Soutenance mémoire
EXTRACTION DES METABOLITES SECONDAIRES
L’utilisation des plantes en thérapeutique par les humains ainsi que les animaux est très ancienne. En effet, les plantes avaient été privilégiées par toutes les civilisations du monde pour développer une pharmacopée traditionnelle en réponse aux maladies qui les touchaient.
Jusqu’à aujourd’hui, l’usage populaire des plantes reste d’une grande importance. Selon les données fournies par l’OMS, près de 80% de la population mondiale ont recours aux plantes médicinales par manque d’accès aux médicaments prescrits mais aussi parce que les plantes ont pu démontrer une réelle efficacité.
Depuis les deux derniers siècles environ, l’essor industriel des pays occidentaux a donné naissance à la chimie de synthèse et à la chimie combinatoire qui ont aujourd’hui supplanté la nature pour fournir des médicaments. Mais encore dans ces industries pharmaceutiques modernes, l’étude des composés d’origine naturelle porte beaucoup d’espérance par rapport aux composés synthétiques. Ainsi, 28% des nouvelles molécules décrites entre les années 1981 et 2002 sont des composés naturels auxquels nous pouvons ajouter 20% de ces nouveaux composés qui sont des molécules dérivées des composés naturels. Ceci est dû à la grande diversité et complexité de structures des molécules élaborées par la nature, qui sont souvent difficiles à reproduire par la synthèse, et aussi parce que les composés naturels sont souvent adaptés à des cibles biologiques spécifiques.
En outre, le potentiel de découverte des plantes est encore très étendu. On considère effectivement que, jusqu’à ce jour, seulement moins de 10 % des espèces de végétaux supérieurs qui peuplent actuellement la planète ont été explorées pour leurs propriétés chimiques et biologiques.
Madagascar, un pays très béni avec la richesse de sa flore endémique, offre ses plantes aromatiques et médicinales estimées à environ une dizaine de milliers d’espèces. C’est l’une des flores la plus riche et la plus diversifiée. Cependant, on peut dire qu’elle est encore un pays en voie de développement. Dans le contexte socio-économique, l’étude des plantes peut aboutir à l’obtention de réponses thérapeutiques adéquates et de faible prix, joignant à une efficacité scientifique prouvée. Elle devrait donc exploiter ses ressources naturelles pour développer son économie.
En particulier, nous avons orienté notre étude à la recherche de plante disposant d’activité biologique contre certaines maladies comme les acnés juvéniles atteignant notamment les jeunes personnes et certaines maladies de la peau.
GENERALITES SUR LA PLANTE
La flore de Madagascar
La biodiversité floristique de Madagascar
Madagascar possède une flore endémique réellement unique au monde rapportée à la superficie du pays, malgré la proximité du continent Africain. Environ 12 000 espèces de plantes sont connues actuellement dont 90% sont des espèces endémiques. Environ, 4000 espèces restent à découvrir et il a été estimé que les taxonomistes de la flore de Madagascar décrivent 100 espèces par an. Pour les arbres et arbustes, 103 familles (dont 5 familles endémiques) sont connues avec 490 genres (dont 161 genres endémiques), et 4220 espèces (dont 4032 espèces endémiques). [3] Cette particularité floristique est certainement liée à une originalité chimique de ces plantes et c’est aussi la recherche de cet endémisme chimique qui donne un attrait de plus à l’étude de ces plantes médicinales traditionnelles malgaches.
Les plantes médicinales et/ou aromatiques
Une plante est médicinale si au moins une partie possède des propriétés médicamenteuses. [5] L’ensemble des plantes aromatiques et médicinales existant à Madagascar est estimé à environ une dizaine de milliers d’espèces. La pharmacopée traditionnelle malagasy compte environ 2 300 espèces. 90% de ces espèces ne sont pas encore commercialisées comme source de médicament ou de molécules phytochimiques malgré la potentialité qu’elles démontrent lors de leur utilisation traditionnelle. Les plantes médicinales peuvent être forestières, spontanées et/ou des adventices. [3] Schefflera bojeri est une plante médicinale, endémique à Madagascar. Elle est utilisée par les Malagasy en phytothérapie, mais elle n’a pas encore fait l’objet d’étude phytochimique ni biologique.
