Pharmacognosie

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La réglementation nationale et internationale encadrant la distribution et l’utilisation des plantes est en constante évolution. Les études épidémiologiques se multiplient, tendant à établir une relation entre micronutriments végétaux et prévention de pathologies variées, voire ralentissement de leur évolution. Enfin, le développement de la vente en ligne doit inciter les consommateurs à la prudence quant à la fiabilité des informations qui leur sont données.

La 5e édition de Pharmacognosie, Phytochimie, Plantes Médicinales fait le point sur toutes ces avancées. Les découvertes récentes les plus marquantes sont abordées, notamment celles concernant les voies de biosynthèse des métabolites dits « secondaires », en particulier les polyphénols. L’emploi de certaines plantes ayant régressé (des plantes à alcaloïdes par exemple), la place qui leur est attribuée a été réduite et, parallèlement, de nouvelles plantes ont été introduites (argousier, bacopa, dioscorées, kudzu, maca, pélargonium, rhodiole, etc.).

Les données relatives à l’évaluation clinique, aux effets indésirables et aux interactions médicamenteuses des plantes, des substances chimiquement définies qu’elles fournissent et de leurs homologues hémisynthétiques ont été actualisées.

Toutes les monographies sont présentées selon un plan systématisé — la plante, la partie utilisée, le contrôle, la composition, la pharmacologie, l’évaluation clinique, l’emploi — et s’achèvent par une bibliographie : 1 800 références parues de  2010 à 2015 sont citées.


Partie 1 Composés du métabolisme primaire

Glucides

• Introduction, 3
• oses simples, 7
• oligosaccharides, 39
• polysaccharides, 47 ; des bactéries et champignons, 51 ; des algues, 57; des végétaux supérieurs, 75
(homogènes, 75 et hétérogènes [gommes et mucilages], 113)
Lipides
• Généralités, 159
• Huiles végétales, 173
• Cires, 219
• Acétyléniques, 223
Amino-acides, peptides et protéines
• Acides aminés non protéiques, 239
• Hétérosides cyanogènes, 245
• Glucosinolates, 253
• Autres composés soufrés, 263
• Bétalaïnes, 271
• Protéines édulcorantes, 273
• Lectines, 277
• Enzymes, 283

Partie 2 Composés phénoliques, shikimates, acétates 

Généralités, 261 – Shikimates

• Aromagenèse, 303
• Phénols, acides phénols, 319
• Coumarines, 363
• Lignanes,
• Néolignanes, 387
• Dérivés d’extension du phényl propane, 417 [diarylheptanoïdes, 417 .
• Stilbénoïdes, 453
• Xanthones, 441
• Styrylpyrones, 448]
• Flavonoïdes, 453.
• Isoflavonoïdes, 509
• Néoflavonoïdes, 525. Anthocyanosides, 527
• Tanins, 555
Polyacétates
• Quinones, 627 [anthracénosides, 639 ; naphtodianthrones, 664]
• Orcinols et phloroglucinols, 677 [cannabis, 677]

Partie 3 Terpènes et stéroïdes.

• Introduction, 699  
• Monoterpènes, 709
• Huiles essentielles, 717
• Oléorésines, 863 .
• IRidoïdes, 881
• Pyréthrines, 909  sesquiterpènes, 915
• Lactones sesquiterpéniques, 929
• Diterpènes, 951  
• Triterpènes et stéroïdes, 987
• Saponosides, 999
• Cardiotoniques, 1075
• Autres stéroïdes et triterpènes, 1097
• Caroténoïdes, 1131

Partie 4 Alcaloïdes 

Généralités
Alcaloïdes dérivés de l'ornithine et de la lysine
Alcaloïdes tropaniques, 1163

• Pyrrolizidiniques, 1187
• Quinolizidiniques, 1201,
• Indolizidiniques, 1209
• Alcaloïdes et amides pipéridiniques, 1213
• Autres amides, 1217
Alcaloïdes dérivés de l'acide nicotinique
Alcaloïdes dérivés de la phénylalanine et de la tyrosine

• Phénéthylamines, 1237
• Isoquinoléines simples, 1247
• Benzyltétrahydroisoquinoléines
• Généralités, 1249 ; plantes et préparations, 1271
• Phénéthylisoquinoléines, 1315 .
• Alcaloïdes des Amaryllidaceae, 1323
• Alcaloïdes isoquinoléino-monoterpéniques, 1327
Alcaloïdes dérivés du tryptophane.
Tryptamines, carbolines [hallucinogènes], 1333

• Éséré, 1343
• Ergolines, 1347
• Alcaloïdes indolo monoterpéniques, 1359 [Rubiaceae, 1373 ;Apocynaceae, 1376 ; quinquinas, 1386 ; Camptotheca, 1392]
Alcaloïdes dérivés de l'acide anthranilique
Alcaloïdes dérivés de l’histidine (imidazoles).
Alcaloïdes dérivés du métabo lisme terpénique 
Alcaloïdes à structures diverses
Bases puriques

Sujets

Informations

Publié par
Date de parution 27 septembre 2017
Nombre de visites sur la page 161
EAN13 9782743071653
Langue Français

Informations légales : prix de location à la page 0,1462 €. Cette information est donnée uniquement à titre indicatif conformément à la législation en vigueur.

