Recherche d'activités antioxydante, antimicrobienne et antidiabétique de deux plantes du Sud-Ouest de l'Algérie: Traganum nudatum et Ammodaucus leucotrichus

Abstract

Ammodaucus leucotrichus Cosson & Durieu and Traganum nudatum Delile are widely used in traditional pharmacopoeia in Algeria to treat many diseases including diabetes mellitus. The aim of this work is to conduct a phytochemical study and a search for antioxidant, antimicrobial and antidiabetic activities of the hydromethanolic crude extracts and their ethyl acetate and n-butanol fractions of each plant. The phytochemical screening revealed the presence of flavonoïds, tannins, alkaloïds, quinones, saponins and terpenoïds in the extracts of both plants. The highest contents of polyphenols and flavonoïds were attributed to the ethyl acetate fraction of the crude hydromethanolic extract prepared by infusion FAcI of T. nudatum of (415.32 ± 0.3) mg GAE / g and (92.58 ± 1.8) mg CATE / g respectively, while the ethyl acetate fraction of the crude hydromethanolic extract prepared by maceration FAcM of the same plant was found to be the richest in flavonols of (302.88 ± 0.92) mg QE / g. A. leucotrichus has shown low contents of polyphenols, flavonoïds and flavonols. The evaluation of the antioxidant activity was carried out by three techniques: DPPH, TAC and FRAP assays. For the DPPH assay, FAcM of T.nudatum presented the lowest IC50 of (20 ± 0.11 μg / ml), the n-butanol fraction of the hydromethanolic crude extract prepared by maceration Fn -BM of the same plant showed the highest total antioxidant capacity of (200.21 ± 0.2) mg AAE / g, the best reducing activity was exhibited by FAcM of A. leucotrichus with an EC50 of (24 ± 1.1 μg /ml). The evaluation of the antimicrobial activity was carried out on reference microorganisms by two techniques: the diffusion and dilution methods. For the first technique, the extracts of T. nudatum demonstrated inhibition diameters between 7 and 14 mm, the most interesting activity was noted in the ethyl acetate fractions FAcM and FAcI, the most sensitive strains were B.cereus, B.subtilis, L.monocytogenes, P.mirabilis and S.uareus with the highest inhibition diameters and the lowest MICs. The extracts of A. leucotrichus showed zones of inhibition which do not exceed 10 mm of diameter, the strongest activities were evident in FAcM and FAcI notably against B.cereus, B.subtilis, A. baumannii, L.monocytogenes, M.luteus and S.aureus. Generally, Gram-positive bacteria were the most sensitive to the extracts of both species. However, the extracts of both species did not show any antifungal activity. The identification of phenolic compounds by HPLC of ethyl acetate and n-butanol fractions revealed the presence of sinapic, syringic, ferulic and p-coumaric acids, naringenin, catechin and vanillin in T. nudatum and sinapic acid, ferulic acid, pcoumaric acid, quercetin, naringenin and vanillin in A. leucotrichus. The results of the antidiabetic activity in vivo revealed a highly significant antihyperglycaemic effect by the crude hydromethanolic extract prepared by maceration EBM of T. nudatum and its fraction FAcM of 25.66 % and 59, 39 % at the second and the third week of treatment respectively. A highly significant