Identification botanique de la plante
Nom scientifique : Schefflera bojeri (Seem.) R. Vig. (1906) (synonyme: Cussonia bojeri,Seem.(1866)
Noms vernaculaires : Le plus utilisé est « Tsingila », mais dans certains endroits il y a d’autres appellations comme « Hazotsora, Alomanaka, hazomboay, Vontsilana, Vatsila».
La famille Araliaceae
Selon la description du botaniste français Antoine Laurent de Jussieu, la famille des Araliaceae est une famille de plantes dicotylédones, deux cotylédons sur l’embryon, deux feuilles constitutives de la graine. [9] Elle comprend environ 920 espèces reparties en 84 genres qui appartiennent pour la plupart aux régions tropicales. [10] Pour la flore de Madagascar, on estime à 160 espèces dont 95,6% endémiques. 62 sont décrites avec 88,6% endémiques. Et le travail de taxonomiste est en progrès. [11] Les Araliaceae sont une famille d’arbres ou d’arbustes caducs et persistants, parfois de plantes herbacées ou de lianes ligneuses, avec des racines aériennes. Les feuilles sont généralement alternes, plus rarement opposées, souvent de grande taille et groupées à l’extrémité des rameaux. Elles sont simples ou composées, et dans ce cas elles sont palmatilobées, palmaticomposées ou mono à tripennées. La base du pétiole est souvent élargie et plus ou moins engainante, les stipules sont absentes ou réduites et formant alors une ligule parfois membraneuse autour du pétiole. Chez les espèces grimpantes, des racines aériennes sont modifiées pour permettre à la plante de s’accrocher au support.
Le genre Schefflera :
Il est dédié à Jacob Christian Scheffler, botaniste allemand du XIXe siècle. [6] Schefflera est un genre de plantes à fleurs dans la famille Araliaceae. Ce sont des arbres, des arbustes ou des lianes, en croissance de 1 à 30 m de hauteur, avec des tiges ligneuses Il s’agit d’un genre intertropical représenté par 650 à 700 espèces dont environ 15 sont rencontrés à Madagascar. Il est distribué dans la forêt et le fourré sempervirents, humide, subhumides et de montagne. On peut le reconnaitre à ses feuilles composées palmées qui ne sont parfois que trifoliolées ou unifoliolées, et à l’absence d’articulation du pédicelle. De multiples espèces sont épiphytes, un groupe d’espèce d’arbre montre des folioles caractéristiques à l’apex tronqué. Le noircissement des feuilles au cours de séchage est fréquent.
NOTIONS THEORIQUES SUR LA PHYTOCHIMIE
Définition
La phytochimie ou chimie des végétaux est la science qui étudie la structure, le métabolisme, la fonction, ainsi que les méthodes d’analyse, de purification et d’extraction des substances naturelles issues des plantes .
Les substances produites par la plante
EXTRACTION PAR SOLVANT
Une extraction par solvant consiste à retirer (extraire) une ou des espèces chimiques d’un milieu solide ou liquide à l’aide d’un solvant organique.
Les solvants
Les solvants sont des substances organiques liquides et souvent volatiles capables de dissoudre et d’extraire les substances chimiques comme les métabolites secondaires d’une plante. Le processus de dissolution ne modifie ni le solvant ni les composés dissous. Les différentes propriétés chimiques telles que polarité, tension de vapeur, point d’ébullition et volatilité déterminent leur domaine d’application.