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Pharmacognosie
Phytochimie
Plantes médicinales
e5 édition
Jean BRUNETONPharmacognosie
Phytochimie
Plantes médicinales00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pageii (Noir film)
Illustrations. Les illustrations de cet ouvrage ont été réalisées par Annie BRUNETON, d’après
les auteurs suivants :
BERG, O.C. et SCHMIDT, C.F. (1893-1902). Atlas der officinellen Pflanzen, 4 volumes, Verlag von Arthur Felix,
Leipzig: pp. 32, 66, 88, 106, 118, 146, 176, 298, 324, 350, 368, 388, 424, 464, 534, 554, 636, 648, 660, 684,
734, 750, 772, 790, 800, 826, 844, 874, 908, 914, 940, 992, 1022, 1056, 1086, 1180, 1186, 1218, 1274, 1316,
1342, 1346, 1362, 1372, 1390, 1402, 1406, 1412, 1428.
CHAUMETON, F.P. (1814 –>1818). Flore médicale, 6 volumes, C.L.F. Panckoucke, Paris. (Vol. 3 à 6 rédigés avec la
collaboration de Chamberet et Poiret; illustrations par E. Panckoucke et P.J.F. Turpin) : pp. 10, 96, 128, 138,
188, 252, 266, 314, 400, 490, 502, 546, 568, 592, 814, 962, 1006, 1194, 1224, 1270, 1302.
DESCOURTILZ, M.E. (1821–>1829). Flore médicale des Antilles ou traité des plantes usuelles, 8 volumes, chez
Pichard et autres, Paris. (Devient Flore pittoresque et médicale des Antilles à partir du tome 5, peinte par
J. Th. Descourtilz) : p. 1138.
DIETRICH, A.G. (1833–>1844). Flora des Königreichs Preussen, oder Abbildung und Beschreibung der in Preussen
wildwachsenden Pflanzen (= Flora regni borussici), 12 volumes, L. Oehmigke, Berlin : p. 1110.
EATON, M.E. (1930). in : Addisonia, 15, 509, New York Botanical Garden, New York : p. 518.
FITCH, W.H. (1855). Curtis Botanical Magazine, 81, [sér. 3, vol. 11], 4847 : p. 44.
HART, M. (1827). Botanical Register, 13, 1128, J. Ridgway, Londres (14 volumes de 1815 à 1828, devient
Edwards's botanical register) : p. 604.
KOHL, F.G. (1891—>1895). Die officinellen Pflanzen der Pharmacopoea Germanica, J.A. Barth, Leipzig : p. 168.
KÖHLER, F.E. (1887—>1890), Medizinal Pflanzen, 4 volumes, G. Pabst, Gera : pp. 582, 864, 1452.
LAMARCK, J.B. de MONET, chevalier de (1791 –>). Tableau encyclopédique et méthodique des trois règnes de la
nature, Panckoucke, Paris : pp. 22, 202, 1322.
LINDMAN, C.A.M. (1901-1905). Bilder ur Nordens Flora, 3 volumes : p. 340.
MASCLEF, A. (1890). Atlas des plantes de France, 2, P. Klincksieck, Paris : p. 670.
SPRECHER, A. (1907). Le Gingko biloba, Université de Genève, Institut de botanique, sér. 7, fasc. 10, Atar imp.,
Genève : p. 482.
THOMÉ, O.W. (1885 —>1889). Flora von Deutschland Österreich und der Schweiz, 4 volumes, F.E. Köhler,
GeraUntermhaus : p. 1040.
En couverture : Nerium oleander L. (Menton [06], France, juin 2015 - photographie : Annie BRUNETON).
Les informations contenues dans cet ouvrage ont un but pédagogique;
ce dernier ne constitue en aucun cas un guide de traitement.
Contrairement à une opinion répandue, les plantes peuvent engendrer
des effets indésirables, voire des manifestations toxiques graves. Elles
sont en outre susceptibles d'interférer avec des traitements médicamenteux.
L'automédication, en différant le diagnostic et la mise en place d'une
thérapeutique efficace et reconnue, peut avoir des conséquences graves.
Les patients qui souhaitent utiliser des plantes pour corriger un état de
santé qu’ils jugent perturbé sont invités à tenir compte de ces faits.00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pageiii (Noir film)
Jean Bruneton
professeur des universités
Pharmacognosie
Phytochimie
Plantes médicinales
e5 édition
Avec la collaboration de
Erwan Poupon
professeur à l’université Paris-Sud00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pageiv (Noir film)
Chez le même éditeur
Guide des plantes à fruits charnus comestibles et toxiques
M. Botineau, 2015
eLe préparateur en pharmacie (2 Éd.)
J.-M. Gazengel, A.-M. Orecchioni (2013)
Guide de poche de mycologie officinale
Y.-F. Pouchus, 2012
Botanique systématique et appliquée des plantes à fleurs
M. Botineau, 2010
Plantes à risques – Un ouvrage destiné aux pharmaciens, médecins, toxicologues et biologistes
D. Frohne, H.-J. Pfänder et R. Anton, 2009
Dictionnaire pharmaceutique – Pharmacologie et chimie des médicaments
Y. Landry, Y. Rival (2006)
Plantes toxiques – Végétaux dangereux pour l’homme et les animaux
J. Bruneton, 2005
Plantes thérapeutiques : tradition, pratique officinale, science et thérapeutique
M. Wichtl et R. Anton, 2003
Phytothérapie – Les données de l'évaluation
J. Bruneton, 2002 (Retirage 2012)
Direction éditoriale : Fabienne Roulleaux
Édition : Brigitte Peyrot
Fabrication : Estelle Perez-Le Du
© 2016, Lavoisier, Paris
ISBN : 978-2-7430-2165-800Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pagev (Noir film)
introduction
eLes quelque sept années écoulées depuis la parution de la 4 édition ont été marquées par le
foisonnement de connaissances nouvelles — chimiques, biochimiques, enzymologiques,
génétiques, pharmacologiques, cliniques, etc. — sur les plantes utilisées à des fins
thérapeutiques, aussi bien que par l’évolution constante de la réglementation ou la
multiplication des études épidémiologiques tendant à établir une relation entre
micronutriments végétaux et prévention, voire ralentissement de l’évolution de pathologies
variées.
Alors que certains jettent encore parfois un regard condescendant sur la recherche de
substances thérapeutiques d’origine naturelle, l’année 2015 a vu la consécration de cette
stratégie par le choix du comité Nobel. Soixante-trois ans après avoir distingué la découverte
de la streptomycine par Selman WAKSMAN, le prix Nobel de médecine a honoré William
CAMPBELL et Satoshi OMURA pour celle de l’avermectine — issue d’une bactérie — et Youyou
[1]TU pour celle de l’artémisinine, issue d’une plante, l’armoise annuelle . La genèse de ce qui
est devenu le traitement de référence mondial du paludisme non compliqué (cf. p. 933)
résume parfaitement les grandes étapes de la valorisation d’une substance naturelle
d’origine végétale : triage biologique de plantes utilisées par la médecine traditionnelle,
reconnaissance de l’importance du mode de préparation, isolement et détermination de la
structure de la substance active, étude du mécanisme d’action, essais cliniques, mise au point
de dérivés hémisynthétiques plus maniables, tentatives de création de molécules synthétiques
incorporant le motif moléculaire responsable de l’activité, etc. Peu importe finalement que
les techniques de la biologie synthétique permettent maintenant d’assurer une partie de
l’approvisionnement en dérivés de l’artémisinine (cf. p. 935), le point de départ demeure —
et demeurera longtemps — la plante (ou le microorganisme, ou l’organisme marin).
Un autre temps fort de l’année 2015 a été, sans conteste possible, la publication de la
synthèse, par une simple levure de boulanger (Saccharomyces cerevisiae) d’un opiacé
[2]largement utilisé comme antalgique, l’oxycodone . La prouesse — 23 gènes ont dû être
introduits dans la levure — n’a conduit qu’à quelques microgrammes de substance, et sa
production industrielle ne s’inscrit sans aucun doute pas dans le futur proche. Certes. Mais
on ne peut plus faire l’économie d’une question fondamentale : à terme, sera-t-il toujours
nécessaire de cueillir ou de cultiver une plante pour produire les substances complexes
[3]qu’elle renferme? (c’est déjà une réalité pour l’artémisinine...) . Bien qu’ils ne concernent
pas les plantes médicinales, on retiendra aussi, au titre de 2015, les remarquables travaux
fondamentaux de chercheurs français sur la biosynthèse du géraniol dans les pétales de00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pagevi (Noir film)
INTRODUCTIONVI
rose : ils ouvrent la voie à la création de fleurs à couper qui auront retrouvé le puissant et
[4]envoûtant parfum qui leur fait généralement défaut .
Bien sûr, ces avancées fondamentales et technologiques font appel à des savoirs et
technologies qui n’entrent pas dans le champ de la pharmacognosie, mais elles ne pourraient
pas exister sans le travail préalable qui conduit à la connaissance du végétal et de ses
constituants. De la même façon, le développement de produits biosourcés, de substituts aux
produits issus de ressources fossiles ou encore de biopesticides, tout comme la
connaissance des mécanismes allélopathiques valorisés par l’agroécologie, constituent
autant de champs d’investigations pluridisciplinaires auxquels les spécialistes des
substances naturelles sont à même d’apporter une indispensable contribution.
Dans un autre domaine, les années récentes n’ont vu survenir aucun fléchissement de
l’intérêt de nos contemporains pour les « plantes médicinales » et les « compléments
[5]alimentaires » . Au contraire : deux Français sur trois font confiance à la phytothérapie.
Comme l’a récemment résumé Pierre CHAMPY, « le contexte économique français des
[6] produits de santé à base de plantes est florissant ». En 2013, trois des dix principaux
médicaments de « prescription médicale facultative » vendus dans les officines françaises
étaient (en valeur) des extraits végétaux. En 2014, l’aromathérapie y a généré un chiffre
d’affaires de 166 millions d’euros. L’essor des « dispositifs médicaux » à base de plantes est
[7]lui aussi notable . Malheureusement « certaines niches du marché sont douteuses, voire
[6]confinent au charlatanisme ».
Le marché des compléments alimentaires, dispensés pour près de 50 % d’entre eux en
pharmacie, est également en forte croissance : 1,48 milliard d’euros en 2014 (+ 6,4 %). Si
l’on ne connaît pas la part exacte des ingrédients végétaux dans ces compléments, on note
que, par segments (« minceur », « tonus », etc.), ils sont souvent parmi les leaders : en
quelques années l’acérola a pris 10 % du marché de la vitamine C... Dix des vingt-et-un
compléments alimentaires les plus vendus en 2013 en officine (en nombre d’unités)
contenaient une ou plusieurs plantes.
Cet engouement pour le naturel, comme la quête d’un bien-être par les plantes (?), est
international : le marché des plantes pour tisanes représentait 1,75 milliard de dollars aux
États-Unis d’Amérique en 2013 (thés inclus) et les seuls compléments à base de plantes y
ont engendré un chiffre d’affaires de 6,3 milliards (+ 7,9 % par rapport à 2012). Mais les
plantes les plus vendues ne sont malheureusement pas les plus anodines (yohimbe, séné) ou
celles dont l’activité est la mieux établie, loin s’en faut (marrube, maca et autres), même si
les classiques ne fléchissent pas (échinacées, chardon-Marie, gingembre, etc.).
Dans le domaine réglementaire, l’année 2015 a été, en France, celle de l’entrée en
vigueur de l’arrêté du 24 juin 2014 établissant la liste des plantes autorisées dans les
compléments alimentaires. Si cet arrêté comporte des avancées positives (instauration
d’une obligation de contrôle, prise en compte du risque toxicologique, etc.), il suscite
nombre d’interrogations et recèle erreurs et insuffisances : par exemple l’absence
d’exigences quantitatives pour diverses substances actives, et des obligations d’étiquetage
souvent insuffisantes. Cet arrêté, pris par la seule DGCCRF sans que les autorités
sanitaires se soient prononcées en détail sur les risques que peuvent représenter les quelque
540 entrées de cette liste, fait couler beaucoup d’encre et ne manquera pas de susciter des
contentieux : « comportant près de trois quarts de plantes médicinales dont un quart figurent
au monopole pharmaceutique, il entérine le glissement de la phytothérapie vers le domaine
[6]alimentaire en France ». N’ayant pas qualité à débattre plus avant de ce texte, on ajoutera
simplement (malgré la mise en place d’un système de nutrivigilance) : et la santé publique?00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pagevii (Noir film)
INTRODUCTION VII
Qu’en fait-on? Sans compter qu’avec le principe européen de reconnaissance mutuelle, ce
sont d’ores et déjà plus d’un millier de plantes qui pourraient, à terme, être admises, sans
plus d’évaluation...
eEnfin, comme le signifiait l’introduction de la 4 édition : « Le développement fulgurant
de l’information et de la vente en ligne submerge les consommateurs d’informations dont la
fiabilité n’est pas la caractéristique première, et les incite à acquérir des produits au statut
incertain, à l’identité douteuse, sans garantie de qualité et sans que quiconque ait évalué les
conséquences à long terme d’une utilisation hasardeuse. Saisis des interrogations des
consommateurs, les professionnels de santé ont, là encore, un fort besoin de données
validées. Pour ne pas être dupes. Et agir au mieux. De plus en plus de professionnels de
santé souhaitent, dans certaines situations ressenties comme pathologiques par les patients,
prescrire ou conseiller des plantes. Ils désirent le faire sur la base de données factuelles leur
permettant d’évaluer, au cas par cas, la balance bénéfices-risques. »
Pour toutes ces raisons, le temps a semblé venu de proposer une nouvelle édition de ce
livre. Contrairement à celles qui l’ont précédée, elle n’est plus le fruit d’un travail solitaire :
Erwan POUPON, professeur de pharmacognosie à l’université Paris-Sud, a accepté de
s’associer au projet. En prenant en charge l’actualisation des généralités sur les différentes
classes de polyphénols, en particulier sur leur biosynthèse et leurs propriétés, il apporte au
lecteur un regard neuf sur ces sujets, nourri d’une compétence et d’une rigueur
intellectuelle reconnues par ses pairs et appréciées de ses étudiants.
Champ et organisation de l’ouvrage
La chimie des substances naturelles n’échappant pas aux révolutions technologiques
des vingt dernières années (« les –omiques » entre autres), les découvertes récentes les plus
marquantes sont évoquées, notamment celles concernant les voies de biosynthèse des
métabolites dits « secondaires » — terme auquel métabolites « spécialisés » devrait
maintenant se substituer. C’est cependant autour des produits issus des micro-organismes
que les innovations sont les plus nombreuses. Les substances actives obtenues par les
différentes méthodes biotechnologiques ne sont, comme dans les éditions précédentes, pas
edécrites dans cette 5 édition. Elles nécessiteront un ouvrage propre, au même titre que les
nouvelles sources (substances d’origine marine par exemple).
L’emploi de certaines plantes ayant fortement régressé, la place qui leur est attribuée a
été réduite, reflétant ainsi leur perte d’intérêt (c’est particulièrement vrai pour nombre de
plantes à alcaloïdes). A contrario, et comme on le laissait entendre ci-dessus, la déferlante
de nouvelles plantes — souvent propulsées sur le devant de la scène pour des raisons de
stratégie marketing plus que pour un intérêt thérapeutique démontré —, ne pouvait plus être
ignorée. Elles ont donc été introduites (açaï, ashwagandha, dioscorées, maca, tribule,
tamarinier, et bien d’autres).
En peu de temps, les agences concernées (EMA, EFSA, ANSM, Anses) ont multiplié
opinions et études sur les plantes et leurs constituants. Sans prétendre à l’exhaustivité,
l’essentiel de ces publications a été pris en compte. Il en a été de même pour les directives
européennes, du moins pour les plus générales. Comme précédemment, une place de choix
a été réservée au possible rôle des différents métabolites secondaires des végétaux comme
agents de prévention des maladies.
Cette édition conserve le plan des précédentes, c’est-à-dire une organisation en parties
et en chapitres dictée par la logique biogénétique (ce qui n’empêche pas, bien sûr, des
ajustements, par exemple des transferts entre chapitres, du fait de données nouvelles).00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pageviii (Noir film)
INTRODUCTIONVIII
Le plan des monographies — la plante, la partie utilisée, la composition, la
pharmacologie, l’évaluation clinique, l’emploi — systématisé lors de l’édition précédente, a
été reconduit, avec les mêmes subdivisions, mais aussi avec les mêmes adaptations
imposées par l’usage essentiellement extractif de certaines plantes, ou par la pauvreté des
sources documentaires.
La plante, la partie utilisée. Les années récentes ont vu la Pharmacopée européenne
s’enrichir d’un grand nombre de monographies nouvelles (ou révisées). À l’exception des
plantes de la médecine traditionnelle chinoise récemment introduites dans cette
erPharmacopée, toutes les monographies publiées et mises en application au 1 juillet 2016
eont été prises en compte (8 édition et ses huit suppléments). A contrario, les arrêtés de
suppression de monographies de la Pharmacopée française se succèdent. Cela n’entraîne
pas pour autant la disparition de l’ouvrage de toutes les plantes concernées, car elles
demeurent utilisées. Simplement, quelques « allègements » se sont imposés. Pour les
suppressions intervenues ou susceptibles d’intervenir alors que la rédaction de l’ouvrage
s’achevait, des contraintes techniques d’édition ont conduit à simplement signaler
l’existence ou l’imminence de ces suppressions.
Remarque sur la nomenclature et classification botanique. La classification
phylogénétique — elle est devenue la règle —, encore déconcertante pour beaucoup, n’est
pas toujours respectée dans les ouvrages et publications traitant des plantes médicinales.
L’édition précédente n’échappait pas à ce défaut. Quant à la nomenclature elle-même, c’est
trop souvent un maquis inextricable, source d’imprécisions, de confusions, d’erreurs. Et,
disons-le, les révisions des taxonomistes, parfois en désaccord entre eux, se révèlent à
l’occasion déroutantes. L’actuelle facilité d’accès en ligne à des bases de données
reconnues facilite toutefois la tâche, aussi bien pour nommer un taxon que pour en
déterminer la position : nous suivons ici, systématiquement et sauf mention contraire
dûment signalée, la nomenclature de The Plant List, fruit de la collaboration des jardins
botaniques de Kew et du Missouri (version 1.1, 2013).
Composition chimique - pharmacologie. Inchangées dans leur présentation, ces
rubriques ont simplement été enrichies des principales données fournies par la
bibliographie des années 2008-2015. En ce qui concerne les propriétés pharmacologiques
des substances naturelles, la connaissance de plus en plus fine des voies de signalisation
cellulaire a conduit à intégrer (quand cela a paru judicieux) les données les plus
repésentatives d’une information de jour en jour plus pléthorique.
Évaluation clinique. Évaluer des « plantes médicinales », du moins avec un minimum de
rigueur méthodologique, est une préoccupation somme toute récente qui s’est amplifiée
edepuis le début de ce siècle. Comme le soulignait l’introduction de la 4 édition, le caractère
général de l’ouvrage et son souci d’aborder la plante sous divers angles n’autorise pas une
analyse détaillée de tous les essais cliniques; comme précédemment, synthèses méthodiques
et méta-analyses ont donc été privilégiées.
Pour permettre aux professionnels de santé et aux utilisateurs de plantes d’appréhender
la balance bénéfices-risques, les paragraphes consacrés à la toxicité, aux effets indésirables
et aux interactions médicamenteuses sont bien entendu conservés et, dans la mesure où il y
en a eu, enrichis de données nouvelles.
eDepuis la parution de la 4 édition, la qualité méthodologique des essais cliniques
réalisés avec les plantes s’est lentement améliorée. Des revues systématiques se sont00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pageix (Noir film)
INTRODUCTION IX
multipliées. Nombre de méta-analyses ont pu être actualisées : leurs conclusions n’en ont
que rarement été modifiées. L’étudiant — mais sera-t-il le seul? — sera sans doute déçu du
bilan que l’on peut retirer de l’évaluation clinique des plantes. Il n’y trouvera guère ce qui
le rassure : des certitudes. Il y gagnera — on l’espère — une attitude critique. On lui
erappellera ici, sans en changer un mot, ce passage de l’introduction de la 4 édition :
« “ Avoir l’esprit large et les idées claires, en particulier sur la balance bénéfices-risques
acceptable pour les patients ” est indispensable à qui veut “ bien utiliser les plantes pour
soigner ” : si les essais cliniques manquent souvent de robustesse, l’inexistence ou l’aspect
négligeable des effets indésirables d’une plante peut en faire une option acceptable “ face à
des patients en demande d’aide, une fois éliminée une pathologie grave relevant d’un
[8]traitement spécifique” . »
Autrement dit, l’insuffisance de la preuve n’est pas forcément rédhibitoire. Tout dépend
du contexte, et d’une évaluation raisonnée de la balance bénéfices-risques.
Emplois. Pour les plantes, les extraits de plantes, les substances définies extraites de
plantes, leurs dérivés et/ou leurs homologues hémisynthétiques ou synthétiques actuellement
commercialisés après avoir obtenu une autorisation de mise sur le marché (AMM)
standard, les données utilisées (en particulier les posologies) sont celles de l’AMM.
Pour les autres plantes, la présentation des emplois continue — du moins pour celles qui
sont concernées — d’être fondée sur la dernière révision, dite « Note explicative », de
l’« Avis aux fabricants concernant les demandes d’autorisation de mise sur le marché de
spécialités pharmaceutiques à base de plantes ». (AMM apportant au consommateur des
garanties de qualité et d’innocuité — à défaut de garantie d’efficacité...).
Rappelons ici, c’est important de le répéter, que la mention « traditionnellement utilisé
dans » précédant les indications thérapeutiques témoigne du fait que ces indications n’ont
pas été validées par des essais cliniques.
Il y a maintenant un peu plus de dix ans qu’a été mis en place le Comité européen des
médicaments à base de plantes (HMPC = Herbal Medicinal Products Committee). Au titre
des missions qui lui ont été confiées, ce comité élabore des monographies communautaires
pour : 1° les plantes médicinales d’usage bien établi dont il évalue la balance
bénéficesrisques dans le cadre des indications retenues ; 2° les plantes médicinales dont l’emploi
traditionnel repose exclusivement sur l’ancienneté d’utilisation. En novembre 2015, le
Comité avait élaboré et publié 144 monographies; il en avait révisé 14. Quatorze projets de
monographie étaient en voie d’adoption ou soumis à consultation publique, une douzaine
étaient en cours de révision. Ces monographies, ainsi que les rapports d’évaluation et la
bibliographie fournie qui ont permis leur élaboration, sont disponibles en ligne et le lecteur
les consultera avec grand profit. Pour autant, la qualification justement reconnue aux
experts qui les ont rédigées ne doit pas dispenser d’une certaine distance critique : que
penser, pour ne citer qu’un exemple, du qualificatif de « bien établi » attribué à l’emploi de
l’extrait de feuille de ginkgo pour améliorer le déclin cognitif associé à l’âge et la qualité de
vie en cas de démence légère ? (eu égard à l’ensemble des données de l’évaluation
clinique).
Bibliographie. Comme dans les précédentes éditions, l’appel de référence et le
référencement systématique ont été écartés eu égard au caractère général de l’ouvrage. Le
principe d’une bibliographie « pour en savoir plus », privilégiant revues de synthèse et
travaux récents a été maintenu.00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pagex (Noir film)
INTRODUCTIONX
Remerciements
Je tiens à exprimer ma profonde gratitude à Erwan POUPON qui a accepté d’initier une
fructueuse collaboration. Son niveau d'exigence et sa maîtrise du sujet mettent désormais en
valeur les généralités sur les polyphénols, tanins et autres, classe sur laquelle la
sophistication des techniques d’isolement et d’analyse structurale aussi bien que la
multiplication des allégations santé ont permis de focaliser l’intérêt, tant des chercheurs
que d'une fraction de l’opinion.
Mes remerciements s’adressent tout particulièrement et amicalement à Michel LEBŒUF
qui a procédé — tâche ô combien ingrate et dévoreuse de temps — à une relecture critique
de l’ensemble de l’ouvrage. Il a nourri cette édition d’interrogations, de remarques et de
suggestions toujours pertinentes et appuyées, entre autres, sur une incomparable
bibliographie soigneusement actualisée et mise à la disposition des pharmacognostes qui
trouvent là, pour ceux qui le souhaitent, un outil de qualité au service de la qualité de leur
enseignement.
Par ailleurs je remercie vivement tous ceux qui, à des titres divers, m’ont fait bénéficier
de leur expertise sur des points particuliers, en particulier Pierre CHAMPY et François
BAILLEUL.
Merci enfin à Brigitte PEYROT, toujours disponible, et à l’ensemble du service éditorial
des éditions Lavoisier qui ont tout fait pour que cette nouvelle édition voit le jour.
NOTES ET RÉFÉRENCES
1. Kong, L.Y. et Tan, R.X. (2015). Artemisinin, a miracle of traditional Chinese medicine, Nat. Prod Rep.,
32, 1617-1621.
2. Galanie, S., Thodey, K., Trenchard, I.J. et al. (2015). Complete biosynthesis of opioids in yeast, Science,
349, n° 6252, 1095-1100.
3. Il y a déjà bien longtemps qu’il est plus intéressant de produire les molécules les plus simples par
synthèse totale (ex. papavérine, vanilline, etc.).
4. Magnard, J.-L., Roccia, A., Caissard, J.-C. et al. (2015). Biosynthesis of monoterpene scent compounds
in rose, Science, 349, n° 6243, 81-83.
5. Ne serait-il pas judicieux de parler plutôt de suppléments alimentaires? La plupart des compléments à
base de plantes n’ont pas pour but affiché de compenser une carence ou une déficience, cf. Jaffiol, C.,
Bourlioux, P. et Laplace, J.-P. (2011). Réflexions et propositions relatives aux allégations de santé, et aux
complements alimentaires, Bull. Acad. Natle Méd., 2011, 195, n° 1, 189-202.
6. Champy, P. (2015). Produits de santé à base de plantes, compléments alimentaires - bilan pour l’année
2013 et évolutions en 2014, La Phytothérapie européenne, n° 84, 5-11. Les données chiffrées citées sont
également empruntées à cet auteur (communication personnelle).
7. Appellation pour le moins curieuse dans le cas présent, un D.M. étant un « [...] produit [...] destiné [...] à
être utilisé chez l'homme à des fins médicales et dont l'action principale voulue n'est pas obtenue par des
moyens pharmacologiques [...], mais dont la fonction peut être assistée par de tels moyens » (art.
L52111 CSP).
8. Les citations incluses dans ce paragraphe sont extraites de : Prescrire Rédaction (2007). Bien utiliser les
plantes pour soigner, Rev. Prescire, 27, 563.00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pagexi (Noir film)
Sommaire
Le sommaire détaillé figure en tête de chaque chapitre
Intoduction .................................................................................................................................................... v
Sommaire ......................................................................................................................................................xi
Abréviations, sigles et acronymes ..............................................................................................................xii
Partie 1 Composés du métabolisme primaire..................................................................................1
Glucides....................3
Introduction, 3 . oses simples, 7 . oligosaccharides, 39 . polysaccharides, 47; des
bactéries et champignons, 51 ; des algues, 57; des végétaux supérieurs, 75
(homogènes, 75 et hétérogènes [gommes et mucilages], 113)
Lipides .........................................................................................................................................159
généralités, 159 . huiles végétales, 173 . cires, 219 . acétyléniques, 223
Amino-acides, peptides et protéines ..........................................................................................237
acides aminés non protéiques, 239 . hétérosides cyanogènes, 245 . glucosinolates, 253
. autres composés soufrés, 263 . bétalaïnes, 271 . protéines édulcorantes, 273 .
lectines, 277 . enzymes, 283
Partie 2 Composés phénoliques, shikimates, acétates ................................................................287
Généralités, 261 - Shikimates.....................................................................................................303
Aromagenèse, 303 . phénols, acides phénols, 319 . coumarines, 363 . lignanes,
néolignanes, 387. dérivés d'extension du phényl propane, 417 [diarylheptanoïdes, 417 .
stilbénoïdes, 453 . xanthones, 441 . styrylpyrones, 448] . flavonoïdes, 453.
isoflavonoïdes, 509 . néoflavonoïdes, 525. anthocyanosides, 527 . tanins, 555
Polyacétates.................................................................................................................................623
quinones, 627 [anthracénosides, 639 ; naphtodianthrones, 664] . orcinols et
phloroglucinols, 677 [cannabis, 677]
Partie 3 Terpènes et stéroïdes ........................................................................................................697
Introduction, 699 .. monoterpènes, 709 . huiles essentielles, 717 . oléorésines, 863 .
iridoïdes, 881 . pyréthrines, 909 .. sesquiterpènes, 915. lactones sesquiterpéniques, 929
.. diterpènes, 951 .. triterpènes et stéroïdes, 987 . saponosides, 999 . cardiotoniques,
1075 . autres stéroïdes et triterpènes, 1097 .. caroténoïdes, 1131
Partie 4 Alcaloïdes .........................................................................................................................1145
Généralités.................................................................................................................................1147
Alcaloïdes dérivés de l'ornithine et de la lysine.......................................................................1161
Alcaloïdes tropaniques, 1163 . pyrrolizidiniques, 1187 . quinolizidiniques, 1201,
indolizidiniques, 1209 . alcaloïdes et amides pipéridiniques, 1213 . autres amides, 1217
Alcaloïdes dérivés de l'acide nicotinique.................................................................................1225
Alcaloïdes dérivés de la phénylalanine et de la tyrosine.........................................................1233
Phénéthylamines, 1237 . isoquinoléines simples, 1247 . benzyltétrahydroiso quino léines
- généralités, 1249 ; plantes et préparations, 1271. phénéthylisoquinoléines, 1315 .
alcaloïdes des Amaryllidaceae, 1323 . alcaloïdes isoquinoléino-monoterpéniques, 1327
Alcaloïdes dérivés du tryptophane...........................................................................................1331
Tryptamines, carbolines [hallucinogènes], 1333 . éséré, 1343 . ergolines, 1347 .
alcaloïdes indolo monoterpéniques, 1359 [Rubiaceae, 1373 ;Apocynaceae, 1376;
quinquinas, 1386 ; Camptotheca, 1392]
Alcaloïdes dérivés de l'acide anthranilique..............................................................................1397
Alcaloïdes dérivés de l’histidine (imidazoles).........................................................................1401
Alcaloïdes dérivés du métabo lisme terpénique...................................................................... 1405
Alcaloïdes à structures diverses................................................................................................1421
Bases puriques...........................................................................................................................1425
Annexe. Glossaire des termes botaniques..............................................................................................1455
Table des illustrations..............................................................................................................................1461
Index.........................................................................................................................................................146300Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pagexii (Noir film)
ABRÉVIATIONS, SIGLES ET ACRONYMES
ABC ATP binding cassette (transporteurs à)
ACTH adrenocorticotropic hormone
ADAS-Cog Alzheimer’s disease assessment scale-cognitive
ADN acide désoxyribonucléique
ADP adénosine diphosphate
AFNOR Association française de normalisation
Afssa Agence française de sécurité sanitaire des aliments (+ Afsset, devient Anses)
AFSSAPS Agence française de sécurité sanitaire des produits de santé (devient ANSM)
AGCC acide gras à chaîne courte
AGE acide gras essentiel
AGPI acide gras polyinsaturé
AINS anti-inflammatoire non stéroïdien
ALAT alanine aminotransférase
AMM autorisation de mise sur le marché
AMPc adénosine monophosphate cyclique
ANAES Agence nationale d’accréditation et d’évaluation en santé (devient HAS)
ANDEM Agence nationale pour le développement de l'évaluation médicale (devient ANAES)
Anses Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail
ANSM Agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé
AOCS American Oil Chemists’ Society
AQP aquaporine
ARN (m, t) acide ribonucléique (messager, de transfert)
ARS Agence régionale de santé
ASAT aspartate aminotransférase
ASMR amélioration du service médical rendu
AT alcaloïdes totaux
ATP adénosine triphosphate
ATU autorisation temporaire d’utilisation
AVC accident vasculaire cérébral
auct. auctorum (des auteurs)
BfArM Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukt
BHT butyl hydroxytoluène (= hydroxytoluène butylé)
ca circa (environ)
CBD cannabidiol
CCM chromatographie sur couche mince
CCTV Comité de coordination de toxicovigilance
