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Polycopié ED1 Pharmacognosie 1 Généralités I- Rappels l Pharmacognosie Science pharmaceutique qui étudie les matières premières d’origine naturelle, et leurs constituants, qui servent à la fabrication des médicaments. l Origine naturelle : Principalement végétale : Pavot (morphine), Qu...

Polycopié ED1 Pharmacognosie 1 Généralités I- Rappels l Pharmacognosie Science pharmaceutique qui étudie les matières premières d’origine naturelle, et leurs constituants, qui servent à la fabrication des médicaments. l Origine naturelle : Principalement végétale : Pavot (morphine), Quinquinas (quinine), Colchique (colchicine)… Animale : Pancréas de bœuf (insuline1), Intestin grêle de porc (héparines) Fermentation de micro-organismes : Champignons (pénicillines), Actinomycétales (aminosides) l Drogue végétale Essentiellement des plantes ou des parties de plantes, voire des algues, des champignons ou des lichens Les plantes ou parties de plantes sont utilisées entières ou coupées, le plus souvent après avoir été séchées, plus rarement à l’état frais. Les exsudats produits par une agression naturelle (gomme arabique) ou provoquée (opium) sont également considérés comme étant des drogues végétales l Les principes actifs d’une drogue végétale sont les constituants à effet thérapeutique D’autres constituants, sans activité thérapeutique spécifique peuvent modifier l’action des principes actifs. Ainsi, les tanins du thé modifient l’absorption de la caféine Æ il est nécessaire de connaître l’ensemble des constituants II- Sources de plantes médicinales l Sources de plantes médicinales - Cueillette de plantes sauvages Longtemps unique source de drogues végétales Encore d’actualité si : - Gîtes naturels (= peuplements sauvages) abondants et localisés (ex. : Romarin en Provence) - Demande faible (ex. : matières premières pour l’homéopathie) ou culture impossible (ex. : Gui) Inconvénients : - d’ordre quantitatif : difficultés d’accès, appauvrissement des gîtes (ex. : Droséra), rupture de stock… - d’ordre qualitatif : variabilité de la matière première en fonction du moment de la récolte, du gîte… - risque de confusion (si personnel peu qualifié) - Plantes de culture Permet l’obtention de drogues végétales : - en quantité voulue - de qualité correcte, constante et homogène - avec une meilleure rentabilité économique Polycopié ED1 Pharmacognosie 2 III- Contrôle des drogues végétales (cf TP « module Pharmacognosie » - Intérêt de la normalisation (= standardisation) - Offrir des garanties pour l’utilisateur - Favoriser les échanges commerciaux - Buts du contrôle : « la qualité » - Identité (dénomination binomiale : genre, espèce, découvreur) Exemples : Cinchona pubescens Vahl, Thymus vulgaris L., Frangula alnus Mill. - Pureté - Activité (teneur en principes actifs) - Conditions préalables - Importance du prélèvement (échantillonnage) : nécessité de constituer un échantillon représentatif du lot à contrôler (prélèvement dans plusieurs sacs, en haut, au milieu et en bas du sac) - Utilisation de méthodes normalisées et d’étalons (Pharmacopées, normes ISO ou AFNOR, etc.) - Les 3 étapes du contrôle qualité des drogues végétales 1) Identification a) Identification botanique - Examen macroscopique - Examen microscopique (après pulvérisation, éventuellement sur des coupes d’organes) b) Identification chimique Réalisée sur une solution extractive permettant la mise en évidence de principes actifs ou de substances caractéristiques - Méthodes chromatographiques (CCM, CLHP, CPG…) La CCM reste la technique de choix car elle est facile à mettre en œuvre, peu coûteuse et rapide. - Réactions chimiques pour mettre en évidence une famille phytochimique (coloration, précipitation, fluorescence…) 2) Essais Les essais permettent de rechercher les impuretés endogènes ou exogènes de la drogue végétale. a) Essais botaniques - Éléments étrangers : parties étrangères (ce qui vient de la plante mais ne constitue pas la drogue végétale) + matières étrangères (ce qui ne vient pas de la plante) b) Essais physico-chimiques - Chromatographie (mise en évidence de substances toxiques ou d’une falsification) - Eau (perte à la dessiccation ou teneur en eau) - Cendres totales (déterminées systématiquement) et éventuellement cendres insolubles dans l’acide chlorhydrique - Pesticides, métaux lourds, aflatoxines, etc. - Radioactivité (si besoin) - Essais divers : indice de mousse, de gonflement, d’amertume, matières extractibles, anthrones (bourdaine, cascara), autres Rhamnus (idem), etc. Polycopié ED1 Pharmacognosie 3 c) Essais biologiques - Propreté microbiologique 3) Dosage Les teneurs sont toujours données par rapport à la drogue desséchée (tenir compte de la perte à la dessiccation ou de la teneur en eau) a) Méthodes spécifiques - CLHP : morphine et codéine dans l’opium - CPG : menthol dans l’huile essentielle de menthe b) Méthodes non spécifiques - Colorimétrie : hétérosides hydroxyanthracéniques dans l’écorce de bourdaine - Spectrophotométrique : anthocyanes du fruit de myrtille, alcaloïdes du quinquina - Potentiométrique : alcaloïdes tropaniques dans les feuilles de belladone Dans le cas d’un dosage global, les teneurs sont exprimées par rapport à une substance de référence Attention : ne pas confondre les méthodes utilisées pour le contrôle des drogues végétales (identification botanique, cendres totales) et celles utilisées pour les produits chimiquement définis (identification à l’aide de caractéristiques spectrales ou de constantes physiques, cendres sulfuriques) Polycopié ED1 Pharmacognosie 4 2 Glucides et composés apparentés I- Définitions - Glucides = Saccharides Composés carbonylés plus ou moins hydroxylés de formule brute. Cn (H2O)m - Oses : sucres simples - Holosides : association de plusieurs oses (oligosides, polyosides = polysaccharides) - Hétérosides : association d’une partie osidique et d’une partie non osidique (génine) II- Oses - Pentoses : D-ribose, L-arabinose, D-xylose - Hexoses : D-glucose, D-galactose, D-mannose, D-fructose - Désoxy-oses : 6-désoxy-hxoses (L-rhamnose), 2,6-didésoxy-hexoses (D-digitoxose) - Osamines : D-glucosamine, D-galactosamine (présents dans le règne animal et chez les bactéries, rares chez les végétaux supérieurs) - Acides uroniques : acides glucuronique, galacturonique (présents dans les gommes, les mucilages, les algues) - Polyols : mannitol, sorbitol III- Oligosides Les oligosides sont des molécules constituées de 2 à 10 unités osidiques l Saccharose Disaccharide non réducteur : a-D-glucopyranosyl-(1ž2)-b-D-fructofuranoside Isolé de la canne à sucre (Saccharum officinarium, Poaceae) ou de la betterave sucrière (Beta vulgaris, Chenopodiaceae) Emplois : - Excipient : sirop, gomme à mâcher OH O HO HO HO OH O O HO OH OH Saccharose Polycopié ED1 Pharmacognosie 5 IV- Polysaccharides Les polysaccharides sont des molécules constituées de 10 à plusieurs centaines d’unités osidiques Ce sont des polymères de haut poids moléculaire Ils peuvent être homogènes ou hétérogènes, linéaires ou ramifiés A- Polysaccharides homogènes d’origine végétale Ils ne sont formés qu’à partir d’un seul type d’ose : - Glucose ž Glucanes - Fructose ž Fructanes - Xylose ž Xylanes l Amidons Substance de réserve des végétaux supérieurs Glucane constitué d’un mélange de 2 polymères : - Amylose : molécule linéaire formée d’a-D-glucose (liaisons 1ž4), possédant une structure hélicoïdale et pouvant complexer des molécules hydrophobes comme l’iode. - Amylopectine : molécule ramifiée formée d’a-D-glucose (liaisons 1ž4 et 1ž6), un des plus gros polysaccharides naturels (masse molaire de 107 à 108 Daltons), responsable de la cristallinité de l’amidon. Obtenu à partir de diverses Poaceae comme les grains de maïs (Maïzena®), de blé, de riz ou d’autres plantes comme les tubercules de pomme de terre, on parle alors de fécule, ou les graines de pois. Ces 5 variétés d’amidon sont inscrites à la Pharmacopée européenne. OH O O OH HO OH O O HO OH OH O O O OH O HO HO OH OH O HO O OH HO O OH HO O maltose n (α-D-glucose)n liaisons 1 ! 4 (α-D-glucose)n liaisons 1 ! 4 et 1 ! 6 Amylose Amylopectine Amidon Emplois : - Excipient pharmaceutique (diluant, liant…) - Préparations de dérivés par hydrolyse plus ou moins complète (glucose, cyclodextrines, glucose liquide ou sirop de glucose, maltodextrines… ) ou par traitement physique (amidon prégélatinisé) Polycopié ED1 Pharmacognosie 6 l Cellulose Bio-polymère le plus répandu chez les végétaux (permet la rigidité des membranes cellulaires) Glucane constitué par du b-D-glucose (liaisons 1ž4) prenant une forme rubanée (rotation de 180° d’une unité sur 2 et formation d’une liaison hydrogène intramoléculaire entre l’OH en 3 et l’O du cycle, ce qui rend la structure de la molécule très solide). OH O OH O HO O OH HO O OH O n (β-D-glucose)n liaisons 1 ! 4 Cellulose Obtenue à partir du bois ou des fibres de cotonnier (Gossypium spp., Malvaceae) - Emplois - Utilisation du coton dans divers objets de pansement. - Préparations de dérivés hydrosolubles : - Carmellose (carboxy-méthyl-cellulose) : auxiliaire de pharmacotechnie (agent de compression) - Hypromellose (hydroxy-propyl-cellulose) : utilisée dans les solutions de contactologie ou pour la fabrication des enveloppes des gélules. La cellulose fait partie des fibres alimentaires (non digestibles). Polycopié ED1 Pharmacognosie 7 B- Polysaccharides hétérogènes d’origine végétale l Généralités Propriétés physiques communes ž Épaississement ou gélification des systèmes aqueux (formation d’hydrocolloïdes) On distingue : - les polysaccharides hétérogènes et dépourvus de séquences régulières. En solution, les molécules sont dispersées et les interactions sont de type polymère-solvant (eau) ž solutions visqueuses (propriétés épaississantes) - les polysaccharides à séquences régulières interrompues. En