies degeneratives liees au vieillissement, ainsi que sur le role therapeutique possible des antioxydants dans ces maladies (Kristiina Pelli et Marika Lyly, 2003).

1. Les radicaux libres

Les radicaux libres sont des atomes, ou un groupe d'atomes, avec un nombre impair d'electrons sur la loge exterieure, et ils peuvent se former quand l'oxygene interagit avec certaines molecules (Kristiina Pelli et Marika Lyly, 2003).

Les radicaux libres sont des composes caracterises par une structure electronique desequilibree qui leur confere une grande reactivite sur les constituants organiques et sur les structures cellulaires. Ils se foment de fawn inevitable en parallele au metabolisme energetique et par une multitude d'autres voies. Ils favorisent habituellement le bon fonctionnement de l'organisme et la sante des mammiferes, mais leur exces peut étre nefaste. En dehors de toute situation pathologique, leur production est stimulee par toute situation de stress, en particulier par la manipulation maladroite ou brutale des animaux, par l'exercice physique, par le froid, par des niveaux d'alimentation excessifs ou par des desequilibres alimentaires. Elle peut alors atteindre des niveaux nuisibles pour les aspects quantitatifs et qualitatifs des productions animales (B. Aurousseau, 2002).

Le metabolisme cellulaire normal de l'oxygene produit de maniere continue de faibles quantites de derives reactifs de l'oxygene. Le role physiologique de cette production basale de

Chapitre VI: evaluation de Pactivite antioxydante

derives reactifs de l'oxygene n'est pas totalement connu, mais certaines de ces molecules pourraient avoir une fonction dans les processus de signalisation cellulaire.

Dans certaines situations, cette production augmente fortement, entrainant un stress oxydatif que l'on definit comme un desequilibre entre la production et la destruction de ces molecules. En raison de leur capacite a endommager presque tous les types de molecules dans l'organisme, les derives reactifs de l'oxygene ont ete impliques dans un tres grand nombre de pathologies, tant aigues que chroniques (Gutteridge, 1993).

L'appellation " derives reactifs de l'oxygene " n'est pas restrictive. Elle inclut les radicaux libres de l'oxygene proprement dit [radical superoxyde (.02:), radical hydroxyl (
·
011), monoxyde d'azote (NO
·
), ...], mais aussi certains derives oxygenes reactifs non radicalaires dont la toxicite est importante [peroxyde d'hydrogene (11202), peroxynitrite (ON00-)] (GP. Novelli, 1997)

1.1. Les differents types des radicaux libres

D' apres Halliwell (Halliwell, 1994), les mecanismes de l'action d'un antioxydant peuvent comprendre :

- Le piegeage direct des especes reactives d'oxygene (ERO).

- L'inhibition des enzymes et la chelation des traces metalliques responsables de la production des ERO.

- La protection des systemes de defense antioxydants.

- Le piegeage direct des ERO

L'interaction des flavonokles avec de nombreux radicaux a ete employee dans plusieurs etudes afin de determiner les elements majeurs de l'activite antioxydante. A cause de leurs faibles potentiels redox (Jovanovic, 1994), les flavonokles (Fl-OH) sont thermodynamiquement capables de reduire les radicaux libres oxydants comme le superoxyde, le peroxyle, l'alkoxyle et l'hydroxyle par transfert d'hydrogene :

El - ( )H + R 6 H - 0' + RH

Oil R represente l'anion superoxyde, le peroxyle, l'alkoxyle et l'hydroxyle.

Le radical flavonoxy (FL-0
·
) peut reagir avec un autre radical pour former une structure quinone stable.

 

OH

 
 
 

quilione

O1-1

 

c
·

 
 
 

R. RH

 
 

R. RH

OH K... )

Chapitre VI: evaluation de Pactivite antioxydante

Figure VI. 1. Piegeage des ERO (
·) par les flavondides.

- L'inhibition des enzymes et la chelation des traces metalliques responsables de la production des ERO

Les ions du fer (Fe24) et du cuivre (Cu2#177;) sont essentiels pour certaines fonctions physiologiques. Its peuvent étre, soit des constituants des hemoproteines, soit des cofacteurs des differentes enzymes du systeme de defense antioxydant (par exemple, Fe pour la catalase, et Cu et Zn pour la superoxyde dismutase). Mais ils sont aussi responsables de la production du radical hydroxyle par la reduction du peroxyde d'hydrogene selon la reaction suivante:

H2O. +Fe2+ (Cu+) '0H + -OH + Fe3+ (Cti2+)

Les flavonokles sont consideres comme de bons chelateurs de ces ions metalliques.

L'activite antioxydante des flavonokles est assuree grace a sa structure active qu'elle est represent& dans la figure VI. 2. :

HO

Figure VI. 2. Elements essentiels pour l'activite antioxydante des flavonokles (Abdelghafour
MARFAK, 2003).