CETIOM Centre technique interprofessionnel des oléagineux métropolitains (=> Terres Inovia)
CFTR cystic fibrosis transmembrane conductance regulator
CHMP Committee for Medicinal Products for Human Use
CIRC cf. IARC (Centre international de recherche sur le cancer [OMS])
CITES Convention on International Trade of Endangered Species
CL; CLHP chromatographie liquide; chromatographie liquide haute pression (ou haute performance)
CL/SM chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (ou CLHP/SM)
CMI concentration minimale inhibitrice
CoA coenzyme A
COSY COrrélation SpectroscopY
COX cyclo-oxygénase (prostaglandine endoperoxyde synthase)
CPG chromatographie en phase gazeuse
CPG-SM chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse
CSP Code de la santé publique
cv. cultivar00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pagexiii (Noir film)
ABRÉVIATIONS, SIGLES, ACRONYMES XIII
CYP abréviation utilisée pour désigner les isoenzymes du CYtochrome P450
DCI dénomination commune internationale
DCI-MS desorption chemical ionization-mass spectrometry
DGAT dénombrement des germes aérobies totaux
DGCCRF Direction générale de la concurrence, de la consommation et de la répression des fraudes
DJA dose journalière admissible
DL50 dose létale 50
DM degré de méthylation
DMAPP diméthylallyldiphosphate
DMLT dénombrement des moisissures et levures totales
DOPA dihydroxyphénylalanine
DP degré de polymérisation
DSM diagnostic and statistical manual of mental disorders
ECG électrocardiogramme
ED équivalent dextrose
éd. édition; éditeur (au sens coordonnateur d’ouvrage collectif)
EEG électroencéphalogramme
EFSA European Food Safety Authority
EGCG gallate d’épigallocatéchol
ERO espèces réactives de l’oxygène
ESCOP European Scientific Cooperative on Phytotherapy
ESI electrospray ionization
et al. et alii (et autres auteurs)
EMA European Medicines Agency
ER estrogen receptor - récepteur (s) aux œstrogènes
ex., p. ex. exemple, par exemple
FAB-MS fast atom bombardmentmass spectrometry
FAO Food and Agriculture Organization
FPP farnésyldiphosphate
FDA Food and Drug Administration
FSH follicle stimulating hormone
G6PD glucose-6 phosphate déshydrogénase
GABA gamma-aminobutyric acid
GC/MS cf. CPG/SM (anglais)
GH growth hormone (somatotropine, hormone de croissance)
GMPc guanosine monophosphate cyclique
GPP géranyldiphosphate
GRAS generally recognized as safe
GRIN Germplasm Resources Information Network
GSH glutathion réduit
γ-GT gamma glutamyltransférase
HAM-A Hamilton anxiety rating scale (échelle d’appéciation de l’anxiété de Hamilton)
HAS Haute Autorité de santé
HbA1c hémoglobine glyquée
HDL high density lipoprotein
HER 2 human epidermal growth factor receptor 2
HF(C)S high fructose (corn) syrup
HMPC Herbal Medicinal Products Committee
HR hazard ratio (rapport de hasard)
5-HT 5-hydroxytryptamine
HTA hypertension artérielle
HSQC Heteronuclear Single Quantum Coherence
IARC International Agency for Research on Cancer
IC95 intervalle de confiance à 95 %00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pagexiv (Noir film)
ABRÉVIATIONS, SIGLES, ACRONYMESXIV
ICAM inter cellular adhesion molecule
eICD 10 international classification of diseases, 10 éd.
i.e. id est (c’est-à-dire).
IFR interféron
IL interleukine
IARC International Agency for Research on Cancer
IM intramusculaire (voie)
IMAO inhibiteur des monoamine oxydases
in dans
INPES Institut national de prévention et d'éducation pour la santé
INR international normalized ratio
INRA Institut national de la recherche agronomique
INRS Institut national de recherche et de sécurité
INSERM Institut national de la santé et de la recherche médicale
IP intrapéritonéale (voie)
IPSS international prostate symptom score
IPP isopentényldiphosphate
IR infrarouge
IRD Institut de recherche pour le développement (ex ORSTOM)
ISO International Standardization Organization
I(S)RS inhibiteur (sélectif) de la recapture de la sérotonine
IV intraveineuse (voie)
JECFA Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives
LC/MS cf. CL/MS (anglais)
LCR liquide céphalo-rachidien
LDL low density lipoprotein
LH luteinizing hormone
LPP linalyldiphosphate
l.s. lato sensu
LPS lipopolysaccharide
LSD lysergicsäure diethylamid
MALDI matrix assisted laser desorption ionisation (—> MALDI-TOF MS)
MAO monoamine oxydase(s)
MAP kinases mitogen-activated protein kinases
MDM2 mouse double minute 2
MDR multidrug-resistant
MMDA 3-méthoxy-4,5-méthylènedioxyamphétamine
MMSE mini-mental state examination
MS cf. SM (en anglais)
NADP(H) nicotinamide dinucléotidephosphate (réduit)
N.B. nota bene
NDA note de l’auteur (des auteurs)
NF norme française
NFS numération formule sanguine
NFκ-B nuclear factor-kappa B
NIH National Institutes of Health
NOESY Nuclear Overhauser Effect SpectroscopY
NYHA New York Heart Association
OEDT Observatoire européen des drogues et des toxicomanies
OFDT Observatoire français des drogues et des toxicomanies
OGM organisme génétiquement modifié
OMS Organisation mondiale de la santé
OR odds ratio (rapport des cotes)
OTC over the counter (médicaments vendus sans ordonnance)00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pagexv (Noir film)
ABRÉVIATIONS, SIGLES, ACRONYMES XV
PAD pression artérielle diastolique
PAF platelet activating factor
PAL phénylalanine ammonia lyase
PAS pression artérielle systolique
PEG polyéthylèneglycol
PEP phosphoénolpyruvate
Ph. eur. Pharmacopée européenne
Ph. fse Pharmacopée française
PMSI Programme de médicalisation des systèmes d'information
PNNS Programme national nutrition santé
p (= ou < ...) degré de signification (en statistiques)
p., pp. page, pages
p.p. pro parte (en partie)
PPAR peroxisome proliferator-activated receptor
ppm partie par million
PR (ou PGR), progesterone receptor
PRAC Pharmacovigilance Risk Assessment Committee
PSA prostate specific antigen
PUI pharmacie à usage intérieur
PUVA Psoralène UV- A (thérapie) thérapie associant psoralène (per os) et irradiation (UV-A)
REACH Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of CHemicals (directive)
RMN résonance magnétique nucléaire
RR risque relatif
SC sous-cutanée (voie)
SERCA sarcoplasmic/endopasmic reticulum calcium ATPase
SM spectrométrie de masse
SMR service médical rendu
SNA système nerveux autonome
SNC système nerveux central
s.s. sensu stricto
sp. species (une espèce du genre)
SPE solid phase extraction (extraction en phase solide)
spp. species (diverses espèces du genre)
sq. sequiturque (et suivant[e])
sqq. sequunturque (et suivant[e]s)
subsp. sub species (sous-espèce)
TAL tyrosine ammonia lyase
THC tétrahydrocannabinol
TGF transforming growth factor
TNFα tumor necrosis factor alpha
TOF-MS time of flight mass spectrometry (SM à temps de vol)
UE Union européenne
UFC unité formant colonie
USDA United States Department of Agriculture
UV ultraviolet
var. varietas (variété)
VCAM vascular cell adhesion molecule
VIH (HIV) virus de l’immunodéficience humaine
x dans la dénomination latine d’une espèce végétale : signifie qu’il s’agit d’un hybride00Pharmacognosie_pages liminaires_00Pharmacognosie_pages liminaires 31/03/2016 08:26 Pagexvi (Noir film)
à Soline
au sourire lumineuxPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page1 (Noir film)
Partie 1
COMPOSÉS DU
MÉTABOLISME PRIMAIREPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page2 (Noir film)Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page3 (Noir film)
GLUCIDES
Introduction
Les glucides sont des constituants universels des organismes vivants. Parfois appelés
1hydrates de carbone , ce sont, en première approximation, des composés organiques
carbonylés (aldéhydiques ou cétoniques) polyhydroxylés. On englobe dans le groupe
des glucides leurs dérivés d’oxydation ou de réduction (acides uroniques, polyols),
leurs esters et leurs éthers, leurs dérivés aminés (osamines).
Chez les végétaux, on rencontre les glucides :
- comme éléments de soutien, participant à la structure de l’organisme (cellulose et
autres polysaccharides pariétaux);
- comme réserves énergétiques, sous forme de polymères (par exemple l’amidon)
qui stockent l’énergie solaire captée par le processus photosynthétique;
- comme constituants de métabolites variés : acides nucléiques et coenzymes, mais
aussi hétérosides multiples dont le rôle n’est que rarement connu;
- comme précurseurs obligés de tous les autres métabolites : formés en premier au
cours de la photosynthèse à partir du dioxyde de carbone et de l’eau, ils sont à la base
de tous les composés organiques du monde vivant (cf. tableau page 4).
On distingue classiquement :
. Les oses simples, de formule générale C (H O) , caractérisés par la présencen 2 m
d’une fonction carbonylée aldéhydique (aldoses) ou cétonique (cétoses) et de (n-1)
1. Cette appellation découle de leur formule générale C (H O) ; elle s’est maintenue en languen 2 m
anglaise sous la forme carbohydrate (s).Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page4 (Noir film)
GLUCIDES4
hνCO H O2 2
mono-, oligo-,
photosynthèse polyosides
érythrose-4 glucose
phosphate
HÉTÉROSIDES
phénols, quinones,
phospho-énol
polyines,
pyruvate
acides gras, lipides, ...
shikimate
flavonoïdes,
anthocyanosides,
tanins, ...
POLYACÉTATES
pyruvate
SHIKIMATES
acétyl-CoA mévalonate
cycle
de KREBS
TERPÈNES ET
cinnamates,
STÉROÏDES
lignanes, amino acides
coumarines, ...
quinones
huiles essentielles,
sesqui- et diterpènes,
ALCALOÏDES saponosides,
protéines, ... cardénolides,
carotènes, ...Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page5 (Noir film)
OSES SIMPLES 5
2fonctions alcool . Le nombre d’atomes de carbone, le plus souvent de cinq ou six
(pentoses, hexoses), varie de trois à neuf.
. Les osides, résultant de la combinaison, par l’intermédiaire de liaisons dites
osidiques, de plusieurs molécules d’oses (holosides), ou d’oses avec des composés non
glucidiques (hétérosides) :
- holosides : le composé résulte de la combinaison d’oses. Selon le nombre
d’unités constitutives, on distingue les oligosides ou oligosaccharides (moins de dix
unités) et les polysaccharides (= glycanes, à plus de dix unités);
- hétérosides : le composé résulte de l’établissement d’une liaison osidique
entre un sucre (ose ou oligoside) et une molécule non osidique : la génine ou aglycone.
Si la liaison implique un groupe azoté de la génine, on parle de N–hétéroside : c’est le
cas des nucléosides. Si cette liaison implique un hydroxyle alcoolique ou phénolique de
la génine, on parle de O-hétéroside : c’est le cas de la grande majorité des innombrables
hétérosides spécifiques du règne végétal (saponosides, flavonoïdes, glycoalcaloïdes,
etc.). Les C-hété rosides dans lesquels la liaison ose-génine se fait directement entre
deux atomes de carbone ne sont pas rares (cf., p. 659, aloïne de l’aloès et, p. 495,
flavonoïdes de la passiflore). Les S-hétérosides, analogues soufrés des O-hétérosides connus
sous le nom de glucosinolates, sont caractéristiques de certaines espèces végétales, en
particulier chez les Brassicaceae et les Capparidaceae (cf. p. 253).
Très classiquement, les hétérosides ne seront pas étudiés ici en tant que tels, mais
dans divers chapitres de l’ouvrage, au titre de leurs génines, supports de l’activité
pharmacologique qui leur est attribuée.
Les oses simples, les oligosides et les plantes qui les contiennent ne seront
envisagés ici que très sommairement : leur importance dans le domaine pharmaceu -
tique, du moins en matière d’applications thérapeutiques, est en effet très limitée.
Par contre, la multiplicité des applications pharmaceutiques et industrielles des
polysaccharides conduira à leur accorder, ainsi qu’aux plantes qui les contiennent, une
place importante, même si c’est souvent leur fonction d’auxiliaire de fabrication et/ou
leur impact diététique et nutritionnel plus que leurs propriétés pharmacologiques qui
retiennent l’attention.
2. Il s’agit là d’une généralisation pratique mais inexacte : les 2-désoxy- et les 6-désoxy-oses
n’ont que n-2 fonctions alcool; on connaît aussi des 2,6-didésoxyhexoses (ex. : chez les digitales).Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page6 (Noir film)Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page7 (Noir film)
Oses simples
1. Les oses, structure et propriétés.......................................................................................7
2. Principaux oses simples végétaux .................................................................................12
3. Principaux oses simples utilisés en pharmacie..............................................................16
glucose, autres dérivés de l'amidonnerie...............................................................16
fructose..................................................................................................................18
4. Dérivés des oses simples utilisés en pharmacie ............................................................19
D-sorbitol ..............................................................................................................19
prunier domestique................................................................................................20
D-mannitol ............................................................................................................21
frêne à manne........................................................................................................23
meso-xylitol...........................................................................................................23
dérivés des polyols................................................................................................24
5. Dérivés des sucres : acide ascorbique et autres acides ..................................................24
argousier................................................................................................................27
églantier.................................................................................................................28
karkadé..................................................................................................................29
tamarin ..................................................................................................................31
tamarinier de Malabar...........................................................................................33
6. Cyclitols.........................................................................................................................36
7. Bibliographie ................................................................................................................36
1. LES OSES, STRUCTURE ET PROPRIÉTÉS
On supposera ici que le lecteur est familiarisé avec la structure et les propriétés
chimiques des oses, avec les méthodes d'étude propres à ce groupe aussi bien qu’avec
leur biosynthèse, leur catabolisme et leurs fonctions biologiques.
Le principe et la mise en œuvre des méthodes de caractérisation et de dosage des
oses et de leurs dérivés, y compris les techniques de chromatographie (en couchePharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page8 (Noir film)
GLUCIDES8
mince, liquide, gazeuse), font l'objet d'un traitement approfondi dans les ouvrages de
biochimie et de chimie analytique : ils ne seront, de ce fait, pas envisagés ici.
On rappellera simplement en introduction quelques données élémentaires de
terminologie et de nomenclature spécifiques de ce groupe.
Dénomination
La dénomination générale repose sur le nombre d’atomes de carbone de la molé -
cule : tétroses (4 carbones), pentoses (5 carbones), hexoses (6 carbones), heptoses
(7 carbones, etc.), et sur la nature de leur fonction carbonylée (ex. : le D-ribose et le
D-xylose sont des aldoses, le D-ribulose et le D–xylulose sont des cétoses). La
numérotation des atomes de carbone se fait en partant du carbone aldéhydique ou, chez
les cétoses, de telle façon que le carbone cétonique ait l’indice le plus bas.
Séries D et L
Si l’on considère le premier terme de la série des oses, le glycéraldéhyde (un
aldotriose), il possède un carbone asymétrique et peut donc exister sous deux formes
énantiomères, (R) et (S). On définit arbitrairement et par convention le
D-glycéraldéhyde et le L-glycéraldéhyde selon que l’hydroxyle secondaire est orienté à droite ou à
CHO CHO
CHO CHO H C OH HO C H
H C OH HO CH HO CH HO C OH
CH OH2 CH OH HOC H H COH2
CH OH CH OH2 2
D-glycéraldéhyde L-glycéraldéhyde D-xylose D-arabinose
1
CHO CHO CH OH CHO CHO2
2
HCC OH H OH C O H C OH H C OH
3
H COH HO C H HO CH H C OH HO C H
4
HOC H H COH HOC H HO C H HO CH
5
H C OH HOC H H C OH HOC H HOC H
6
CH OH CH OH CH OH CH OH CH OH2 2 2 2 2
D-allose D-glucose D-fructose D-gulose D-galactose
Représentation linéaire des oses : principaux oses de la série D
Les quatre autres hexoses, épimères en C-2, ne sont pas représentés : D-altrose (épimère du D-allose) ; D-mannose
(épimère du D-glucose) ; D-idose (épimère du D-gulose) et D-tallose (épimère du D-galactose). Il en est de même
pour les deux autres pentoses, D-ribose et D-lyxose.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page9 (Noir film)
OSES SIMPLES 9
H OH HO H
C C
H C OH H C OH
Forme cyclique des oses :HO C H O HO CH O
représentation selon Fischer
H COH HOC H
H C H C
CH OH CH OH2 2
β-D-glucopyranos e
α-D-glucopyranos e
gauche de la molécule écrite selon la convention de Fischer (représentation verticale,
carbone aldéhydique en haut).
Toujours par convention et par référence au glycéraldéhyde, c’est l'orientation de
l’hydroxyle porté par le carbone le plus éloigné de la fonction carbonylée qui détermine
l’appartenance d’un ose à la série D ou à la série L. Cette règle étant arbitraire,
l’appartenance à une série ne préjuge pas du pouvoir rotatoire. La grande majorité
des oses naturels appartiennent à la série D (exceptions : L-rhamnose, L-arabinose,
L-fucose).
Structure cyclique des oses
Le comportement chimique particulier des oses (cf. ouvrages de biochimie
générale) a conduit à postuler qu’ils existent en réalité sous une forme cyclique
impliquant le carbonyle et un hydroxyle alcoolique. Conséquences :
- selon la nature du pont formé (1-4 ou 1-5) le cycle est furanique ou pyranique
(furanoses et pyranoses);
- les aldohexoses sont généralement sous la forme pyranique et les cétoses sous la
forme furanique;
- la cyclisation conduit à deux formes hémiacétaliques isomères, α et β, appelées
anomères. La configuration du carbone anomérique est α lorsque l’hydroxyle
hémiacétalique est situé dans la même orientation que l’hydroxyle secondaire déter -
minant la série, c’est-à-dire à droite de la chaîne pour la série D (en projection de
Fischer). Dans le cas contraire (à gauche dans la série D) la configuration est β.
Représentation en perspective
Cette représentation (de Haworth) permet de mieux visualiser la forme cyclique des
oses. On suppose que le cycle est dans le plan horizontal et l’on place en dessous du
plan tous les substituants qui étaient à droite dans la représentation de Fischer et
audessus tous ceux qui étaient à gauche. Du fait de la cyclisation, l’hydroxyméthyle des
aldohexoses pyraniques est amené au-dessus du plan dans la série D, au-dessous dans la
série L.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page10 (Noir film)
Rosa canina L.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page11 (Noir film)
OSES SIMPLES 11
H CH OH CH OH2 2
CH OH2 O OH H OH OH
OH
CHOHOH HOH OH
HO HO H HO
HOH HOH OH
Projection selon HaworthCyclisation du D-glucose : β-D-glucopyranose
CH OH2
O OO HO OHHOH C OH2
OH OHOH CH3
HO
HO CH OH2
OH OHOH
β-D-fructofuranoseD-mannose α-L-rhamnose
Conformation des oses
3Les carbones du cycle étant sp , ce dernier ne peut être plan et adopte des con -
formations variables : chaise, bateau, demi-chaise, etc. La conformation privilégiée est
toujours celle qui est la plus stable : dans le cas — de loin le plus fréquent — des
aldohexopyranoses, c’est la conformation chaise qui présente les interactions minimales
et, de ce fait, se trouve favorisée. L’hydroxyméthyle et les hydroxyles secondaires
exerçant entre eux des forces de répulsion mutuelle, c’est la configuration des carbones
HO
OH
OH
OHO
OHO OH
HO
OH OH
OH
4 1C C1 4
conformations du β-D-glucopyranose
porteurs de ces hydroxyles qui détermine la conformation la plus stable de telle façon
que le plus grand nombre de substituants soient en orientation équatoriale. Exemple :
dans le cas du D-glucopyranose, c’est l’anomère β qui prédomine dans les solutions de
4glucose à l’équilibre et la conformation privilégiée est C , conformation dans laquelle1
1tous les substituants sont équatoriaux (dans le cas de la conformation C tous les4
3substituants sont axiaux et les interactions plus fortes ).
3. Une telle conformation existe cependant lorsqu’elle est engagée dans des édifices complexes ;
voir certains tanins ellagiques (p. 563 et suivantes) et les esters internes des polysaccharides des algues.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page12 (Noir film)
GLUCIDES12
2. PRINCIPAUX OSES SIMPLES VÉGÉTAUX
Ce qui caractérise les oses végétaux, c’est leur grande diversité : pentoses,
désoxypentoses, hexoses, désoxy-hexoses, didésoxy-hexoses, acides uroniques, polyols,
esters, éthers. Plusieurs centaines de composés, certains universels, d’autres
étroitement spécifiques d’un groupe végétal, ont été décrits. Certains peuvent exister à
l’état libre, d’autres ne sont connus qu’engagés dans des combinaisons hétérosidiques ;
très souvent ils sont inclus dans des polymères. Nous citerons, à titre d’exemple,
quelques oses et dérivés d’oses parmi les plus courants chez les végétaux supérieurs.
Tétroses. Il y a quatre isomères possibles pour ces oses formant deux paires
d’énantiomères : le D- et le L-thréose d’une part, le D- et le L-érythrose d’autre part. Ils
n’existent pas à l’état libre. Le D-érythrose-4-phosphate joue un rôle essentiel dans
l’aromagenèse (cf. composés phénoliques : shikimates, p. 303). L’érythritol, qui existe
dans divers fruits et dans des produits fermentés, est un additif alimentaire — obtenu
par voie fermentaire — en passe d’être autorisé dans l’Union européenne comme
édulcorant dans les boissons non alcoolisées (E968).
Pentoses. Le D-ribose est universel (nucléosides) et ses esters phosphoriques ont
une importance métabolique fondamentale. Il en est de même pour ceux du cétose
correspondant, le D-ribulose.
Le L-arabinose et le D-xylose sont des constituants habituels des polysac charides
complexes : hémicelluloses (xyloglucanes, xylanes, glycuronoxylanes, arabinoxylanes,
glycuronoarabinoxylanes), mucilages, polysaccharides pectiques et polymères des
sécrétions végétales (gommes). On les rencontrera également dans divers hétérosides,
notamment phénoliques.
OH
HOOH
OH O OO
HO OH OHHOH C2 HO HO
OH OHHO
α-L-arabinofuranose β-D-galactoseβ-D-xylopyranose
Hexoses. La plupart ont une distribution quasi universelle: c'est le cas du D-glucose
ou du D-mannose (épimère en C-2 du D-glucose), c'est aussi celui du D-galactose,
épimère en C-4 du D-glucose. Si le glucose est fréquent à l’état libre aussi bien que
combiné dans des structures polysaccharidiques (amidon, cellulose et autres glucanes),
ses épimères en C-2 et en C-4 ne sont presque exclusivement connus qu'à l’état de
polymères (ex. : mannanes, gluco- et galacto mannanes des Fabaceae). Le D-galactose
est assez fréquent dans les structures hétérosidiques.
Le cétose correspondant au D-glucose et au D-mannose est le D-fructose. Abondant
à l’état libre dans les fruits, il est tout aussi fréquent à l’état de disaccharide
(saccharose). On le rencontre également dans des oligosaccharides, par exemple dans
les dérivés galactosylés du saccharose : raffinose, stachyose et leurs homologuesPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page13 (Noir film)
OSES SIMPLES 13
supérieurs. Ce cétose peut aussi constituer des polymères de réserve, les fructanes
(inulines, phléine).
Dans les structures oligomériques et polymériques, le D-fructose est sous la forme
de β-D-fructo furanose alors qu’à l’état libre c'est la forme β-D-fructopyranose, plus
stable, qui est favorisée. Les autres hexoses sont beaucoup plus rares chez les végétaux
supérieurs (D-allose, D-idose).
Désoxy-oses. Si l’on met à part le 2-désoxyribose, universel puisque composant de
l'ADN, on constate que c’est surtout chez les végétaux que l’on rencontre des structures
osidiques dans lesquelles une ou deux fonctions alcool ont été éliminées par réduction.
On connaît des 6-désoxy-hexoses et des 2,6-didésoxy-hexoses.
• 6-Désoxy-hexoses. Encore appelés (improprement) 6-méthylpentoses, ils
sont parfois très répandus comme le L-rhamnose (= 6-désoxy-L-mannose) cons tituant
de polysaccharides hétérogènes et de très nombreux hétérosides ou, au contraire, de
distribution plus restreinte. Ainsi le L-fucose — c’est le 6-désoxy-L-galactose — est
caractéristique des polymères d’Algues Phaeophyceae et de certaines gommes (gomme
adragante). Le D-quinovose (ou 6-désoxy-D-glucose) est l’ose d’hétérosides à génine
triterpénique présents chez les quinquinas.
Certains 6-désoxy-hexoses existent à l’état d’éther méthylique : ils sont spécifiques
des hétérosides dits cardiotoniques : L-thévétose (= 6-désoxy-3-O-méthyl-L-glucose),
D-digitalose (= 6-désoxy-3-O-méthyl-D-galactose).
• 2,6-Didésoxy-hexoses. Ce sont, comme les précédents, des sucres souvent
méthylés et spécifiques des hétérosides cardiotoniques : D-digitoxose (= 2,6-didé -
soxy-D-allose), L-oléandrose (= 2,6-didésoxy-3-O-méthyl-L-mannose), D-cymarose
(= 2,6-didésoxy-3-O-méthyl-D-allose), etc.
OH
HO
H C3 CH H CO 3 3O OHO
HOOH OHHO HO
OH OH
HO
α-L-rhamnose β-D-fucose β-D-digitoxose
O OHOH
H C3 HO C HOO 2CH OH2 OHO
HO OHCH O HO3
OH OH
β-D-apiose α-L-oléandrose acide β-D-mannuronique
Acides uroniques. Ce sont les produits d’oxydation des hexoses par des
déshydrogénases spécifiques. La fonction alcool primaire est oxydée en acidePharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page14 (Noir film)
GLUCIDES14
carboxylique. Les acides D-glucuronique et D-galacturonique sont des constituants
habituels des polysaccharides pariétaux (en particulier de la pectine), des mucilages
acides et de la plupart des sécrétions polysaccharidiques (ex. : gomme de Sterculia).
D’autres acides, moins fréquents, sont également constitutifs de polymères : c’est le cas
de l’acide D-mannuronique et de l’acide L-guluronique à partir desquels s'élabore
l’acide alginique des Fucus.
Polyols. Ce sont les produits résultant de la réduction de la fonction carbonylée
des oses. Si le D-glucitol, le D-mannitol et le meso-galactitol sont assez répandus, les
autres ont une distribution sporadique : meso-érythritol des racines de la primevère,
D-glycéro-D-galacto-heptitol de l’avocatier. Ils s’accumulent parfois dans certains
fruits (D-sorbitol), dans des sécrétions ou chez quelques Algues (D-man nitol). (NB :
ne pas confondre ces « alditols » avec les cyclitols, polyols cycliques).
CH OH CH OH CH OH2 2 2
H C OH CO HO C H CH OH2
HO CH HO C H HO CH HHC
HOCH H COH HOCH HO CH
H C OH HOC H H C OH HOC H
CH OH CH OH CH OH CH OH2 2 2 2
meso-xylitolD-sorbitol D-fructose D-mannitol
Oses aminés. Constituants fondamentaux des polyosides bactériens, polymérisés
chez les Arthropodes et les Crustacés (chitine), éléments constitutifs des
glycoprotéines animales, ils sont présents chez certains Champignons, mais rares chez les
végétaux supérieurs (ex. : 2-acétamido-2-désoxy-D-glucose des glyco protéines et
glycolipides).
Oses branchés. Fréquents chez les Champignons, exceptionnels chez les
végétaux supérieurs, les oses branchés ne sont pas connus à l’état libre, mais à l’état
d’ester (D-ha ma mé lose = 2-C-[hydroxyméthyl]-D-ribose, cf. tanins), ou d’hétéroside
(D-apiose = 3-C-[hydroxyméthyl]-glycéroaldotétrose, cf. apioside, franguloside,
onjisaponines, etc.).
La diversité structurale des oses se comprend aisément si l’on considère les
nombreuses possibilités d’interconversion et d’isomérisation dans une série. Le tableau
ci-après résume les principales interconversions que peut subir le D-glucose. Les
interconversions dans une série font intervenir l’ose sous forme de nucléotide
diphospho-ose alors que l’épimérisation au niveau du carbone C-2 met en jeu les esters
phosphoriques d’oses.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page15 (Noir film)
OSES SIMPLES 15
D-galactose
L-rhamnoseD-glucose UDP-D-galactose
D-glucose-6-P D-glucose-1-P UDP-D-glucose
acide UDP- acide UDP-D-fructose-6-P
D-galacturonique D-glucuronique
D-mannose-6-P
D-xylose UDP-D-xylose
D-mannose-1-P
L-arabinose UDP-L-arabinose
GDP-D-mannose
Interconversions possibles à partir du glucose
Pour l'étude des mécanismes mis en jeu et de leurs impli -
cations conformationnelles, se reporter aux ouvrages de
GDP-L-fucose biochimie générale.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page16 (Noir film)
GLUCIDES16
3. PRINCIPAUX OSES SIMPLES UTILISÉS EN PHARMACIE
D-glucose
eLa 8 édition de la Pharmacopée européenne consacre quatre monographies aux
différentes formes du glucose : glucose anhydre et monohydraté (8.6, [01/2016:0177 et
0178]), glucose liquide (1330) et nébulisat de glucose liquide (1525).
Bien que présent en quantité notable dans beaucoup d’espèces végétales, le glucose
n’est pas extrait. Il est préparé par hydrolyse enzymatique de l’amidon. Les glucoses
anhydre et monohydraté doivent satisfaire à des essais rigoureux : solubilité,
conductivité, dextrine, essai limite pour les substances apparentées (CLHP), les sulfites,
l’amidon soluble, l’eau. S’ils sont destinés à la préparation de formes administrées en
volumes importants par voie parentérale sans autre procédé approprié d’élimination des
pyrogènes, il peut être exigé qu’ils satisfassent à l’essai des pyrogènes.
Le glucose liquide est une solution aqueuse contenant un mélange de glucose,
d’oligosides et de polyosides. Il contient au minimum 70 % de matières sèches. Son
degré d’hydrolyse, exprimé en équivalent dextrose (ED) n’est pas inférieur à 20 (voir
ci-dessous).
Le glucose s'administre par voie parentérale en solution aqueuse. Les indications
des solutions injectables (à 5 et 10 %) sont : la pré vention des déshydratations intra- et
extracellulaires; la réhydratation habituelle lorsqu'il existe une perte d’eau supérieure à
la perte de chlorure de sodium et d’autres osmoles; la prophylaxie et le traitement de la
cétose dans les dénutritions. Moyens d’un apport calorique, ces solutés sont également
des véhicules pour l’apport thérapeutique en période pré-, per- ou postopératoire
immédiate. Les solutions injectables hypertoniques (à 15, 20, 30 et 50 %) sont destinées
à la nutrition parentérale (apport calorique) et au traitement des hypoglycémies.
L'administration de ces solutions est effectuée en perfusion lente sous surveillance
biologique (glycosurie, acétonurie, kaliémie) avec, le cas échéant, une supplémentation
en insuline et en potassium; ils sont contre-indiqués en cas d’inflation hydrique.
Autres dérivés de l’amidonnerie
Industriellement, on prépare également à partir de l’amidon des malto-dextrines, des
sirops de glucose, des sirops de fructose, du glucose liquide.
• Les malto-dextrines ont un ED < 20 : l’ED ou équivalent dextrose est le
pourcentage de sucres réducteurs exprimé en glucose (dextrose) et rapporté à la matière sèche.
La dextrine est un amidon de maïs, de pomme de terre ou de manioc, partiellement
hydrolysé, modifié par chauffage, en présence ou non d’acides, d’alcalis ou d’agents de
emodification du pH (Ph. eur., 8 éd., 1507). C’est une poudre blanche qui se dissout dans
l’eau bouillante en formant une solution mucilagineuse. L’essai comprend, outre les
déterminations habituelles (cendres, perte à la dessiccation), la recherche des métaux
lourds (essai limite C), le dosage des sucres réducteurs et celui des chlorures. Certaines
dextrines entrent dans la composition de solutions de dialyse péritonéale ; ellesPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page17 (Noir film)
OSES SIMPLES 17
améliorent l’ultrafiltration. Pour l’Anses, une dextrine est un « polymère de glucose
obtenu par traitement thermique de l’amidon à sec en présence d’acide chlorhydrique
[...] le traitement [...] aboutissant à la formation de structures macromoléculaires
présentant des liaisons atypiques responsables de leur digestibilité partielle [...].
Certaines d’entre elles contiennent des chaînes indigestibles qui pourraient être
assimilées à des fibres alimentaires ». Il est donc possible d’envisager, pour une
dextrine, de revendiquer l’allégation « source de fibres » ou « riche en fibres ». En 2014,
l’EFSA a admis, pour une fraction de dextrine non-digestible soumise à son évaluation,
qu’il y avait un lien entre la consommation de cette dextrine et la réponse glycémique
post-prandiale.
• La maltodextrine est un mélange de glucose, de diosides et de polyosides, obtenu
par hydrolyse partielle de l’amidon. Son degré d’hydrolyse, exprimé en équivalent
edextrose (ED), est inférieur à 20 (Ph. eur., 8 éd., 1542). Les maltodextrines sont
utilisées en diététique infantile, comme agent adhésif pour pansements chirurgicaux et,
en pharmacotechnie, pour la granulation ou bien encore comme support d’atomisation.
• Les sirops de glucose sont caractérisés par leur ED et par le DP (degré de
polymérisation) des saccharides qui les composent. Les sirops à bas ED (20-30)