reduction in blood glucose level was also exhibited by EBM of A. leucotrichus of 14.92%, this reduction was not significant for FAcM of 27.48% after four weeks of treatment. In vitro antidiabetic analysis revealed a highly significant liver glucose uptake stimulation of 47.6% and 48% for EBM and FAcM of A. leucotrichus and 42% and 44% for EBM and FAcM of T. nudatum after 90 minutes of incubation, a very significant increase in adipose tissue glucose uptake was induced by EBM and FAcM of A. leucotrichus of 21% and 23% respectively. The increase in adipose tissue glucose uptake was very significant of 20.6% and significant of 23.3% for EBM and FAcM of T. nudatum respectively at 60 minutes of incubation. At the concentration of 0.2 mg / ml, very low hemolysis levels were recorded in the extracts of both species which did not reach 5%. Beyond this concentration, FAcM and Fn-BM of T. nudatum and FAcM of A.lucotrichus showed a high toxicity. These preliminary results indicate that Traganum nudatum Delile and Ammodaucus leucotrichus Cosson & Durieu represent a new source of bioactive molecules with multiple interests that imply detailed chemical, biological and toxicological studies in order to use in the pharmaceutical, food, nutraceutical or cosmetic industries. Key words: Traganum nudatum, Ammodaucus leucotrichus, phytochemical study, antioxidant activity, antibacterial activity, antidiabetic activity, HPLC, haemolytic activity 12 Résumé Ammodaucus leucotrichus et Traganum nudatum sont largement utilisées en pharmacopée traditionnelle en Algérie pour traiter de nombreuses maladies dont le diabète sucré. Ce travail porte sur une étude phytochimique et une recherche d'activités biologiques des extraits bruts hydrométhanoliques et leurs factions acétate d'éthyle et n-butanol de chaque plante. Les analyses phytochimiques ont révélé la présence des flavonoïdes, des tannins, des alcaloïdes, des quinones, des saponines et des terpénoïdes dans les extraits des deux plantes et que les teneurs les plus élevées en polyphénols, en flavonoïdes et en flavonols sont attribuées aux fractions acétate d'éthyle de T.nudatum de l'ordre de (415,32± 0,3) mg EAG/g, (92,58±1,8) mg ECAT/g et de (302,88±0,92) mg EQ/g. Pour le test DPPH c'est la fraction FAcM de T.nudatum qui a présenté la plus faible CI50 de (20±0,11µg/ml), la fraction n-butanol de l'extrait brut hydrométhanolique préparé par macération Fn-BM de la même plante a montré la capacité antioxydante totale la plus importante de (200,21 ± 0,2) mg EAA/g, la meilleure activité réductrice de fer a été accordée à la fraction FAcM d'A.leucotrichus avec une CE50 de (24 ± 1,1 µg/ml). L'évaluation de l'activité antimicrobienne a été procédée sur un panel de microorganismes de référence, les extraits de T.nudatum ont démontré des zones d'inhibition comprises entre 7 et 14 mm, l'activité la plus intéressante a été notée dans les fractions acétate d'éthyle, les souches les plus sensibles sont B.cereus, B.subtilis, L.monocytogenes, P.mirabilis et S.uareus avec les diamètres d'inhibition les plus élevés et les CMI les plus faibles. Les extraits d'A.leucotrichus ont démontré des zones d'inhibition qui ne dépassent pas 10 mm de diamètre, les plus fortes activités ont été