TD Gnosie [PDF]

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FILERE : AM3 MODULE : T D Pharmacognosie I-

Définitions

Alcaloïde Les alcaloïdes sont des molécules organiques mono ou polycycliques d’origine naturelle (le plus souvent végétale), azotées, plus ou moins basique, de distribution restreinte et doués, à faibles doses, de propriétés pharmacologiques marquées. Huile essentielle : Les huiles essentielles sont des mélanges huileux volatiles et liquides, elles sont très nombreuses et leur composition est très variée. Pharmacognosie La pharmacognosie s’intéresse à l’étude de la composition et les effets des principes actifs contenus dans les matières premières d’origine naturelle c’est –à -dire obtenues à partir des végétaux, des animaux ou par fermentation des micro-organismes. La pharmacognosie a pour objet l’étude des plantes à viser thérapeutique. Drogue végétale Les drogues végétales ou aussi matériels végétales qui sont destinés à être utilisés en thérapeutiques et n’ayant subi aucune opération pharmaceutique : plante entière, partie de plante (entière ou fragmentée), huiles essentielles. Métabolite primaire  Un métabolite primaire est un type de métabolite qui est directement impliqué dans la croissance, le développement et la reproduction normale d'un organisme ou d'une cellule. Métabolite secondaire Un métabolite secondaire est un type de métabolite n'est pas directement impliqué dans ces processus physiologiques fondamentaux (indispensables) d'un organisme, mais possède par exemple une fonction écologique importante, c'est-à -dire une fonction relationnelle. Hydro distillation : La technique de l'hydro distillation n'est autre que la distillation d'une solution aqueuse contenant un composé organique non miscible à l'eau. Hydrodistillation ou entrainement à la vapeur. Le but de cette manipulation est d'extraire par hydrodistillation l'huile essentielle de l'espèce chimique. ...

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Spectrophotométrie : Spectrophotométrie : définition et explications. Spectrométrie et spectrophotométrie sont des méthodes d'analyse grâ ce auxquelles on parvient à déterminer le taux d'absorbance d'une substance chimique, c'est-à -dire sa capacité d'absorption de la lumière. La spectrophotométrie est une méthode d'analyse qui permet de déterminer l'absorbance d'une substance chimique en solution, c'est-à -dire sa capacité à absorber la lumière qui la traverse. L'absorbance d'une substance chimique dépend de la nature et de la concentration de cette substance ainsi que de la longueur d'onde à laquelle on l'étudie. Pharmacopée Recueil officiel des pharmaciens sur lequel figure l'ensemble des médicaments commercialisés dans le pays avec leurs dénominations et leurs compositions. Monographie : É tude complète et détaillée sur un sujet précis. LES TANINS Les tanins sont des substances naturelles polyphénoliques, hydrosolubles, à saveur astringente, ayant en commun la propriété de tanner la peau. QROC But de la pharmacognosie Recherche de drogues et de nouvelles substances médicamenteuses. L’étude approfondie des substances naturelles assurant une prévention de la santé et qui ont été sélectionnées au cours des siècles pour une activité thérapeutiques ou qui ont fait leurs preuves cliniques dans la médecine actuelle. Fournir des matières premières et des substances naturelles de notre environnement avec une bonne qualité et en quantité suffisante à la thérapeutique. Trouver de nouvelles formes d’utilisation. Principe de la pharmacognosie En fait, la pharmacognosie a pour objet l’étude des plantes à intérêt thérapeutique et consistera à : Définir son identité et sa morphologie. 15

Déterminer son origine et son mode de production, apprécier l’incidence de ces deux derniers facteurs sur sa qualité. A la fin analyser sa composition chimique (structures des principes actifs et les facteurs pouvant la faire varie. 4 propriétés thérapeutiques des terpènes Antibactériens, antiviraux, antifongiques et insecticides QCM 1abcde-

Lequel de ces composés organiques appartient aux métabolites primaires ? Galactose Acide gallique Coumarine Quercétine Aucune réponse juste

2abcde-

Parmi ces alcaloïdes lequel est un alcaloïde tropanique ? Quinine Morphine Nicotine Ergotamine Atropine

3abcde-

La morphine appartient à la famille des alcaloides ? Tropanique Quinoleique Pyridinique Indolique Isoquinoleique

4fghij-

La quinine appartient à la famille des alcaloides ? Tropanique Quinoleique Pyridinique Indolique Isoquinoleique

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5abcde-

Lequel de ces composés utilise Folin-Ciocalteu comme méthode de dosage ? Alcaloides Les flavonoides Les terpènes Polyphénols totaux Aucune bonne réponse

6- Lequel de ces composés utilise le reactif de Dragendorff  pour mise en évidence ? a- Alcaloides b- Les flavonoides c- Les terpènes d- Polyphénols totaux e- Aucune bonne réponse