renferment encore de 40 à 50 % de saccharides de DP > 7. Les sirops les plus riches en
glucose ont un ED de 95 % et sont constitués de plus de 90 % de glucose (DP 1). Ils
4sont surtout utilisés dans l’industrie agroalimentaire . Les sirops peuvent être obtenus
(entre autres) par diverses amylases issues de micro-organismes, voire de souches
génétiquement modifiées porteuses du gène codant pour une alpha-amylase.
• Les sirops de glucose enrichis en fructose (HF[C]S, high fructose [corn] syrups)
sont également appelés « isoglucoses ». Ils contiennent de 40 à 90 % de fructose et sont
préparés par conversion enzymatique de sirops de glucose suivie, pour les HFS 80-90,
d’une séparation du glucose par chromatographie sur résines. Les HFS, principalement
les HFS-42 et HFS-55, peuvent être utilisés comme édulcorants dans les préparations
4liquides. Ils sont très utilisés par les industries agroalimentaires (boissons carbonatées
et à base de fruits, produits laitiers, produits de boulangerie, etc.).
4. Les glucides contribuent, en moyenne, à 44 % des apports énergétiques quotidiens chez les
adultes. Près de la moitié de ces apports sont des glucides simples : 46 % chez les femmes, 39 %
chez les hommes [étude INCA2]. En février 2013, l’Anses a rappelé qu’une consommation
excessive de glucides — en particulier de glucides simples, notamment sous forme de boissons —
serait impliquée dans le développement du surpoids et de l’obésité des enfants et des adolescents ;
elle est aussi soupçonnée d’être, chez les adultes, l’une des causes du diabète, des maladies
cardiovasculaires et de certains cancers. L’Agence recommande d’augmenter la consommation de
glucides afin d’atteindre 50-55 % des apports énergétiques totaux, de préférence au cours de repas
structurés et sous forme solide : en privilégiant les glucides complexes sources d’amidon ; en
réduisant de 25 % la consommation de glucides simples (notamment les glucides simples ajoutés);
en augmentant de 50 % celle de fibres alimentaires (fruits, légumes, produits céréaliers complets).
La consommation de sucres comme le saccharose, glucide pouvant fermenter, est également un
facteur de risque connu de tous dans le développement des caries dentaires. Le risque de carie est
d’autant plus élevé que la fréquence de consommation de produits sucrés est importante.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page18 (Noir film)
GLUCIDES18
D-fructose
eLe fructose (lévulose) est le (–)-D-arabino-hex-2-ulopyranose (Ph. eur., 8 éd. -
8.6, [01/2016:0188]).
Présent dans pratiquement tous les fruits ainsi que dans le miel, le D-fructose peut
être obtenu industriellement : 1° par hydrolyse de l’inuline (polymère caractéristique de
lait d'amidon
hydrolyse hydrolyse
partielle poussée
malto-dextrines
sirops de glucose glucose
sirops de fructose
sirops enrichis
en maltose sorbitolfructose
maltitol
mannitol
principaux produits d'amidonnerie-glucoseriePharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page19 (Noir film)
OSES SIMPLES 19
certaines Asteraceae : topinambour, chicorée) ; 2° par séparation à partir du sucre
5inverti ; 3° à partir des HFCS.
Le D-fructose peut être utilisé pour l’alimentation parentérale. C’est également un
sucre intéressant dans le régime des diabétiques et pour l’alimentation de l’effort : sa
résorption intestinale est lente et ne déclenche pas d’insulino-sécrétion ; son
métabolisme est hépatique. C’est aussi, dans le domaine alimentaire, un édulcorant :
son pouvoir sucrant est de 1,7 fois celui du saccharose. La consommation de fructose en
lieu et place du glucose ou du saccharose limite la hausse de la glycémie
postprandiale ; toutefois, l’ingestion chronique de fortes quantités de ce sucre peut conduire
à une dyslipidémie, à une augmentation de l’insulino-résistance et à l’augmentation de
l’adiposité viscérale. L’allégation relative à la baisse de l'alcoolémie revendiquée par
certains produits n'est pas fondée scientifiquement (études chez l’humain hétérogènes
aux résultats contradictoires).
4. DÉRIVÉS DES OSES SIMPLES UTILISÉS EN PHARMACIE
eD-sorbitol = D-glucitol, Ph. eur., 8 éd., (0435).
eSorbitol liquide (c’est-à-dire à 70 %), cristallisable (8 éd. - 8.4, [04/2015, 0436])
eet non cristallisable (8 éd. - 8.4, [04/2015, 0437]) et sorbitol liquide partiellement
déshydraté (2048). La pharmacopée précise que le sorbitol liquide est la solution
aqueuse d’un amidon partiellement hydrolysé puis hydrogéné.
Le sorbitol existe à l’état naturel dans le fruit de diverses Rosaceae, en
particulier dans ceux du sorbier des oiseaux, Sorbus aucuparia L. et du prunier, ainsi
que dans le thalle de quelques algues. Industriellement, il peut être obtenu par
hydrogénation catalytique sous pression ou par réduction électrolytique du D-glucose.
Identifié par le point de fusion de son dérivé acétylé, par CCM et chromatographie
liquide, il doit satisfaire à de nombreux essais : conductivité de sa solution aqueuse,
essais limites (plomb, nickel), teneur en eau (pour le sorbitol anhydre, < 1,5 %), dosage
des sucres réducteurs, dosage des substances apparentées (chromatographie liquide),
estimation de la contamination microbienne et, s'il est destiné à la préparation de formes
pour la voie parentérale sans autre procédé d'élimination des endotoxines bactériennes,
une évaluation de celles-ci. Son dosage fait appel à la chromatographie liquide.
Propriétés et emplois. En thérapeutique, on met à profit ses propriétés de laxatif
osmotique, rétenteur d’eau et des électrolytes, générateur d’acides stimulants du
péristaltisme. On lui prête également des propriétés cholécystokinétiques. Il est indiqué
(voie orale) comme traitement symptomatique de la constipation et comme traitement
d’appoint des troubles dyspeptiques (digestion difficile, ballonnements). Il est
préférable de l’utiliser, comme les autres laxatifs osmotiques, en cas d’échec ou d’effet
5. Mélange de saccharose, de glucose et de fructose obtenu par divers procédés à partir du
saccharose (hydrolyse acide, hydrolyse enzymatique ou inversion par résines cationiques fortement
acides), et dont 50 % de la matière sèche sont constitués de glucose et de fructose.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page20 (Noir film)
GLUCIDES20
indésirable d’un laxatif de lest. Comme laxatif, il entre aussi dans la formulation de
micro-lavements. Il est contre-indiqué en cas de colopathie chronique inflammatoire
(rectocolite ulcéreuse, maladie de Crohn, etc.), de syndrome occlusif, ou de syndrome
abdominal douloureux de cause indéterminée. Il peut induire diarrhées, douleurs
abdominales et météorisme. La dose limite de tolérance digestive a été fixée à 20 g par
jour. Le sorbitol ne doit pas être associé au polystyrène sulfonate de sodium
(= kayexalate, une résine fixant le potassium intestinal utilisée en cas d'hyperkaliémie).
Le sorbitol est un agent édulcorant un peu moins calorique que le glucose. Il est
utilisable comme substitut du saccharose pour les diabétiques (il est en effet converti en
D-fructose, lequel est ultérieurement métabolisé en glycogène).
Fermentant très lentement, le sorbitol ne modifie pas le pH de la cavité buccale; il
est donc très peu cariogène. Du fait de cette propriété, il est utilisable, comme le xylitol,
dans la formulation de confiseries (gommes à mâcher, bonbons).
Très soluble, très hygroscopique, non susceptible de participer à des réactions de
Maillard, peu sensible à la dégradation microbienne, le sorbitol est particulièrement
intéressant pour son effet dépresseur sur l’activité de l’eau, pour son effet « plastifiant »
sur la texture et pour sa saveur sucrée « fraîche », conséquence d'une chaleur de
dissolution négative. C’est un auxiliaire couramment employé en pharmacotechnie :
régulateur du taux d’humidité dans les poudres, stabilisant de texture dans les for mes
pâteuses, plastifiant pour gélatine, retardateur de la cristallisation des sucres, etc. C’est
aussi un auxiliaire de fabrication largement mis à contribution dans l’industrie
agroalimentaire (E420 - 1 et E421-2 (sirop de)).
. PRUNIER, Prunus domestica L., Rosaceae
Le pruneau est le fruit séché de certains cultivars de prunier. Le plus connu en
France est la « prune d’ente » ou « pruneau d’Agen », une grosse drupe à exocarpe
mince bleu mauve dont la production — pour plus des deux tiers en Lot-et-Garonne —
dépasse 40 000 t/an. Les pruneaux renferment, entre autres, des sucres (glucose,
fructose), des acides organiques, des minéraux (sels de potassium) et des
acidesphénols. Ils sont riches en fibres (6-7 %) et en sorbitol (10-15 %).
Le pruneau passe pour favoriser le transit intestinal, ce qui s’explique généralement
par l’addition du pouvoir osmotique du sorbitol à la capacité des fibres d’augmenter le
volume du bol fécal par rétention d’eau et accroissement de la flore du côlon. Des
études sur des modèle animaux d’ostéoporose (rongeurs) montrent que le pruneau
prévient la diminution de la densité minérale osseuse et est susceptible de la restaurer.
Évaluation clinique. Quelques études de piètre qualité méthodologique tendent à
montrer que la consommation de pruneaux exerce un effet favorable sur la consistance
et le volume des selles. Chez les sujets se plaignant de constipation, les auteurs d’un
essai croisé — 40 patients, 2 périodes de 3 semaines — ont constaté que 100 g/j de
pruneaux étaient plus efficaces que 22 g/j de psyllium pour augmenter la fréquence
hebdomadaire des selles (3,5 versus 2,8) et en améliorer la consistance. Analysant cet
essai en 2012, les experts du groupe NDA (nutrition, diététique, allergie) de l’EFSA ontPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page21 (Noir film)
OSES SIMPLES 21
estimé que l’analyse statistique inter-groupes n’était pas appropriée, et n’ont retenu que
l’égalité d’effet par rapport à la ligne de base : 1,8 versus 3,5 (pruneaux) et 1,6 versus
2,8 (psyllium). Ils ont estimé qu’il existe un lien avéré entre la consommation de 100 g/j
de pruneaux et le « maintien d’un fonctionnement intestinal normal ». Les mêmes
experts n’ont pas retenu cette allégation pour les enfants de moins de 3 ans.
Emplois. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet
qu’il est possible de revendiquer, pour le fruit du prunier, l’indication thérapeutique
suivante (voie orale) : « traitement symptomatique de la constipation ». Aucune
évaluation toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé »
6d’AMM (poudre). Comme pour toutes les autres plantes de ce groupe , une information
précise du corps médical et du public doit être prévue (voir p. 135)
Dérivés du sorbitol
Le sorbitol est également utilisé sous la forme d’esters de sorbitan, c’est-à-dire
d’esters principalement obtenus par estérification partielle du sorbitol et de ses mono- et
di-anhydrides par un acide gras : les laurate, oléate, palmitate, stéarate, trioléate et
esesquioléate de sorbitan sont décrits par la 8 éd. de la Pharmacopée européenne
(1040-1044 et 1916). Ces esters de sorbitan et leurs dérivés polyoxyéthylénés
e(polysorbates 20, 40, 60, 80, Ph. eur., 8 éd., 0426-428 et 1914) sont des excipients très
utilisés en pharmacotechnie. Certains sont des additifs alimentaires autorisés (E432-436).
D-mannitol
eLe mannitol (Ph. eur, 8 éd. - 8.2, [07/2014:0559]) existe à l’état naturel dans la
7manne du frêne et en quantités importantes dans le thalle d’algues brunes (laminaires).
Il est préparé industriellement par épimérisation du D-glucose en milieu alcalin puis
réduction catalytique ou électrolytique. On peut aussi l’obtenir par hydrogénation du
D-fructose et cristallisation fractionnée des deux alditols formés.
Propriétés. Pratiquement non métabolisable, le D-mannitol est, par voie parentérale,
un diurétique osmotique. Il est en effet rapidement filtré au niveau glomérulaire et ne
subit pratiquement aucune réabsorption tubulaire. À fortes doses, il augmente
l’excrétion du sodium, du chlore et du potassium. Par voie orale, c’est un laxatif
osmotique également présenté comme cholécystokinétique.
6. Sont également retenus dans ce cadre : la manne du frêne, p. 23), les fruits du pommier (Malus
spp.) et du figuier (p. 285), ceux de l'avoine (p. 79) et du seigle, la pulpe du fruit du nerprun (p. 657), la
pulpe du fruit de tamarin (p. 31) ainsi que le son de blé (p. 97), diverses algues (p. 64 et suivantes),
gommes (p. 114 et suivantes) et plantes à mucilages (p. 133-139, 149 et suivantes).
7. La dénomination de manne est appliquée à diverses exsudations sucrées. La manne des
Hébreux est vraisemblablement un petit lichen, très léger, transporté par le vent sur de très longues
distances (Lecanora esculenta DC.).Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page22 (Noir film)
Hippophae rhamnoides L.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page23 (Noir film)
OSES SIMPLES 23
Emplois. Le mannitol est utilisé en perfusion sous forme de solutés hypertoniques
(à 10 et 20 %) dans les indications suivantes : oligo-anuries d'étiologies diverses et
d'installation récente; réduction en urgence de certains œdèmes cérébraux; réduction de
l’hypertension intra-oculaire. Contre-indications : hyperosmolarité plasmatique
préexistante, déshydratation à prédominance intracellulaire. Son usage par voie
intraveineuse est interdit chez les sportifs (Agence mondiale antidopage, 2014).
En gélules de poudre à inhaler, le mannitol est autorisé dans l’Union européenne
comme mucolytique pour des patients adultes atteints de mucoviscidose. Il est aussi
utilisé, par la même voie, dans la prise en charge de tests de provocation bronchique
(l’augmentation de l’osmolarité au sein des voies aériennes provoque la libération des
médiateurs de la bronchoconstriction).
Très peu hygroscopique et peu cariogène, c’est un excipient pour la formulation de
diverses formes solides. Il est utilisable en alimentation humaine (E421) et comme
édulcorant chez le diabétique.
. FRÊNE A MANNE, Fraxinus ornus L., Oleaceae
Petit arbre à feuilles 5-9 foliolées, à fleurs blanchâtres, ce frêne est une espèce
méditerranéenne. Par incision de l’écorce en saison chaude et sèche on obtient un suc,
la manne. Cette manne, en « larmes » ou en « sortes », se présente en frag ments
jaunâtres et inodores; elle est réputée renfermer du D-mannitol, constituant majoritaire,
ainsi que du D-glucose, du D-fructose et des oligosaccharides.
En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet qu’il
est possible de revendiquer, pour le suc épaissi du frêne à manne, l’indication
thérapeutique suivante (voie orale) : « traitement symptomatique de la constipation ». Aucune
évaluation toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé »
d’AMM (poudre, suc pour tisane, extrait aqueux et extrait hydro-alcoolique quel qu’en
soit le titre). Comme pour toutes les autres plantes de ce groupe, une information
précise du corps médical et du public doit être prévue (voir p. 135).
En Allemagne, la monographie établie par la Commission E du BfArM en 1990
précise que la manne est utilisée en cas de constipation et d’affections nécessitant
l’élimination de matières fécales molles (fissure anale, hémorroïdes, post-chirurgie
anorectale). Posologie : de 20 à 30 g par jour (adulte); de 2 à 16 g par jour (enfant). La
manne est contre-indiquée en cas d’obstruction intestinale. Elle peut occasionner
nausées et flatulences.
meso-xylitol
eLe xylitol (Ph. eur., 8 éd. - 8.8, [07/2016:1381]) est obtenu par hydrogénation
catalytique du D-xylose, lui-même issu de l’hydrolyse des xylanes présents dans les rafles
de maïs (il y en a aussi dans le bois de bouleau, la bagasse de canne à sucre, les sciures,
les pailles). Son pouvoir sucrant est proche de celui du saccharose et il procure une
sensation rafraîchissante. Substituant du saccharose utilisé par voie orale (gommes àPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page24 (Noir film)
GLUCIDES24
mâcher, bonbons, produits pour hygiène buccale, etc.), le xylitol est métabolisé par le
cycle des pentoses après déshydrogénation en D-xylulose.
Propriétés biologiques, évaluation. Le xylitol, peu acidogène, n’est pas cariogène.
Inhibiteur de la croissance des Streptococcus mutans, il en diminue le nombre dans la
salive et/ou dans la plaque dentaire, plaque dont il pourrait réduire l’adhérence. Cet
effet sur les germes peut contribuer à prévenir l’apparition de caries, mais cette action
préventive serait surtout liée à la stimulation du flux salivaire induite par la mastication
des gommes édulcorées au xylitol. Plusieurs essais cliniques randomisés montrent que
la consommation régulière de ces gommes diminue fortement la fréquence des caries
dentaires dans les groupes traités par rapport aux groupes témoins consommant des
gommes classiques. Est-il plus efficace que le sorbitol? C’est possible, mais les essais
cliniques n’apportent pas de réponse claire à cette question.
Emplois. Le xylitol est utilisé dans la fabrication de confiseries à faible pouvoir
cariogène. Comme le D-sorbitol ou le D-glucose, il peut remplacer le saccharose dans
la formulation des sirops. Généralement, la formulation comprend alors un épaississant.
Ce polyol est un « édulcorant de charge » et, comme tel, son emploi est autorisé en
France (E967). Il en est de même pour d’autres polyols (D-mannitol [E421], D-sorbitol
[E420], maltitol [E965]), isomalt [E953], lactitol [E966]) et pour le polydextrose. La
présence de ces édulcorants dans les produits alimentaires doit être mentionnée sur
l’étiquette (édulcoré à ...). L’étiquetage doit mentionner :
- que le produit ne doit pas être donné aux enfants de moins de trois ans;
- que la consommation journalière excessive peut entraîner des troubles
gastrointestinaux sans gravité : il est en effet connu que l’ingestion de fortes quantités peut
entraîner flatulences et diarrhées.
Il est possible, lorsque le xylitol (ou le maltitol, le sorbitol, le mannitol, etc.) remplace
le sucre dans des denrées alimentaires, (ou boissons) d’alléguer que celles-ci contribuent
au maintien de la minéralisation des dents et entraînent une hausse de la glycémie
moindre que les denrées ou boissons contenant du sucre (re ̀glement UE 432/2012).
Dérivés des polyols
Plusieurs dérivés synthétiques, esters nitrés de polyols, sont des vasodilatateurs
coronariens utilisés dans le traitement prophylactique de la crise d’angor (cf. ouvrages
de chimie théra peutique). Plus généralement, les esters nitrés d’alditols sont instables et
employés dans l’industrie des explosifs : hexanitrate de meso-galactitol (nitro dulcitol),
hexanitrate de D-mannitol, sans oublier le trinitroglycérol.
5. DÉRIVÉS DES SUCRES : ACIDE ASCORBIQUE ET AUTRES ACIDES
Acide ascorbique, ascorbate sodique et palmitate d’ascorbyle sont inscrits à la
e8 édition de la Pharmacopée européenne (0253, 1791 et 0807).Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page25 (Noir film)
OSES SIMPLES 25
La vitamine C est l’acide L-(+)-threo-ascorbique (=
L-threo-hex-2-énono-1,4lactone). Biosynthétiquement, cet acide dérive directement — chez les végétaux — du
D-glucose avec conservation de la séquence de la chaîne carbonée (via le D-mannose,
le L-galactose et la L-galactono-1,4-lactone) ; d’autres possibilités existent, en
particulier via le gulose. L'acidité de la molécule et son caractère réducteur sont liés à sa
structure d'ène-diol qui est aisément oxydée en une structure bicyclique, l'acide
déhydro ascorbique. L’acide ascorbique est métabolisé en acide oxalique, acide
thréonique et acide tartrique; ce dernier peut être formé via l'acide thréonique ou, chez
certaines familles, directement (Vitaceae). Dans un certain nombre d'espèces, les acides
formés s'accumulent (ex. : acide L-(+)-tartrique du jus de raisin).
OH O
HO OCH OH2* OH
HO OHO + O OOx.OH OH O.2H H
O O O+ Réd.OH OHO C H HO C HHO
HO
CH OH CH OH2 2OH
hémiacétal bicyclique hydraté*
de l'acide déhydroascorbiqueD-Glucose acide ascorbique acide déhydroascorbique
* et + : marquages montrant l'origine biosynthétique
Propriétés biologiques. La vitamine C peut intervenir dans différents couples
d'oxydo-réduction au niveau cellulaire. Elle est indispensable à l'hydroxylation de la
proline, donc à l'élaboration et au maintien de l'intégrité du collagène chez les animaux
ainsi qu'à celle des extensines, protéines intervenant dans la formation de la paroi
cellulaire des végétaux. Sur la base d'expérimentations animales, on admet que cette
vitamine capte les radicaux nocifs et qu'elle inhibe la formation de nitrosamines.
La vitamine C n'est pas synthétisée par les primates et doit donc être apportée à
l'Homme par son alimentation. Cette dernière apporte, en Europe, entre 69 et 130 mg/j
aux hommes et entre 68 et 135 mg/j aux femmes. L’EFSA a évalué les exigences
moyennes journalières à 90 mg (homme), 80 mg (femme), et de 20 mg (enfants de
13 ans) à 100-[90] mg (adolescent-[es] de 15-17 ans), à augmenter de 10 mg (femme
enceinte) ou 60 mg (femme allaitante) [EFSA Journal, (2013), 11, (11), 3418].
Évaluation clinique. La vitamine C peut-elle être un moyen de prévenir et de traiter
le rhume? L’analyse des nombreux essais cliniques contrôlés versus placebo montre
clairement que, dans la population générale, la supplémentation en vitamine C (200 mg
et plus par jour) ne réduit pas l’incidence du rhume et que cet usage prophylactique n’est
pas justifié en routine (RR = 0,97; IC95 : 0,94-1,00; 24 essais, n = 10708 participants).
L’emploi de doses supérieures à 1 g/j n’est pas plus utile (RR = 0,98; IC95 : 0,95-1,01);
17 essais, n = 6661). L’usage prophylactique peut avoir un intérêt chez des personnes
soumises à de courtes périodes d’activité intense — marathoniens, skieurs (RR = 0,48;
IC95 : 0,35-0,64; n = 598) — ou pour atténuer la sévérité des symptômes du rhume
(critères ?) et en raccourcir modestement la durée : ca 8 % (3-12%) chez les adultes,
14 % (7-21 %) chez les enfants (9745 épisodes de rhume analysés). Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page26 (Noir film)
GLUCIDES26
En cas de rhume déclaré, l’effet thérapeutique semble improbable, même avec des
doses journalières élevées (3 249 épisodes, résultats inconsistants). Le taux d’effets
indésirables lié à la prise de vitamine C n’est pas différent de celui lié à la prise d’un
placebo (5,8 %, n = 2490 versus 6 %, n = 2066).
Il est difficile d’évaluer l’impact d’une supplémentation en vitamine C sur l’asthme
au vu des données disponibles. Chez la femme enceinte, la consommation de vitamine
C n’aggrave ni le risque de fausse-couche ni, semble-t-il, celui de naissance
prématurée.
Un très vaste essai randomisé versus placebo a montré — contrairement à certaines
études prospectives — que la prise quotidienne de 500 mg/j de vitamine C ne réduisait
pas le risque d’accident cardiovasculaire ou la mortalité chez l’homme de 50 ans ou
plus (durée de suivi de 8 années). Dans le cas du cancer, si des études cas-témoins
rapportent l’action favorable des vitamines antioxydantes, les nombreuses études
d'intervention n’apportent pas la preuve d’un effet préventif d'une supplémentation en
vitamine C (ou d’un mélange de vitamines) sur la survenue de cette maladie, qu’elle
touche l’estomac, le côlon, le poumon, la prostate ou le sein (mais, dans ce dernier cas,
la supplémentation après le diagnostic pourrait abaisser la mortalité). Une
supplémentation en vitamine C est sans incidence sur la survenue d’une cataracte, d’une
dégénérescence maculaire liée à l’âge ou d’une démence de type Alzheimer.
Emplois. La vitamine C est indiquée, à dose faible, dans le traitement de la carence
en vitamine C. À doses élevées (1 g par jour), elle est utilisée en cas d’asthénie
fonctionnelle. Elle est fréquemment associée (lysine, aspirine, paracétamol,
flavonoïdes, etc.) pour une utilisation en cas de fatigue, d’état grippal, d’insuffisance
vasculaire, etc. Libre et salifié, associé à un polyéthylèneglycol (macrogol 3350),
l’acide ascorbique est administré per os pour le lavage intestinal préalable à une
exploration endoscopique ou radiologique (environ 20 g d’équivalent d’acide
ascorbique en 12 heures). Même si les doses très élevées d’acide ascorbique semblent
bien tolérées (observations isolées de troubles intestinaux), le Conseil supérieur
d'hygiène publique de France a proposé une dose-seuil de sécurité de 15 mg/kg/j (soit
1 g par jour pour un adulte).
En 2012, l’EFSA a estimé que les aliments et compléments alimentaires
contenant au moins 12 mg de vitamine C pour 100 g peuvent prétendre contribuer :
à la formation normale du collagène, au métabolisme énergétique normal, au
fonctionnement normal du système nerveux et du système immunitaire (à tous les
âges dans ce dernier cas [EFSA, 11/2015]), aux fonctions mentales normales, à la
réduction de la fatigue, à la régénération de la vitamine E dans sa forme réduite, à
l’absorption digestive du fer ainsi qu’à la protection des cellules contre les radicaux
libres. S’ils apportent 200 mg de vitamine C en plus de l’apport journalier
recommandé, ils peuvent prétendre contribuer au fonctionnement normal du
système immunitaire pendant et après un effort physique intense.
L'acide ascorbique (E300), ses sels (Na, E301, K, E302) et ses esters d'acides gras
(E304) constituent des additifs alimentaires autorisés (acidifiants, conservateurs,
antioxydants).Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page27 (Noir film)
OSES SIMPLES 27
Sources de vitamine C. L’acide ascorbique est présent en quantité notable dans
divers fruits : fruits de l’argousier et de l’églantier (voir ci-après), de l’actinidie (= kiwi,
Actinidia deliciosa [A. Chev.] C.F. Liang & A.R. Ferguson, Actinidiaceae), du paprika
(Capsicum annuum L., Solanaceae), du jaboticaba du Brésil (Plinia cauliflora [Mart.]
Kausel = Myrciaria cauliflora [Mart.] O. Berg = Eugenia jaboticaba [Vell.] Kiaersk.,
Myrtaceae), du cerisier du Brésil (= cerise des Barbades ou des Antilles = acérola =
Malpighia emarginata DC. et M. glabra L. [= M. punicifolia L.]), Malpighiaceae qui
depuis peu concurrence la vitamine C dans les produits OTC, ou encore du camu camu
amazonien (Myrciaria dubia [Kunth] McVaugh, Myrtaceae), pour ne citer que les plus
riches.
Produits d’addition de l’acide ascorbique. Réagissant comme un nucléophile aux
pH physiologiques, l’acide ascorbique est susceptible de réagir avec divers composés
et, ainsi, de former des adduits naturels. C’est notamment le cas de l’ascorbigène que
l’on trouve dans divers Brassica (chou-fleur, brocoli, etc.) : il est issu de la réaction
(substitution) avec un produit de dégradation de la glucobrassicine. C’est aussi le cas
des produits d’addition de Michaël sur l’acide p-coumarique (ex. : viburnolides). Les
produits de réaction avec les tanins ellagiques (ex. : elaeocarpusine, géraniine)
pourraient être issus d’une addition du groupe hexahydroxydiphénoyle sur l’acide
déhydroascorbique fonctionnant comme électrophile. Un processus analogue justifierait
le produit d’addition avec le gallate d’épigallocatéchol caractérisé dans le thé oolong.
. ARGOUSIER, Elaeagnus rhamnoides (L.) A. Nelson
= Hippophae rhamnoides L., Elaeagnaceae
L’argousier est un arbuste épineux à feuilles simples et étroites, au limbe argenté sur
la face inférieure. Les fruits sont de fausses drupes globuleuses jaunes ou orange. Cette
espèce dioïque, tolérante à la sécheresse et au froid, est répandue dans toute l’Eurasie où
elle a été utilisée pour diverses propriétés médicinales; elle fait l’objet de cultures, en
particulier en Chine.
Composition chimique. La composition du fruit varie largement selon le génotype,
l’origine géographique, la latitude et les conditions pédoclimatiques. Il est riche en acide
ascorbique (de 0,5 g à 3 g/kg, voire plus de 5 g/kg) et autres acides (malique, quinique),
en sucres (fructose, glucose) et en cyclitols (myo-inositol, quebrachitol). La fraction
huileuse de la graine est caractérisée par sa teneur élevée (ca 70 %) en acides gras
insaturés en C (linoléique, α-linolénique) ; celle de la pulpe contient jusqu’à 40 %18
d’acide palmitoléique (9-hexadécénoïque) et de l’acide vaccénique (11-octadécénoïque).
Le fruit renferme aussi une cinquantaine d’hétérosides de flavonols dont certains sont
acylés (benzoate, coumarate, sinapate) et des proanthocyanidols (dimères, trimères).
Propriétés, emplois. Chez l’animal, l’huile de graine accélère la cicatrisation de
brûlures. La fraction flavonoïdique serait cardioprotectrice, anti-athérogène et
antihypertensive, ce qui reste à démontrer chez l’humain par des essais adéquats. Les raresPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page28 (Noir film)
GLUCIDES28
essais cliniques publiés ne sont pas convaincants et leurs résultats sont parfois
contradictoires (dermite atopique). Ce fruit sert à la préparation de jus, de confitures,
d’extraits et de divers compléments alimentaires. En médecine traditionnelle asiatique il
est employé pour traiter diverses affections de la peau. L’huile est utilisée dans la
formulation de préparations pour la voie externe et dans l’industrie des cosmétiques.
. ÉGLANTIER, Rosa canina L. et autres espèces, Rosaceae
Le cynorrhodon est constitué par le réceptacle floral et le reste des sépales,
débarrassés des akènes, séchés, de R. canina L., R. pendulina L. et autres espèces de Rosa. Il
econtient au minimum 0,3 % d’acide ascorbique (Ph. eur., 8 éd., 1510).
La plante, le pseudo-fruit. L’églantier est un arbrisseau, à tiges dressées, arquées,
garnies de robustes aiguillons recourbés, à feuilles composées pennées bleuâtres, à
stipules soudées au pétiole, à fleurs rose pâle. Le pseudo-fruit ou cynorrhodon, formé
par le réceptacle floral devenu charnu, renferme des akènes polyédriques très durs.
Les fragments du réceptacle floral, d’un rose pâle à orangé, ont une surface externe
luisante et ridée et une surface interne plus claire couverte de nombreux poils longs
(« poil à gratter »). Examinée au microscope (hydrate de chloral), la poudre de
cynorrhodon présente notamment de nombreux poils unicellulaires très longs (2 mm x
3045μm), rétrécis aux deux extrémités, à paroi fortement épaissie et cuticule cireuse
parfois fissurée en spirale.
L’acide ascorbique est mis en évidence dans le cynorrhodon par CCM (révélation
par le dichlorophénolindophénol). Son dosage nécessite une extraction par le méthanol
acidifié par l’acide oxalique, puis une mesure de l’absorbance après réaction avec la
dinitrophénylhydrazine en présence de thiourée et de dichlorophénolindophénol.
Composition chimique. Le cynorrhodon doit sa couleur orangée à des caroténoïdes.
Il contient des ellagitanins (rugosine A-E, tellimagrandines I-II), du catéchol et des
flavonoïdes, de la pectine, des sucres, des triterpènes (acides oléanolique, ursolique,
bétulinique) et, comme beaucoup d’autres fruits de Rosaceae, du D-sorbitol. La
vitamine C (jusqu'à 1,7 %) est accompagnée d’acide malique et d’acide citrique.
Pharmacologie. Le pseudo-fruit est antioxydant. Un galactolipide, le
(2S)-1,2-di-O[(9Z,12Z,15Z)-octadéca-9,12,15-triénoyl]-3-O-β-D-galactopyranosyl-glycérol, serait
co-responsable de l’activité anti-inflammatoire et protectrice du cartilage mise en
évidence in vitro (macrophages, leucocytes, chondrocytes) : inhibition de la production
de NO et de PGE2, réduction de la sécrétion de cytokines et de chimiokines, etc.
Évaluation clinique. Des essais cliniques contrôlés versus placebo publiés depuis
2003 ont montré que la poudre de cynorrhodon (5 g par jour) pourrait apporter un
modeste soulagement aux patients souffrant d’arthrose de la hanche et/ou du genou
(douleur, qualité de vie). Il semble que l’efficacité diffère selon la partie utilisée
(pseudo-fruit, akènes), mais les données disponibles semblent contradictoires. LePharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page29 (Noir film)
OSES SIMPLES 29
niveau de preuve de l’efficacité est faible ou modéré selon l’indication (mal de dos,
arthrose) et d’autres essais, indépendants et de longue durée, sont nécessaires pour juger
de l’intérêt clinique réel du cynorrhodon.
Une amélioration modeste des symptômes de l’arthrite rhumatoïde, possible selon
un essai contrôlé publié en 2010 (5g/j, 6 mois, en sus du traitement habituel), n’a pas été
observée au cours d’un essai ouvert publié par la suite (10,5 g/j, 28 jours). Ce petit essai
n’a pas non plus noté d’effet sur les marqueurs de l’inflammation.
Emplois. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998)
admet qu’il est possible de revendiquer, pour le pseudo-fruit d’églantier, les indications
thérapeutiques suivantes (voie orale) : traditionnellement utilisé 1° dans les asthénies
fonctionnelles; 2° pour faciliter la prise de poids. Aucune évaluation toxicologique n’est
demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé » d’AMM (poudre, cynorrhodon
pour tisane, extrait aqueux et extraits hydro-alcooliques quel qu’en soit le titre).
En Allemagne, la Commission E du BfArM a estimé (1990) que l’efficacité du
pseudo-fruit d’églantier est, selon les usages revendiqués, soit non démontrée, soit
insuffisamment démontrée et qu’en conséquence elle ne pouvait pas en recommander
l’utilisation à des fins thérapeutiques. Elle a en outre précisé que la rapide décroissance
de la teneur en acide ascorbique du cynorrhodon remet en question la possibilité
d’utiliser celui-ci en prophylaxie ou en traitement d’une éventuelle carence en vitamine
C. Rien ne s'oppose par contre à son utilisation pour renforcer le goût des tisanes
composées ou dans l'industrie des aliments.
. KARKADÉ, Hibiscus sabdariffa L., Malvaceae
Le karkadé est le « calice et calicule secs, entiers ou fragmentés, récoltés pendant
la période de fructification, d’H. sabdariffa. Teneur : au moins 13,5 % d’acides,
expriemés en acide citrique » (Ph. eur., 8 éd., 1623).
Le calice et le calicule. Calice et calicule sont charnus, secs, friables, de couleur
rouge vif à violet sombre. Le calice, concrescent à la base, compte 5 languettes
acuminées recourbées à nervure médiane légèrement proéminente et glande nectarifère
d’environ 1 mm de diamètre. Le calicule compte 8-12 folioles étroites, élargies à la
base, adhérentes à la base du calice.
La poudre de karkadé, examinée au microscope (hydrate de chloral), présente : des
fragments de parenchyme de couleur rouge avec de nombreuses macles d’oxalate de
calcium et quelques cavités remplies de mucilage ; des fragments de vaisseaux ; des
fibres sclérenchymateuses à large lumière; des fragments de poils tecteurs 1-cellulaires
flexueux, etc. Le karkadé de doit pas renfermer plus de 2 % de fruits. Son pouvoir
colorant est déterminé par une mesure d’absorbance effectuée sur un décocté.
L’alcalimétrie directe permet d’évaluer la teneur en acides d’une macération.
Composition chimique. Le karkadé est caractérisé par une forte teneur en acides
organiques (15-30 %) : acides citrique, malique, tartrique, ascorbique, (2S,3R)-Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page30 (Noir film)
GLUCIDES30
8hydroxycitrique , accompagnés de la lactone de ce dernier. Le calice contient aussi des
polysaccharides hétérogènes acides (mucilages [rhamno-galacturonane] et pectines) et
de nombreux composés phénoliques : acides protocatéchique, gallique, chlorogénique,
etc. ; flavonoïdes (flavanols et O-glucosides de flavonols) ; antho cyanosides
(delphinidol-3-sambubioside, cyanidol-3-sambubioside et autres glycosides de ces
génines). On note aussi la présence de composés volatils, notamment des alcools et
aldéhydes aliphatiques.
Pharmacologie. Des données limitées de pharmacologie animale attribuent au
karkadé des propriétés spasmolytiques (muscles lisses isolés) et vasorelaxantes via
l’oxyde d’azote (aorte isolée). On a aussi rapporté des activités antioxydantes (in vitro)
hépatoprotectrices (in vivo), inhibitrices du développement de l’athérosclérose,
diurétiques et antihypertensives (rongeurs). L’action antihypertensive pourrait être la
conséquence d’une action diurétique et d’une inhibition de l’enzyme de conversion de
l’angiotensine. Certains la relient aux anthocyanosides, ce qui reste à démontrer. Les
différents aspects d’une éventuelle toxicité n’ont pas tous été explorés.
Évaluation clinique. Deux revues systématiques ont tenté, en 2010, d’évaluer
l’efficacité du karkadé dans le traitement de l’hypertension. Les auteurs de la première
ont estimé ne pas pouvoir le faire, aucun essai versus placebo n’ayant été publié à cette
date. Ceux de la seconde ont retenu quatre essais versus infusion de thé, captopril ou
lisinopril. Constatant des carences méthodologiques majeures dans trois de ces essais, ils
ont conclu que ceux-ci n’apportaient pas une preuve fiable permettant de considérer le
karkadé comme un traitement de l’hypertension. La même année, un essai versus
placebo — infusion versus gouttes aromatisées dans de l’eau — constatait l’effet d’une
infusion (3 fois 1,25 g/240 ml/j - 6 semaines), significativement supérieur à celui du
placebo sur la seule pression systolique de 65 volontaires pré- ou faiblement hypertendus
(PAS : – 7,2 ± 11,4 mm Hg versus – 1,3 ± 10,0 mm Hg). Il n’y a pas de preuve qu’une
infusion améliore la diurèse.
Six essais méthodologiquement insatisfaisants n’apportent pas de preuve de
l’efficacité du karkadé pour améliorer le bilan lipidique (cholestérol LDL, HDL et total,
triglycérides). Un petit essai récent évaluant (versus capsules d’amidon...) l’effet d’un
extrait aqueux de karkadé sur l’obésité n’a d’ailleurs noté aucun effet sur ces paramètres,
en dehors d’une diminution des acides gras libres.
Emplois. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet
qu’il est possible de revendiquer, pour le calice et le calicule de karkadé, les indications
thérapeutiques suivantes (voie orale) : traditionnellement utilisé 1° dans les asthénies
8. L’acide hydroxycitrique (acide 1,2-dihydroxypropane-1,2,3-tricarboxylique) possède deux
centres chiraux adjacents ; il peut donc en exister 4 stéréoisomères. L’isomère (2S,3R) est
caractéristique du calice de l’Hibiscus sabdariffa, son diastéréoisomère (2S,3S) étant présent dans
le péricarpe du fruit de Garcinia gummi-gutta (cf. p. 33). Leurs énantiomères (2R,3S) et (2R,3R)
n’ont, à ce jour, jamais été isolés à l’état naturel. Sur ces acides, voir, par exemple : Jena, B.S. et al.
(2002). J. Agric. Food Chem., 50, 10–22 ; Yamada, T. et al. (2007). Appl. Microbiol. Biotechnol.,
75, 977-982 ; Polavarapu, P.L. et al. (2011). J. Phys. Chem. A, 115, 5665-56773.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page31 (Noir film)
OSES SIMPLES 31
fonctionnelles ; 2° pour faciliter la prise de poids. Aucune évaluation toxicologique
n’est demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé » d’AMM (poudre, karkadé
pour tisane, extrait aqueux et extraits hydro-alcooliques quel qu’en soit le titre).
En Allemagne, la Commission E du BfArM a estimé (1990) que l’efficacité de la
fleur de karkadé dans les usages revendiqués n’était pas démontrée et, qu’en
conséquence, elle ne pouvait pas en recommander l’utilisation à des fins thérapeutiques.
. TAMARIN, Tamarindus indica L., Fabaceae
La pulpe de tamarin est la pulpe du fruit mûr de T. indica, débarrassé de l’épicarpe
e(Ph. fse, 11 éd., 2002). Elle contient au minimum 5 % d’acide tartrique.
La plante, la pulpe. Le tamarin est un grand arbre originaire d’Afrique, au bois dur,
cultivé dans diverses régions tropicales du globe (Inde, Antilles), au feuillage persistant
de feuilles paripennées et aux grappes de fleurs jaunâtres. Le fruit, une gousse
indéhiscente à mésocarpe charnu, peut atteindre 20 cm de longueur et renferme, dans
une pulpe charnue, de 4 à 12 graines irrégulières, dures, comprimées.
La pulpe a une couleur brun rougeâtre et une consistance pâteuse. Elle est souvent
entremêlée de fortes fibres et contient fréquemment des graines dures, luisantes (12 x
6 mm). L’odeur est aromatique, la saveur acidulée.
La pulpe ne renferme pas plus de 25 % de graines. L’acide tartrique est dosé par
chromatographie liquide après extraction par une solution diluée d’acide phosphorique.
Composition chimique. La graine renferme 15-20 % de protéines, 3-7 % de lipides
et de 65 à 70 % de polysaccharides non fibreux. On y trouve aussi 0,6 % de dérivés
phénoliques, essentiellement des proanthocyanidols. Ceux-ci, accompagnés de
flavonoïdes, sont également présents dans le péricarpe. La « gomme » commerciale est
obtenue par broyage de l’endosperme après élimination des téguments par traitement
thermique et concassage. Le polymère de réserve de cette graine est une molécule
complexe comprenant une ossature formée de D-glucoses liés β-(1—>4) et substituée
sur les positions 6 par des restes xylosyl, arabinosyl et galactoxylosyl.
La pulpe est riche en pectines et en sucres simples (20-40 %). Elle renferme
également 10-15 % d’acides organiques : acide tartrique, acide malique, acide citrique,
acide succinique, libres et salifiés (l'hydrogénotartrate de potassium est le composant
majoritaire). L’odeur est liée à la présence de composés mono terpéniques et aromatiques
(cinnamates), de dérivés furaniques artéfactuels et à celle de thiazoles et de pyrazine.
Emplois. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998)
admet qu’il est possible de revendiquer, pour la pulpe de fruit de tamarin, l’indication
thérapeutique suivante (voie orale) : « traitement symptomatique de la constipation ».
Aucune évaluation toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier
« abrégé » d’AMM (poudre). Comme pour toutes les autres plantes de ce groupe, une
information précise du corps médical et du public doit être prévue (voir p. 135).Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page32 (Noir film)
Tamarindus indica L.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page33 (Noir film)
OSES SIMPLES 33
Les médecines traditionnelles africaines utilisent principalement les fruits comme
laxatifs et les feuilles et les écorces comme cicatrisantes. Recherchée loca lement comme
condiment, la « gomme » de tamarin est employée par diverses industries non
alimentaires pour sa capacité à former des solutions visqueuses à comportement
pseudo-plastique. L'industrie des cosmétiques utilise des fractions polysaccharidiques
de la graine comme « stimulant de la réparation des peaux agressées » : des données in
vitro font état de stimulation de la prolifération des cellules de la peau et de la
protection de fibroblastes à l’encontre des UVA.
eAcide sorbique = acide 2,4-(E,E)-hexadiénoïque (Ph. eur., 8 éd., 0592). Il existe
à l’état naturel dans les fruits du sorbier sous la forme, lactonique, d’acide parasorbique.
Il est préparé par synthèse. L’acide lui-même (E200) et ses sels (Na, K, Ca, E201-203)
sont des conservateurs autorisés, inhibiteurs du développement des moisissures.
. TAMARINIER DE MALABAR, Garcinia gummi-gutta (L.) Roxb.
= G. cambogia (Gaertn.) Desr., Clusiaceae
Les Garcinia sont des plantes caractérisées par la présence de xanthones et
évoquées dans cet ouvrage à ce titre. Dans le cas du fruit du tamarinier, ses supposées
propriétés sont attribuées à l’acide hydroxycitrique, ce qui justifie qu’il soit placé dans
ce chapitre.
La plante. Le tamarinier de Malabar — on dit aussi tamarindier — est un arbre
pouvant dépasser 10 m de hauteur à branches horizontales et retombantes, à feuilles au
limbe entier, elliptique, coriace, en coin à la base. Les fleurs, rouges, ont des étamines
connées ; fleurs femelles solitaires ou par deux. Le fruit, jaune à orangé à maturité,
elliptique à 6-8 sillons, parfois mamillé à l’apex, contient 6-8 graines accompagnées
d’un arille jaune pâle. L’espèce se rencontre en Inde, en particulier dans les forêts des
Ghats Occidentales. La partie utilisée est le péricarpe du fruit (« écorce »).
Composition chimique. Le constituant majoritaire du péricarpe est l’acide
(2S-3S)hydroxycitrique (= AHC, 20-30 %, voir notes 8 et 9, p. 30 et 34). Instable, celui-ci se
lactonise facilement. Le fruit fournit aussi des benzophénones polyisoprénylées
(garcinol = gamboginol, guttiférones I-K, M, N) et des xanthones tétracycliques
(oxyguttiférones). Les extraits de fruit — généralement des extraits aqueux enrichis en
AHC par fixation/élution sur résine échangeuse d’ions — peuvent renfermer 50-60 %
d’AHC ; la formation de sels (Ca, K) évite la lactonisation. On peut aussi mettre en
œuvre une extraction méthanolique.
Pharmacologie. Chez l’animal, un extrait de péricarpe diminue l’appétit et limite
l’accumulation des graisses. Il a été postulé que ce stéréoisomère de l’acide
hydroxycitrique inhibe de façon compétitive l’ATPcitrate-lyase, enzyme qui scinde le
citrate en libérant de l’acétylCoA, substrat de la lipogenèse. In vitro, cet acide agit aussi
au niveau du tissu cortical comme les ISRS (ex. : fluoxétine) : l’accroissement du tauxPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page34 (Noir film)
GLUCIDES34
de sérotonine expliquerait la diminution de l’appétit. L’action sur le métabolisme
lipidique n’est pas claire (diminution des triglycérides ?). Le garcinol est
antiinflammatoire in vitro (macrophages activés).
Évaluation clinique. Une douzaine d’essais cliniques ont testé en double aveugle
une monopréparation contenant de l’AHC versus un placebo. Ces essais, de faible
puissance (n le plus souvent < 45), de qualité méthodologique presque toujours
médiocre (aucune donnée sur la réalisation et le maintien de l’insu, processus de
randomisation le plus souvent non décrit, incertitudes sur la prise en compte des modes
de vie, pas d’analyse en ITT, etc.) ont évalué chez des individus en surpoids des doses
variables (1-2,8 g/j) de produits souvent non spécifiés, pendant des durées très courtes
(2 à 12 semaines). Leurs résultats sont contradictoires. En dépit d’une forte
hétérogénéité, une tentative de méta-analyse de 9 essais a été faite [2011] : elle fait
apparaître une légère supériorité de l’AHC sur le placebo, non cliniquement pertinente
(variation du poids d’environ 1 %) et biaisée par les études de plus faible effectif. La
différence enregistrée dans le cas des deux études de meilleure qualité méthodologique
et de puissance plus importante n’est pas statistiquement significative. Quatre essais
(sans hétérogénéité) évaluant l’évolution de l’indice de masse corporelle ne constatent
aucune différence d’effet de l’AHC et du placebo. Les effets sur la masse graisseuse
sont contrastés. Un essai ultérieur (66 sujets, 2 g/j d’extrait, 10 semaines) n’a mis en
évidence aucun effet sur le poids ou les lipides sanguins (à l’exception du
HDLcholestérol). Il n’y a donc pas de preuve convaincante d’efficacité pour ce produit.
Effets indésirables, toxicité. Les données sur l’éventuelle toxicité des extraits de
péricarpe sont incomplètes et parfois contradictoires. Ces extraits semblent, chez
l’animal, atoxiques en aigu et à court terme (90 jours). Chez l’humain, l’administration
de 1g/j x 16 semaines d’AHC n’entraîne aucune modification pertinente de la biologie
sanguine (hormones, enzymes, bilan lipidique). Les essais cliniques n’ont révélé aucun
effet indésirable sévère (quand ils ont été rapportés...), mais l’on ne dispose d’aucune
donnée sur le long terme. L’interprétation des informations disponibles est délicate, la
composition des produits testés étant rarement précisée : proportion d’AHC lactonisé ?
nature des autres constituants ? Une étude de 2013 a montré que l’AHC induisait chez
la Souris une inflammation et une fibrose hépatiques (1 % de la ration, 16 semaines),
alors que d’autres auteurs ont évoqué une action hépatoprotectrice. Depuis une dizaine
d’années des manifestations toxiques, en particulier hépatiques, ont été rapportées
9outre-Atlantique avec des multi-préparations contenant un extrait de Garcinia . Un cas,
isolé, de néphropathie a également été signalé. Efficacité improbable, innocuité
incertaine : la balance bénéfices-risques est défavorable.
9. Peut-on suspecter la responsabilité de l’AHC du fruit de Garcinia gummi-gutta dans la
survenue de ces accidents ? Oui, tout comme celle d’autres ingrédients du mélange. C’est cette
hypothèse que citent à la suite d’autres auteurs et sans la discuter les auteurs du rapport de l’ANSM
« Évaluation des risques liés à l’utilisation de produits de santé à des fins d’amaigrissement » [juillet
2012]. Si l’on ne dispose d’aucun argument solide pour disculper l’AHC, on notera que le complément
®alimentaire incriminé (Hydroxycut ) renferme, entre autres constituants, sel de chrome, caféine et théPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page35 (Noir film)
OSES SIMPLES 35
Emplois. À la suite des signalements évoqués ci-dessus, l’Afssaps, considérant que
G. gummi-gutta était un « médicament par présentation » (eu égard aux propriétés
hypoglycémiantes et hypolipémiantes de l’acide hydroxycitrique) a interdit, en avril
2012, l’importation, la préparation, la prescription et la délivrance de préparations
magistrales, officinales et hospitalières (y compris les préparations homéopathiques) à
base de G. gummi-gutta. L’Agence, devenue entre-temps l’ANSM, a rappelé en juillet
2012 que la commercialisation des produits de la gamme incriminée n’était pas
autorisée en France (communiqué de la DGCCRF du 15 mai 2009). De plus, elle a
souligné que l’utilisation de compléments alimentaires à base de G. « cambodgia » [sic]
non soumis à l’évaluation des autorités sanitaires et vendus sur Internet est « fortement
déconseillée », cette plante « n’ayant pas fait l’objet d’une démonstration d’un rapport
efficacité/sécurité favorable dans l’indication de la perte de poids ». Ce Garcinia, ainsi
vert, ce dernier ayant été à plusieurs reprises incriminé dans la survenue de manifestations
hépatotoxiques (cf. inter alia : Mazzanti, G. et al. [2009]. Eur. J. Clin. Pharmacol., 65, 331-341). Les
®auteurs de la plus grande série publiée de cas de dommages hépatiques liés à l’Hydroxycut en ont
étudié 17, souvent graves (lien de causalité certain [8], très probable [5], probable [2] ou possible [2]).
Selon ces auteurs, qui mettent en évidence des similitudes de présentation clinique et biochimique entre
la majorité de leurs cas et des cas précédemment publiés d’une part, et ceux imputés aux extraits de thé
vert d’autre part, « the responsible toxic ingredient is not entirely certain, but may be the consequence
of the presence in the product of Camellia sinensis. » Cf. Fong, T.L. et al. (2010). Am. J Gastroenterol.,
105, 1561-1566 et réf. citées.
Il ne semble pas que des cas impliquant le seul G. gummi-gutta aient été publiés. Un cas — mortel
— a impliqué un mélange de ce Garcinia, de chrome, d’extraits de Citrus aurantium feuilles (?), de
bambou, de bouleau, de Magnolia, mais aussi de cosse de haricot, de Gymnema, etc. : une « synergie »
toxique entre l’AHC et le montélukast que prenait le patient a été évoquée. Un autre cas associait
Garcinia, chrome et diverses plantes (hydrocotyle, cascara, boldo, etc.). Cf. (a) - Actis, G.C. et al.
(2007). Dig. Liver Dis., 39, 953-955; (b) - Lança, S. et al. (2002). Eur. J. Intern. Med., 13, 518-520.
®Les derniers cas publiés confirment l’hépatotoxicité de l’Hydroxycut . Dans un cas le thé vert a été
mis en cause (Chen, G.C. et al. [2010]. World J. Hepatol., 2, 410-415), dans l’autre les auteurs ont fait
référence à la synergie supposée AHC - montélukast pour suspecter ledit AHC (Kaswala, D. et al.
[2014]. Ann. Med. Health Sci. Res., 4, 143-145).
L’ANSM fait également état d’une possible implication de Garcinia dans la survenue de
convulsions et d’atteintes musculaires. Les convulsions sont survenues chez un sujet qui consommait,
outre de l’extrait de Garcinia, 60 mg/j d’éphédrine et plus de 600 mg/j de caféine (de fait le produit
®incriminé était la formulation initiale de l’Hydroxycut , retirée du marché en 2003 suite à la mise en
évidence de la dangerosité certaine de l’éphédrine). Santé Canada, qui a initialement rapporté un cas
®d’atteinte musculaire par l’Hydroxycut , en a évoqué deux similaires : dans le premier le Garcinia était
associé au guarana, à l’éphédrine, au chitosane et au chrome ; dans le second le mélange (guarana,
kava, etc.) ne contenait pas de Garcinia. Les auteurs, sans écarter la possible responsabilité de l’AHC
ou du chrome, ont rappelé que l’association rhabdomyolyse-caféine est documentée, cf. Griffiths, J. et
Pilon, K. (2005). Bulletin canadien des effets indésirables, 15 (1), 4, et réf citées. Trois autres cas de
®rhabdomyolyse par l’Hydroxycut ont été enregistrés depuis : les auteurs ont insisté sur la nécessité de
mettre en garde contre un excès de consommation de caféine... cf. Carol, M.L. (2013). Mil. Med., 178,
e1039-1042. Plus récemment, un cas de myocardite nécrosante temporellement associée à la prise d’un
complément à base d’extrait de G. ‘cambogia’ a été publié (Allen, S.F. et al. [2014]. Can. J. Cardiol.,
30, 1732, e13-15), ainsi qu’un cas d’hépatite aiguë lié à G. ‘cambogia’ pur (Melendez-Rosado, J. et al.
[2015]. J. Clin. Gastroenterol., 49, 449-450, réf. non vue, via Pubmed, pas de résumé).
Dans aucun des cas cités ci-dessus (sauf erreur), il n’a été fait mention d’une analyse des mélanges
incriminés, pas plus que d’une recherche de contaminants divers et/ou d’ajouts frauduleux.Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page36 (Noir film)
GLUCIDES36
que les autres espèces du genre, ne figure pas sur la liste des plantes autorisées dans les
compléments alimentaires (arrêté du 24 juin 2014).
6. CYCLITOLS
Les cyclitols sont des polyhydroxycycloalkanes. Le cyclohexanehexol ou inositol
joue un rôle biologique fondamental et a, de ce fait, suscité de nombreux travaux. Six
des neuf isomères possibles sont connus à l’état naturel. Les esters phosphoriques du
myo-inositol, notamment l’acide phytique, constituent la forme la plus abondante des
phosphates dans la nature.
Le sel de sodium de l’acide phytique (DCI : acide fytique) précipite le calcium
intes tinal sous forme de phytate insoluble et inabsorbable. Ses indications sont les sui -
vantes : hypercalciuries, lithiases calciques infectées, exploration du métabolisme
calcique. Lors du traitement des hypercalciuries, le régime alimentaire doit être pauvre
en calcium et la calciurie surveillée régulièrement. Le sel de calcium est associé à
divers composants (par exemple des vitamines, ou de la kola) dans des spécialités
utilisées dans le traitement symptomatique de l'asthénie fonctionnelle.
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Oligosaccharides
1. Introduction....................................................................................................................38
2. Disaccharides.................................................................................................................40
saccharose, plantes à saccharose ...........................................................................40
betterave .............................................................................................41
canne à sucre ......................................................................................42
3. Dérivés des disaccharides, maltitol, isomalt..................................................................43
4. Oligosaccharides............................................................................................................43
5. Cyclodextrines ...............................................................................................................45
6. Bibliographie ..46
1. INTRODUCTION
Les oligosaccharides ou oligosides résultent de la condensation de deux à dix molécules
d’oses par établissement, entre chacune d’entre elles, d’une liaison osidique. Cette
liaison osidique est formée, in vivo, par transfert d’un radical osyle à partir d’un
nucléotide-ose sur une molécule acceptrice; elle implique l’hydroxyle hémiacétalique
porté par le carbone anomérique d’un ose et l’un quelconque des hydroxyles : 1° d’une
autre molécule d’ose (formation d’un dioside) ou, 2°, d’une chaîne osidique plus ou
moins longue (formation d’oligosaccharides et de polysaccharides).
On rappellera ici :
- que la liaison osidique est facilement rompue par hydrolyse chimique et, avec une
étroite spécificité, par hydrolyse enzymatique;
- que la détermination de l’enchaînement et la connaissance du mode de liaison de
ces petites molécules sont maintenant largement facilitée par le progrès des techniques
spectroscopiques (RMN, SM), même si les méthodes classiques restent couramment
utilisées (voir les ouvrages de biochimie).Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page40 (Noir film)
GLUCIDES40
2. DISACCHARIDES
Selon le type de liaison osidique, on distingue les disaccharides non réducteurs (la
liaison se fait entre les fonctions réductrices de chaque ose) et les disaccharides
réducteurs (la liaison implique la fonction réductrice d’un seul ose). Un seul
disaccharide non réducteur a une importance industrielle : le saccharose.
Le tréhalose [= α-D-glucopyranosyl-(1—>1’)-α-D-glucopyranoside], disaccharide
non réducteur caractéristique des Champignons et autres organismes non
photosynthétiques, peut être préparé à partir de l’amidon par voie enzymatique. En 2015, le
comité ad hoc de l’EMA a rendu un avis favorable à la désignation du tréhalose comme
médicament orphelin pour le traitement de la dystrophie musculaire oropharyngée et de
l’ataxie spinocérebelleuse (EMA/COMP/205240 et 28710/2015). Il constitue par
ailleurs un auxiliaire de fabrication en pharmacotechnie ainsi qu’un nouvel ingrédient et
un nouvel aliment (boulangerie, confiserie, cryoprotection, etc.).
Si l'on peut détecter de nombreux disaccharides réducteurs dans les végétaux, c'est
toujours en très faible quantité : ce sont en fait des produits de dégradation
d'oligomères, de polymères ou d'hétérosides : le maltose
[α-D-glucopyranosyl-(1–>4)D-glucopyranoside] et le cellobiose [β -D-glucopyranosyl-(1—> 4)-D-gluco pyranoside]
sont issus de la dégradation respective de l’amidon et de la cellulose.
Les autres disaccharides parfois caractérisés sont normalement des éléments
constitutifs de combinaisons hétérosidiques, en particulier celles construites autour
d’une génine phénolique (voir tableau ci-dessous, voir aussi : flavonoïdes).
structure dénomination courante
O-β-D-Glcp-(1—>4)-D-Glcp cellobiose
O-αp-(1—>p maltose
O-β-D-Glcp-(1—>2)-D-Glcp sophorose
O-β-D-Glcp-(1—>3)-D-Glcp laminaribiose
O-βp6)-D-Glcp gentiobiose
O-β-D-Galp-(1—>4)-D-Glcp lactose
O-α-L-Rhap-(1—>2)-D-Glcp néohespéridose
O-αp3)-D-Glcp rungiose
O-α-L-Rhap-(1—>6)-D-Glcp rutinose
O-β-D-Glcp-(1—>3)-α-L-Rhap scillabiose
O-β-D-Xylp2)-D-Glcp sambubiose
O-βp-(1—>2)-D-Galp lathyrose
O-β-D-Xylp6)-D-Glcp primevérose
Saccharose, plantes à saccharose
Le saccharose [α-D-glucopyranosyl-(1—> 2)-β-D-fructofuranoside] est un
disaccharide non réducteur. Principale forme de transport et forme de réserve
temporaire de l’énergie chez les végétaux, il s’accumule dans certaines racinesPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page41 (Noir film)
OLIGOSACCHARIDES 41
charnues. On peut l’obtenir à partir de l’érable à sucre, Acer saccharum Marshall, arbre
de l’est du continent nord-américain. C’est aussi l’un des principaux constituants de la
datte, fruit du palmier dattier (Phœnix dactylifera L., Arecaceae [= Palmae]). Ses deux
principales sources industrielles sont la canne à sucre et la betterave. Il est produit
eindustriellement à partir de la betterave depuis le début du XIX siècle. La production
mondiale est voisine de 180 millions de tonnes : Brésil, Inde, Chine, États-Unis
d’Amérique, Thaïlande, Russie, Pakistan, Mexique, Allemagne, France, etc. (sucre
brut, betterave et canne à sucre, 2012).
eLe saccharose a été caractérisé dans la racine de betterave au milieu du XVIII siècle
(Markgraf, 1745). Deux siècles plus tard, sa synthèse totale était publiée (1953) et son
étude conformationnelle achevée (RMN). Entre-temps, les plus grands noms de la
chimie se sont intéressés à sa structure, à ses propriétés chimiques et biologiques, à son
origine, à son devenir. À l’heure actuelle, le sujet ne semble pas épuisé : il continue à
susciter de nombreuses publications.
OH
OH HO
HO O
O HO
HO HOOHHO OHO OOH HO
O OHHO
O
OH OH
α-maltose saccharose
eLe saccharose officinal (Ph. eur., 8 éd. - 8.6, [01/2016:0204]) doit satisfaire à des
essais très proches de ceux prescrits pour le glucose. Il est utilisé comme excipient des
tablettes et autres formes pour la voie orale et pour la fabrication des sirops
(concentration minimale de 45 % m/m). L’industrie pharmaceutique emploie un
saccharose modifié physiquement avec ou sans adjonction de maltodextrines pour le
rendre directement com pressible. Elle a également fréquemment recours au sirop
simple (Pharmacopée) obtenu par dissolution à chaud de 650 g de saccharose dans
1 litre d’eau purifiée et éventuellement additionnée d’agents antimicrobiens
(d = 1,31–1,33, indice de réfraction = 1,449-1,458).
Le saccharose est le constituant majoritaire (jusqu’à 92 %) des sphères de sucre
e(Ph. eur., 8 éd. - 8.6, [01/2016:1570). Il permet de préparer, par transestérification sur
les esters méthyliques des acides stéarique et palmitique d’origine végétale, le stéarate
eet le monopalmitate de saccharose (Ph. eur., 8 éd., 2318-2319).
.BETTERAVE SUCRIÈRE, Beta vulgaris L., Amaranthaceae
La plante, bisannuelle, est cultivée comme annuelle : le recours à des variétés à fort
besoin de vernalisation permet d’éviter la floraison et, de ce fait, la racine se développe
davantage. Cette racine contient environ 77 % d’eau et 16-17 % de saccharose. Pro-Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page42 (Noir film)
GLUCIDES42
duction mondiale (2013) : 250 millions de tonnes; quatre pays en produisaient cette
même année plus de 20 millions de tonnes chacun (Russie [39,3], France [33,6],
ÉtatsUnis d’Amérique [29,8], Allemagne [22,8]) et cinq plus de 10 millions de tonnes
(Chine, Égypte, Pologne, Turquie, Ukraine).
Les racines, lavées, épierrées et épaillées, sont découpées en fines lanières
(cossettes) et le saccharose extrait par simple diffusion dans l’eau chaude. Le jus obtenu
est purifié par chaulage, puis traité par le dioxyde de carbone. Après filtration, le jus
clarifié est concentré sous vide. Le sirop laisse cristalliser plusieurs jets successifs de
saccharose, la phase résiduelle constituant la mélasse. Un essorage (turbinage) permet
de purifier le produit (sucre blanc cristallisé). Le rendement moyen est voisin de 130 kg
de saccharose et de 35-40 kg de mélasse à 48 % de saccharose par tonne de betterave.
L’industrie prépare également le sucre liquide, le sucre liquide inverti et le sirop de
sucre inverti.
De nombreuses études rapportent que le saccharose en solution par voie orale peut
être utilisé comme analgésique chez le nouveau-né pour le calmer lors de procédures
uniques douloureuses (ex. ponction au talon, pose d’une voie veineuse). La diminution
d’indicateurs physiologiques (fréquence cardiaque) et comportementaux (pleurs,
mouvements du visage) objective l’effet du saccharose pris peu avant le geste invasif.
Dans l’industrie agroalimentaire, le saccharose est depuis toujours employé comme
conservateur : lorsque la concentration est suffisante — la solubilité maximale à 20 °C
est de 204 g de saccharose pour 100 g d’eau — le développement des
microorganismes est inhibé.
Le saccharose étant considéré par le règlement d’exécution (UE) 916/214 du 22
août 2014 comme une « substance de base » — i.e. comme une aide à l’agriculture, une
PNPP (préparation naturelle peu préoccupante]) au sens de la législation française —, il
peut être utilisé depuis le 01-01-2015 comme éliciteur des mécanismes de défense
naturels de cultures : protection des pommiers contre la carpocapse, protection du maïs
contre la pyrale (JOUE, 23-08-2014, L 251/16-18). Dans le cas de l’agriculture
biologique, cet emploi demeurait, à cette date, soumis à l’agrément des différents
organismes concernés.
.CANNE À SUCRE, Saccharum officinarum L., Poaceae
S. officinarum lato sensu comprend au moins trois sous-espèces et de nombreuses
variétés. Comme le maïs, c’est une plante de type « C4 » donc à haut rendement. Grand
roseau vivace d’origine discutée (Inde, Mélanésie?), elle possède une tige pleine entre
les entre-nœuds et terminée par une grande panicule de fleurs. Les tiges écrasées
fournissent un jus (le vesou) qui, débarrassé de ses protéines et neutralisé (chaulage),
filtré, décoloré et concentré, laisse cristalliser le saccharose brut (sucre cristallisé roux).
Ce sucre peut être « affiné » par brassage dans du sirop concentré, turbinage,
dissolution, concentration, cristallisation. La zone Caraïbes - Amérique centrale et du
Sud et l’Asie sont les principales zones de production. Production mondiale :
1,87 milliards de tonnes en 2013 (Brésil, Inde, Chine, Thaïlande, etc.).Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page43 (Noir film)
OLIGOSACCHARIDES 43
3. DÉRIVÉS DES DISACCHARIDES
®• esters du saccharose (Olestra ). Le mélange des hexa-, hepta- et octaesters du
saccharose et d'acides gras issus des huiles alimentaires constitue un substitut des
matières grasses. Ces esters ne sont ni digérés, ni absorbés, et leur utilisation dans
certains aliments a été autorisée en 1996 aux États-Unis d’Amérique par la FDA.
L’ingestion de doses fortes peut provoquer des crampes abdominales et un éventuel
suintement anal chez quelques personnes. Ils peuvent aussi induire une baisse de la
concentration sérique en caroténoïdes et vitamines liposolubles (tocophérols).
En Europe, les esters de saccharose (E473), c’est-à-dire essentiellement les mono-,
di- et triesters d’acides gras d’huiles et graisses alimentaires et de saccharose,
constituent des surfactants non-ioniques autorisés comme additif dans l’alimentation
humaine. Il en est de même pour les sucroglycérides (E474) qui contiennent en outre des
mono-, di- et triglycérides résiduels. Hydrolysés au niveau du tractus gastro-intestinal,
ces sucroesters ne sont pas toxiques en eux-mêmes ; la dose journalière admissible
actuellement fixée par l’EFSA est de 40 mg/kg/j.
e• maltitol (Ph. eur., 8 éd., 1235) et maltitol liquide (1236). Ce polyol n’existe pas à
l’état naturel, il est produit par synthèse à partir des sirops de glucose riches en maltose.
C’est un édulcorant de charge autorisé (E965 1 & 2).
e• isomalt (Ph. eur., 8 éd. - 8.3, [01/2015:1531]). C’est le produit d’hydrogénation
catalytique de l’isomaltulose qui est issu de la transformation enzymatique
(Protaminobacter rubrum) du saccharose. C’est un mélange de
6-O-α-D-gluco®pyranosyl-D-sorbitol et de 1-O-α-D-glucopyranosyl-D-mannitol (Palatinit ). C’est un
édulcorant de charge autorisé, (voir ci-dessus : meso-xylitol).
• On citera aussi un disaccharide de synthèse, le lactulose (= β -D-galacto -
pyranosyl-[1—>4]-D-fructofuranoside) qui est un laxatif osmotique, un