évidentes dans les fractions FAcM et FAcI notamment sur B.cereus, B.subtilis, A.baumannii, L.monocytogenes et M.luteus, S.aureus. Globalement, les bactéries à Gram positif ont été les plus sensibles aux extraits des deux espèces. Cependant, ces derniers n'ont manifesté aucune activité antifongique. L'identification des composés phénoliques par HPLC des fractions acétate d'éthyle et n-butanol a révélé la présence des acides sinapique, syringique, férulique et p-coumarique, de la naringénine, la catéchine et la vanilline dans T. nudatum et de l'acide sinapique, l'acide férulique, l'acide pcoumarique, la quercétine, la naringénine et la vanilline dans A.leucotrichus. Les résultats de l'activité antidiabétique in vivo ont décelé un effet antihyperglycémiant hautement significatif par l'extrait brut hydrométhanolique préparé par macération EBM de T.nudatum ainsi que sa fraction FAcM de l'ordre de 25,66 % à la deuxième semaine et de 59,39% à la troisième semaine de traitement respectivement. Une réduction hautement significative de glycémie a été également exhibée par EBM d'A. leucotrichus de l'ordre de 14,92 % et de 27,48% par FAcM après quatre semaines de traitement. L'analyse antidiabétique in vitro a révélé une stimulation hautement significative de l'absorption de glucose par le foie de l'ordre de 47.6% pour EBM et de 48% pour FAcM d'A.leucotrichus et de 42 % pour EBM et 44% pour FAcM de T. nudatum après 90 minutes d'incubation, de même une augmentation très significative de la prise de glucose par le tissu adipeux a été induite par EBM et FAcM d'A.leucotrichus avec des taux respectifs de 21% et de 23%, très significative de 20,6 % et significative de 23,3% pour EBM et FAcM de T. nudatum respectivement à 60 minutes d'incubation. À la concentration de 0,2 mg/ml, des taux d'hémolyse négligeables ont été enregistrés dans les extraits des deux espèces qui n'atteignent pas 5%. Au delà de cette concentration, FAcM et Fn-BM des deux plantes ont manifesté une toxicité élevée. Ces résultats préliminaires indiquent que Traganum nudatum Delile et Ammodaucus leucotrichus Cosson & Durieu représentent une nouvelle source de molécules bioactives à intérêts multiples qui méritent des études chimiques, biologiques et toxicologiques approfondies en vue de leur utilisation dans les différents secteurs industriels pharmaceutique, alimentaire, nutraceutique ou cosmétique. Mots clés: Traganum nudatum, Ammodaucus leucotrichus, étude phytochimique, antioxydante, antibactérienne, antidiabétique, HPLC, effet hémolytique 13 الملخص واسع نطاق على Traganum nudatum Delile و Ammodaucus leucotrichus Cosson & Durieu تستخدم في الطب التقليدي في الجزائر لعالج العديد من األمراض بما في ذلك داء السكري. يتناول هذا العمل الدراسة الكيميائية والبحث عن األنشطة البيولوجية المضادة لألكسدة،المضادة للميكروبات والمضادة لداء السكري للمستخلصات الخام الهيدروميثانوليكية وأجزاء أسيتات إيثيل و بوتانول لكل نبات. كشف الفحص الكيميائي النباتي عن وجود مركبات الفالفونويدات، العفصيات، القلويدات، الكينونات، السابونينات والتربينويدات في مستخلصات كال النباتين. أظهرت التحاليل الكمية أن أعلى مستويات البوليفينول والفالفونويدات الكلية تنسب إلى جزء أسيتات اإليثيل للمستخلص الهيدروميثانوليكي الخام الذي أعد عن طريق الغليان FAcI لـ nudatum. T بنسبة )32.415± 3.0 )ملغ مكافئAG / غرام و )92.58 ± 8.1 )ملغ مكافئ CAT / غرام على التوالي ، في حين وجد أن جزء أسيتات اإليثيل للمستخلص الخام الهيدروميثانوليكي الذي أعد عن طريق النقع FAcM من نفس النبات هو األكثر غني بالفالفونوالت بمستوى )88.302 ± 92.0 )ملغ مكافئQ / غرام. يحتوي نبات leucotrichus. A على مستويات منخفضة نسبيًا من البوليفينوالت والفالفونويدات والفالفونوالت. تم تقييم النشاط المضاد لألكسدة من خالل ثالث تقنيات: إرجاع الجذر الحر DPPH ،القدرة الكلية المضادة لألكسدة TAC ونشاط إرجاع الحديد FRAP . بالنسبة إلرجاع الجذر الحر DPPH ، فإن جزء FAcM من nudatum.T هو الذي قدم أدنى IC50 المقدرة ب )20 ± 11.0 ميكروغرام / مل( ، جزء بوتانول من المستخلص الخام الهيدروميثانوليكي الذي أعد عن طريق النقع nBM-F لنفس النبات أظهر أعلى قدرة كلية مضادة لألكسدة بنسبة )21.200 ± 2.0 )ملغ مكافئAA / غرام ، و أفضل نشاط إلرجاع الحديد وجد ب FAcM من leucotrichus. A مع EC50 )24 ± 1.1 ميكروغرام / مل( .تم تقييم النشاط المضاد للميكروبات بواسطة تقنيتين: طريقة تثبيط نمو الميكروبات في وسط صلب و سائل لتحديد التراكيز الدنيا المثبطة. بالنسبة للتقنية األولى، أظهرت مستخلصات nudatum. T مناطق تثبيط ما بين 7 و 14 ملم ، وقد لوحظ النشاط األكثر إثارة لالهتمام في أجزاء أسيتات اإليثيل FAcM و FAcI ، السالالت األكثر مستخلصات أظهرت . S.uareus و P.mirabilis ،L.monocytogenes ،B.subtilis ،B.cereus هي حساسية leucotrichus. A مناطق تثبيط ال يتجاوز قطرها 10 مم ، وكانت أقوى األنشطة واضحة في أجزاء أسيتات اإليثيل ،L.monocytogenes ,M.luteus ،A. baumannii ،B.subtilis ،B.cereus على خاصة ، FAcI و FAcM aureus.S .بشكل عام، تعتبر البكتيريا إيجابية الجرام هي األكثر حساسية لمستخلصات كال النباتين. ومع ذلك ، لم يظهر كال النباتين أي نشاط مضاد للفطريات. كشف تحديد المركبات الفينولية بتقنية HPLC في أجزاء أسيتات اإليثيل و بوتانول عن وجود أحماض سينابيك، سيرنجيك، فيروليك، وبي كوماريك ونارينجينين، كاتشين وفانيلين في nudatum. T وحمض سينابيك ، حمض الفيروليك ، حمض بي كوماريك ، كيرسيتين ، نارينجين وفانيلين في leucotrichus. A .كشفت نتائج النشاط المضاد لمرض السكر عن وجود تأثير مهم للغاية لتخفيض نسبة السكر في الدم للمستخلص الخام الهيدروميثانوليكي الذي أعد عن طريق النقع EBM من nudatum. T وجزء FAcM بتقدير 66.25 ٪في األسبوع الثاني 59.39 ٪ في األسبوع الثالث من العالج على التوالي. لوحظ كذلك انخفاض كبير في نسبة السكر في الدم من قبل EBM من .A leucotrichusبتقدير 92.14 ٪ و 48.27 ٪ من قبل FAcM بعد أربعة أسابيع من العالج. أظهرت التحاليل المضادة لمرض السكر في المختبر تحفيز كبير المتصاص الجلوكوز من طرف الكبد بنسبة 6.47 ٪لـ EBM و 48 ٪لـ FAcM leucotrichus.A و 42 ٪لـ EBM و 44 .٪بالنسبة لـ FAcM nudatum. T بعد 90 دقيقة ،كما لوحظت زيادة كبيرة جدًا في امتصاص الجلوكوز لألنسجة الدهنية بواسطة EBM و FAcM منleucotrichus. A بنسبة 21 ٪و 23 ٪على التوالي ، 6.20 ٪ و 3.23 ٪ لـ EBM و لـ FAcM من nudatum. T على التوالي بعد 60 دقيقة. بتركيز 2.0 ملغ / مل ، تم تسجيل مستويات سمية ضئيلة في مستخلصات كال النوعين والتي لم تصل إلى 5 .٪بينما اظهرت تراكيز اعلى لـ FAcM و BM-Fn من nudatum. T و FAcM من lucotrichus.A سمية عالية. تشير هذه النتائج األولية إلى أن leucotrichus Ammodaucus و nudatum Traganum يمثالن مصدًرا جديدًا للجزيئات النشطة بيولوجيًا متعددة النشاطات التي تستوجب دراسات كيميائية وبيولوجية وسمية معمقة الستخدامها في مختلف القطاعات الصناعية الصيدالنية، الغذائية أو مستحضرات التجميل. الكلمات المفتاحية: nudatum Traganum ،leucotrichus Ammodaucus ، دراسة كيميائية نباتية ، نشاط مضاد األكسدة ، نشاط مضاد للجراثيم ، نشاط مضاد لمرض السكر ، HPLC ، سمية