7abcde-

Lequel de ces composés a la propriété d’être astringent ? Anthocyanes Flavonoides Tanins Quinones Aucune bonne réponse

8abcde-

Substance naturelle appartenant aux poly phénols ? Tanin Morphine Béta-carotène Pinène Cocaïne

9abcde-

Quel test spécifique identifie les polyphénols totaux ? Dragendorff Folin-Ciocalteu Salkowski Mayer Erlen

10un nombre d’unité d’isoprénique égal à 5 correspond ? a- Tétraterpène b- Diterpene c- Sesterpène d- Sesquiterpène e- Monoterpène

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11Précurseur de biosynthèse des terpènes ? a- Acide malonique b- Acide mévalonique c- Acide cinnamique d- Aucune bonne réponse e- Acide ascorbique 12Les stéroides appartiennent a quel dérivé des terpènoides ? a- Triterpènes b- Diterpènes c- Terpènes d- Polyterpènes e- Polyterpènes 13Lequel de ces composés a la particularité d’être un anticoagulant oral ? a- Coumarines b- Flavonoides c- Tanins d- Caroténoides e- Ginseng 14Parmi ces substances naturelles laquelle correspond à un diterpène ? a- L’acide abscissique b- Vitamine A c- Zingibérène d- Caoutchouc e- Vitamine C

13-Lequel de ces substances naturelles n’appartient pas aux alcaloïdes a- Morphine b- Cocaine c- Quercetine d- Ergot de seigle

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Les dérivés terpéniques ou terpénoïdes Ils sont également appelés isoprénoïdes. Il s’agit d’une des trois grandes familles chimiques en phyto-aromathérapie. Ce sont des molécules polymères de l’isoprène (à 5 atomes de carbones), ceci veut dire que plusieurs isoprènes ont été attachés ensemble comme des perles sur un collier. Elles sont ensuite réorganisées pour former une multitude de molécules différentes, la plupart ont une structure cyclique ou polycyclique. L’unité « monoterpène » (la base de comptage) correspond à une molécule à 10 carbones elle est composée de 2 isoprènes. Du fait de leur caractère aromatique ils sont très largement utilisés en tant que remèdes naturels. Cette grande famille est donc composée de molécules très volatiles (qui seront traitées dans le paragraphe sur les huiles essentielles) jusqu’à de très grosses molécules comme le caoutchouc. Cette voie de synthèse très importante dans les végétaux, conduit également à la production de composés tels que les chlorophyles ou les bêta-carotènes. Leur nomenclature dépend de leur nombre de carbone :  

C5 : hémiterpènes C10 : monoterpènes => dans les huiles essentielles



C15 : sesquiterpènes => dans les huiles essentielles



C20 : diterpènes



C30 : triterpènes : précurseurs des stéroïdes, phytostérols et saponosides



C40 : tetraterpènes : caroténoïdes



C45 et C50 : queues terpéniques des molécules d’ubiquinones et de plastoquinone



>C50 : polyterpènes (caoutchouc…) Leur localisation dans le végétal est variable et leurs rô les dans le végétal sont multiples. On pourra citer par exemple l’attraction des pollinisateurs ou la répulsion des prédateurs. Ils constituent également des précurseurs à la synthèse des stéroïdes et stérols au sein de l’organisme animal. Les terpénoïdes sont formés par l’ajout d’un groupe fonctionnel supplémentaire sur le squelette carboné du terpène (alcool, alhédyde, cétone etc.). on aura ainsi des terpénols, terpénals, terpénones etc. Les iridoïdes Ce sont des monoterpènes servant majoritairement de précurseurs aux alcaloïdes. Dans la plante ils confèrent une protection contre les infections mais également contre la prédation. Présents dans de nombreuses plantes médicinales, ils sont à l’origine d’effets cardiovasculaires (oleupéine de l’olivier), hépatiques (harpagoside de l’harpagophytum), anti-inflammatoires (harpagophytum, scrofulaire), immunomodulateur, anti-viral (scrofulaire), anti-microbien (scrofulaire) anti-spasmodique (valtrate de la valériane), antimutagène, antitumoral (globulaire), stimulant de l’appétit (gentiopicroside de la gentiane et purgatif.