hypoammoniémiant, un stimulant du péristaltisme intestinal. L’abaissement du pH colique par les
acides issus de sa dégradation par la flore microbienne diminue l’absorption intestinale
+de l’ammoniac et favorise sa diffusion sanguine et sa fixation/élimination (NH ).4
Indications : traitement symptomatique de la constipation; encéphalopathie hépatique.
e• Le lactitol monohydraté (Ph. eur., 8 éd., 1337), produit d’hydrogénation
catalytique du lactose — ce n'est pas un sucre d'origine végétale —, revendique les
mêmes indications et les mêmes effets indésirables éventuels (flatulence, crampes
abdominales, diarrhées).
4. OLIGOSACCHARIDES
Les oligosaccharides supérieurs (de trois à dix oses) représentent des formes de
réserve spécifiques d’espèces ou de groupes végétaux restreints, ce qui explique leur
intérêt pour le chimiotaxonomiste. Certains sont également impliqués dans la formationPharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page44 (Noir film)
GLUCIDES44
d’hétérosides (trisaccharides linéaires ou ramifiés des flavonoïdes, oligosaccharides des
saponosides, etc., voir aux chapitres correspondants).
Les plus fréquents des oligosaccharides de réserve sont des dérivés galactosylés du
saccharose, non réducteurs. Comme d’autres formes de réserve, ils sont surtout stockés
dans des graines et dans des organes souterrains. S’ils sont parfois présents dans des
végétaux auxquels la tradition attribue des propriétés médicinales, ces oligosaccharides
ne semblent pas jouer un rôle déterminant dans l’activité de celles-ci (ombelliférose des
racines d’Apiaceae, plantéose des graines de divers plantains).
CH OH2
O
HO
isomélibiose
OH
O melibiose
HO
CH CH OH2 CH OH 22
O OO
HO
OH OHOH
HO HO
HO OHOsaccharose
O O O O
HOH C HOH C2 2
HO HO
CH OH CH OH2 2
OH OH
raffinose umbelliférose
α-D-Galp-(1—>6)-α-D-Glcp-(1<—>2)-β-D-Fruf α-D-Galp-(1—>2)-α-D-Glcp-(1<—>2)-β-D-Fruf
+ α-D-Galp-(1—>6) : stachyose
+ α-D-Galp-(1—>6) : verbascose
+ α-D-Galp ajugose Exemples d'oligosaccharides
À titre d’exemple on citera ici la série la plus importante formée par l’addition, via le
galactinol (c’est-à-dire le 1-L-1-O-α-D-galactopyranosyl-myo-inositol), de D-galactose
sur le saccharose par l’intermédiaire de liaisons (1—> 6)-α : raffinose, stachyose,
verbascose, ajugose. Les premiers termes de la série sont fréquents dans les graines de
Fabaceae : ils sont en partie à l’origine des flatulences observées après la
consommation de légumes secs (ex. : haricots, pois chiches). Le stachyose s’accumule
également dans les tubercules comestibles d’une Lamiaceae, le crosne du Japon,
Stachys tuberifera Nand.
Les fructo-oligosaccharides non réducteurs sont largement utilisés par l'industrie
agroalimentaire. Ces molécules, préparées par voie enzymatique (cf. p. 105) sont
bifidogènes, ce qui a conduit plusieurs pays à autoriser les firmes qui commercialisent des
produits en contenant à revendiquer des allégations du type « contribue au maintien
d'une bonne santé gastro-intestinale ». Les oligosaccharides réducteurs connus sont
essentiellement des produits d’hydrolyse partielle de polysaccharides : c’est le cas des
malto-dextrines issues de l’hydrolyse partielle de l’amidon (voir ci-dessus).Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page45 (Noir film)
OLIGOSACCHARIDES 45
5. CYCLODEXTRINES
Les cyclodextrines sont des oligosaccharides cycliques produits par dégradation
enzymatique de l’amidon. L’enzyme, la cyclodextrine glycosyl transférase, est produite
par différents bacilles (Bacillus macerans, B. circulans et souches recombinantes).
Structuralement, les α-, β- etγ-cyclodextrines comportent respectivement 6, 7 et 8
unités de glucose reliées par des liaisons α-(1—>4). Ces molécules, plutôt
hydrosolubles et résistantes à l’hydrolyse, ont une forme de tore. Elles présentent une
cavité de 8 Å de profondeur et de 5 à 9 Å de diamètre moyen, relativement hydrophobe
(carbones du squelette et ponts éther) alors qu’elles sont très hydrophiles à l’extérieur
(alcools primaires sur la partie étroite du tore, alcools secondaires sur la partie large).
Leur intérêt majeur réside dans leur capacité à former des composés d’inclusion non
covalents avec de nombreuses molécules aux dimensions compatibles et donc de
permettre une « encapsulation moléculaire » pour augmenter la stabilité (thermique,
chimique), pour modifier la solubilité et la vitesse de dissolution, pour améliorer la
biodisponibilité, éviter les interactions, éviter les dégradations gastriques ou oculaires,
masquer le goût et l’odeur, etc. Les applications possibles de ces composés peu
toxiques et faiblement immunogènes sont nombreuses : complexation de substances
actives, de pesticides, de détergents, stabilisation des arômes et des colorants,
augmentation de l’absorption. Leur grande résistance à l’hydrolyse enzymatique par
l’α-amylase conduit à limiter la dose jour nalière à 3 % de la ration alimentaire. Plusieurs
dizaines de cyclodextrines modifiées ont été développées pour élargir le champ de leurs
potentialités. Elles permettent aussi l’élaboration de structures supramoléculaires
destinées, entre autres, à diverses applications biomédicales (cyclodextrines
amphiphiles, composés polymérisés pouvant s’auto-assembler (nanogels, nanosphères,
nanocapsules pour la vectorisation des substances actives). Sans compter des
potentialités d’avenir : imagerie médicale, vectorisation de gènes, dispositifs médicaux
greffés, textiles « chimiques », etc.
En thérapeutique, une γ-cyclodextrine modifiée a été développée : sa cavité, élargie
par le greffage de chaînes latérales à extrémité chargée négativement, est capable de
complexer les curares stéroïdiques (rocuronium, vécuronium) et, ainsi, de lever le bloc
neuro-musculaire que ces molécules provoquent (Org 25969 = sugammadex).
En 2012, les experts de l’EFSA ont estimé que la consommation d’α-cyclodextrine
avec un repas amylacé réduit la réponse glycémique post-prandiale. Pour ce faire, il
convient d’ingérer 5 g d’α-cyclodextrine pour 50 g d’amidon, cf. EFSA Journal, (2012),
10 (6), 2713.
Pour les chimistes, les cyclodextrines et leurs dérivés constituent une phase
stationnaire chromatographique très intéressante : ils permettent la séparation
stéréosélective (et la quantification) de molécules chirales (par exemple dans les huiles
essentielles).
La β-cyclodextrine (betadex) peut être utilisée dans l’industrie agroalimentaire
(E459), par exemple pour enrober les arômes destinés à la formulation de thés
aromatisés ou de boissons instantanées, pour prolonger le gôut de confiseries (gommes
à mâcher), etc. Sur les spécifications de ce produit, voir la Pharmacopée européenne
e e(8 éd., 1070). Voir aussi la monographie « hydroxypropylbetadex » (8 éd., 1804).Pharmacognosie_001_046_001–> 31/03/2016 09:06 Page46 (Noir film)
GLUCIDES46
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Polysaccharides
1. Structure des polysaccharides........................................................................................48
2. Comportement des polysaccharides : gélification .........................................................48
3. Isolement et analyse structurale.....................................................................................49
4. Monographies ................................................................................................................50
5. Bibliographie .................................................................................................................50
Il est hors de question, dans ce court chapitre introductif, de détailler la structure, les
propriétés, les fonctions ou les méthodes d’étude des polysaccharides : ce n’est pas
l’objet de la pharmacognosie. Il semble toutefois utile de souligner ici quelques
données de base que le lecteur complétera utilement en se reportant aux traités de
biochimie et aux ouvrages et publications spécialisés.
Les polysaccharides (ou polyosides, ou glycanes) sont arbitrairement définis
comme des polymères de haut poids moléculaire résultant de la condensation d’un
grand nombre de molécules d’oses. Chaque ose est lié à son voisin par l’inter médiaire
d’une liaison osidique formée par élimination d’une molécule d’eau entre l’hydroxyle
hémiacétalique en C-1 d’un ose et l’un quelconque des hydroxyles de l’autre molécule
osidique.
Molécules naturelles, les polysaccharides ont une distribution quasi universelle et ils
assurent, chez les êtres vivants, un grand nombre de fonctions vitales dont certaines
sont, au demeurant, fort mal connues. Responsables de la rigidité des parois cellulaires
des végétaux supérieurs (ou a contrario de la souplesse des thalles des Algues), forme
de stockage de l’énergie (amidon et autres polysaccharides des végétaux, mais aussi
glycogène des animaux), protecteurs des tissus contre la déshydratation du fait de leurPharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page48 (Noir film)
GLUCIDES48
pouvoir hydrophile, ce sont parfois des substances élaborées par un organisme pour
assurer sa défense (ex. : paroi des micro-organismes).
1. STRUCTURE DES POLYSACCHARIDES
On distinguera les polysaccharides homogènes (homoglycanes) résultant de la
condensation d’un grand nombre de molécules d’un même ose et les polysaccharides
hétérogènes (hétéroglycanes) qui sont le résultat de la condensation de molécules
appartenant à divers types d’oses. Les constituants les plus divers peuvent participer à la
formation du polysaccharide, surtout chez les polymères hétérogènes : hexoses,
pentoses, anhydrohexoses, éthers d’oses, esters sulfuriques. Homogène ou hétérogène,
un polysaccharide peut être linéaire ou ramifié.
Répartition des oses dans le polymère. On distingue classiquement :
. les polysaccharides à séquence périodique (ex. : amylose, cellulose). Les oses
sont répartis le long de la chaîne selon un motif qui se répète régulièrement. La
conformation de ce type de polymère est principalement déterminée par la conformation de la
liaison osidique :
- la liaison est β-(1—> 4), la forme est un ruban très étiré (ex. : cellulose),
-α 4), le polymère peut adopter une disposition hélicoïdale
(ex. : amylose),
- dans quelques cas la conformation est lâche, flexible, conséquence d’une
grande liberté de rotation, c’est le cas des structures à liaisons (1—> 6);
. les polysaccharides à séquence interrompue. Des zones à périodicité régulière
alternent avec des zones hétérogènes. Des possibilités d’interactions
polymèrepolymère permettront la gélification;
. les polysaccharides complètement hétérogènes. Les interactions possibles seront
du type polymère-solvant.
2. COMPORTEMENT DES POLYSACCHARIDES : GÉLIFICATION
Beaucoup de polysaccharides sont caractérisés par leur aptitude à former des gels,
c’est-à-dire des réseaux macromoléculaires tridimensionnels solides retenant entre leurs
mailles la phase liquide. La gélification c’est, en quelque sorte, le passage du désordre
(une solution vraie) à un certain ordre créé par l’association partielle de chaînes ou de
segments de chaînes entre eux. Plus les chaînes ou segments de chaînes s’associent,
plus la rigidité du gel augmente : la synérèse partielle (rétractation du gel) peut se
produire. Si l’organisation devient trop importante la structure est proche de celle d’un
précipité. La réversibilité de la gélification implique que les liaisons inter-polymères
soient faibles (liaisons hydrogène, liaisons de coordinence) ; le corollaire de cettePharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page49 (Noir film)
POLYSACCHARIDES 49
faiblesse des liaisons est qu’il est nécessaire qu’elles puissent s‘établir en nombre
suffisant, d’où l’influence déterminante de la structure du polymère sur l’aptitude à la
gélification :
- les homopolymères réguliers forment des zones de jonctions très étendues,
l’organisation de la structure est importante, on peut plutôt parler de précipitation;
- les polymères hétérogènes et dépourvus de séquences régulières sont
dispersés dans le solvant, ils forment des solutions visqueuses;
- les polymères à séquences régulières interrompues par des motifs irréguliers
peuvent former des zones de jonction ponctuelles et conduire à des gels élastiques.
Les zones de jonction peuvent mettre en jeu des structures hélicoïdales (ex. :
agarose, carraghénanes) ou des entassements de chaînes (ex. : pectines, alginates,
voir ci-dessous).
gélification : formation de zones de jonction ponctuelles.
3. ISOLEMENT ET ANALYSE STRUCTURALE
Isolement. La solubilisation des polysaccharides fait intervenir de l'eau,
éventuellement additionnée d’acides minéraux (extraction des pectines) ou de divers
sels (carbonates dans le cas de l’algine). Au laboratoire on peut aussi utiliser des
solvants aprotiques dipolaires. L’élimination des sels et des molécules de faible masse
moléculaire peut être réalisée par dialyse, par utilisation de résines échangeuses d’ions,
par filtration moléculaire sur gel ou par extraction (ex. : élimination des
oligosaccharides et des pigments par l’éthanol ou l’acétone).
Le fractionnement des polysaccharides est délicat : il impose le recours à des
techniques de précipitation (par des solvants non miscibles, par addition de sels, par
variation de pH). Les techniques chromatographiques sont largement mises à profit :
sur charbon, sur gels de polyglucosanes réticulés natifs ou greffés, sur échangeurs
d’ions. Les particularités structurales du polysaccharide à isoler permettent parfois
l’utilisation de techniques spécifiques : formation de complexes boriques, formation de
dérivés d’inclusion, utilisation d’ammoniums quaternaires. Dans tous les cas laPharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page50 (Noir film)
GLUCIDES50
purification est suivie par des déterminations physiques et chimiques : activité optique,
masse moléculaire, composition élémentaire, électrophorèse, etc.
Analyse structurale. Elle est particulièrement complexe et impose l’utilisation
conjointe des méthodes physiques (techniques spectrales) et des méthodes chimiques
(hydrolyse, méthanolyse, hydrolyse partielle, formations de dérivés, dégradations
contrôlées du polymère et de dérivés de celui-ci, etc.). L’exposé des méthodes utilisées
dépasse le cadre fixé au présent ouvrage : le lecteur se reportera aux ouvrages et
publications spécialisés pour une présentation des techniques permettant la
détermination de la composition élémentaire en oses, celle de leurs modes de liaison,
l'établissement de la configuration des liaisons, la mesure de la masse moléculaire,
l'estimation de la longueur des chaînes, la reconnaissance et la localisation des
branchements, etc.
4. MONOGRAPHIES
Toute tentative de classification est peu ou prou arbitraire. La diversité des
structures et des emplois des polysaccharides et des organismes qui les élaborent nous
conduit à adopter ici une classification fondée sur l’origine botanique :
- polysaccharides élaborés par les micro-organismes et les Champignons;
- polysaccharides des Algues;
- polysaccharides des végétaux supérieurs : homogènes et hétérogènes.
5. BIBLIOGRAPHIE
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polysaccharides
des végétaux inférieurs
Polysaccharides
des Bactéries et des
Champignons
À ce jour, les polymères osidiques utilisés par l’Homme sont, en majorité, issus de
végétaux supérieurs ou hémisynthétisés à partir de polymères naturels; pour nombre
d’entre eux, ils sont connus et employés depuis plusieurs siècles. Leur origine végétale
n’est pas sans inconvénients : irrégularité de l’approvisionnement en cas de conditions
climatiques inhabituelles et donc fluctuation des prix, qualité inégale et, parfois,
manque de reproductibilité des propriétés physiques consécutif à la variabilité inhérente
au matériau vivant.
Les polymères élaborés par un procédé biotechnologique peuvent pallier ces
inconvénients : ils sont produits dans des conditions contrôlées, avec une constance de
qualité et de propriétés remarquable.
Si, dans l’immédiat, le nombre de polysaccharides produits par des
microorganismes et autorisés à la vente est restreint, il pourrait, si l’on en juge par le nombre
de produits publiés et en cours d’étude, croître dans l’avenir.
. DEXTRANES, dextrans (DCI)
Les dextranes sont des polymères du glucose, des glucanes formés de résidus
α-Dglucopyranosyl liés 1—> 6. Molécules plus ou moins ramifiées et de masse moléculairePharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page52 (Noir film)
GLUCIDES52
6importante (40-50 x10 ), les dextranes sont élaborés par une enzyme exocellulaire de
différentes bactéries appartenant aux genres Leuconostoc, Lactobacillus et
Streptococcus : l’enzyme — la dextrane-sucrase — réalise la polymérisation de restes
α-glucopyranosyles par transfert de glucose à partir du saccharose.
Le terme, très général, de dextrane s’applique en fait à l’ensemble des polymères
exocellulaires excrétés par les différentes souches de ces espèces. Chaque polymère est
spécifique de la souche qui l’élabore. Il peut comporter des liaisons 1—> 2, 1—> 3 ou
1—>4, mais les liaisons 1—>6 sont toujours majoritaires. Le taux de branchement varie
de 5 à 33 % et, dans la majorité des cas, les chaînes latérales sont très courtes (une ou deux
molécules de glucose) et liées à la chaîne principale par une liaison 1—>3 ou 1—> 2.
Dans le cas des produits — dextran 1, dextrans 40, 60 et 70 pour préparations
injectables — qui font l'objet d'une monographie à la Pharmacopée européenne
e(8 éd.), il est précisé qu’ils sont obtenus « par hydrolyse et fractionnement de dextrans
produits par fermentation du saccharose au moyen de la souche Leuconostoc
mesenteroides NRRL-B-512 = CIP 78.59 ou de ses sous-souches, par exemple
L. mesenteroides B-512F = NCTC 10817 » (1506 et 0999-1001).
Le dextran 1 consiste en un mélange d’isomalto-oligosaccharides ; sa masse
moléculaire relative moyenne est d’environ 1000. Les dextrans 40, 60 et 70 sont des
mélanges de polyosides de masses moléculaires relatives moyennes respectives de
40000, 60000 et 70000.
Production. Le dextran commercial est un polymère qui contient environ 95 % de
liaisons α-D-(1—>6) et 5 % de liaisons α-D-(1—>3) impliquées exclusivement dans
les branchements latéraux. Sa production fait intervenir des souches sélectionnées de
Leuconostoc mesenteroides, cultivées sur des milieux riches en saccharose. Quand la
culture est terminée, le polymère est précipité par addition d’éthanol. La masse
moléculaire étant toujours très élevée, on procède à une hydrolyse partielle qui permet
de disposer de polymères ayant les masses moléculaires moyennes requises (de 40000
à 70 000). Cette dépolymérisation partielle peut être obtenue en milieu acide, par
l’utilisation d’enzymes fongiques ou à l’aide d’ultrasons. Après désionisation,
précipitation acétonique et recristallisation, on obtient le « dextran médicinal ». L'essai
des produits officinaux, strict, vise, entre autres, à évaluer solvants résiduels (CPG),
métaux lourds, contamination microbienne et endotoxines bactériennes. Il comporte
aussi l'étude de la distribution de la masse moléculaire par chromatographie d'exclusion
(Ph. eur., 20239).
Emplois. Le dextran 70 en solution à 6 % est un succédané du plasma qui peut être
utilisé en perfusion en cas l'hypovolémie avec hypotension en rapport avec un état de
choc traumatique. Ce dextran 70 est inscrit sur la liste des médicaments essentiels de
el’OMS (18 liste, révision 2013). Dans certains pays le dextran entre dans la
eformulation de larmes artificielles. Le dextranomère (Ph. eur., 8 éd., 2238) peut être
utilisé pour la détersion mécanique des plaies.
Autres emplois des dextranes. Le traitement du polymère par de l’épichlor hydrine
permet de le réticuler et d’obtenir ainsi des supports pour la chromatographiePharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page53 (Noir film)
POLYSACCHARIDES DES CHAMPIGNONS 53
d’exclusion sur gel. La distance entre les ponts détermine des pores de taille variable
qui pourront exclure ou laisser passer, en fonction de leur masse moléculaire, les
molécules que l’on se propose de séparer. Les applications de cette technique sont
nombreuses aussi bien en biochimie avec des phases aqueuses qu’en chimie organique
et en phytochimie, certains gels pouvant être utilisés en milieu non aqueux. Une
préparation de dextran constitue un nouvel ingrédient alimentaire de produits de
boulangerie (décision 2001/122/CE, 30 janvier 2001).
Fer dextran. Ce complexe d’hydroxyde ferrique et de dextran de basse masse
moléculaire est utilisé dans le traitement de la carence martiale en cas d’intolérance
démontrée aux préparations orales en fer et quand il est cliniquement nécessaire de
reconstituer rapidement les réserves en fer. Effets indésirables : risque de réactions
anaphylactiques graves pouvant mettre en jeu le pronostic vital (153 cas pour 100000
entre octobre 2009 et mars 2011).
. GOMME XANTHANE
La gomme xanthane est un polyoside anionique de masse moléculaire élevée
produit par fermentation de glucides par Xanthomonas campestris. [...] (elle) a une
6masse moléculaire voisine de 1 x 10 . Elle contient au minimum 1,5 % de groupes
pyruvoyle [...] (elle) existe sous la forme de sel sodique, potassique ou calcique (Ph.
eeur., 8 éd., 1277).
Origine et obtention. Xanthomonas campestris est une bactérie aérobie qui se
développe habituellement sur certaines espèces de Brassicaceae où, en utilisant le
substrat végétal, elle élabore un exsudat gommeux (un exopolysaccharide) : la gomme
xanthane.
Industriellement, on produit cette « gomme » en cultivant la bactérie sur des milieux
correctement tamponnés, aérés, agités et contenant des sucres (amidons, mélasses, etc.),
une source d’azote (hydrolysat de caséine, de levures, de protéines de soja) ainsi que
des sels minéraux. Quand la fermentation est terminée, le polymère est précipité par
addition d’isopropanol, filtré, séché et broyé. L'essai du produit officinal vise, entre
autres, à contrôler l'absence de solvants résiduels (CPG), celle d'autres polyosides
(CCM d'un hydrolysat) et celle d'une contamination microbienne. Il comporte aussi le
dosage spectrophotométrique de l'acide pyruvique (dinitrophénylhydrazine) et la
mesure de la viscosité d’une solution de gomme dans du chlorure de potassium à 12 g/l.
Structure. Sur une ossature analogue à celle de la cellulose (D-glucopyranoses liés
β-[1—>4]) sont branchés, en position 3 des glucoses, des triosides constitués chacun
d’une molécule d’acide D-glucuronique salifiée et de deux molécules de D-mannose
dont l’une — celle qui assure le branchement sur la chaîne principale — est acétylée en
6 et l’autre, terminale, est éventuellement combinée à une molécule d’acide pyruvique
via un acétal impliquant ses hydroxyles en C-4 et C-6. La moitié environ de ces
mannoses terminaux forment un cétal cyclique avec l’acide pyruvique (4,6-O-[1-carbo-Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page54 (Noir film)
GLUCIDES54
xyéthylidène]-D-mannose), mais leur distribution dans le polymère n’est pas connue.
Les branchements déterminent une conformation particulière qui explique la grande
résistance aux enzymes et les propriétés physiques spécifiques de cette gomme.
...—>)-β-D-Glcp-(1—> 4)-β-D-Glcp-(1—> 4)-β-D-Glcp-(1—.>...
1 —>3
α-D-Manp-6-O-Ac
1 —>2
β-D-Glcp-A
1 —>4
β-D-Manp
4( )6
H C-C-COOH3
Propriétés. Solubilisée à chaud et à froid, la gomme xanthane forme des solutions
aqueuses dont la viscosité est pratiquement inchangée aussi bien par les variations de la
température que par celles du pH. Le comportement de ces solutions est de type
pseudo-plastique : diminution de la viscosité proportionnelle au cisaillement et
1récupération instantanée de la viscosité initiale dès cessation de celui-ci . Les
incompatibilités sont rares (borates, hypochlorites, peroxydes, générateurs de radicaux libres).
La gomme est compatible avec la plupart des sels, avec des concentrations modérées de
surfactifs, avec la majorité des conservateurs ; on peut lui incorporer jusqu’à 50 %
d’alcools. Compatible avec la plupart des hydrocolloïdes végétaux, elle ne gélifie pas
par elle-même, mais forme des gels thermoréversibles en présence de galactomannanes
de Fabaceae (caroube). Elle est dépourvue de goût et de toxicité. Il n’y a pas de
données cliniques démontrant une capacité de cette gomme à modifier la fonction
intestinale ou la sensation de satitété.
Emplois. Stabilisant de premier choix pour la formulation de suspensions et
d’émulsions, la gomme xanthane est très recherchée pour la pseudoplasticité de ses
1solutions et sa relative insensibilité aux variations de température, de pH et de
concentation en électrolytes. Une formulation de salive artificielle à base de gomme
xanthane a été proposée pour traiter la xérostomie (c’est-à-dire la sécheresse buccale).
L'industrie agroalimentaire l'utilise largement : elle est en effet auto risée (E415) à des
concentrations variant de 0,1 % (ex. : potages déshydratés) à 0,5 % (ex. : crèmes
desserts). Stabilisant, gélifiant, c'est un constituant fréquent des sauces (sauces salades,
condimentaires, chaudes, etc. elles représentent 50 % de son marché), soupes, gelées,
desserts lactés et gélifiés, conserves, préparations à base de fruits (associée à la pectine,
elle évite la synérèse), boulangerie, etc. Ses applications industrielles sont multiples :
peintures, détergents, produits d’entretien, cirages, explosifs, pesticides, photographie,
imprimerie, textile, etc.
1. D’où de nombreuses applications (extra pharmaceutiques) : émulsion qui s’écoule du flacon
mais qui tient sur la salade, produit nettoyant fluide à l’application mais qui adhère aux parois sans
couler, peintures pour plafonds, etc.Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page55 (Noir film)
POLYSACCHARIDES DES CHAMPIGNONS 55
. LENTINANE
Le lentinane est un polymère homogène isolé d’un Champignon, Lentinula edodes
(Berk.) Pegler (= Lentinus edodes [Berk.] Sing.). Ce champignon (le shiitake, ou lentin
du chêne), comme le champignon de couche (= champignon de Paris, Agaricus
bisporus) est un aliment très consommé, au Japon et en Chine où il est très largement
cultivé, mais aussi dans le reste du monde.
Structuralement, le lentinane est un glucane à chaîne principale à liaisons β-(1—>3),
substituée par des glucoses liés (1—>6), de masse moléculaire supérieure à 500000.
Les propriétés antitumorales du lentinane mises en évidence sur plusieurs modèles
expérimentaux ne semblent pas dues à des propriétés cytostatiques, mais à une activité
immunostimulante. Le polymère stimule, via une interaction avec la dectine-1, la
prolifération des lymphocytes, l’activité des macrophages et la production de cytokines.
L’activité semble d’autant plus marquée que la masse moléculaire est importante. La
dénaturation de la structure tertiaire en triple hélice, caractéristique de ces molécules,
fait disparaître certaines des composantes de l’action immunostimulante.
Des études japonaises réalisées chez l’Homme dans les années 1980 (par voie IV)
avec une association lentinane + antitumoral, tendaient à montrer que l’association
améliorait la qualité de la vie des patients ayant un cancer de l’estomac inopérable.
L’administration par voie orale conduirait à des résultats identiques. Des essais plus
récents évaluant l’effet de l’association sur la durée de survie ont conduit à des résultats
contradictoires.
En 2011, un extrait mycélien de Lentinula edodes a été autorisé en tant que nouvel
ingrédient alimentaire (ex. : boissons, plats préparés, compléments alimentaires, etc.,
décision 2011/73/EU). La consommation de shiitake cru (ou d’une infusion du
champignon) peut entraîner une dermite « flagellaire » caractérisée par des lésions
urticariennes linéaires pouvant persister jusqu’à trois semaines. En août 2015, la
DGCCRF a publié un communiqué pour recommander de ne pas consommer ce
champignon sans l’avoir préalablement fait cuire suffisamment, qu’il soit acheté frais,
séché ou en poudre.
Beaucoup d’autres Champignons, en particulier des Basidiomycètes, élaborent des
polysaccharides aux propriétés voisines de celles du lentinane. Ce sont en général des
glucanes (1—>3) linéaires (pachymarane) ou plus ou moins ramifiés (schizophyllane
isolé de Schizophyllum commune), parfois liés à une protéine (krestin, fraction active
isolée de Coriolus [Trametes] versicolor), Grifola frondosa, Ganoderma lucidum —
également connu pour ses triterpènes — et leurs fractions polysaccharidiques sont
également l’objet d’études. L’interprétation de la plupart des études publiées est
difficile (méthodologie insuffisante, absence de contrôles, caractérisation biochimique
des extraits imprécise, etc.).
Le présent ouvrage étant prioritairement dédié aux produits issus des végétaux
supérieurs, nous ne développerons pas ici d'autres polysaccharides fongiques ou
bactériens : gellane (exopolysaccharide élaboré, entre autres, par Pseudomonas elodea),
welane (produit par un Alcaligenes), curdlane (sécrété par un Agrobacterium),
pullulane (sécrété par Aureobasidium pullulans, utilisé au Japon pour fabriquer desPharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page56 (Noir film)
GLUCIDES56
films d’emballage alimentaire), succinoglucane (d’Agrobacterium sp.), etc. On ne
développera pas non plus les alginates, celluloses, héparine et acide hyaluronique
d’origine bactérienne.
L'emploi de la gomme gellane est envisageable comme gélifiant et texturant dans
les produits destinés à l'alimentation (E418). Le gel formé est stable, ses propriétés
peuvent être modulées par acylation. Cette gomme est aussi utilisée en
pharmacotechnie et formulation cosmétique.
La gomme curdlane, soluble dans l’eau froide, forme un gel faible dont la fermeté
augmente par chauffage. Elle est utilisée dans plusieurs pays asiatiques pour modifier la
texture du tofu ou de produits à base de poisson.
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polysaccharides
des végétaux inférieurs
Polysaccharides des Algues
1. Introduction............................................................................................................................57
2. Acide alginique, alginates......................................................................................................59
3. Carraghénanes........................................................................................................................65
4. Agar-agar................................................................................................................................70
5. Autres polymères ...................................................................................................................72
6. Bibliographie...........73
1. INTRODUCTION
L’un des éléments caractéristiques des divers phylums qui regroupent les algues est de
comporter, à côté d’organismes unicellulaires, des organismes pluricellulaires formant
des thalles complexes, agglomérations de cellules souvent peu différenciées, souples,
dépourvues de lignine. Sauf rares exceptions, la matrice enserrant les cellules des
algues est glucidique et les polysaccharides qui la constituent sont des polymères
capables de former des gels : l’adaptation au milieu marin nécessite plus de flexibilité
que de rigidité, la gravité n’exerçant pas ses effets de la même façon sur celles-ci que
sur les végétaux terrestres.
Les grands phylums d’algues eucaryotes auxquelles appartiennent les espèces
actuellement utilisées ont chacune leurs polysaccharides caractéristiques : acide
alginique et fucanes des Phaeophyta, galactanes sulfatés — carraghénanes et agar-agar
— des Rhodophyta, polysaccharides complexes, souvent sulfatés, des Chlorophyta.
D’autres polymères sont également présents chez les algues : cellulose des
Chlorophyta, mannanes (Codium, Acetabularia), xylanes, hémicelluloses et matièresPharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page58 (Noir film)
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pectiques, etc. À côté de ces polysaccharides structuraux, les algues renferment aussi
des polysaccharides de réserve : amidon des algues vertes, amidon floridéen des algues
rouges, laminarane — c'est un β-(1—>3)-glucane — des algues brunes. Chez les
Phaeophyta, les sucres simples dominants sont fréquemment des polyols : D-mannitol,
D-sorbitol.
L’utilisation des algues dans l’alimentation humaine est une pratique courante et
ancienne en Extrême-Orient : le nori (en feuilles ou en paillettes, préparé à partir de
Porphyra), le kombu (des Laminaria séchés) ou le wakame (Undaria salés ou séchés)
font l’objet d’une très large consommation au Japon. Les algues sont très utilisées pour
la production d’hydrocolloïdes.
La production mondiale d’algues — toutes utilisations confondues — est en
augmentation constante, l’algoculture couvrant près de 95 % de l’approvisionnement
du marché. En 2010, la production mondiale a été de 6,7 millions de tonnes pour les
algues brunes et de 9 millions de tonnes pour les algues rouges. Cette même année, les
principales productions étaient le varech japonais (Saccharina [Laminaria] japonica) et
les Eucheuma (Kappaphycus alvarezii [Doty] Doty ex P.C. Silva = Eucheuma cottonii
Weber-van Bosse et autres Eucheuma) ainsi que, dans une moindre mesure, Gracilaria
spp., nori et wakame. La Chine assurait alors ca 60 % de cette production (Indonésie,
20 %; Philippines 10 %).