2. L'activite antioxydante et les antioxydants

2.1. L'activite antioxydante

Les mecanismes de defense anti-oxydante du corps humain peuvent étre divises en deux categories differentes. Premierement, un certain nombre d'enzymes sont synthetisees a partir des proteins et d'autres nutriments et constituants de l'organisme. Le second groupe d'antioxydants doit étre obtenu a partir de l'alimentation, puisque ces derniers ne peuvent étre synthetises par l'étre humain. Its comprennent les nutriments et les metabolites vegetaux mentionnes plus haut : les vitamins E et C, les carotenokles, le selenium, les folates, les flavonokles, les phytoestrogenes et les glucosinolates (Kristiina Pelli et Marika Lyly, 2003). 2.2. Les antioxydants

Les antioxydants sont des molecules capables d'interagir sans danger avec les radicaux libres et de mettre fin a la reaction en chain avant que les molecules vitales ne soient endommagees. Chaque molecule antioxydante ne peut reagir qu'avec un seul radical libre, et par consequent, it faut constamment refaire le plein de ressources anti-oxydantes.

Chapitre VI: evaluation de Pactivite antioxydante

2.2.1. Les antioxydants synthetiques

Its sont utilises pour empécher les aliments gras de rancir et pour proteger les vitamines liposolubles (A, D, E et K) contre l'oxydation. Les esters d'acides galliques, le butylhydroxytoluene et le butylhydroxyanisol, appartiennent a cette categorie. Les vitamines C et E ont egalement des proprietes antioxydantes et ont l'avantage d'augmenter la valeur nutritive des aliments. Des recherches ont montre que les antioxydants synthetiques employes par l'industrie alimentaire sont egalement benefiques pour l'organisme (Microsoft Encarta, 2007)

Les antioxydants synthetiques sont generalement prepares en laboratoire, et principalement a partir de composants chimiques. Dans l'industrie alimentaire, l'ajout d'antioxydants naturels dans les aliments est une technique completement nouvelle. Depuis a peu pres 1980, les antioxydants naturels sont apparus comme alternative aux antioxydants synthetiques, et ils sont aujourd'hui generalement preferes par les consommateurs. Toutefois, le fait de trouver communement une substance dans un aliment ne constitue pas une garantie de son absence totale de toxicite. Les antioxydants synthetiques ont ete testes quant a leurs effets carcinogens ou mutagenes, mais de nombreux constituants naturels des aliments n'ont pas encore ete testes (Kristiina Pelli et Marika Lyly, 2003).

2.2.2. Les antioxydants naturels

Parmi les antioxydants naturels on trouve l'acide ascorbique (Vitamine C), les tocopherols (Vitamine E) et les composes phenoliques exemple les flavonoIdes.

3. Test de DPPH

3.1. Principe de la methode

Le DPPH ou 1,1-dipheny1-2-picrylhydrazyle agit en tant qu'un radical libre stable efficace reduit par un antioxydant, montrant un spectre d'absorption a 517 nm avec une couleur violette, la reduction de ce radical nous donne la coloration jaune (Dong-Sun Lee et al, 2001).

La reaction de la reduction de DPPH. Avec les composes phenoliques est montre ci-dessous :

 

+ Hi) OH

H

M--M


·

 

0

0

Figure VI. 3 : La reaction entre le DPPH et l'hydroquinone (Masahiro Nishizawa et al, 2005).

3.2. Procedure experimentale

On prend 1 ml de la solution de DPPH dissout dans le methanol de concentration 250 1.1A4 avec 1 ml de l'extrait phenolique de concentrations croissantes, apres une incubation pendant

30 minutes on effectue la lecture dans le spectrophotometre a 517 pourcentage d'inhibition suivant cette relation :

I% = (1 -- (Aextrait ADPPH temoin)) *100

nm, on calcule le

 

3.3. Resuftats et discussion

Les resultats obtenus nous permet de tracer les graphes figurant la variation du pourcentage d'inhibition en fonction de la concentration de l'extrait phenolique I% = f (C), les graphes sont representes dans la figure VI. 4.

E 70

E 60

50 40 30 20 10

PI (%) 100 -80 -60 -40 -20 -

Foulia

y= 3,8593x

R2 = 0,9818

y = 5,0395x

R2 = 0,973

Gondale

0

 
 
 
 

0

 
 
 
 
 

5

10

15

20 C (pM)

 

10

15

20

 

C (pM)

Lelma

Remth

y = 6,1801x

y = 5,5069x

-8. 100

E 80

60 40 20

R2 = 0,9695

R2 = 0,9669

C

80 60 40 20

0

0

5 10 15 20

C (1M)

2 4 6 8 10 12 14

C (pM)

Chapitre VI: evaluation de Pactivite antioxydante

E 100

r.