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On en rencontre notamment chez les Asteridae, Ericaceae, Gentianaceae, Rubiaceae, Lamiaceae, Oleaceae, Verbenaceae, Plantaginaceae, Scrofulariaceae et Valerianaceae. Les plantes à iridoïdes connues sont l’Olivier, la Globlaire, la Valériane, la Cataire, la gentiane, l’harpagophytum, la noix vomique, la scrofulaire par exemple. Les mono et sesquiterpènoïdes volatiles (composants des huiles essentielles) Ils sont essentiellement des monoterpènes, des sesquiterpènes et tous leurs dérivés. Ils sont classés selon leur fonction chimique :  

Les monoterpènes et sesquiterpènes Les monoterpénols et sesquiterpénols



Les lactones sesquiterpéniques



Les aldéhydes sesquiterpéniques



Les oxydes



Les ether-oxydes et méthyl-ethers



Les Terpénones



Les Phtalides



Les Esters Ces groupes sont vus plus en détail dans la fiche sur les principes actifs des huiles essentielles. Les diterpènes Ils sont biologiquement essentiels comme le rétinol et rétinal (2 formes de vitamine A) ou encore le phytol qui est le précurseur de la vitamine E ainsi que de la vitamine K. Les taxanes sont des diterpènes à effet anticancéreux différent de celui des alcaloïdes des pervenches. On en trouve notamment dans l’If européen qui sert de base pour l’hémisynthèse du principe actif du médicament Docétaxel (NDH) utilisé pour agent chimiothérapique lors de cancer du sein, de la prostate et du poumon. D’autres hémiterpènes sont présents dans le romarin ou le grindélia. Leurs effets sont variés. Les diterpènes sont à la base d'une catégorie de molécules de grande importance biologique, telles que le rétinol (Vitamine A), le rétinal et le phytol. Ils sont connus pour être antimicrobiens et anti-inflammatoires. Les Triterpènes Les stérols Ce sont des dérivés des triterpènes et plus exactement d’un triterpénoïde aliphatique : le squalène.

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Le cholestérol est considéré comme le stérol animal de base qui sert de base pour la synthèse de vitamines et d’hormones stéroïdiennes (hormones sexuelles œstrogènes et androgènes, glucocorticoïdes et minéralocorticoïdes surrénaliens). Les stérols végétaux sont présents en faible quantité dans les céréales, les huiles végétales (squalène présent dans l’insaponifiable des huiles d’olive, de lin, d’arachide), les légumes, les fruits, les noix… . Ils sont donc apportés par l’alimentation, mais en très faible quantité (400 mg/jour en moyenne). Dans les plantes, ils servent au maintien de l’intégrité des membranes cellulaires. Les stérols végétaux ont des propriétés hypocholestérolémiantes par compétition de l’absorption du cholestérols au niveau intestinal. Ils peuvent également entrer dans la composition d’autres triterpènes et d’hormones stéroïdiennes. Les saponosides Ce sont des molécules composées d’un sucre et d’une partie triterpénique à pouvoir moussant. Ils peuvent être toxiques à haute dose. On en rencontre notamment dans la saponaire mais également dans le marron d’Inde ou encore dans les feuilles et les fruits du lierre grimpant. Cf. fiche sur les hétérosides. D’autres hétérosides sont également composés de triterpénoïdes, notamment dertains hétérosides cardiotoniques. D’autres triterpénoïdes d’intérêt phytothérapeutique  

L’acide ursolique des Lamiaceae et Ericaceae, l’acide quinovique du quinquina,



l’acide olénolique de l’olivier, de l’aubépine ou du romarin et



l’acide glycyrrhétique de la réglisse. Les tétraterpènes : les caroténoïdes Ce sont des pigments oranges solubles dans les graisses (liposolubles) très bien absorbés lors de la digestion. Ils sont anti-oxydants, certains sont précurseurs de la vitamine A on les appelle des pro-vitamines, d’autres sont anticancéreux ou encore stimulants de la synthèse d’anticorps. Ils sont utilisés en cosmétiques pour leurs propriétés anti-oxydantes et en industrie agro-alimentaire comme colorants. En thérapeutique ils peuvent rapidement devenir tératogènes (induire des malformations foetales). On citera par exemple le licopène de tomate ou de pamplemousse mais les couleurs des crevettes, du saumon, du jaune d’oeuf, des chanterelles, des potirons, de la carotte, du maïs sont également dû es à la présence de caroténoïdes. On en trouve aussi dans le persil, le céleri, l’abricot ou le kiwi.