solution, il se forme des zones de jonction, les interactions sont de type polymère-polymère ž gels élastiques (propriétés gélifiantes) Composition : - Oses variés : Glucose, Galactose, Rhamnose, Arabinose… acides uroniques - Souvent estérifiés (groupement acétyle ou sulfate) ž caractère acide HOOC HOOC HO O O HO O HO HO HO HO OH HO OH HO OH OH COOH acide β-D-glucuronique acide β-D-mannuronique acide β-L-guluronique Extraction en général par de l’eau additionné de sels ou d’acides minéraux Fractionnement difficile et détermination structurale délicate et complexe Dosage difficile ž remplacé à la pharmacopée par un indice de gonflement ; la plupart des polysaccharides hétérogènes ayant la propriété de gonfler en absorbant des molécules d’eau (jusqu’à 100 fois leur poids) Sources : - Algues marines : Alginates, Carraghénates, Agar-agar - Produits d’exsudation : Gommes - Paroi cellulaire de végétaux : Pectines - Cellules spécialisées de végétaux : Mucilages neutres et acides Emplois : - Rôle sur le transit (constipation, anti-diarrhéiques) - Correcteurs du reflux gastro-œsophagien - Hémostatiques - Protecteurs de la peau et des muqueuses (digestive, oculaire, anale…) - Anorexigènes mécaniques - Excipients (pharmacie, cosmétique) - Agro-alimentaire : dépourvus de toxicité, peu ou pas digestibles (fibres alimentaires), utilisés comme gélifiants, épaississants, émulsionnants, stabilisants… (importance économique considérable dans ce domaine) Attention : ne pas confondre les polysaccharides hétérogènes avec les hétérosides Polycopié ED1 Pharmacognosie 8 l Polysaccharides extraits des algues Algues : source importante de polysaccharides de structure moléculaire et à propriétés variées Importance économique considérable, principalement dans le domaine de l’agro-alimentaire - Alginates Sels de l’acide alginique Acide alginique : polymère linéaire à base de 2 acides uroniques (acides D-mannuronique et L-guluronique), liaisons b(1ž4) COOH OH HOOC O HO O O HO O O OH O HO O HO O O OH HOOC O OH COOH Bloc mannuronique Bloc guluronique Blocs homogènes (M-M, G-G) ou hétérogènes (M-G-M-G) Grande variabilité dans les rapports M/G et Poly M / Poly G ⬈ blocs guluroniques ⇒ ⬈ propriétés gélifiantes (formation de jonction de type egg box) Gonflent dans l’eau en absorbant 100 fois leur poids en eau Sources Algues brunes (Phaeophyceae) : fucus, laminaires, etc. Emplois - Alginate de sodium (Ph. Eur.) : traitement du reflux gastro-œsophagien (Gaviscon®, Gavisconnel®, Maalox reflux®… ; dispositifs médicaux avec la même indication (Reduflux™, contient un extrait d’algues brunes) - Alginate de calcium : propriétés gélifiantes, utilisé comme hémostatique dans des compresses ou objets de pansements (Algostéril®, Coalgan®, Stop-Hémo®…) - Agro-alimentaire : épaississant, gélifiant, stabilisant (E400 à E405) Polycopié ED1 Pharmacognosie 9 - Carraghénanes (Ph. Eur.) = Carraghénates Polymères de galactose plus ou moins sulfatés, liés alternativement en a(1ž3) et en b(1ž4) Plusieurs groupes (i, k, l…) différent par la position et la quantité (15 à 40%) de groupements sulfates et par la présence ou non de 3,6-anhydro-D-galactose (éther interne) ž propriétés gélifiante variables (gels avec i et k, solutions visqueuses avec l) -O OH 3SO O O O O O O OH OH D-galactose-4-sulfate 3,6-anhydro-D-galactose Sources Carragaheen (Chondrus crispus) = Mouse d’Irlande, ou autres algues rouges des mers froides et tempérées Emplois - Protecteur des muqueuses : utilisée en proctologie (Titanoréine®) - Excipient (dentifrice, shampooings…) - Surtout en agro-alimentaire (E407) - Traitement antiviral du rhume : Surbroncviral™ spray nasal (dispositif médical à base de i-carraghénanes) - Agar-agar (= Gélose : Ph. Eur.) Sources Algues rouges (Rhodophyceae) : Gelidium ou autres algues rouges (Gelidiella, Pterocladia) des mers chaudes et tempérées Emplois - Support de culture en bactériologie - Support en chromatographie d’exclusion ou en électrophorèse - Agro-alimentaire (E406) comme gélifiant, diététique (coupe-faim) Polycopié ED1 Pharmacognosie 10 l Polysaccharides issus des végétaux supérieurs - Les Gommes D’origine spontanée ou résultant d’un traumatisme et s’écoulant à l’extérieur du végétal (Exsudat) Constituées de molécules complexes, hétérogènes et ramifiées contenant des acides uroniques Si solubles dans l’eau ž solutions visqueuses Si incomplètement solubles ž gels Gomme de sterculia (Ph. Fr.) Chaîne principale constituée principalement d’acide D-galacturonique et de L-rhamnose substitués par de courtes chaînes (D-galactose, acide D-glucuronique) Molécules acétylées (8%) lui conférant une forte odeur acétique (vinaigre) Peu soluble dans l’eau ž gel ! 2)α-L-Rha-(1! 4)-α-D-GalA-(1! 2)-α-L-Rha-(1! 4)-α-D-GalA-(1! 