La pauvreté en lipides des algues (< 2 %), leur forte teneur en polysaccharides non
digestibles (20-50 % de la matière sèche) — on s'accorde généralement à leur
reconnaître le caractère de fibres alimentaires —, leur richesse en éléments minéraux
(cations alcalins et alcalino-terreux, iode, fer) et en vitamines incitent certains à les
intoduire dans leur alimentation. En France, une réglementation normative a été mise
en place en 1990 pour onze espèces d'algues qui ont été autorisées comme légumes
occasionnels ou comme condiments : 1° algues brunes : Fucus vesiculosus L.,
Ascophyllum nodosum (L.) Le Jolis, Himanthalia elongata (L.) S.F. Gray, Undaria
pinnatifida (Harvey) Suringar ; 2° algues vertes : différentes espèces des genres
Enteromorpha et Ulva (par exemple U. lactuca L.) ; 3° algues rouges : Porphyra
umbilicalis Kützing, Palmaria palmata (L.) Weber & Mohr, Chondrus crispus
Stackhouse; 4° spirulines. Depuis cette date, la liste a été élargie à d’autres espèces des
genres précités et à des micro-algues (CEVA, 2014, www.ceva.fr). Des huiles extraites
d’algues (Schizochytrium, Ulkenia) ont également reçu une autorisation (règlements
CE).
Les algues ainsi commercialisées doivent répondre à des critères toxicologiques :
valeurs limites (poids sec) en iode et en métaux toxiques : arsenic ≤ 3 mg/kg), cadmium
(≤ 0,5 mg/kg), étain et plomb (≤ 5 mg/kg), mercure (≤ 0,1 mg/kg). Pour l’iode, la
prescrition initiale à ≤ 5 g/kg (≤ 6 g/kg pour les laminaires) a été revue : un seuil
maximal de 2g/kg de matière sèche a été recommandé par l’Afssa (actuellement Anses)
pour toutes les espèces d’algues alimentaires. Lorsqu'elles sont sèches, les algues
doivent également satisfaire à des critères microbiologiques (/g) : coliformes fécaux
5≤ 10, anaérobies sulfitoréducteurs ≤ 100, aérobies ≤ 10 , Staphylococcus aureus ≤ 100,
Clostridium≤ 1; Salmonella, absence dans 25 g.Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page59 (Noir film)
POLYSACCHARIDES DES ALGUES 59
Intérêt économique des algues
Les algues étant peu utilisées à des fins alimentaires, du moins en Europe, leur
principal intérêt économique est d’être une source importante de polysaccharides aux
propriétés épaississantes, gélifiantes et stabilisantes. Ceux-ci, alginates, carraghénanes
et agar-agar sont principalement utilisés par l’industrie agroalimentaire : ils sont
destinés, selon leurs propriétés respectives, à l’obtention de fourrages, sauces, glaces,
crèmes-desserts, mousses, produits laitiers, confiseries, jambon, boissons, ainsi qu’à la
restructuration de produits, etc. Les ventes mondiales de ces colloïdes ont concerné, en
2009, 26500 tonnes d’alginates, 50000 tonnes de carragnénanes et 9600 tonnes
d’agar1agar .
L’industrie pharmaceutique est prioritairement intéressée — au titre de la
pharmacotechnie — par les propriétés rhéologiques des gels obtenus avec les
hydrocolloïdes des algues; elle est aussi attentive aux potentialités thérapeutiques de
leurs métabolites secondaires, aussi bien qu’à ceux des autres organismes marins dont
plusieurs, par exemple la trabectédine, sont actuellement utilisés en thérapeutique.
D’autres débouchés s’offrent aux algues : après avoir été longtemps une source de
sels de potassium et d’iode, elles entrent dans la composition de fertilisants liquides
2pour les jardins, les serres et certaines productions agricoles aussi bien que de farines
pour l’alimentation animale et de produits les plus divers pour la cosmétique et la
thalassothérapie : « filtrats » d'algues (Undaria, Fucus, Palmaria, Ulva, etc.),
« concentrés », extraits (aqueux, huileux, glycoliques), voire fractions purifiées. Ces
produits, à haute valeur ajoutée, revendiquent des propriétés pas toujours clairement
démontrées (ex. : « restructuration du tissu vieillissant » et autres « raffermissants »).
Parmi les nombreuses autres applications qui s’offrent aux colloïdes des algues, on
citera, dans le domaine de la santé, la bioencapsulation des cellules — elle ouvre des
voies thérapeutiques nouvelles — ou, dans d’autres domaines, le traitement des eaux,
l’industrie du textile, ou encore la papeterie.
2. ACIDE ALGINIQUE, ALGINATES
L’acide alginique est un mélange d’acides polyuroniques constitués par des unités
de l’acide D-mannuronique et de l’acide L-guluronique. Il est obtenu principalement à
partir d’algues appartenant à la famille des Phaeophyceae. Une petite proportion des
groupes carboxyle de l’acide alginique peut être salifiée. L’acide alginique contient au
minimum 19 % et au maximum 25 % de groupes carboxyle (COOH), la teneur étant
1. Chiffres s’après Bixler, H.J. et Porse, H. (2011). A decade of change in the seaweed
hydrocolloids industry, J. Appl. Phycol., 23, 321-335.
2. L'agriculture utilise encore de grandes quantités de maërl pour l'amendement des sols. Ce
produit est préparé à partir d'espèces d'algues rouges accumulant le carbonate de calcium telles que
Phymatolithon calcareum (Pallas) W.H. Adey & D.L. McKibbin ou Lithothamnion corallioides P.
Crouan & H. Crouan (Corallinaceae) récoltées en Irlande. Par contre, l'utilisation directe du goémon
ne concerne plus que quelques zones littorales très délimitées. Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page60 (Noir film)
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ecalculée par rapport à la substance desséchée (Ph. eur., 8 éd., 0591). La Pharmacopée
décrit également l’alginate de sodium (0625).
Sources d’acide alginique. L’acide alginique est un constituant quasiment constant
chez les Phaeophyceae. Cette classe regroupe des Algues benthiques ou pélagiques
dont les plastes renferment de la chlorophylle a et de la chlorophylle c, du β-carotène et
des xanthophylles spécifiques (fucoxanthine), dont la matrice intercellulaire est
essentiellement constituée d’alginates et de fucanes, et dans les vacuoles cellulaires
desquelles laminaranes et mannitol accompagnent des dérivés du phloroglucinol.
Laminaires, macrocystis et fucus sont les principaux genres actuellement utilisés pour
l’obtention, par l’industrie, de l’acide alginique et des alginates. Ces polysaccharides
représentent, selon les espèces, l’origine et la saison, de 15 à 40 % de la matière sèche.
D’autres Phaeophyceae sont également utilisables pour la production d’acide alginique :
elles appartiennent aux genres Ascophyllum, Ecklonia, Nereocystis, Durvillea.
L'acide alginique est également élaboré par certains micro-organismes. Des
processus biotechnologiques pourraient permettre de faire sécréter à ces organismes
(e.g. Azotobacter, Pseudomonas) des exopolysaccharides aux caractéristiques
structurales modifiées et uniformes.
. LAMINAIRES, Laminaria spp., Laminariaceae
principalement L. digitata Lamouroux et L. hyperborea (Gunnerus) Foslie
Ces Laminariales sont de grandes algues pérennes de consistance coriace, à stipe
cylindrique ou conique fixé aux rochers par des crampons ramifiés. Le stipe s’élargit au
sommet en une longue lame qui peut être divisée en lanières palmées (L. digitata) ou
lancéolée et entière à bords fortement ondulés et à surface gaufrée. Les laminaires sont
abondants sur les côtes de la Manche où ils occupent le niveau infralittoral, entre le
niveau de basse mer et une profondeur d’une vingtaine de mètres. Récoltés
mécaniquement sur les côtes bretonnes, ils constituent (en France) l’essentiel de la
matière première consommée par l’industrie des colloïdes.
Ces deux espèces de laminaires fournissent les laminaires chirurgicales stériles
e(Ph. fse, 11 éd., 2002) : les stipes nettoyés, grattés et tronçonnés, sont façonnés au tour
pour l’obtention d’une forme rectiligne. Leur diamètre varie de 2 à 9 mm, pour une
longueur généralement de 65 mm. La laminaire est munie d’un fil à une extrémité
permettant de la repérer facilement au niveau de la cavité dans laquelle elle a été
introduite comme agent de dilatation. Les laminaires chirurgicales gonflent d’au moins
50 % par rapport au diamètre nominal.
. MACROCYSTIS, Macrocystis pyrifera (L.) C. Agardh.,
Laminariaceae
Ces algues géantes (50 à 100 m) de l’océan Pacifique ont une lame divisée en
folioles unilatérales à base renflée en une vésicule creuse qui assure la flottaison enPharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page61 (Noir film)
POLYSACCHARIDES DES ALGUES 61
surface; la division de la lame se poursuit dans le stipe, donnant à celui-ci un aspect
ramifié. Les macrocystis sont particulièrement abondants sur les côtes californiennes,
où des dizaines de milliers de tonnes (humides) sont récoltées annuellement, ainsi que
dans les mers australes.
. VARECH : FUCUS, F. serratus L., F. vesiculosus L., Fucaceae
et autres algues
Le varech est constitué par le thalle fragmenté séché de F. vesiculosus ou de
F. serratus ou d’Ascophyllum nodosum Le Jolis. Il contient au minimum 0,03 % et au
emaximum 0,2 % d’iode total (Ph. eur., 8 éd., 1426).
Ces algues pérennes abondent sur les côtes des mers tempérées et froides de
l’hémisphère Nord. En Manche, elles colonisent l’espace médiolittoral, c’est-à-dire la
zone de balancement des marées. Accrochées aux rochers par des disques adhésifs, elles
forment des touffes de lanières rubanées, membraneuses, dichotomes. Chez le varech
vésiculeux (F. vesiculosus), espèce dioïque, spermatocystes ou oogones sont regroupés
dans des conceptacles terminaux et l’on remarque, de part et d’autre de la
pseudonervure médiane, la présence d’aéro cystes isolés ou groupés par paires, à paroi épaisse.
Le varech se présente en fragments de couleur brun-noir à brun-vert parfois
recouverts d’efflorescences blanchâtres, de consistance cornée, de saveur salée, d’odeur
marine caractéristique. Le thalle est une lame ramifiée par dichotomie présentant, chez
les Fucus, une côte médiane appelée pseudo-nervure. Fucus serratus est dépourvu des
vésicules aérifères qui, chez F. vesiculosus ornent, isolément ou par paires, le thalle. Le
thalle d’Ascophyllum nodosum ne possède pas de pseudo-nervure; il est irrégulièrement
ramifié et présente des vésicules aérifères isolées. L’examen microscopique de la
poudre de fucus (hydrate de chloral) montre notamment des fragments de tissu profond
à cellules allongées, incolores, disposées en filaments et laissant entre elles de vastes
méats mucilagineux.
Comme toutes les algues, le varech peut concentrer les métalloïdes et les métaux
lourds, d’où un risque de toxicité. Les spécifications de la Pharmacopée en tiennent
compte et précisant des teneurs limites en arsenic (≤ 90 ppm), cadmium (≤ 4 ppm),
plomb (≤ 5 ppm) et mercure (≤ 0,1 ppm) (dosage par spectrométrie d’absorption
atomique). L’indice de gonflement du varech est au moins de 6.
CO H2 OH( I ) O OHO C2 HO O OOHO HO O ( II )O OHHO OO
HO C2 HO O
HO CO H2
Acide alginique : conformation des blocs
mannuroniques (I) et guluroniques (II).Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page62 (Noir film)
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Structure de l’acide alginique. L’acide alginique est un polymère linéaire construit
à partir de deux acides uroniques, l’acide D-mannuronique et l’acide L-guluronique. La
liaison entre les monomères est de type β-(1—>4). Ces acides sont présents dans le
polymère sous forme de blocs homogènes poly-M ou poly-G séparés par des régions ou
ils peuvent alterner (G-M-G-M). À l’état natif, l’alginate existe sous forme de sels
+ 2+ 2+mixtes (Na , Mg , Ca ) dont une partie doit être liée aux fucanes.
Les proportions relatives des deux acides varient selon l’origine botanique : ainsi le
rapport mannuronique : guluronique est de 1,56 chez M. pyrifera, de 1,85 chez
A. nodosum et de 0,45 dans les stipes de L. hyperborea. La longueur des blocs, leurs
proportions et leur séquence sont également déterminées par l’identité botanique de
l’échantillon considéré et par de nombreux autres facteurs : date de récolte, localisation
dans l’algue (fronde, stipe, réceptacles). À titre d’exemple, les segments poly-M
représentent environ 40 % de l’acide alginique de M. pyrifera et les segments poly-G
60 % de celui préparé à partir de L. hyperborea.
Obtention de l’acide alginique et des alginates. Possédant un caractère
polyanionique marqué, l’acide alginique, insoluble dans l’eau, peut former des sels :
sels solubles de sodium, de potassium ou d’ammonium; sels insolubles de calcium.
L’extraction des thalles, morcelés ou broyés, débute généralement par un lavage à
l’eau douce acidifiée qui élimine sels minéraux et sucres solubles. Elle se poursuit par
une macération sous agitation des fragments de thalles dans de l’eau chaude alcaline
(50 °C, carbonate de sodium) qui solubilise l’acide alginique. Après filtration et
élimination des marcs résiduels, l’alginate de calcium est précipité par addition au filtrat
d’une solution de chlorure de calcium : le précipité, décoloré et désodorisé, est récupéré
et peut être purifié par redissolution et précipitation sous forme d’acide alginique. On
peut aussi isoler directement l’acide alginique par acidification de la solution alcaline :
le polymère s’insolubilise et le dioxyde de carbone formé l’entraîne en surface. Dans
les deux variantes du procédé on prépare ensuite différents sels : sodium, potassium,
ammonium, calcium, ainsi que de l’alginate de propylène glycol.
Gélification des alginates
Coordination des ions calcium (.)
par les segments poly-G. Formation de
zones de jonctions de type egg box.
Propriétés. L’acide alginique gonfle dans l’eau mais ne s’y dissous pas, il est
pratiquement insoluble dans l’alcool. Les alginates de cations monovalents et de
magnésium se dissolvent dans l’eau en formant des solutions colloïdales visqueuses à
comportement pseudo-plastique et ce pour de faibles concentrations. L’addition
progressive de cations divalents (calcium) provoque la formation d’un gel élastique,Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page63 (Noir film)
POLYSACCHARIDES DES ALGUES 63
non thermoréversible : les segments guluroniques à conformation plissée retiennent par
coordination les ions calcium, en coopération avec une chaîne parallèle. Cet
enchaînement régulier de type egg box se reproduit périodiquement : il se forme un
réseau tridimensionnel à zones organisées reliées par les segments poly-M ou poly
(MG). La structure du polymère est donc l’élément déterminant du comportement
rhéologique des gels d’acide alginique : la proportion des blocs poly-G et leur longueur
3conditionnent la formation et la force des gels obtenus en présence de calcium .
Dans la pratique, c’est en jouant sur la concentration du milieu en ions calcium que
l’on module la texture et la qualité des gels (utilisation de sels de calcium de solubilité
variable, addition d’agents séquestrants). Les alginates présentent peu
d’incompatibilités (ammoniums quaternaires, ions métalliques).
Appliqué sur une plaie, l’alginate de calcium, par sa capacité d’absorption et de
gélification au contact des exsudats, crée une interface humide entre la plaie et la
compresse. Ceci permet une absorption des sérosités et une détersion de la plaie. Au
contact du sang et des exsudats, l’alginate forme un gel fibrillaire, provoquant ainsi une
hémostase rapide (échange ionique Ca/Na, gélification et structuration du caillot).
Essai. L’identité de l’acide alginique est démontrée par la capacité d’une solution
d’alginate de sodium à rester visqueuse (addition de sulfate de magnésium) ou à former
un gel (addition de chlorure de calcium). On note aussi la réaction colorée qui se
développe après traitement par le 1,3-dihydroxynaphtalène en milieu chlorhydrique à chaud.
L’essai proprement dit comprend un dosage des chlorures (< 1 %), l’estimation de la
perte à la dessiccation (< 15 %) et du taux de cendres sulfuriques (< 8 %), ainsi que la
vérification que le produit satisfait à l’essai limite F des métaux lourds (20 ppm). La
teneur en groupes carboxyle est déterminée par une acidimétrie en retour. L'acide
alginique est exempt d'Escherichia coli et de salmonelles. Le nombre de germes
2aérobies totaux (DGAT) n'est pas supérieur à 10 UFC/g. Pour certains usages, on peut
procéder à l’analyse de la distribution de la taille des particules. Il est possible d’évaluer
la fonctionnalité de l’alginate par la détermination de la viscosité apparente.
Emplois des alginates
en pharmacie
• Les alginates et l’acide alginique sont utilisés en pathologie digestive. L’alginate
de sodium est généralement associé à de l’hydrogénocarbonate de sodium et pris après
les repas (0,5 g/prise). Indication thérapeutique : traitement symptomatique du reflux
gastro-œsophagien. L’acidité gastrique libère l’acide alginique et provoque un
dégagement de dioxyde de carbone à partir de l’hydrogénocarbonate : le gel visqueux et
mousseux qui se forme constitue une barrière flottante au-dessus du contenu gastrique
et limite le reflux ; ce gel protégerait la muqueuse œsophagienne de l’agressivité du
liquide gastrique. Un délai suffisant entre la prise d’alginate et celle d’autres
médicaments est nécessaire pour éviter une diminution de leur absorption digestive.
3. On peut d’ailleurs remarquer que, in vivo, les tissus les plus anciens et les plus résistants sont
les plus riches en acide L-guluronique.Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page64 (Noir film)
GLUCIDES64
L’alginate de sodium est parfois proposé comme adjuvant des régimes restrictifs au
cours des traitements de l'obésité, en dépit de l’absence d’études à long terme, d’essais
cliniques aux résultats contrastés et des incertitudes quant à leur effet sur la dimintion
de la demande en énergie.
• L’alginate de calcium (en particulier le polyM) possède une capacité d'absorption
élevée : il est utilisé pour recouvrir les plaies superficielles ou profondes modérément à
fortement exsudatives — escarres, ulcères de jambe, ulcères du pied diabétique, plaies
post-opératoires, brûlures, plaies malignes, paies traumatiques (lésions du derme,
traumatismes ou incisions), brûlures superficielles et sites donneurs de greffe. Il est
disponible en compresses ou en mèches (plaies cavitaires). La dispersion d’un
complexe argentique dans le tissu d’alginate lui confère des propriétés antibactériennes
(plaies infectées ou à risque d’infection).
L’alginate est également commercialisé sous forme de ouate, de pansement, de
compresse ou de poudre anti-hémorragiques, employés de façon très courante en cas de
suintements hémorragiques en nappe, d’éraflures, d’épistaxis, de petites coupures, ainsi
qu’en stomatologie.
• En pharmacotechnie, les alginates sont recherchés pour leurs propriétés
épaississantes, liantes (stabilisation des émulsions, des suspensions) et désintégrantes
(formulation des comprimés). Ils sont également utilisés pour des formulations retard
(comprimés à matrice hydrophile) et résistantes (gélules entériques), ainsi que pour
l’encapsulation.
L’industrie des cosmétiques apprécie les propriétés filmogènes, adoucissantes,
hydratantes des alginates et leur capacité à former des préparations qui s’étalent bien
sur la peau et qui sont agréables au toucher.
autres utilisations
Acide alginique et alginates sont reconnus comme étant dépourvus de toxicité à
court et long terme et donc autorisés comme additifs alimentaires : acide alginique
(E400), alginates : Na (E401), K (E402), NH (E403), Ca (E404), propylène glycol (E405).4
L’industrie agroalimentaire les emploie comme gélifiant, épaississant, émulsifiant et
comme rétenteur d’eau (laits gélifiés, glaces, sorbets, boissons, produits de boulangerie,
marmelades, sauces et émulsions diverses, aliments extrudés, etc.). L’industrie textile
est également un gros consommateur d’alginates (épaississant des teintures). Une part
importante du marché des additifs revient aux alginates de propylèneglycol.
Fucus officinaux. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament
(1998) admet qu’il est possible de revendiquer, pour le thalle de fucus et pour celui
d’Ascophyllum, l’indication thérapeutique suivante (voie orale) : traditionnellement
utilisé comme adjuvant des traitements amaigrissants. Cette indication « traditionnelle »
semble fondée sur une hypothèse apparemment non vérifiée qui lie apport en iode et
hypersécrétion d'hormones thyroïdiennes et, donc, catabolisme accru des graisses. La
même Note précise qu’il est possible de revendiquer, pour le thalle de Fucus, le stipe et
le thalle de laminaire et le thalle de carragaheen l’indication thérapeutique :
« traitement symptomatique de la constipation ». Dans ces deux indications, aucune
évaluation toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé »Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page65 (Noir film)
POLYSACCHARIDES DES ALGUES 65
d’AMM (poudre, thalle pour tisane, extrait aqueux et extraits hydro-alcooliques de titre
faible). Cependant, dans le cas de ces trois algues brunes, une teneur limite en
constituant actif doit être proposée dans ce dossier. À titre indicatif, l'apport
recommandé par l'OMS est de 100 à 140 μg par jour et la limite tolérable de 1 mg
(17 μg/kg). La Note Explicative de 1998 (IV, p. 37) précise que l’apport journalier en
iode élément ne doit pas dépasser 120 μg chez l’adulte. Une supplémentation en iode
prolongée, même faible, peut provoquer des troubles thyroïdiens chez les sujets
sensibles à ce métalloïde.
Au niveau européen, la monographie élaborée par le HMPC précise que le thalle de
F. vesiculosus est employé, sur la seule base de l’ancienneté d’utilisation, comme
adjuvant à un régime hypocalorique pour aider à la perte de poids chez les adultes en
surpoids. Posologie (adultes, voie orale) : 2 x130 mg/j de poudre de thalle (de teneur en
iode > 0, 03% et < 0,2%) ; la quantité d’iode total ingérée doit rester inférieure à
400 μg/j, dose au delà de laquelle peuvent se manifester divers effets indésirables
(palpitations, variations de la pression artérielle et du taux de TSH, allongement de la
période intermenstruelle, etc.). Usage non recommandé avant 18 ans, ainsi que chez la
femme enceinte ou allaittante (réf. EMA/HMPC/313674/2012, 6 mai 2014).
3. CARRAGHÉNANES
Les carraghénanes, souvent dénommés carraghénates, sont « obtenus à partir de
différentes Rhodophyceae par extraction à l’eau bouillante ou à l’aide de solutions
aqueuses alcalines. Les carraghénanes sont séparés par précipitation dans l’alcool ou
dans le chlorure de potassium, par expression du gel, par le procédé des cylindres ou
par congélation. [...] Ils sont principalement constitués de sels [...] d’esters sulfuriques
ede D-galactose et de 3,6-anhydro-D-galactose [...]» (Ph. eur, 8 éd. - 8.4, [04/2015:
2138]).
Sources de carraghénanes. Les sources industrielles de carraghénanes sont
constituées par différentes espèces de Rhodophyceae. Ces Algues sont caractérisées par
la présence d’un amidon extraplastidial (amidon floridéen, à structure de type
amylopectine), par celle d’esters du glycérol, par la présence de chlorophylles a et d et
par celle de pigments spécifiques absorbant les radiations bleu-vert et vertes
(phycobiliprotéines : phycoérythrine ou composé équivalent). La majeure partie des
besoins sont couverts par l’exploitation du Chondrus crispus (en particulier au Canada
(Nouvelle-Écosse), mais l'on extrait aussi d'autres Rhodophyta, telles que des
Gigartinales (Eucheuma, Gymnogongrus, Gigartina, etc.) ou des Ahnfeltia, traitées en
grande partie au Danemark et aux États-Unis d’Amérique.
. CARRAGAHEEN, Chondrus crispus Stackhouse, Gigartinaceae
Cette algue, également connue sous le nom de mousse d’Irlande, est une espèce de
petite taille, à cladomes multiaxiaux ramifiés. Elle vit fixée sur les rochers des côtes dePharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page66 (Noir film)
Chondrus crispus Stackhouse et Gigartina sp.Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page67 (Noir film)
POLYSACCHARIDES DES ALGUES 67
l’océan Atlantique et de la Manche où elle peut être récoltée manuellement. Cette
espèce est également cultivable en bassins.
Structure des carraghénanes. Les carraghénanes sont des galactanes, poly mères du
D-galactose fortement sulfatés, polyélectrolytes anioniques de masse moléculaire
5 6comprise entre 10 et 10 . Tous les carraghénanes ont une structure linéaire de type
(AB) à liaisons alternées 1—>3-1—>4 où A et B sont des résidus galactopyranosyle : n
3 1β 4 1α 3 1β 4 1α 3 1β — A — B — A — B — A —
Les unités A et B sont toujours sulfatées : en C-2 ou en C-4 pour l’unité A, en C-2
et/ou en C- 6 pour l’unité B. L’unité B peut être le D-galactose ou son éther interne : le
3,6-anhydro-D-galactose. On distingue classiquement sept types de carraghénanes en
fonction de la nature des enchaînements. La structure de ces unités répétitives (ι, κ, λ, μ,
ν, θ et ξ) est résumée dans le tableau de la page 59.
La variabilité structurale est liée à l’espèce productrice et à de nombreux facteurs
tels que — du moins chez Chondrus crispus — l’alternance des générations :
- l’éthérification interne des unités B (3,6-anhydro-D-galactose) et la formation
d’hémiesters sulfuriques sur les hydroxyles en C-4 des unités A sont spécifiques du
gamétophyte haploïde;
- la sulfatation en C-2 du résidu A n’existe que chez le tétrasporophyte diploïde.
Le carraghénane majoritaire des sporophytes est généralement le λ-carraghénane
alors que le κ-carraghénane est souvent dominant chez le gamétophyte.
Les variations de teneur en 3,6-anhydro-D-galactose observées dans le
carraghénane de gamétophyte semblent liées à un degré de conversion variable entre les
structures de type μ et ν (considérées comme des précurseurs) et les structures
désulfatées, respectivement κ et ι. Il semblerait que le taux de conversion (elle est sans
doute enzymatique) soit sous l’influence de conditions environnementales. Il faut aussi
noter que la proportion de sporophytes et de gamétophytes dans une population dépend
de la profondeur ... sans oublier la variabilité liée à l’origine géo graphique et à l’espèce.
De fait, les carraghénanes sont des hybrides de polymères limites : il semble qu'il
n'existe pas de carraghénane formé par la répétition d'un motif disaccharidique unique.
unité A unité B carraghénane
D-galactose 4-sulfate D-galactose 6-sulfate μ
D-galactose 2,6-disulfate ν
3,6-anhydro-D-galactose κ
3,6-anhydro-D-galactose 2-sulfate ι
D-galactose 2-sulfate D-galactose 2-sulfate ξ
D-galactose 2,6-disulfate λ θPharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page68 (Noir film)
GLUCIDES68
OH OH O OO SO3 HO
-O -OSO3 OSO3O O
O OO OO O
-OH OSO3 HO
OH
κ-carraghénane λ-carraghénane
Propriétés des carraghénanes. La capacité à former des gels et les propriétés des
gels obtenus dépendent de la structure du carraghénane.
• Les κ- et ι-carraghénanes se dissolvent aisément dans l’eau chaude : la chaîne
macro moléculaire se répartit statistiquement dans l’espace (pelote statistique). A
température normale, les portions régulières des molécules s’associent en doubles
hélices stabilisées par des liaisons interchaînes de faible énergie : il se forme un gel
thermoréversible. L’existence d’irrégularités dans le polymère crée des coudes qui
obligent chaque chaîne à s’associer avec plusieurs chaînes voisines en un réseau
tridimensionnel responsable de la cohérence du gel. Dans le cas des ι-carraghénanes,
les groupes sulfate situés sur l’extérieur de la double hélice empêchent, par répulsion
électrostatique, l’association des doubles hélices entre elles : le gel est élastique et ne se
rétracte pas. Les κ-carraghénanes pour leur part forment des doubles hélices qui, du fait
de l’absence d’hémiesters sulfuriques en C-2 sur l’unité B, peuvent s’agréger entre
elles : les gels obtenus sont rigides, cassants et donnent lieu à une synérèse.
• Les solutions de λ-carraghénanes ne gélifient pas : les groupes hémiester en C-2
et C-6 des unités B empêchent la formation de structures hélicoïdales; solubles à froid,
ils ne conduisent qu’à des solutions très visqueuses.
Les carraghénanes interagissent avec les galactomannanes qui renforcent la
cohésion du gel. Ils interagissent également avec les protéines, en particulier celles du
lait avec lesquelles se produisent des interactions ioniques spécifiques. Leurs
incompatibilités sont peu nombreuses (gélatine en milieu acide, ammoniums
quaternaires) et la stabilité des gels formés est bonne.
Si l’innocuité des carragénanes a suscité pendant un temps la polémique, les
différentes revues exaustives des données publiées ont conduit les organismes et
agences compétents à considérer que l’usage de ces polymères était sans danger
(JECFA, EFSA). Il est malgré tout souhaitable que le taux de polymères dégradés (i.e.
de faible masse moléculaire) soit réduit au minimum dans les additifs destinés à un
usage alimentaire.
Obtention des carraghénanes. Si le principe de l’extraction est simple, la réalisation
technologique nécessite un savoir-faire important. Après un lavage qui élimine débris et
sels minéraux, les algues sont extraites par de l’eau chaude légèrement alcalinisée. Les
thalles épuisés, filtrés sous pression, sont éliminés. Le surnageant est concentré
partiellement et additionné d’un alcool (généralement le 2-propanol) ce qui induit la
précipitation du polysaccharide. Les carraghénanes sont essorés, séchés et broyés. Si
nécessaire, on peut fractionner le carraghénane par précipitation sélective du
κcarraghénane à l’aide de chlorure de potassium, la fraction λ restant en solution.Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page69 (Noir film)
POLYSACCHARIDES DES ALGUES 69
Identification et essai. La Pharmacopée européenne prescrit une identification par
analyse des bandes d’absorption dans l’infrarouge, les κ, ι et λ-carraghénanes
présentant des différences d'absorbance relative pour des nombres d’onde déterminés.
L’essai comporte, entre autres, l’estimation de la viscosité apparente d'une solution à
15 g/l et l’essai limite de l’arsenic, du cadmium, du mercure et du plomb. On peut aussi
étudier des caractéristiques liées à la fonctionnalité en ajoutant une solution de chlorure
de potassium à une solution chaude du polymère : soit la solution ne gélifie pas (λ), soit
il se forme un gel cassant (κ) ou élastique (ι). Un gel mou qui se forme au
refroidissement témoigne d’un mélange κ+λ.
Emplois. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet
qu’il est possible de revendiquer, pour le thalle de carragaheen, l’indication
thérapeutique suivante (voie orale) : « traitement symptomatique de la constipation ». Aucune
évaluation toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé »
d’AMM (poudre, thalle pour tisane, extrait aqueux et extraits hydro-alcooliques de titre
faible). Comme pour tous les autres laxatifs ayant un effet de lest, une information
précise du corps médical et du public doit être prévue (voir p. 135). Le carragaheen ne
fait pas l’objet d’une monographie de la Commission E du BfArM allemand.
L’industrie pharmaceutique met à profit les propriétés des gels aussi bien pour des
applications pharmacotechniques (formula tion de pâtes, de crèmes, d’émulsions, etc.)
que pour des applications thérapeutiques : le ι-carragénane en spray nasal est préconisé
pour réduire la durée du rhume, particulièrement en cas d'utilisation dès les premiers
signes (des propriétés antivirales ont été mises en évidence, in vitro, sur différents
virus). Il forme un film hydratant sur la muqueuse nasale, assurant son hydratation
prolongée. Ce colloïde entre aussi dans la formulation de produits pour sécheresse
buccale et de produits diététiques (adjuvant des régimes restrictifs). Les carraghénanes
CH3
-OH OSO O3 HO C2
HO HO O
O O O
OH OHHO HO HO
OH RO OH
OH
β-D-galactose R = H : α-D-galactose-6-sulfate 4,6-carboxyéthylidène -β-D-galactose
-R = SO : α-D-galactose-2,6-disulfate3
O
O
OH O OHHO HO
Unités constitutives des O
HOgalactanes sulfatés des
OR
Algues rouges
3,6-anhydro-α-L-galactose R = H : 3,6-anhydro-α-D-galactose
-R = SO : 3,6-anhydro-α-D-gal-2-sulfate3Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page70 (Noir film)
GLUCIDES70
entrent également dans la formulation de produits d’hygiène et de cosmétiques : pâtes
dentifrices, shampooings, crèmes, gels, laits, lotions, etc.
C’est essentiellement dans le domaine agroalimentaire que se situent les utilisations
actuelles des carraghénanes : ces polymères (κ- et ι-carraghénanes), non absorbés, non
digestibles, non toxiques (E407) sont incorporés à de faibles concentrations :
- comme gélifiants, stabilisants, inhibiteurs de cristallisation de glaces, etc., dans les
produits laitiers (on met à profit l’interaction avec les protéines du lait) et aussi dans des
produits aqueux (ex. : nappages);
- comme stabilisants d’émulsions ou épaississants (λ-carraghénanes).
Processed Eucheuma Seaweed (PES). Selon les spécifications décrites par le
règlement européen (UE) 231/2012 « l’algue Eucheuma transformée » est obtenue par
traitement alcalin aqueux (KOH) à température élevée des algues marines E. cottonii
(PES κ) et E. spinosum (PES ι), « puis lavage à l’eau claire afin d’éliminer les
impuretés et d’extraire le produit par dessiccation » [sic]. Le produit est utilisé comme
les carraghénanes (E407a), mais la présence dans celui-ci de 15 à 20 % de polymères
insolubles (cellulose algale) modifie le champ d’applications.
4. AGAR-AGAR (GÉLOSE)
L’agar-agar est constitué par les polyosides de diverses espèces de Rhodophyceae,
principalement du genre Gelidium. L’agar-agar est extrait par traitement des algues à