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I-

QROC (5 pts) Critères de qualité des plantes et des extraits végétaux (0.5*2=2 pts) 1- Est-ce que l’extrait de plante utilisé a été produit selon des standards comparables à ceux des études de références utilisées pour établir l’efficacité? 2- Est-ce que le matériel de départ était de bonne qualité? 3- Est-ce qu’il s’agit d’un extrait standardisé? 4- Est-ce que le standard utilisé est le bon? 5- Est-ce que la quantité de l’extrait utilisé est suffisante? 4 familles de métabolites secondaires appartenant aux composés phénoliques (1 pts). Tanins, flavonoïdes, les lignines, acides phénoliques QCM

1- Méthodes d’analyse spectrale : a- CCM b- Spectroscopie UV c- Screening phytochimique d- Aucune réponse 2- Méthode d’extraction nouvelle : a- C02 supercritique b- Macération c- Hydro distillation 15

d- Aucune bonne réponse 3- Principe homéopathique : cochez l’intrus a- Rationalité b- Infinitésimalité c- Individualisation d- Similitude 4- Laquelle de ces plantes a une indication en dermatologie ? a- Chardon marie b- Bardane c- Gingembre d- Ginseng

L'homéopathie provient des mots grecs "homoios" qui signifie semblable et "pathos" qui veut dire maladie.  Elle repose sur trois grands principes : similitude, individualisation et dilution infinitésimale.

Questions à choix multiples

2) Les alcaloïdes sont : a) Les substances organiques basiques azotées b) Les composés phénoliques de structures variées c) Présents dans les écorces de quinquina 3) Une drogue végétale est : a) Une substance dont le principe actif provient de la plante b) Un grand végétal ligneux c) un nom général des végétaux 15

5) Les métabolites secondaires sont : a) caractérisés par leur caractère nécessaire et vital à la survie de la cellule, de l’organisme. b) Constitués des lipides, glucides et protéines c) Synthétisées par la plante et jouent un rôle de défense contre les prédateurs

6) Les huiles essentielles sont : a) Les substances volatiles et très peu solubles dans l’eau b) Les substances volatiles et solubles dans les solvants organiques c) Les substances non volatiles 7) Les flavonoïdes sont : a) Des pigments jaunes généralement polyphénoliques b) Abondants chez les animaux c) Le plus souvent sous forme d’hétérosides

9) Lors de la collecte du matériel végétal il : a) Est important d’identifier la plante sans se tromper pour la suite du travail b) Est indispensable de le faire en présence d’un botaniste qui connait le terrain c) Est important de récolter les plantes abîmées 10) Quels sont les méthodes de conservation de la matière première ? a) Séchage à l’air libre b) La congélation c) Le chauffage Partie II (5pts) Donnez les rô les des métabolites secondaires et citez les principales classes les métabolites secondaires participent à la vie de relation de la plante (ou de leur organisme hô te), et ils ont des rô les très variés. Ils peuvent servir de défense (sécrétions amères ou toxiques pour les prédateurs) ou au contraire, attirer certaines espèces ayant des rôles bénéfiques (pollinisateurs).

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Les métabolites secondaires sont composés de 3 principales catégories qui sont les terpènes, les composés phénoliques et les alcaloïdes (ou composés azotés).

LES TANINS 1) Définition: Les tanins sont des substances naturelles polyphénoliques, hydrosolubles, de masse moléculaire comprise entre 500 et 3000, à saveur astringente, ayant en commun la propriété de tanner la peau. 2) Répartition botanique et localisation: Les tanins sont très répondus dans le règne végétal, particulièrement dans certaines familles: Fagaceae, Polygonaceae, Rosaceae, Myrtaceae, Rubiaceae, Hamamilidaceae...Ils se localisent dans divers organes: racine ou rhizome (ratanhia, rhubarbe), écorce (chêne, quinquina), feuilles (hamamélis), fleurs (rose rouge), fruit (péricarpe du noyer), graines (kola).On observe surtout une accumulation dans les écorces â gées et les tissus d’origine pathologiques (galles).

3) Structure chimique et classification: On distingue 2 groupes de tanins différents par leurs structures et également par leurs origines biogénétiques: Tanins hydrolysables Tanins condensés 4) Caractérisation des drogues à Tanins

a-Réaction de précipitation : La différenciation entre tanins galliques et tanins catéchiques est effectuée par addition de réactif de Stiasny à l'infusé de la drogue qui va précipiter les tanins catéchiques. Avec les FeCl3. b-Réaction de coloration : Les colorations par le chlorure ferrique et l'acide phosphotungstique sont surtout utilisées pour la détection des tanins à partir des solutions extractives (infusé à 10%). Les tanins galliques : donnent une coloration rose avec l’iodate de potassium Les tanins ellagiques : sont colorés par l’acide nitreux en milieu acétique (rose, pourpre puis bleu) 15

Les tanins condensés : sont colorés en rouge par la vanilline chlorhydrique Leur réaction fondamentale d'identité estla réaction de BATE SMITH. Le chauffage des tanins condensés en milieu acide libère des anthocyanes de couleur rouge. c-CCM : observation sous UV Révélation par les réactifs de coloration. d-HPLC : Citez les 4 méthodes de recherche en pharmacognosie à partir des végétaux. Vérification botanique Examen de la qualité Innocuité Efficacité : Citez les différentes méthodes d’extraction des huiles essentielles 

Décoction (ou infusion) On laisse le végétal en contact avec l'eau chaude. ...