4 3 2 1 1 1 β-D-Gal β-D-GlcA β-D-Gal 4 Unité caractéristique de la gomme de Sterculia Sources : Malvaceae - Sterculia urens (Inde) ž gomme Karaya - Sterculia tomentosa ž gomme M’Bep Emplois - Laxatif de lest (Normafibre®) - Traitement symptomatique des colopathies non organiques (Poly-Karaya®) - Pouvoir adhésif : utilisé pour maintenir les prothèses dentaires - Agro-alimentaire : gélifiant, épaississant (E416), peu utilisé Gomme arabique (Ph. Eur.) Sources : Mimosaceae (Acacia senegal ou autres Acacia africains) Emplois - Pharmacotechnie : stabilisant des suspensions, émulsionnant, agent d’encapsulation d’arômes… - Agro-alimentaire : gélifiant, épaississant (E414), peu utilisée à cause de son coût élevé (production irrégulière due à la désertification des zones de récolte) Gomme adragante (Ph. Eur.) Sources : Fabaceae (Astragalus gummifer ou autres Astragalus asiatiques) Emplois - Propriétés laxatives - Pharmacotechnie : stabilisant des suspensions ; les solutions diluées sont très visqueuses et très stables - Agro-alimentaire : épaississant (E413), peu utilisée car coûteuse Polycopié ED1 Pharmacognosie 11 - Les Pectines Constituées d’acides D-galacturoniques dont la fonction carboxylique peut être méthylée, chaîne souvent interrompue par des unités L-rhamnose Classification selon le degré de méthylation (DM) : - Acides pectiques : peu ou pas méthylés (DM < 5%), insolubles dans l’eau - Pectines faiblement méthylées (DM < 50%) : formation rapide de gels en présence de Ca2+ - Pectines hautement méthylées (DM > 50%) : gélification lente en milieu acide et en présence de saccharose Présentes au niveau de la paroi cellulaire (fruits immatures), dégradées en sucres et en acides pendant le mûrissement Sources Valorisation des résidus de l’industrie des jus de fruits (agrumes, pommes) ou du sucre (betterave sucrière) Emplois - Régulateur du transit (non digestibles, fibres alimentaires) ž augmentation du volume fécal - Propriétés hémostatiques : pansements (Duoderm®) - Industrie agro-alimentaire : gélifiant (E440), utilisées dans la fabrication des confitures Polycopié ED1 Pharmacognosie 12 - Les Mucilages Polysaccharides hétérogènes, le plus souvent ramifiés Constitués d’oses divers (mucilages neutres) et éventuellement d’acides uroniques (mucilages acides) Constituants cellulaires normaux Fréquents dans les téguments externes des graines Largement distribués chez les Malvales (mucilages acides) et les Fabales (mucilages neutres) Mucilages neutres Polysaccharides dérivés de D-mannose, liés en b(1ž4) OH HO O OH O HO O HO HO O O n (β-D-mannose)n liaisons 1 ! 4 Chaîne principale des polysaccharides présents dans les mucilages neutres Konjac (Amorphophallus konjac, Araceae) Utilisation des tubercules riches en glucomannanes (20 à 50% de D-glucose) dont on tire une farine utilisée notamment dans la cuisine japonaise. Préconisé dans les régimes hypocaloriques. Utilisée comme épaississant (E425) Polycopié ED1 Pharmacognosie 13 Caroubier (Ceratonia siliqua, Cesalpiniaceae) Arbre des régions méditerranéennes dont les fruits sont des gousses Albumen des graines ž farine de graines de caroube ou « gomme » de caroube* Composée de galactomannane (1 unité D-galactose pour 4 unités D-mannose) * Le terme de « gomme » est improprement utilisé pour le caroubier car il ne s’agit pas d’un exsudat comme pour les gommes classiques. Emplois : - Diététique : adjuvant des régimes amaigrissants - Agro-alimentaire : épaississant (E410) Guar (Cyamopsis tetragonoloba, Fabaceae) Herbacée annuelle facilement cultivable (Inde, USA) Albumen des graines ž « gomme guar »* (Ph. Eur.) Composée de galactomannane (1 unité D-galactose pour 2 unités D-mannose) Au contact de l’eau ž gel très visqueux * Comme pour le caroubier, le terme de « gomme » est improprement utilisé pour le guar car il ne s’agit pas d’un exsudat. Emplois : - Pansement gastrique et traitement du reflux gastro-œsophagien (Moxydar®, Neutricid®) - Diététique : adjuvant des régimes amaigrissants, régulation du transit - Agro-alimentaire : épaississant (E412) Polycopié ED1 Pharmacognosie 14 Mucilages acides Polysaccharides hétérogènes constitués d’oses et d’acides uroniques Espèces d’intérêt principalement chez les Plantaginaceae et les Malvaceae Plantaginaceae à mucilages acides (inscrites à la Pharmacopée européenne) Psyllium (Plantago afra, Plantago indica) : plante méditerranéenne cultivée en Provence pour ses graines Ispaghul (Plantago ovata) : graines, tégument de la graine (cultivé en Inde et au Pakistan) Contiennent des polysaccharides très peu fermentescibles Absorption importante d’eau ž gel volumineux au niveau du côlon Utilisés comme laxatifs de lest (Transilane®, Spagulax®, Parapsyllium®…) Regulamine™ Dispositif médical pour « l’équilibre digestif » à base de « cosse » de psyllium et de graines de chia (Salvia hispanica) Psyllium Ispaghul Plantain lancéolé (Plantago lanceolata) : feuilles Propriétés adoucissantes et antiprurigineuses (contre les démangeaisons) Sensivision® : collyre utilisé en cas d’irritation ou de gêne oculaire Malvaceae (inscrites à la