Etude phytochimique et activité biologique de deux plantes médicinales saharienne Rumex vesicarius L.et Anvillea radiata coss .& dur

Abstract

Résumé : Les travaux présentés dans cette thèse contribuent à la valorisation des deux plantes médicinales sahariennes (Anvillea radiata Coss. & Dur. (Asteraceae) et Rumex vesicarius L. (Polygonaceae)) en les caractérisant par un screening phytochimique, une évaluation des activités antimicrobienne et antioxydante et une identification de certains composés phénoliques par chromatographie. L’évaluation préliminaire de la composition phytochimique des différentes parties traitées a permis de mettre en évidence la présence de quelques groupes chimiques. Ceci a été confirmé par une analyse quantitative basée sur le dosage des polyphénols totaux, des flavonoïdes, des flavonols et des tanins condensés. Nous avons démontré que le méthanol aqueux est le meilleur extracteur des flavonoïdes, tandis que l’acétone possède la capacité d’extraire plus de tanins. Considérant les organes, les fleurs d’A. radiata accusent les teneurs les plus élevées en ces composés. Ainsi, afin d’obtenir un extrait enrichi en métabolites d’intérêt – les flavonoïdes, nous avons opté pour une extraction liquide-liquide en utilisant différents solvants de polarité croissante. La détermination quantitative des flavonoïdes totaux par la méthode au trichlorure d’aluminium révèle que les fractions butanolique et acétate d’éthyle sont les plus riches avec des teneurs respectives de (55.910 ± 1.022 mg EC/g MS) et (47.394 ± 1.497 mg EC/g MS) pour les fleurs d’A. radiata et de (5.597 ± 0.038 mg EC/g MS) et (4.648 ± 0.068 mg EC/g MS) pour la partie aérienne de R. vesicarius. Par ailleurs, la détermination de la teneur en pigments liposolubles révéle la richesse de Rumex vesicarius en β-carotène (116.893 ± 1.602 µg/g MS), en lycopène (156.403 ± 1.592 µg/g MS) et en chlorophylle a (271.447 ± 3.457 µg/g MS). Par contre, en comparant les différents organes d’A. radiata, nous remarquons que les fleurs contiennent une teneur élevée en β-carotène (38.831 ± 0.927 µg/g MS) et en lycopène (48.911 ± 0.567 µg/g MS), tandis que les feuilles sont riches en chlorophylle a (131.844 ± 1.267 µg/g MS). Ces composés mineurs confèrent aux deux plantes des qualités nutritionnelles et thérapeutiques importantes. L’évaluation, in vitro, de l’activité antioxydante des différents extraits et fractions a été réalisée par six méthodes, à savoir : la réduction du phosphomolybdate (ou capacité antioxydante totale (CAT)), le pouvoir réducteur de l’ion ferrique (FRAP), le piégeage du radical 2,2-diphényl-1-picrylhydrazyl (DPPH•), le piégeage du radical-cation ABTS•+ (l’acide 2,2’-azinobis-3 éthylbenzothiazoline-6-sulfonique), le blanchiment du β-carotène et le pouvoir chélateur des ions ferreux. Ainsi, ils présentent des activités antiradicalaires et antioxydantes intéressentes, dépendantes du contenu en polyphénols totaux et en flavonoïdes. La meilleure activité, par rapport à l’antioxydant de synthèse (α-tocophérol), est obtenue avec les fractions acétate d’éthyle des deux espèces et cela en réduisant les ions du fer ferrique en fer ferreux avec des valeurs de CE50 égales à 0.161 ± 0.005 mg/ml pour les fleurs d’A. radiata et 0.233 ± 0.001 mg/ml pour la partie aérienne de R. vesicarius. Une relation linéaire a été établie ; les fractions les plus riches en flavonoïdes étant les plus actives. Inversement, une très forte inhibition de l’oxydation lipidique a été obtenue par la fraction hexanique des fleurs d’A. radiata (CI50 < 0.094 mg/ml), pourtant très peu concentrée en polyphénols. Ceci est du probablement à la présence d’autres substances qui peuvent agir indépendamment ou en synergie. Les différents extraits et fractions ont été également soumis à un criblage pour leur possible activité antimicrobienne. Les fractions chloroformique, acétate d’éthyle et butanolique des feuilles d’A. radiata ont révélé une forte activité antibactérienne vis-à-vis de Bacillus cereus et de Staphylococcus aureus, avec des CMI situées entre 0.156 - 0.625 mg/ml. Par contre, les extraits obtenus à partir de la partie aérienne de Rumex vesicarius se sont révélés inactifs vis-à-vis de toutes les souches microbiennes testées. De même, une tendence a été montrée indiquant que les extraits les plus riches en flavonoïdes présentent des activités antibactériennes les plus élevées. L’identification chromatographique menée sur les deux espèces a permis de caractériser les principaux composés phénoliques. Quatre grandes familles de composés ont été mises en évidence : il s’agit de deux acides phénols (l’acide procatéchique (3.21%) et l’acide caféique (3.83%)), deux flavonoïdes (la naringénine-7-O-glucoside (1.46%) et la morine (27.09%)) et une coumarine (1.64%) dans la FAE des fleurs d’A. radiata et de l’acide tannique (0.65%), le résorcinol (2.93%), cinq acides phénols (l’acide gentisique (6.54%), l’acide vanillique (1.40%), l’acide chlorogénique (9.13%), l’acide syringique (2.02%) et l’acide 3-(4-méthoxyphényl) propanoïque (2.20%)), une