Macération. Même chose avec l'alcool. ...



Hydrodistillation ou entrainement à la vapeur. Le but de cette manipulation est d'extraire par hydrodistillation l'huile essentielle de l'espèce chimique. ...



Distillation. ...



Extraction par solvant.

1. Citez 4 propriétés physicochimiques des huiles essentielles Quelles sont les propriétés Physico-chimiques ? Les propriétés physico-chimiques incluent les propriétés physiques, les propriétés de solvatation liées aux interactions avec différents milieux et les propriétés ou attributs moléculaires qui définissent la réactivité chimique intrinsèque Les propriétés physiques déterminées sont : L’indice de réfraction. L’indice d’acidité. L’indice d’époxyde. Le pouvoir rotatoire. 15

La densité. Par ailleurs la détermination de la composition chimique des différents constituants des huiles étudiées a été réalisée par Chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectroscopie de Masse. En fonction de leur composition et suivant un système expert, une étude de leurs vertus thérapeutiques a été réalisée. Quelles sont les propriétés des huiles essentielles ? Caractéristiques d'une huile essentielle

   

Le chémotype d'une huile essentielle est une référence précise qui indique le composant biochimique majoritaire ou distinctif, présent dans l'huile essentielle. La couleur. ... leur odeur. La densité. L’indice de réfraction. PARTIE II : Questions à choix multiples (QCM) 8 pts 1. Répondre par vrai ou faux a) La Pharmacognosie à pour buts : une étude plus poussée de drogues déjà utilisées et aussi la recherche de nouvelles substances médicamenteuses. b) Il existe 2 types de métabolites : Primaires et secondaires c) les drogues à huiles essentielles sont des mélanges complexes odorants et volatiles d’origine végétale, généralement liquides. d) L’Hydro distillation consiste à immerger directement la matière végétale à traiter dans un ballon rempli d’eau qui est ensuite porté à ébullition. e) L’Hydro distillation Est la méthode la moins utilisée pour extraire les huiles essentielles

Les flavonoïdes sont des pigments végétaux de la famille des polyphénols qui sont responsables de la coloration des fleurs et des fruits.

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LES ALCALOIDES Les alcaloïdes sont des substances naturelles et organiques provenant essentiellement des plantes et qui contiennent au moins un atome d'azote dans leur structure chimique, avec un degré variable de caractère basique. Depuis l'identification du premier alcaloïde à savoir la morphine à partir de l’opium en 1806, plus de dix mille alcaloïdes ont été isolés des plantes. Les alcaloïdes sont principalement extraits des plantes fleurissantes, mais on les trouve également chez quelques animaux comme les fourmis, les grenouilles et les coccinelles. Ce sont des composés relativement stables qui sont stockés dans les plantes en tant que produits de différentes voies biosynthétiques, la plupart du temps à partir des acides aminés tels que la lysine, l’ornithine, la tyrosine et le tryptophane. Quelques structures sont relativement simples, tandis que d'autres sont tout à fait complexes. Les alcaloïdes peuvent se trouver dans toutes les parties de la plante, mais selon l'espèce de la plante, ils s’accumulent uniquement dans les écorces, dans les racines, dans les feuilles Etat naturel et répartition Monocotylédones : Amaryllidaceae (colchique), Liliaceae Dicotylédones : Annonaceae, Apocynaceae, Fumariaceae, Lauraceae, Loganaceae, Magnoliaceae, Menispermaceae, Papaveraceae, Ranunculaceae, Rubiaceae, Rutaceae, Solanaceae, etc.). Animaux : salamandre ; crapaud ; castor ; coquillage ; poissons. Champignons : Pénicillium ; Ergot de seigle. Bactéries : pyocyanine. Chez le végétal les alcaloïdes existent sous la forme soluble, de sels ou sous celle d’une combinaison avec les tanins. Les alcaloïdes sont localisés dans les tissus périphériques: téguments de la graine, assises externes des écorces de tiges et de racines, épiderme et couches sous épidermiques des feuilles. Elles sont stockées dans les vacuoles cellulaires. La synthèse des alcaloïdes s’effectue au niveau de site précis : racine en croissance, cellules spécialisées des laticifères, chloroplastes. +/- hydrogéné. 15