80 60 40 20 0

Reguig y = 8,5847x

il 120

-

a 100

-

80 -60 -40 -20 -

R2 = 0,9487

0

2 4 6 8 10 12 14

C (OA)

Serr y = 7,4359x

R2 = 0,9912

,

2 4 6 8 10 12 14

C (pM)

Zwadet El khrouf

E 50 r. 40

30 20 10 0

y = 3,2364x R2 = 0,9945


·

2 4 6 8 10 12 14

C (pM)

Figure VI. 4. Les graphes PI =f (C) de chaque plante.
Puisque la valeur d'EC50 presente la concentration d'inhibiteur necessaire pour balayer 50 %
des radicaux libres et qui est inversement proportionnelle a l'activite antioxydante, nous avons
determine les valeurs des EC50 de chaque extrait phenolique a partir des representations
graphiques I % = f (I). Les resultats sont groupes dans le tableau VI. 1 et presentes dans

l'histogramme (figure VI. 5).

Tableau VI. 1. Les EC50 de chaque plante.

 

Plante

EC 50 (mg/ml)

Foulia

12,95

Gondale

9,92

Lelma

9,1

Remth

8,1

Reguig

5,8

Serr

6,7

Zwadet

15,4

 

EC50

(mg/m1)16

14- 12- 10- 8 - 6- 4 - 2 -

0 MI , Plantes

640 ,z--

ks>,

oP ,z--

,z, *
· ,z, ,

,i, 4,1, , c.0

00 i. ,,i,

be

1

Figure VI. 5. Classement croissant des plantes selon leur EC50.

Si on compare les valeurs de EC50 des sept extraits, on peut dire que l'extrait "Reguig" est le plus puissant antioxydant, alors que l'extrait phenolique "Zwadet Elkhrouf' est l'antioxydant le plus faible. Nous n'avons pas trouve une correlation entre le pouvoir antioxydant EC50 et la teneur en phenols totaux et flavonoIdes. Ce resultat peut étre explique que les extraits etudies renferment des composes phenoliques de structures chimiques differentes et que ractivite antioxydante etudiee par ce test ne depend pas obligatoirement de la concentration des composes phenoliques. L'idee de revaluation de ractivite antioxydante est dans le but de trouver une correlation de ractivite antioxydante et le pouvoir inhibiteur des enzymes. Les tentatives essayees n'ont pas conduit a un resultat significatif et ceci montre q'un extrait inhibiteur d'enzyme ne soit forcement pas un antioxydant puissant.

Chapitre VI: evaluation de Pactivite antioxydante

4. Conclusion

Les radicaux libres sont des molecules instables produites en permanence par le corps humain suivant des reactions biochimiques, par exemple la production de l'energie a partir des aliments et de l'oxygene, ils peuvent s'associer a d'autres molecules et entrer en reaction comme ils peuvent endommager ou detruire les parois des cellules. De cette oxydation provient l'alteration de l'ADN et le vieillissement cellulaire qui est a la base de certaines maladies comme l'atherosclerose et le cancer.

L'organisme pour se defendre possede des agents neutralisant les radicaux libres qui sont les enzymes tel que la super-oxyde dismutase et les vitamines "anti-oxydantes" C, E, A, les bioflavonoIdes, les vitamines du groupe P comme les pigments vegetaux qui ont un effet protecteur "le béta-carotene".

A travers cette etude, on peut dire que les plantes etudiees possedent des pouvoirs antiradicalaires importants.

Chapitre VI: evaluation de Pactivite antioxydante

Bibliographie

· Abdelghafour Marfak, le 12 Decembre 2003, Radiolyse gamma des flavonokles. etude de leur reactivite avec les radicaux issus des alcools : formation de depsides, p 30-34 (these de doctorat), l'Universite de Limoges, Ecole Doctorale Sciences Biologie Sante, Faculte de Pharmacie.

· B. Aurousseau, 2002, les radicaux libres dans l'organisme des animaux d'elevage : consequences sur la reproduction, la physiologie et la qualite de leurs produits, INRA Prod. anim.

· Dong-Sun LEE, Nam-Soon KIM and Sang-Han LEE, 2001, 2, 2-Dipheny1-1- picrylhydrazyl Hydrate, a Stable Free Radical, Is an a-Glucosidase Inhibitor, J Biological & pharmaceutical bulletin, Volume 24, No 6, pp 727-728.

· JM Gutteridge, 1993, Free radicals in disease processes: a compilation of cause and consequence. J Free Radical Res Commun, Volumel9, pp 141-158.

· ICristiina Pelli et Marika Lyly, janvier 2003, les antioxydants dans l'alimentation, Biotechnology Finlande.

· Masahiro Nishizawa, Masahiro Kohno, Minemitsu Nishimura, Akio Kitagawa, and Yoshimi Niwano, 2005, Non-reductive Scavenging of 1, 1-Dipheny1-2- picrylhydrazyl (DPPH) by Peroxyradical: A Useful Method for Quantitative Analysis of Peroxyradical, J Chemical and pharmaceutical bulletin, Volume 53, No 6, pp 714716.

· Novelli GP, 1997, Role of free radicals in septic shock. J Physiol Pharmacol, Volume 48, pp 517-527.

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"Je ne pense pas qu'un écrivain puisse avoir de profondes assises s'il n'a pas ressenti avec amertume les injustices de la société ou il vit"   Thomas Lanier dit Tennessie Williams