Pharmacopée) Guimauve (Althea officinalis) : racine, feuille (Ph. Eur.), fleur (Ph. Fr.) Mauve (Malva sylvestris) : fleur, feuille (Ph. Eur.) Emploi associé à d’autres plantes dans de médicaments de phytothérapie - Traitement symptomatique de la constipation - Adoucissant et antiprurigineux (voie locale) - Traitement symptomatique de la toux Autre plante à mucilages acides Lin (Linum usitatissimum, Linaceae) : graine (Ph. Eur.) Utilisée comme laxatif de lest Polycopié ED1 Pharmacognosie 15 l Polysaccharides d’origine animale - Chitosanes La chitine est un polysaccharide homogène linéaire (N-acétyl-b-D-glucosamine, liaisons 1ž4) présent chez les crustacés (constitutifs de la carapace), insectes, mollusques. Elle est rare dans le monde végétal. Désacétylation de la chitine ž Chitosanes (obtention possible par voie fermentaire) Puis hydrolyse ž Glucosamine Chitosane (= Chitosan) : mélange de polymères homogènes (-b-D-glucosamine, liaisons 1ž4) OH O OH O HO O NH2 HO O NH2 O n Chitosane Pratiquement insoluble dans tous les solvants Solubles dans les solutions acides diluées (protonation des groupements amine) Viscosité des solutions acides dépend de la masse moléculaire et du degré de désacétylation Propriétés et emplois - Biocompatibilité, pouvoir adhésif ž Agent hémostatique, fils de suture, peau artificielle, lentilles de contact… - Cosmétiques (hydratant), compléments alimentaires - Dispositif médical : Lipoféine™ Capteur de graisses Glucosamine - Soulagement des symptômes liés à une arthrose modérée du genou (Flexea®, Osaflexan®, Structoflex®) - Nombreux complémentas alimentaires pour des allégations similaires (confort articulaire) L’intérêt de cette molécule dans cette indication est sujet à controverse d’autant qu’elle expose à des réactions allergiques (angiœdèmes, néphropathies interstitielles aiguës) et à des hépatites. OH O HO OH HO NH 2 Glucosamine Polycopié ED1 Pharmacognosie 16 - Acide hyaluronique Polysaccharide composé d’acide b-D-glucuronique et de N-acétyl-b-D-glucosamine (alternativement liaison 1ž3 et liaisons 1ž4) OH OH * O HO O HO O O O * NH COOH O n Unité caractéristique de l'acide hyaluronique Présent dans la peau et les os Obtention : isolé des crêtes de coq ou obtenu par biotechnologies Emplois (généralement sous forme de sel sodique) - Traitement des plaies, brûlures, escarres… sous forme de crème ou de compresses (Effidia®, Ialuset®) - Cicatrisation vaginale : Cicatridine® (crème et ovules) - Traitement symptomatique de la gonarthrose douloureuse (Hyalgan®) - Chirurgie oculaire (Provisc®) - Cosmétique : réhydratation de la peau (crèmes), traitement antirides (souvent associé avec la toxine botulique, Botox®) - Sulfate de chondroïtine Polysaccharide composé d’acide b-D-glucuronique et de N-acétyl-b-D-glucosamine (alternativement liaison 1ž3 et liaisons 1ž4) OR2 R1O OH * O HO R1 = SO3Na R2 = H O O ou O O COONa R1 = H R2 = SO3Na * NH O n Unité caractéristique du sulfate sodique de chondroïtine Présent dans les cartilages Obtention : isolé des cartilages d’animaux terrestres (bœuf, porc, volailles) ou marins (requin) Emplois (généralement sous forme de sel sodique) - Traitement symptomatique de l’arthrose du genou (Chondrosulf®, Structum®) - Chirurgie oculaire (Viscoat®, associé au hyaluronate de sodium) - Compléments alimentaires pour le confort articulaire (souvent associé à la glucosamine) Polycopié ED1 Pharmacognosie 17 - Les Héparines Polysaccharide sulfatés acides Origine animale (intestin grêle de bœuf ou de porc) On distingue : - les Héparines standard ou héparines non fractionnées (HNF) - les Héparines fractionnées ou de basse masse moléculaire (HBMM) Cf. UE 17B V- Hétérosides A- Définition Composés résultant de la condensation (élimination d’une molécule d’eau) de la fonction hémiacétalique d’un ose et d’une substance non osidique appelée génine (ou aglycone). B- Classification En fonction de la nature de l’atome de la génine portant l’hydrogène qui se condense avec l’hydroxyle hémiacétalique de l’ose l O-hétérosides Les plus fréquents, les plus importants OH d’un alcool (hétérosides cardiotoniques) ou d’un phénol (hétérosides hydroxyanthracéniques) l S-hétérosides Glucosinolates (présents chez les Brassicaceae, comme le brocoli) ; pourraient avoir un rôle dans la prévention des cancers l N-hétérosides Liaisons avec des groupement aminés I ou II Présent dans le règne animal l C-hétérosides Liaison non hémiacétalique (liaison C-C) C- Propriétés physico-chimiques Solubles dans les solvants organiques polaires (alcools) et dans l’eau Insolubles dans les solvants organiques apolaires Hydrolyse ž Ose(s) + génine Hydrolyse enzymatique : spécifique, douce, généralement incomplète Hydrolyse chimique (acide) : totale, éventuellement modifications structurales de la génine D- Propriétés pharmacologique Activité pharmacologique souvent importante ; parfois toxicité élevée Type d’activité lié à la nature de la génine