La classification des alcaloïdes On estime qu’il y a plus de 10 000 alcaloïdes différents déjà isolés (ou détectés) à partir de sources végétales, animales ou de micro-organismes. Proposer une classification pour les alcaloïdes est une tâ che difficile, en raison du grand nombre de composés connus et surtout à cause de la diversité structurale. L’atome d’azote dans les alcaloïdes provient, en général, d’un acide aminé dont la structure carbonée reste souvent intacte dans la structure finale de l’alcaloïde. Une façon raisonnable est alors de classer les alcaloïdes en groupes, selon leur précurseur biosynthétique. Il existe cependant un grand nombre d’alcaloïdes qui n’ont pas forcément un acide aminé comme précurseur. Dans ces cas-là , l’atome d’azote est incorporé à un stade avancé de la biosynthèse par réactions d’amination sur des intermédiaires aldéhydes ou cétones. Dans tableau 1 ci-dessous sont décrits quelques types d’alcaloïdes et leur précurseur acide aminé. Tableau 1 : Acide aminé

Type d’alcaloïde

CO2H H2N H

Pyrrolidines, pyrrolizidines, tropannes

NH2 Ornithine H2N

CO2H H NH2

Pipéridines, quinolizidines, indolizidines

Lysine CO2H NH 2

R

H

R = H , Phénylalanine

Alcaloïdes du type éphédrine, isoquinoléines

R = OH , Tyrosine

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CO 2H NH 2

N H Tryptophane

H

Indoles

COOH NH2

Quinoléines, quinazolines, acridines

Acide anthranilique COOH Pyridines

N Acide nicotinique N NH

N

H

CO2H Imidazoles

Histidine Via aminations

Alcaloïdes terpéniques et stéroïdiens

Structure et activités biologiques de quelques alcaloïdes Les alcaloïdes constituent une classe de produits naturels présentant une grande diversité structurale. Leurs propriétés biologiques, aussi variées que leurs structures, continuent à être bénéfiques dans les traitements de différentes maladies ou des dysfonctionnements de l’organisme humain. Afin de donner un aperçu des différentes structures, nous présenterons ici un bref descriptif de quelques alcaloïdes les plus connus et cliniquement intéressants. Alcaloïdes dérivés de l’ornithine Dans ce groupe, les pyrrolizidines et les tropannes sont les plus importants. Les pyrrolizidines, très répandues dans la nature, sont présentes dans les plantes qui font partie des familles botaniques Asteracea, Boraginaceae, Fabaceae et Orchidaceae. 15

Très toxiques (souvent hépatotoxiques), ces alcaloïdes ont déjà provoqué des empoisonnements de masse chez les humains et les animaux au milieu du siècle dernier. Parmi les pyrrolizidines naturelles, la rétronécine et la senécionine (isolées de plantes de l’espèce Senecio et Heliotropium) sont les plus connues. Les pyrrolizidines peuvent être isolées sous la forme de base tertiaire ou sous la forme de N-oxide. Mais c’est majoritairement sous cette seconde forme qu’elles sont présentes dans les plantes. Dans la famille des tropannes, la hyoscyamine et la hyoscine (ou scopolamine) sont parmi les alcaloïdes les plus utilisés dans le domaine médical. Ils sont présents dans les plantes de l’espèce Atropa belladonna, Hyoscyamus niger et Mandragora officinarum. L’hyoscyamine n’est pas très stable, et se racémise facilement au cours de l’isolement pour conduire à l’atropine Ces alcaloïdes ont des propriétés antispasmodiques dans le système gastrointestinal et également des propriétés antisécrétrices (utiles au cours desinterventions chirurgicales). L’atropine est largement utilisée dans le domaine de l’ophtalmologie en tant qu’agent mydriatique (pour dilater la pupille). La cocaïne est un alcaloïde peu abondant présent dans les plantes de l’espèce Erythroxylum. La source la plus importante de ce composé est l’Erythroxylum coca, utilisé depuis l’antiquité comme anesthésique local. Elle a été beaucoup utilisée dans le domaine de l’odontologie, mais aujourd’hui, en raison de ses propriétés neurotoxiques elle a été remplacée par d’autres drogues moins toxiques. Au cours des interventions chirurgicales des yeux, de l’appareil auditif, du nez et de la gorge, la cocaïne est encore largement utilisée. Associée à l’héroïne, elle est également efficace pour soulager la douleur chez les patients atteints d’un cancer, en phase terminale. Alcaloïdes dérivés de la lysine Dans ce groupe nous trouvons les composés pipéridiniques, quinolizidiniques et indolizidiniques. La lobéline, extraite de la Lobelia inflata, est utilisée dans les préparations pour lutter contre le tabagisme. L’extrait brut de la plante est largement employé dans le traitement de l'asthme et de la bronchite. Les quinolizidines se rencontrent principalement dans les plantes appartenant aux familles de Leguminosae et Fabaceae. Ces alcaloïdes ont une action répulsive contre les herbivores et ils sont également connus pour provoquer des problèmes d’empoisonnement chez l’homme. La spartéine, isolée de Cytisus scoparius, est très toxique mais le sel de sulfate correspondant est utilisé en médecine comme agent stimulant du rythme cardiaque.