Macération à froid
La macération est un procédé qui consiste à laisser séjourner une plante dans un solvant à froid pour en extraire les composés solubles (arômes, principes actifs). La plante est laissée à tremper dans le solvant à température ambiante, en vase clos, dans un endroit sombre et frais pendant un certain moment. Dans la plupart des cas, le solvant utilisé dans l’extraction des substances naturelles est un mélange d’eau et d’alcool permettant de prévenir la fermentation et/ou la détérioration. A la fin de la période de macération, le liquide d’extraction est séparé du marc par filtration puis le filtrat subit l’évaporation à sec du solvant sous pression réduite pour obtenir l’extrait hydroalcoolique sec utilisé dans les études chimiques et biologiques. Il s’agit d’une technique d’extraction traditionnelle. Son avantage est la préservation des espèces chimiques fragiles car elle est pratiquée à froid. Cependant, ses inconvénients sont la durée d’opération longue et la nécessité de beaucoup de quantité de solvant.
Extraction par soxhlet
L’extracteur Soxhlet permet de réaliser l’extraction par solvant en fonctionnement continue des métabolites secondaires renfermée dans la poudre sèche de la partie de la plante étudiée. La méthode permet l’extraction séquentielle de la plante sèche au moyen des différents solvants par ordre de polarité croissante. Cette méthode est avantageuse par rapport aux macérations successives parce qu’elle n’a besoin qu’une petite quantité de solvant et de moindre opérations. On a donc un gain de temps de manipulation. Par ailleurs, le solvant qui condense est toujours pur. La solubilisation de la substance est donc favorisée grâce à des meilleurs coefficients de partage. Son inconvénient est l’extraction à chaud qui peut dégrader certaines substances chimiques.
Extraction liquide/liquide
C’est une opération fondamentale de transfert de matière entre deux phases liquides non miscibles, sans transfert de chaleur. Elle est basée sur la différence de solubilité du soluté dans les deux phases. En chimie organique, on utilise habituellement une phase aqueuse et une phase organique.
Elle consiste à extraire un ou plusieurs constituants d’une solution par dissolution au contact d’un solvant dans lesquels les corps sont plus solubles. Le contact intime du solvant avec la solution est réalisé dans des appareils destinés à mélanger les deux phases (ampoules, colonnes, mélangeurs). La séparation des phases est effectuée soit par décantation gravimétrique ou soit par centrifugation au cas où le mélange à séparer forme une émulsion. Le passage du soluté dans le solvant aboutit théoriquement à un équilibre dans la composition des phases. L’obtention de cet équilibre est liée à la vitesse de diffusion du soluté d’une phase à l’autre.
CONCLUSION
Plusieurs plantes de la biodiversité de Madagascar restent encore non étudiées. En particulier, nos enquêtes ethnobotaniques ont révélé que Schefflera bojeri, plante endémique de Madagascar, ne présente pas d’études scientifiques antérieures alors que ses feuilles sont très efficaces en pharmacopée traditionnelle malgache. Ces raisons nous ont motivées de la choisir dans ce travail qui constitue la première recherche chimique et biologique sur cette espèce végétale.
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Table des matières
INTRODUCTION
Partie I) Etudes bibliographiques
I) GENERALITES SUR LA PLANTE
II) NOTIONS THEORIQUES SUR LA PHYTOCHIMIE
III) EXTRACTION PAR SOLVANT
IV) CHROMATOGRAPHIE
V) TESTS BIOLOGIQUES
Partie II) Etudes Expérimentales
I) RECOLTE ET PREPARATION DU MATERIEL VEGETAL
II) EXTRACTION DES METABOLITES SECONDAIRES
III) SCREENING PHYTOCHIMIQUE DES EXTRAITS BRUTS
IV) FRACTIONNEMENT PAR PARTAGE DE L’EXTRAIT BRUT
V) FRACTIONNEMENT DE L’EXTRAIT AU DCM
VI) SCREENING PHYTOCHIMIQUE DE LA FRACTION BIOACTIVE
VII) HYDROLYSE ACIDE DES HETEROSIDES (SAPONOSIDES)
CONCLUSION
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