Modulation de l’activité en fonction de la partie osidique (résorption, pharmacocinétique, métabolisme, élimination…) Groupe chimique très important en thérapeutique Polycopié ED1 Pharmacognosie 18 3 Lipides et composés apparentés I- Définitions - Lipides = corps gras Esters d’acides gras et d’un alcool ou d’un polyol Constituants des membranes cellulaires (phospholipides, glycolipides), éléments de revêtements (cires, cutines), substances de réserve (triglycérides) - Lipides simples - Triglycérides : esters d’acides gras et de glycérol (trihydroxy-1,2,3-propane) - Cérides : esters d’acide gras et d’alcool aliphatique de haute masse moléculaire - Lipides complexes Phospholipides, glycoplipides : pas d’utilisation pharmaceutique - Huiles grasses végétales Principalement constituées de triglycérides Présence de petites quantités d’autres lipides : cires, acides gras libres, glycérides partiels, substances insaponifiables Obtenues principalement à partir des graines, du fruit ou du noyau de diverses plantes II- Triglycérides Principaux constituants des huiles grasses végétales Stockés sous forme d’inclusions huileuses dans les organes de réserve Triesters de glycérol, acides gras aliphatiques de longueur variable : - Triglycérides homogènes si les 3 acides gras sont identiques - Triglycérides hétérogènes si les acides gras sont différents Glycérol l Nature des acides gras Généralement, nombre pairs de carbones - Acides gras saturés C10:0 (acide décanoïque ou acide caprique) C12:0 (acide dodécanoïque ou acide laurique) C14:0 (acide tétradécanoïque ou acide myristique), abondant C16:0 (acide hexadécanoïque ou acide palmitique), le plus abondant C18:0 (acide octodécanoïque ou acide stéarique), abondant C20:0 (acide éicosanoïque ou acide arachidique) C22:0 (acide docosanoïque ou acide béhénique) C24:0 (Acide tétracosanoïque ou acide lignocérique) … NB : le premier chiffre en indice indique le nombre de carbones, le second chiffre indique le nombre d’insaturations Polycopié ED1 Pharmacognosie 19 - Acides gras insaturés C14:1 (acide 9-tétradécénoïque ou acide myristoléique) C16:1 (acide 9-hexadécénoïque ou acide palmitoléique) C18:1 (acide 9-octadécénoïque ou acide oléique), abondant C18:2 (acide 9,12-octadécadiénoïque ou acide linoléique), abondant C18:3 (acide 9,12,15-octadécatriénoïque ou acide linolénique), abondant C20:1 (acide 9-éicosénoïque ou acide gadoléique) C20:4 (acide 5,8,11,14-éicosatétraénoïque ou acide arachidonique) C22:1 (acide 13-docosénoïque ou acide érucique) … l Propriétés physico-chimiques - Triglycérides Molécules peu polaires, solubles dans les solvants organiques Hydrolysables en milieu alcalin (saponification) ž 1 glycérol + 3 acides gras Rancissement à l’air libre si les acides gras sont insaturés ž formation d’époxydes, d’aldéhydes (odeur désagréable), de peroxydes (cancérigènes) - Acides gras Liquides si ≤ C10 Insolubles dans l’eau, solubles dans les solvants organiques En milieu alcalin ž formation de sels (utilisés comme savons ou détergents) III- Huiles grasses végétales A- Obtention des huiles végétales - Prétraitement thermique ž libération de l’huile, coagulation des protéines - Extraction par pression (presse à vis) ž huile de 1re pression ou extraction par solvant organique (hexane), suivie de la distillation du solvantž récupération de l’huile > 90% ou extraction à l’eau (formation d’une émulsion) - Raffinage de l’huile brute consistant en une élimination de : - l’eau résiduelle - des acides gras libres (neutralisation par de la soude diluée) - des stérols - des lécithines (démucilagination par formation à chaud d’une dispersion colloïdale) - des résines - des pigments (passage sur charbon actif) etc. S’il n’y a pas de raffinage, on parle d’huile « vierge » Polycopié ED1 Pharmacognosie 20 B- Contrôle des huiles végétales l Essais physiques - Densité relative - Indice de réfraction l Essais chimiques - Teneur en eau - Indice d’iode : quantité d’iode (en g) qui peut se fixer ; permet d’estimer le pourcentage de doubles liaisons - Indice de peroxyde (signe de rancissement) : quantité d’oxygène actif ; permet d’estimer la quantité de peroxydes qui se sont formés au niveau des doubles liaisons - Indice d’acide : nombre de mg de potasse nécessaire pour neutraliser 1 g de corps gras ; permet d’estimer la teneur en acides gras libres - Indice de saponification : nombre de mg de potasse nécessaire pour saponifier et neutraliser 1 g de corps gras ; permet d’estimer la longueur moyenne des chaînes d’acides gras (plus l’indice est élevé, plus les chaînes sont courtes) - Insaponifiable : après saponification, substances extraites par un solvant organique (les acides gras restent dans la solution aqueuse alcaline) ; l’insaponifiable comprend les hydrocarbures, les alcools gras, les stérols… - Détermination des stérols dans l’insaponifiable - Chromatographie en phase gazeuse (après saponification) ž composition en acides