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Elle est également utilisée pour provoquer la contraction de l'utérus au cours de l’accouchement. Les alcaloïdes indolizidiniques sont également présents dans les plantes de la famille des Leguminosae et Fabaceae. Parmi ces composés, les indolizidines polyhydroxylées sont dotées de propriétés biologiques intéressantes. La castanospermine (isolée de Castanospermum australe) et ses dérivés présentent un intérêt particulier en raison de leur action contre le virus du SIDA (HIV). Alcaloïdes dérivés de la tyrosine et de la phénylalanine Les principales classes d’alcaloïdes de ce groupe sont des composés monocycliques simples comme l’éphédrine, les isoquinoléines telles que la papavérine et la berbérine , les benzyltétrahydroisoquinoléines modifiées telles que la morphine, et aussi les alcaloïdes de la famille des Amaryllidacées telles que la galanthamine. L’éphédrine , isolée d’Ephedra sinica, est utilisée avec succès dans le traitement de l'asthme bronchique et également comme médicament analgésique et anti-allergique. La papavérine, isolée de Papaver somniferum, a une activité vasodilatatrice et des propriétés hypnotiques et analgésiques. La berbérine, isolée de Berberis vulgaris, a des propriétés anti-inflammatoires et antimicrobiennes. La très renommée morphine, isolée de la plante de la famille des opiacées, le Papaver somniferum, reste encore à ce jour un des analgésiques les plus efficaces utilisés en médecine. Et enfin, la galanthamine agit en tant qu’inhibiteur compétitif de la cholinesterase, et de ce fait utile dans le traitement de la maladie d’Alzheimer. Alcaloïdes dérivés du tryptophane Nous retrouvons ici les alcaloïdes indoliques, quelques structures quinoléiniques, les pyrroloindoles et les alcaloïdes de l’ergot. Parmi les indoles, ceux qui présentent une structure terpénoïde sont les plus répandus et également les plus complexes d’un point de vue structural. Les plantes des familles botaniques Rubiaceae, Apocynaceae et Logoniceae sont des sources riches en alcaloïdes de ce type. La réserpine et l’ajmalicine, rencontrées dans les plantes de l’espèce Rauwolfia, sont toutes les deux efficaces dans le traitement de l’hypertension. La vinblastine et la vincristine, isolées de Catharanthus roseus, sont très populaires dans le domaine de la chimiothérapie anticancéreuse. La première est particulièrement active dans le traitement de la maladie de Hodgkin, tandis que la deuxième est active dans les leucémies aiguës de l’enfant, avec un taux de rémission très élevé. Certains alcaloïdes quinoléiniques proviennent du réarrangement d’une structure indolique Elles initiale. La quinine, la cinchonidine, la quinidine et la cinchonine, isolées des plantes de la famille des Rubiacées, sont les exemples les plus classiques. sont toutes actives contre le Plasmodium falciparum, l’agent responsable de la malaria, 15

mais la quinine reste la plus efficace. Cette dernière est également utile dans la prévention et dans les traitements de la crampe nocturne de la jambe. La camptothécine, présentant une structure pyrroloquinoléinique, est également issue du réarrangement d’un motif pyridoindole. Ce composé pentacyclique est également très populaire en chimiothérapie anticancéreuse. Nous devons mentionner ici les alcaloïdes de l’ergot, produits principalement par des champignons parasites (Claviceps) et qui possèdent un large spectre d’activité pharmacologique. Toutefois, leurs nombreuses vertus médicales s’accompagnent souvent d’effets secondaires dangereux. L’acide lysergique est inactif, mais ses dérives comme l’ergométrine et l’ergotamine, sont très renommés. En obstétrie, ils sont employés depuis fort longtemps pour leur action sur le muscle utérin. Par leur action vasoconstrictrice, ils agissent sur le rythme cardiaque, la circulation sanguine (traitement de l’hypertension), le système nerveux et le cerveau. Le diéthylamide de l’acide lysergique (le LSD), connu pour ses propriétés hallucinogènes, est utilisée en médecine psychiatrique. Alcaloïdes dérivés de l’acide anthranilique L’acide anthranilique contribue à l’élaboration de quinazolines, de quinoléines et également d’acridines. Pour donner quelques exemples dans ce groupe, nous pouvons citer la fébrifugine isolée de Dichroa febrifuga, et l’acronycine isolée d’Acronychia baueri. La première présente d’excellentes propriétés antipyrétiques et antiparasitaires deuxième présente une activité antitumorale remarquable sur différents modèles de tumeurs humaines du poumon, du colon et des ovaires. Alcaloïdes dérivés de l’acide nicotinique Les composés de cette série comportent une structure pyridine centrale et se trouvent principalement dans les feuilles du tabac. Les représentants majeurs sont la nicotine qui présente un motif pyrrolidine, et l’anabasine qui présente un motif pipéridine. On trouve quelques utilisations bénéfiques de la nicotine en tant que stimulant respiratoire ou encore comme agent aidant le processus de sevrage tabagique. Des études plus récentes ont montré que la nicotine pouvait améliorer la mémoire, en stimulant la transmission d’impulsions nerveuses. Cela peut d’ailleurs expliquer la faible incidence de la maladie d’Alzheimer chez les fumeurs. Alcaloïdes dérivés de l’histidine L’histidine comporte un motif imidazole et il est donc probable que cet aminoacide soit le précurseur des imidazoles naturels. Mais peu d’évidences confirment de façon définitive cette hypothèse. Un composé de ce groupe, important dans le domaine médical, est la pilocarpine, 15