coumarine (1.06%) et trois composés flavoniques (la naringénine (1.05%), la naringénine-7-O-glucoside (2.91%) et la lutéoline (0.27%)) dans la FAE de la partie aérienne de R. vesicarius. Ces principes actifs majeurs possèdent diverses activités biologiques et jouent un rôle reconnu dans le maintien d’un bon état de santé. Mots clés : Anvillea radiata, Rumex vesicarius, Composés phénoliques, Activité antioxydante, Pouvoir antimicrobien, CCM, CLHP. Abstract: The work presented in this thesis contributes in the valorization of both Saharan medicinal plants: Anvillea radiata Coss. & Dur. (Asteraceae) and Rumex vesicarius L. (Polygonaceae)) by characterizing them with phytochemical screening, evaluating their antimicrobial and antioxidant activities and identifying some of their phenolic compounds by chromatography. The preliminary evaluation of the phytochemical composition of the different treated parts highlighted the presence of some chemical groups. This was confirmed by a quantitative analysis based on the measurement of total phenolics, flavonoids, flavonols and condensed tannins content. We have shown that aqueous methanol is the best extractor of flavonoids, while acetone has the ability to extract more of tannins. Considering organs, flowers of A. radiata have the highest levels of these compounds. Thus, in order to obtain an extract enriched with metabolites of interest - flavonoids, we opted for a liquid-liquid extraction using different solvents with increasing polarity. The quantitative determination of total flavonoids by the aluminum trichloride method revealed that butanol and ethyl acetate fractions were the richest with respective holders of (55.910 ± 1.022 mg CE/g DW) and (47.394 ± 1.497 mg CE/g DW) for A. radiata flowers and (5.597 ± 0.038 mg CE/g DW) and (4.648 ± 0.068 mg CE/g DW) for the aerial part of R. vesicarius. Furthermore, the determination of the liposoluble pigments content revealed the richness of Rumex vesicarius in β-carotene (116.893 ± 1.602 µg/g DW), in lycopene (156.403 ± 1.592 µg/g DW) and in chlorophyll a (271.447 ± 3.457 µg/g DW). However, by comparing the various organs of A. radiata, we noticed that the flowers have a high content of β-carotene (38.831 ± 0.927 µg/g DW) and lycopene (48.911 ± 0.567 µg/g DW), while the leaves are rich on chlorophyll a (131.844 ± 1.267 µg/g DW). These minor compounds give to these plants important nutritional and therapeutic qualities. The in vitro evaluation of the different extracts and fractions antioxidant activity was performed by six methods, namely: total antioxidant capacity by phosphomolybdenum assay, iron reducing power, DPPH radical-scavenging activity, ABTS radical-scavenging activity, β-carotene bleaching test and chelating effect on ferrous ions. Thus, they have interesting radical scavenging and antioxidant activities, dependent on the content of total phenolics and flavonoids. The greatest activity relative to the synthetic antioxidant (α-tocopherol) is obtained with ethyl acetate fractions by reducing power through the transformation of ferrous to ferric ions with EC50 values of 0.161 ± 0.005 mg/ml for A. radiata flowers and 0.233 ± 0.001 mg/ml for the aerial part of R. vesicarius. A linear relationship has been established; the richest fractions in flavonoids being the most active. Conversely, a very high inhibition of lipid oxidation was obtained in the hexane fraction of A. radiata flowers (IC50 < 0.094 mg/ml), yet very low concentrated on polyphenols. This is probably due to the presence of other substances which may act independently or synergistically. The various extracts and fractions were also subjected to a screening for their potential antimicrobial activity. The chloroform, the ethyl acetate and the butanol fractions of A. radiata sheets showed a high antibacterial activity towards Bacillus cereus and Staphylococcus aureus, with a MIC between 0.156 and 0.625 mg/ml. However, the extracts obtained from the aerial part of Rumex vesicarius were inactive towards all tested microbial strains. Similarly, a tendency was shown indicating that the richest extracts on flavonoids exhibit the higher antibacterial activities. The chromatographic identification conducted on the two species allowed us to characterize the main phenolic compounds. Four major families of compounds have been identified: two phenolic acids (procatechique acid (3.21%) and caffeic acid (3.83%)), two flavonoids (naringenin-7-O-glucoside (1.46%) and morin (27.09%)) and coumarin (1.64%) in the EAF of A. radiata flowers and tannic acid (0.65%), resorcinol (2.93%), five phenolic acids (gentisic acid (6.54%), vanillic acid (1.40%), chlorogenic acid (9.13%), syringic acid (2.02%) and 3- (4 methoxyphenyl) propanoic acid (2.20%)), coumarin (1.06%) and three flavonoid compounds (naringenin (1.05%), naringenin-7-O-glucoside (2.91%) and luteolin (0.27%)) in the EAF of the aerial part of R. vesicarius. These major active ingredients possess various biological activities and play an important and acknowledged role in maintaining good health.