gras, recherche des huiles étrangères (possible également par CCM) C- Emplois - Utilisées comme excipients pour les médicaments ou comme ingrédients cosmétiques (huiles d’olive, d’arachide, d’amande, de ricin, etc.) mais également comme laxatif ou pour la nutrition parentérale (huile d’olive) - Emploi considérable de certaines huiles grasses végétales dans l’industrie agro-alimentaire IV- Acides gras oméga-3 et oméga-6 l Définition-Classification AGE : Acides gras essentiels ; AGPI : Acides Gras PolyInsaturés ; AGPI-LC (Acides gras polyinsaturés à longue chaîne sir le nombre de carbones est ≥ 20) - Acides oméga-3 Double liaison sur le 3e carbone en partant du méthyle terminal - C18:3, n-3 : acide a-linolénique ou ALA - C20:5, n-3 : acide eicosapentaénoïque ou EPA (AGPI-LC) - C22:6, n-3 : acide docosahexaénoïque ou DHA (AGPI-LC) COOH Acide eicosapenténoïque CH3 - Acides oméga-6 Double liaison sur le 6e carbone en partant du méthyle terminal Polycopié ED1 Pharmacognosie 21 l Sources d’acides oméga-3 et oméga-6 Acide a-linolénique (C18:3, n-3) : huiles de noix, de colza, de soja, de germes de blé Acide linoléique (C18:2, n-6) : huiles de pépins de raisin, de tournesol, de soja, de maïs Acides polyinsaturés à longue chaîne (AGPI-LC) : huiles de poissons gras (hareng, saumon, maquereau, sardine…) l Rôle dans l’organisme - Structure des membranes cellulaires (constituants des phospholipides membranaires) ž perméabilité et souplesse - Constituants importants des tissus nerveux (DHA particulièrement important dans le système nerveux et la rétine) - Précurseurs dans la biosynthèse des thromboxanes, des leucotriènes et des prostaglandines ž influent sur les réponses inflammatoire et immunitaire, la coagulation et le fonctionnement du système cardio-vasculaire l Emplois Utilisation principalement des acides gras oméga-3 Compléments alimentaires pour la prévention des risques cardio-vasculaires, pour garder une vision normale, maintenir le fonctionnement normal du cerveau… Utilisation des huiles de poisson riches en acides oméga-3 : - Acides gras oméga-3 polyinsaturés (Ph. Eur.) - Triglycérides d’acides oméga-3 (Ph. Eur.) - Esters éthyliques d’acides oméga-3 (Ph. Eur.) : Traitement d’appoint des hypertriglycéridémies (Omacor®) V- Insaponifiables et composés apparentés aux lipides l Avocatier Huile fournie par le fruit de l’avocatier (Persea americana, Lauraceae) Insaponifiable (1%) riche en hydrocarbures ramifiés, en stérols et en triols Emplois : En association avec l’insaponifiable de l’huile de soja (Piasclédine®) : - Rhumatologie (traitement d’appoint des douleurs arthrosiques) l Prunier d’Afrique Arbres des forêts primaires d’Afrique (Prunus africana, Rosaceae) Utilisation de l’écorce (Ph. Eur.) Riche en aides gras (C16, C18, C22), phytostérols (b-sitostérol), acides triterpéniques (acide ursolique), férulate de docosanol… Polycopié ED1 Pharmacognosie 22 H H COOH H H H HO HO H β-sitostérol Acide ursolique Emplois : Extrait chloroformique (Tadenan®, arrêt de commercialisation en 2022) : traitement des troubles mictionnels liés à l’hypertrophie bénigne de la prostate Nombreux compléments alimentaires (souvent sous le nom de Pygeum africanum) l Palmier de Floride (= Sabal) Petit palmier (Serenoa repens, Palmae) dont les fruits (Ph. Eur.) fournissent une huile Triacylglycéols à courte chaîne (< C14), alcanes et alcanols, phytostérols (b-sitostérol)… Emplois : Extrait lipido-stérolique (Permixon®) ou extrait sec (Prodinan®) : traitement des troubles mictionnels liés à l’hypertrophie bénigne de la prostate Nombreux compléments alimentaires (souvent sous le nom de Sabal serrulata) Polycopié ED1 Pharmacognosie 23 Huiles essentielles et dérivés 4 terpéniques I- Définitions - Huiles essentielles Mélanges complexes et odorants de substances volatiles obtenus à partir d’une matière première végétale Les huiles essentielles médicinales sont également définies par leur mode d’obtention : - Entraînement à la vapeur d’eau : la vapeur d’eau peut être générée par une source externe ou par de l’eau portée à ébullition sous la matière première ; la matière première peut être immergée dans l’eau bouillante (méthode utilisée aux travaux pratiques et préconisée pour le dosage des huiles essentielles dans les drogues végétales) - Distillation sèche : chauffage sans addition d’eau ou de vapeur d’eau (plutôt réservée aux tiges et aux écorces) - Expression à froid : procédé mécanique utilisé pour les péricarpes des Citrus - Essence (= Concrète) Obtenue par extraction d’une matière première végétale par un solvant non aqueux suivie d’une élimination du solvant - Oléorosine Exsudat constitué de composés résineux et de composés volatils (ex. : térébenthine du pin) - Hydrolat Distillat aqueux qui subsiste après l’entraînement à la vapeur d’eau, une fois la séparation de l’huile essentielle effectuée. On parle d’eau florale lorsque, la matière première est constituée