utilisée en ophtalmologie dans le traitement du glaucome. Alcaloïdes produits à partir de réactions d’amination Les alcaloïdes terpéniques et les alcaloïdes stéroïdiens entrent dans cette catégorie. La solasodine isolée de Solanum laciniatum, et la bufaline isolée d’une grenouille, sont intéressants d’un point de vue pharmacologique, en raison de leurs propriétés anticancéreuses. Tandis que la solasodine est utilisée dans le traitement de certains cancers de la peau, la bufaline est active contre la leucémie, les tumeurs hépatiques et le cancer de la prostate. Alcaloïdes : Extraction par solvant organique apolaire en milieu alcalin :

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-Extraction par solvants organiques polaires :

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Extraction par l’eau acide : 1ère possibilité :

2ème possibilité :

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C-Caractérisation : Réactions de précipitation des alcaloïdes Réalisées sur les sels (milieu aqueux acide). Réactif de Dragendorff : (tétraiodo-bismuthate de K+) précipité rouge à orange. Réactif de Bouchardat : (iodo-iodurée) précipité brun. Réactif de Mayer : (mercuri-iodure de K+) précipité blanc. Réactif silico-tungstique : Réactif à l’iodoplatinate alcalin. Avec les sels des métaux lourds. Avec certains acides : acide picrique. Avec les tanins. Réactions de colorations spécifiques avec les alcaloides Réaction de Van-Urk : p- diméthylaminobenzaldéhyde (DAMB) alcaloïdes indoliques de l’Ergot de Seigle. Le sulfate de cérium et d’ammonium : qui différencie les indols (jaunes), les dihydroindols (rouges), les ß-anilinoacrylates (bleus), les oxindoles. Ninhydrine : pour les arylalkylamines. Réaction de Vitali-Morin : (HNO3 fumant + KOH) pour les esters tropiques. Les réactifs au FeCl3 en milieu chlorhydrique : (tropolone) ou perchlorique Caractérisation par chromatographie : CCM : HPLC : CPG : Electrophorèse : D-Dosage : D-1-Dosage pondéral : cocaïne de la cola D-2-Dosage volumétrique : Par acidimétrie direct ; Par acidimétrie indirect : alcaloïdes totaux des solanacées

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Par acidimétrie en milieu non aqueux : on opère en solution dans l’acide acétique anhydre et on titre par l’acide perchlorique en milieu acétique. D-3-Dosage colorimétrique et spectrophotométrique : alcaloïdes de quinquina rouge D-4-Autres : Dosage fluorimétrique Dosage densitométrique : CPG HPLC Dosage immunologique : les opiaciés

E-Propriétés pharmacologiques Les alcaloïdes sont des substances particulièrement intéressantes pour leurs activités pharmacologiques qui s'exercent dans les domaines les plus variés : -Au niveau du système nerveux central : dépresseurs (morphine, scopolamine) stimulants (strychnine, caféine) ; -Au niveau du système nerveux autonome : sympathomimétiques (éphédrine) sympatholytiques (yohimbine, certains alcaloïdes de l'ergot de seigle), parasympathomimétiques inhibiteurs des cholinestérases (ésérine, pilocarpine, galanthamine), anticholinergiques (atropine, hyoscyamine, scopolamine), ganglioplégiques (spartéine, nicotine). -Curarisants, anesthésiques locaux : (cocaïne), -Antifibrillants : (quinidine), -Antitumoraux : (vinblastine, camptothécine), -Antipaludiques : (quinine), -Amoebicides : (émétine). F- EMPLOI -Préparations galéniques : (belladone, stramoine, jusquiame noire), -Matières premières : pour l'extraction industrielle des alcaloïdes qu'elles renferment morphine de la paille de pavot ou de l'opium. -Hémi-synthèse : codéine à partir de la morphine. -Synthèse partielle ou totale des molécules analogues : dérivés des alcaloïdes de l’ergot de seigle.

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