de fleurs (utilisée en parfumerie). Polycopié ED1 Pharmacognosie 24 II- Sources - Quasi-exclusivement à partir des végétaux supérieurs. - Localisées dans des organes spécifiques (poils sécréteurs, poches sécrétrices, canaux sécréteurs…) - Nombre limité de familles botaniques : - Lamiaceae (menthe, thym, lavande…) - Apiaceae (anis, carvi, coriandre…) - Asteraceae (matricaire, absinthe, estragon…) - Lauraceae (laurier, cannellier, camphrier…), - Myrtaceae (eucalyptus, giroflier, myrte…) - Rutaceae (oranger, citronnier, bergamotier…) … - Le plus souvent, à partir de fleurs (bergamotier, giroflier) ou de feuilles (menthe, eucalyptus) mais aussi de fruits (anis), de graines (muscade), d’écorces (cannelier), de bois (santal), de racines (vétiver), de rhizomes (gingembre)… - Teneur en huile essentielle faible : environ 10 mL/kg III- Propriétés physiques - Liquides à température ambiante - Peu colorées - Volatiles et odorantes - Densité généralement inférieures à celle de l’eau - Indice de réfraction élevé - Pouvoir rotatoire - Liposobubles, très peu solubles dans l’eau Polycopié ED1 Pharmacognosie 25 IV- Composition chimique Les constituants des huiles essentielles sont principalement des terpénoïdes - Monoterpènes (C10) - Carbures (myrcène, limonène, b-pinène, camphène…) - Alcools (géraniol, linalol, menthol, bornéol…), Phénols (thymol…) - Aldéhydes (citronellal…), Cétones (carvone, b-thuyone) - Esters (acétate de menthyle…) - Éthers (1,8-cinéole…), Peroxydes (ascaridole…) - Sesquiterpènes (C15) b-caryophyllène, carotol, acétate de cédryle… O O CHO myrcène (-)-limonène (+)-b-pinène citronellal carvone (+)-3-thuyone HO CH2OH O O OCOCH3 O 1,8-cinéole ascaridole acétate de menthyle géraniol (+)-linalol (+)-camphène OH H H OCOCH3 OH OH OH b-caryophyllène carotol acétate de cédryle (-)-menthol thymol (-)-bornéol Polycopié ED1 Pharmacognosie 26 Mais aussi des composés aromatiques (anéthol, eugénol, vanilline…) et quelques composés divers (hexénol, jasmonate de méthyle…) CHO H3CO H3CO OCH3 OH OH Z-anéthole eugénol vanilline COOCH3 OH O (3Z)-hexén-1-ol (-)-jasmonate de méthyle Ces molécules sont fragiles ž modifications chimiques au cours du procédé d’extraction (hydrolyses, oxydations, racémisations, réarrangements…) Par exemple, la matricine, présente dans les fleurs de matricaire, se dégrade en chamazulène lors de l’extraction à la vapeur d’eau/ Le chamazulène est responsable de la couleur bleue caractéristique de l’huile essentielle de matricaire. O HO O H O O matricine chamazulène Même au sein d’une même espèce végétale, la composition de l’huile essentielle peut varier. On parle alors de chimiotypes. Ainsi, il existe des thyms à thymol, à carvacrol, à cinéole, à linalol… ou des basilics à estragole, à linalol, à eugénol… - Contrôles Drogues végétales : détermination de la teneur en huile essentielle (cf. Travaux pratiques) Huiles essentielles : - Densité, indice de réfraction, angle de rotation optique… - Indice d’acide, indice de peroxyde, teneur en eau… - Profil chromatographique : les constituants des huiles essentielles sont des substances volatiles ž chromatographie en phase gazeuse est la technique de choix (cf. Travaux pratiques) Polycopié ED1 Pharmacognosie 27 V- Emplois l Pharmaceutiques - Usage des plantes médicinales en tisane (menthe, verveine, badiane…) ou sous forme de préparations galéniques simples - Usage de huiles essentielles comme antiseptique externe (collutoires, inhalations) mais le plus souvent pour l’aromatisation des formes orales - Aromathérapie : efficacité discutée, toxicité potentielle ž utiliser les huiles essentielles avec prudence (de préférence diluées) Cf UE100 (4e année officine) l Cosmétiques - Huiles essentielles, concrètes, eaux florales… dans des produits d’hygiène ou de parfumerie l Agro-alimentaires - Plantes utilisées en nature : condiments et aromates (anis, cannelle, thym, menthe…) - Huiles essentielles utilisées comme aromatisant Polycopié ED1 Pharmacognosie 28 VI- Dérivés terpéniques l Pyréthrines Ce sont des monoterpènes dits « irréguliers », esters d’acides cyclopropaniques - Poisons du système nerveux pour les animaux à sang froid (insecticides), très peu toxiques pour l’Homme et les autres mammifères - Molécules peu stables à la lumière - Utilisation du pyrèthre de Dalmatie ou chrysanthème insecticide (Tanacetum cinerariifolium, Asteraceae) 0,5 à 2% de pyréthrines dans les capitules O O H O H H R R = CH3 : pyréthrine I R = COOCH3 : pyréthrine II l Pyréthrinoïdes Ce sont des molécules de synthèse dérivées des pyréthrines naturelles - Plus stables - Plus actifs - Utilisés comme insecticides ménagers ou agricoles, comme pédiculicides (anti-poux), sous forme de shampooings ou de lotions, et comme scabicide (contre la gale) - Phénothrine : shampooings à usage humain ou vétérinaire - Perméthrine (Topiscab® : traitement local de la gale) O H O R O H R R = H : phénothrine R = Cl : perméthrine