el’eau bouillante ; l’extrait est filtré à chaud, puis concentré et desséché (Ph. eur., 8 éd.,
0310).
Sources d’agar-agar. Comme les carraghénanes, l’agar-agar est extrait à partir des
thalles de diverses Rhodophyta, surtout des Florideophyceae. Parmi les nombreuses
espèces qui sont utilisables on peut citer les Gelidium, algues des mers tempérées et
chaudes dont les frondes ont une ramification pennée (G. corneum [Hudson]
Lamouroux, G. amansii Lamouroux). On peut citer aussi divers Gracilaria
(G. confervoides Greville des côtes de l’Atlantique nord, G. lichenoides Agardh de
Java) ainsi que quelques espèces appartenant aux genres Gelidiella ou Pterocladia.
Toutes ces algues sont de petite taille et vivent fixées sur les rochers. La production
d’agar-agar, initialement japonaise, est maintenant le fait de nombreux pays : Corée,
Espagne, Portugal, Maroc, Chili, Mexique, États-Unis d’Amérique, Australie,
Nouvelle-Zélande, etc.
Les algues, récoltées à partir de leurs gîtes naturels ou cultivées sur des supports
artificiels, sont traditionnellement séchées au soleil avant traitement. Lavées à l’eau
douce, elles sont ensuite extraites avec de l’eau chaude. Après filtration et élimi nation
des marcs, la majeure partie de l’eau du surnageant est éliminée par une congélation qui
provoque une séparation de phases. In fine, le produit est lavé, décoloré, séché et broyé.
Structure de l’agar-agar. Ce polysaccharide est un galactane complexe, autrefois
considéré comme un mélange de deux fractions, l’agarose et l’agaropectine. En fait,Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page71 (Noir film)
POLYSACCHARIDES DES ALGUES 71
c’est un mélange variable de formes intermédiaires entre trois formes limites: l’agarose,
le pyruvyl-agarose et une forme fortement sulfatée pauvre en éthers internes.
L’agarose est un polymère linéaire faiblement sulfaté, construit selon une structure
linéaire de type (AB) à liaisons alternées 1—>3 - 1—>4 où les unités A sont des D-n
galactoses partiellement méthylés et les unités B des énantiomères L du galactose
presque toujours de type 3,6-anhydro-L-galactose.
Le pyruvyl-agarose, également peu sulfaté, contient une forte proportion
d’anhydrides internes (3,6) et une petite partie de ses unités A sont des
4,6-O-(1carboxyéthylidène)-D-galactoses (c’est-à-dire que les groupes hydroxyle en C-4 et en
C-6 sont engagés dans un cétal cyclique formé par réaction avec l’acide pyruvique). Les
proportions des différentes formes sont très variables selon l’espèce productrice.
OHOH O HO
O HO OHHO
OH OH
OO
OO O
OO O
OHOH HO HO
enchaînement : enchaînement :
---(1—>3)-β-Dgal-(1—>4)- α-D-gal--- ---(1—>3)-β-Dgal-(1—>4)-
α-L-gal--(carraghénanes) (agar-agar)
Caractères, essai. L’agar-agar se présente sous forme de rubans ou de flocons
incolores à jaune pâle, translucides et résistants. Il peut être caractérisé par une réaction
colorée fugace en présence d’iode et par la précipitation des ions sulfate après
chauffage en milieu acide. Solubilisé à chaud (solution à 1 %), l'agar-agar forme un gel
vers 30-35 °C, gel qui ne se liquéfie qu’au-dessus de 80 °C. L’essai de l’agar-agar
comprend la détermination de l’indice de gonflement (> 10 et compris dans les 10 % de
la valeur indiquée sur l'étiquette), celles du taux de cendres totales (< 5 %) et de la perte
à la dessiccation (< 20 %) ainsi que la recherche de la gélatine (pas de trouble en
présence d’acide picrique) et l’estimation des matières insolubles dans l'eau acidifiée
(< 1 %). Il est exempt d'Escherichia coli et de salmonelles. Le nombre de germes
3 2aérobies totaux (DGAT) n'est pas supérieur à 10 UFC/g, le DMLT à 10 /g.
Propriétés. L’agar-agar se dissout dans l’eau chaude et forme, par refroidissement,
des gels épais : l’agarose forme des structures en double hélice qui s’agrègent en un
réseau tridimensionnel retenant les molécules d’eau. Non assimilable, infermentescible
et non toxique, c’est un laxatif mécanique, augmentant le volume et l’hydratation du
bol fécal, régularisant le transit. Il peut aussi être employé pour réaliser des
formulations du type pansement gastro-intestinal.
Emplois. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998)
admet qu’il est possible de revendiquer, pour l’agar-agar, l’indication thérapeutique
suivante (voie orale) : « traitement symptomatique de la constipation ». Aucune
évaluation toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé »Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page72 (Noir film)
GLUCIDES72
d’AMM (poudre). Comme pour tous les autres laxatifs ayant un effet de lest, une
information précise du corps médical et du public doit être prévue (voir p. 135).
L’agaragar ne fait pas l’objet d’une monographie de la Commission E du BfArM allemand.
Support de culture classique en bactériologie, l'agar-agar est utilisable pour la
production de végétaux in vitro. Pour les biochimistes, il forme des gels d’une grande
résistance permettant des utilisations multiples : utilisé seul ou en association avec du
polyacrylamide, c’est un support pour la chromatographie d’exclusion et, après
greffage de substances diverses, pour la chromatographie d’affinité ; c’est aussi un
support d’électrophorèse et de techniques immunologiques. Comme les autres
hydrocolloïdes d’origine végétale, l’agar-agar est inscrit dans la catégorie des agents de
texture autorisés (E406) et utilisé à ce titre par l’industrie agroalimentaire.
5. AUTRES POLYMÈRES
Fucanes
Les fucanes sont des polysaccharides sulfatés présents dans la matrice
intercellulaire des Phaeophyceae (principalement les Laminariales et les Fucales) dont
ils constituent environ 40 % de la masse sèche. On en trouve aussi chez les invertébrés
marins. Ils forment un ensemble de polymères hétérogènes et polydispersés,
principalement constitués de L-fucose, de D-xylose et d’acide D-glucuronique ; ils
existeraient à l’état natif sous forme de protéoglycanes. Certains auteurs distinguent
classiquement trois catégories de structures :
- les fucoïdanes, polymères du L-fucose pour lesquels deux classes structurales ont
été décrites : (a) - liaisons uniquement α-(1—>3) de fucoses (α-L-Fucp) ou, (b) -
alternance de liaisons α-(1—>3) et α-(1—>4) de ces mêmes fucoses, plus ou moins
sulfatés; les propriétés antitumorales, anti-angiogéniques de ce type de molécule font
l’objet d’études diverses ;
- les ascophyllanes, qui sont des xylofucoglycuronanes, le plus souvent des poly
β(1—>4)-D-mannuronanes substitués latéralement par de courtes chaînes sulfatées
(3O-D-xylosyl-L-fucose-4-sulfate);
- les sargassanes ou glycuronofucoglucanes, chaînes linéaires de galactose liés
(1—>4) et substitués en C-5 par des restes fucosyl-3-sulfate ou, sporadiqiuement, par
un acide uronique.
Ces polysaccharides exercent un effet anticoagulant comme le fait un autre
polysaccharide soufré — l’héparine — et ce malgré des différences structurales marquées
(absence d’azote, mode de liaison différent, masse moléculaire plus élevée et
polydispersion plus faible). In vitro, ils induisent l’agrégation plaquettaire. Leur interaction
avec les sélectines (des lectines de surface des leucocytes, des plaquettes et des cellules
endothéliales) pourrait en théorie conduire à des applications thérapeutiques. Certains
fucanes, comme le fucoidane extrait de F. vesiculosus, sont anti-inflammatoires (il agit
dès les premiers stades de l’inflammation). Plusieurs fucanes présentent également des
potentialités antitumorales intéressantes sur quelques modèles expérimentaux. Leur
effet semble lié à une activation de la réaction immunitaire non spécifique. Pharmacognosie_047_074_035–>. 31/03/2016 08:34 Page73 (Noir film)
POLYSACCHARIDES DES ALGUES 73
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polysaccharides
des végétaux supérieurs
Polysaccharides homogènes
1. Amidon...................................................................................................................................76
A. Principales sources d’amidon..................................................................................76
céréales productrices d'amidons, avoine..................................................79
amidons de tubercules et de rhizomes .....................................................81
amidons de graines ...................................................................................83
caractères et essais des amidons...............................................................83
B. Obtention de l’amidon.............................................................................................84
C. Structure et composition : amylose et amylopectine..............................................85
D. Propriétés de l’amidon.............................................................................................86
E. Amidons modifiés....................................................................................................87
F. Emplois des amidons ...............................................................................................89
2. Cellulose.................................................................................................................................89
A. Sources et structure..................................................................................................89
B. Cotonniers et cotons ................................................................................................90
C. Cellulose et dérivés hémisynthétiques ....................................................................92
D. Autres plantes à fibres cellulosiques.......................................................................93
3. Fibres alimentaires.................................................................................................................94
A. Définition .................................................................................................................94
B. Principaux constituants des fibres alimentaires d’origine pariétale.......................95
C. Sources de fibres alimentaires.................................................................................97
D. Effets biologiques des fibres alimentaires ..............................................................98
E. Détermination des fibres alimentaires...................................................................102
F. Emplois des fibres alimentaires.............................................................................102
4. Fructanes - Inuline......103
plantes à inuline (chicorée, pissenlit : 107), autres fructanes....................................109
5. Bibliographie........................................................................................................................110Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page76 (Noir film)
GLUCIDES76
Parmi les polysaccharides homogènes (on dit aussi homoglycanes), seuls les glucanes
(amidon et cellulose) et les fructanes seront envisagés ici. L’étude des fibres
alimentaires ne sera pas dissociée de celle de la cellulose : certes, la composition de ces
fibres est complexe, mais la cellulose en est le plus souvent l’élément prépondérant.
1. AMIDON
Substance de réserve principale des végétaux, l’amidon est une source énergétique
indispensable à l’alimentation de l’Homme et de nombre d’animaux. Présent dans tous
les organes végétaux, il se concentre préférentiellement :
• dans les graines de céréales (avoine, blé, maïs, orge, riz, seigle, sorgho) et de
légumineuses (féverole, pois, pois chiche, fève, lentille) ou autres (châtaigne);
• dans des fruits : fruit de l'arbre à pain (Artocarpus altilis [Parkinson ex F.A. Zorn]
Fosberg, Moraceae), banane plantain (Musa spp., Musaceae);
• dans les parties souterraines — on parle alors préférentiellement de fécule — de
diverses espèces : racines tubérisées de la pomme de terre, du manioc ou des ignames,
rhizomes des taros;
• voire dans la mœlle comme c'est le cas pour le sagou, préparé à partir du stipe
d'un palmier, Metroxylon sagu Rottb. (= M. rumphii [Willd.] Martius).
Avec une production mondiale estimée en 2000 à 48,5 millions de tonnes, l’amidon
est un produit issu très majoritairement du maïs (USA), du blé et de la pomme de terre
(Europe). Il faut 4,3 tonnes de pommes de terre ou 2 tonnes de blé ou 1,6 tonnes de
maïs pour produire 1 tonne d’amidon [Panorama des IAA 2012 - classe 10.62Z
Ministère de l’Agriculture].
A. Principales sources d’amidon
Céréales productrices d’amidons
L’amidon est un constituant quasiment universel des végétaux : nous nous
limiterons à citer ici les sources ayant un intérêt industriel majeur, celles qui sont
retenues par les Pharmacopées ainsi que quelques exemples significatifs. Qui plus est,
ces produits — cela est particulièrement vrai pour les céréales — font l’objet
d’emplois essentiellement non pharmaceutiques et d’une bibliographie abondante : le
lecteur intéressé s’y reportera utilement.
Céréales. Les Poaceae (on dit encore parfois Graminées) sont des plantes
généralement herbacées, rarement ligneuses, annuelles ou vivaces. Les axes sont
simples, creux (chaumes) et portent des feuilles distiques engainantes à limbe
parallélinerve. Les inflorescences sont complexes, en panicules ou épis d’épillets. La
fleur est réduite à trois étamines et à un gynécée pseudo-monomère.
Le fruit des Poaceae (Bambusoideae exclues) est un caryopse, c’est-à-dire un akène
chez lequel le tégument séminal est soudé au péricarpe; l’embryon est petit, basilaire etPharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page77 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 77
extérieur par rapport à l’albumen. De dimensions variables selon les espèces, ce fruit
peut être nu ou entouré par les glumelles adhérentes ou soudées (orge, avoine). La
coupe transversale d’un caryopse montre, de l’extérieur vers l’intérieur :
- un péricarpe à cellules scléreuses qui se vident au cours de la maturation;
- un endocarpe à cellules transverses et à cellules tubulaires;
- un tégument séminal mince recouvrant une couche de cellules riches en
lipides et en aleurone;
- un albumen à grandes cellules amylacées.
Composition chimique du grain entier (constituants non glucidiques). D’une façon
générale, la teneur en eau est voisine de 10 %. La proportion d’éléments minéraux est
faible, surtout chez le maïs. Phosphore et fer sont présents en quantité notable dans le
riz et le blé ; par contre toutes les céréales sont pauvres en calcium. Les lipides
(triglycérides, lécithines, stérides) sont surtout stockés dans le germe, leur teneur par
rapport à la masse du grain variant de 2 à 5 %. Le taux de protéines varie plus nettement
de 8 % (riz) à 15 % (blé). Par ailleurs, ces protéines sont déficientes en certains acides
aminés, ce qui limite leur valeur diététique relative. Par ordre de valeur biologique
croissante on trouve le blé (raffiné), le maïs, le millet, le blé (grain entier), l'orge,
l'avoine et le riz, surtout le riz brun. Toutes les céréales sont déficientes en vitamine A
et le processus de raffinage élimine une grande partie des vitamines du groupe B
initialement présentes dans les grains entiers. Il n'en demeure pas moins que c'est avec
la culture des Poaceae que naquit — au néolithique — l'agriculture, chacun des grands
peuplements humains liant son sort à une céréale principale. Aujourd'hui encore 80 %
des calories nécessaires à l'humanité sont apportées par les céréales.
. BLÉS, (Triticum sp.), RIZ (Oryza sp.), MAÏS (Zea mais L.)
Ces plantes de grande culture intéressent la pharmacie pour leur amidon, pour leur
efraction lipidique (huile de germes de blé raffinée ou vierge [Ph. eur., 8 éd.], cf.
p. 181), pour leurs fibres (son de blé) ou leur teneur en fibres (riz brun), pour le gluten ou
1la zéine (enrobage de comprimés), pour leurs styles (maïs) , pour les produits de
transformation de l’amidon : dextrines, sucres, polyols et pour les sous-produits,
matières premières pour les fermentations ou l’industrie chimique. À titre d’exemple,
er1. Le style de maïs ne figure plus à la Pharmacopée française depuis le 1 juillet 2015. Il contient
une quantité notable de potassium que l’on peut doser par photométrie de flamme sur la fraction
hydrosoluble du résidu d'incinération. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament
(1998) admet qu’il est possible de revendiquer, pour le style de maïs, les indications thérapeutiques
suivantes (voie orale) : traditionnellement utilisé 1° pour faciliter les fonctions d'élimination urinaire et
digestive; 2° comme adjuvant des régimes amaigrissants; 3° pour favoriser l’élimination rénale d’eau.
Si le phyto-médicament à base de style de maïs est une poudre, le dossier « abrégé » d’AMM doit
comporter une étude toxicologique allégée. Aucune évaluation toxicologique n’est demandée dans les
autres cas (styles pour tisane, extrait aqueux et extraits hydro-alcooliques quel qu’en soit le titre). Le
style de maïs ne fait pas l’objet d’une monographie de la Commission E du BfArM allemand. Cf.
Hasanudin, K., Hashim, P. et Mustafa, S. (2012). Corn silk (Stigma maydis) in healthcare : a
phytochemical and pharmacological review, Molecules, 17, 9697-9715.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page78 (Noir film)
GLUCIDES78
Principaux emplois du maïs, Zea mais, Poaceae
amidonnerie par voie humide
RAFLES MAÏS PAILLE
cf. pailles polissage
emballage
aliments du bétail
corn flakes furfuralGRAIN
pop corn (solvants,
whiskies intermédiaires)
trempage eau de trempe
broyage
germes concentrationgrossier
pression
EXTRAITbroyage fin
alimentation,
margarinerie
HUILE centrifugation drèches
alimentation
animale,
fermentationsGLUTEN
enrobages, LAIT
industries diverses D'AMIDON
CORN GLUTEN
TOURTEAUX FEEDamidons modifiés,
malto-dextrines,
glucose, acides,
solvants, édulcorants, etc.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page79 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 79
on trouvera dans le tableau de la page ci-contre un résumé des nombreux produits issus
du maïs et de l’amidonnerie.
Les céramides et glycosylcéramides extractibles du blé et du riz peuvent constituer
une alternative aux céramides animaux (les céramides sont des sphingosines N-acylées
par un acide gras; l'industrie des cosmétiques les utilise pour leur capacité supposée à
prévenir ou à atténuer le vieillissement cutané).
Autres céréales
Ayant un intérêt alimentaire :
Elles sont fort nombreuses et leur étude ne saurait être envisagée ici : avoine (Avena
sativa L.; orge (Hordeum vulgare L.); mils et millets (diverses espèces de Digitaria,
Eleusine, Echinochloa, Panicum, Paspalum, Pennisetum, Setaria), seigle (Secale
cereale L.); sorgho (Sorghum bicolor L.); zizanies (= riz sauvage, Zizania aquatica L.,
Z. latifolia [Griseb] Turcz. ex Stapf).
Ayant un intérêt pharmaceutique : . AVOINE, Avena sativa L.
Le fruit d’avoine est riche en β-glucanes, c’est-à-dire en fibres solubles. Plus riche
en protéines (gluteline, avénine) et en lipides que le blé, cette Poaceae est une bonne
source de manganèse et de fer. Le fruit renferme également des tocophérols, des
composés phénoliques spécifiques — les avénanthramides (0,03 %) — et des
flavonoïdes (également présents dans les feuilles). Les avénanthramides sont des amides
d’un acide hydroxy-anthranilique et d’alcools phénylpropaniques. Dans les feuilles, ces
avénanthramides sont élaborés en réponse à une agression fongique (phytoalexines).
Dans les racines, ce rôle de défense est principalement assuré par des saponosides
— les avénacines —, glycosides d’une génine triterpénique estérifiée par l’acide
Nméthylanthranilique ou l’acide benzoïque.
Pharmacologie. Les avénanthramides sont antioxydants. Des données obtenues in
vitro laissent penser qu’ils pourraient avoir un potentiel anti-athérogène. D’autres
données in vitro tendent à étayer l’usage traditionnel topique, anti-inflammatoire, de
l’avoine (fruit). Pour plus de détails sur le mécanisme d’action et l’intérêt des fibres
solubles, voir ci-après p. 98 (propriétés métaboliques des fibres) et p. 133, « ispaghul et
psyllium ».
Évaluation clinique. Du fait de sa richesse en β-glucanes, la consommation
régulière de fruits d’avoine entraîne une diminution de la cholestérolémie totale et du
taux de LDL-cholestérol. La méta-analyse la plus récente (28 essais, dont beaucoup de
très faible effectif) montre que la consommation d’au moins 3 g/j de glucanes d’avoine
diminue le cholestérol total de 0,3 mmol/l et le LDL-cholestérol de 0,25 mmol/l ;
HDL-cholestérolémie et triglycéridémie ne sont pas modifiées. L’augmentation de la
dose (3-12 g) et de la durée (2-12 semaines) semble sans incidence sur l’effet,Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page80 (Noir film)
GLUCIDES80
contrairement à ce qu’avait constaté une revue systématique précédente. La diminution
observée dépend, entre autres, de la masse moléculaire du glucane (qui ne doit pas être
trop dépolymérisé) et de sa viscosité; elle peut donc varier selon la variété d’avoine et
la préparation. Il semble admis que le glucane d’avoine diminue légèrement la glycémie
post-prandiale. Si l’avoine participe à l’amélioration du transit intestinal, son effet
bénéfique en cas de syndrome du côlon irritable reste à démontrer formellement.
L’innocuité de l’avoine pure chez les patients atteints de maladie cœliaque fait toujours
débat.
L’Afssa en 2008 et l’EFSA en 2010 ont jugé, en termes voisins, qu’il était
scientifiquement justifié de relier consommation de fibres solubles d’avoine et baisse de
la cholestérolémie, sous réserve d’un apport minimal quotidien de 3 g de β-glucanes
dans le cadre d’une alimentation équilibrée et pauvre en lipides saturés. L’EFSA a aussi
reconnu fondé de mentionner que la réduction de la cholestérolémie diminue le risque
de maladie coronarienne; des allégations essentiellement similaires sont reconnues aux
États-Unis d’Amérique par la FDA. Ultérieurement, l’EFSA a estimé que les glucanes
d’avoine et d’orge, à raison de 4 g par portion de 30 g d’hydrates de carbone
assimilables, diminuent la réponse glycémique post-prandiale, mais n’augmentent pas
la satiété (i.e. ne diminuent pas la demande énergétique). Cf. EFSA Journal, (2010), 8,
(12),1885 et (2011), 9, (6), 2207.
Si quelques études et essais disparates quant à leur méthodologie concluent à
l’intérêt des préparations d’avoine pour le traitement d’inflammations cutanées, aucun
essai clinique rigoureusement conduit et utilisant une monopréparation ne valide cette
possibilité. L’activité sédative attribuée aux préparations de feuilles n’a pas été étudiée
chez l’humain, pas plus que ne sont connus leurs éventuels effets indésirables.
Emplois. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet
qu’il est possible de revendiquer, pour le fruit d’avoine, l’indication thérapeutique
suivante (voie orale) : « traitement symptomatique de la constipation ». Aucune
évaluation toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé »
d’AMM (poudre, fruit pour tisane, extrait aqueux et extraits hydro-alcooliques de titre
faible).
Au niveau européen, la monographie communautaire élaborée par le HMPC retient,
pour le fruit d’avoine réduit en farine et sur la seule base de l’ancienneté d’utilisation,
l’indication traditionnelle suivante : traitement des inflammations mineures de la peau
(ex. : brûlure solaire) et pour aider à la cicatrisation des petites blessures : 60 g pour un
bain de 150 à 200 litres (adulte), ou extraits à 20-30 %, par voie externe; possibilité de
réactions cutanées chez certains patients (réf. EMEA/HMPC/368600/2007,
4 septembre 2008). Le même comité européen reconnaît que les parties aériennes de
l’avoine, récoltées avant la floraison, fraîches ou sèches, sont utilisables sur la seule
base d’un usage de longue date pour favoriser le sommeil et en cas de symptômes
modérés de stress. Posologie quotidienne : 3 g, en infusion, ou extrait liquide aqueux ou
hydro-alcoolique (1:4-6, éthanol 15-50 %), jusqu’à 5 ml, trois fois par jour); adultes et
adolescents de plus de 12 ans, non recommandé chez la femme enceinte ou allaitante
(réf. EMEA/ HMPC/202966/2007, 4 septembre 2008).Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page81 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 81
. ORGE, Hordeum vulgare L.
C’est sans doute la première céréale à avoir été mise en culture (7000 av. J.-C.), au
Moyen-Orient. En dehors de sa valeur biologique et de son importance dans l’industrie
agroalimentaire, l’orge a quelques emplois en pharmacie.
e1. La diastase de l’orge germée (Ph. fse, 11 éd., 1986) est constituée par les
amylases obtenues par macération aqueuse à partir de l’orge germée. Elle contient au
minimum 1 unité amylasique par mg, c’est-à-dire qu’elle possède une activité
enzymatique qui, dans des conditions définies, libère par hydrolyse d’un substrat
d’amidon soluble une micromole de résidu glucidique réducteur par minute.
2. Le malt. Cette préparation est obtenue par germination des graines en milieu
humide. Après quelques jours, les grains germés sont desséchés, débarrassés de leurs
radicelles (les touraillons) et moulus. Le malt est un aliment très assimilable car la
germination a entraîné une hydrolyse de l’amidon en dextrine et maltose et celle des
protéines en polypeptides et acides aminés. De plus, il est riche en amylase. Le malt est
utilisé en diététique infantile (laits et farines) et chez les insuffisants digestifs.
3. L’hordénine ou N,N-diméthyltyramine. Présente dans les touraillons, c’est un
sympathomimétique faible dont l’action s’exerce principalement au niveau intestinal.
Elle a été utilisée dans le traitement symptomatique des diarrhées de l’adulte et de
l’enfant. Même légers, les effets sympathomimétiques doivent inciter à utiliser
prudemment ce composé chez les hypertendus et en cas de traitement par les IMAO.
Amidons de tubercules et de rhizomes. POMME DE TERRE, Solanum tuberosum L., Solanaceae
Les tubercules de pomme de terre constituent, après le maïs, la deuxième source
mondiale d’amidon. Le rapage des tubercules et des lavages successifs conduisent au
lait de fécule. Un quintal de pommes de terre permet d'obtenir 15 à 23 kg de fécule. La
fécule de pomme de terre enzymée donne un gel à texture semblable à celle des
matières grasses : dans l'industrie alimentaire, elle remplace en partie les huiles et les
graisses dans les produits à faible teneur en calories. Enzymée, acétylée et atomisée,
c'est un substitut de la gomme arabique, un liant, un filmogène.. Ignames. Les ignames sont des Dioscoreaceae pantropicales appartenant au
genre Dioscorea : D. alata L., D. polystachya Turcz. (= D. batatas Decne.),
D. bulbifera L., D. cayennensis Lam., D. esculenta [Lour.] Burkill., D. oppositifolia L.,
(= D. opposita Thunb.), etc. Assez pauvres en protéines (1-3 %, en frais) et en lipides
(< 0,3 %, en frais), ces tubercules parfois volumineux (plusieurs dizaines de kg) sont
très riches en amidon : 25-30 % du tubercule frais (80-90 % de la matière sèche). Ils
sont consommés bouillis, entiers ou écrasés; séchés, ils peuvent être transformés en
farine ou en flocons. En 2013, plus de 95 % des 60 millions de tonnes produites dans le
monde l’étaient en Afrique (Nigeria, Ghana, Côte d'Ivoire, Bénin, Ghana, Togo,
Éthiopie, Cameroun, etc.). Sur les dioscorées, voir aussi p. 1014 et 1061.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page82 (Noir film)
GLUCIDES82
. Manioc. Le manioc, Manihot esculenta Crantz (Euphorbiaceae), est un aliment
amylacé majeur des zones tropicales du globe et ce sur tous les continents. Après
pelage, hachage et torréfaction — ce qui diminue fortement la teneur en hétérosides
cyanogènes — il sert à la préparation de repas (gari [Afrique], farinha [Amérique du
Sud]). Il est également destiné à la préparation de farines, de chips et d'amidons bruts et
transformés (tapiocas). Production mondiale en 2013 : 277 millions de tonnes : Nigeria,
Indonésie, Thaïlande, Brésil, République Démocratique du Congo, Ghana, Angola,
Mozambique, etc. Le tubercule pelé, frais, renferme 35 % d'amidon, 0,5-1,5 % de
protéines, 0,3 % de lipides. . Arrow-root. Certains amidons de tubercules entrent dans la formulation de
farines destinées à l’alimentation du très jeune enfant : c’est le cas de l’arrowroot,
terme qui désigne normalement la farine obtenue à partir du tubercule de Maranta
arundinacea L. (Marantaceae) ou arrow root des Indes Occidentales.
Une autre , Calathea allouia (Aubl.) Lindl. fournit l’arrow-root de
Guinée ou topinambour blanc. Le terme d’arrow-root s’applique aussi aux produits
provenant de Canna indica L. (= C. edulis Ker-Gawl., Cannaceae) ou arrow root
d’Afrique (ou du Queensland). La bibliographie mentionne également l’arrowroot de
Floride, comestible après ébullition (Zamia spp., Zamiaceae) et l'arrowroot de Tahiti
2ou de Fiji (tubercule de Tacca leontopetaloides [L.] Kuntze, Dioscoreaceae) .
L'arrowroot de l'Inde est Curcuma angustifolia Roxb., l’arrowroot du Brésil n’est autre
que le manioc et l’arrowroot de Guyane est une Dioscoreaceae, Dioscorea alata L. . Patate douce. Ce tubercule (Ipomoea batatas [L.] Lam., Convolvulaceae) est
très largement consommé en Chine : ce pays assurait en 2013, avec 79 milions de
tonnes, 70 % de la production mondiale loin devant le Nigeria (3,4 millions de tonnes),
la Tanzanie (3,1 millions de tonnes), l’Ouganda (2,6 millions de tonnes), l’Indonésie
(2,4 millions de tonnes), etc.. Taros. Particulièrement riches en amidon, les taros sont les tubecules (rhizomes
tubérisés) de diverses Araceae tropicales appartenant aux genres Colocasia
(C. esculenta [L.] Schott = taro), Xanthosoma (X. sagittifolium [L.] Schott = tannia),
Cyrtosperma, Alocasia et Amorphophallus. Ils représentent une part importante de
l'alimentation humaine dans les îles et sur le pourtour de l'océan Pacifique, ainsi que
2. Plusieurs espèces du genre Tacca retiennent l’attention pour les stéroïdes pentacycliques
époxydés et γ-lactoniques qu’ils renferment, les taccalonolides A-Y, AJ, AF, etc. Certains d’entre eux,
isolés de T. chantrieri André, de T. plantaginea (Hance) Drenth, ou encore de T. integrifolia Ker Gawl.,
constituent, à côté du taxol, des épothilones mycobactériennes et des produits d’origine marine comme
le discodermolide, une nouvelle classe de stabilisants des microtubules. Ces taccalonolides stoppent la
mitose par un mécanisme original induisant la formation de fuseaux mitotiques multipolaires anormaux;
ils sont actifs in vivo, y compris sur les souches cellulaires résistantes aux taxanes. Très curieusement, on
a isolé d’un Tacca, à côté de taccalonolides, une rétrodihydrochalcone inhibitrice de la polymérisation
de la tubuline, la taccabuline A. Cf., inter alia, Li, J. et al. (2014). Bioorg. Med. Chem., 22, 5091-5096;
Risinger, A.L. et al. (2014). Mol. Cancer., 13, 41 (en ligne, 12 pages); Risinger, A.L. et al. (2013). J.
Nat. Prod., 76, 1923-1929 et, ibid. 2189-2194.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page83 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 83
dans certains pays africains (production mondiale en 2013 = 10 millions de tonnes :
Nigeria, Chine, Cameroun, Ghana, etc.). Les glucides de ces rhizomes — leur teneur
varie de 15 à 30 % du tubercule frais — sont constitués, à 80 %, par de l'amidon. La
présence de raphides d'oxalate de calcium et/ou de protéines toxiques rend nécessaire
une cuisson préalable.
Amidons de graines
Il s’agit essentiellement des graines de Fabaceae communément appelées
légumineuses ou légumes secs : pois (Pisum sativum L.), pois chiche (Cicer arietinum
3L.), fève (Vicia faba L.), lentille (Lens culinaris Medik.), haricots (Phaseolus
vulgaris L., P. acutifolius A. Gray, P. coccineus L., P. lunatus L.), pois d'Angole
(= ambrevade = Cajanus cajan [L.] Millsp.), etc. Ces espèces, des espèces voisines et
leurs très nombreuses variétés sont cultivées dans le monde entier. Chez ces graines,
l’amidon représente 45 à 70 % de la matière sèche de la farine complète. Cet amidon,
généralement riche en amylose (25 à 45 %), n’est pas le seul sucre de ces graines : elles
renferment généralement des oligosaccharides non digestibles par l’Homme et dont la
dégradation par les bactéries coliques est pour une part à l’origine des flatulences
souvent associées à la consommation des légumes secs.
Caractères et essai des amidons officinaux
eLa 8 édition de la Pharmacopée européenne consacre cinq monographies aux amidons
les plus couramment utilisés par la pharmacotechnie : amidon de blé (0359), de maïs
(0344), de pois (8.1, [04/2014:2403]), de pomme de terre (0355) et de riz (8.4,
[04/2015:0349]). Les amidons de Poaceae sont retirés des caryopses, celui des pois de
la graine de Pisum sativum L., celui de pomme de terre — la fécule — est retiré du
tubercule.
La Pharmacopée européenne décrit également l’amidon prégélatinisé (1267):
amidon qui, à l’exclusion de l’amidon de blé ou de pois, a été mécaniquement traité en
présence d’eau à l’aide d’un procédé thermique ou non, pour rompre tout ou partie des
grains d’amidon et qui a ensuite été desséché. Enfin, la Pharmacopée décrit des
amidons hydroxy-éthylés et hydroxypropylés (1785, 2165 et 2645) et des
carboxy3. Beaucoup de légumineuses désignées par le vocable de haricot n'appartiennent pas au genre
Phaseolus. Citons, à titre d'exemple, le haricot mungo qui est fourni par Vigna radiata (L.) R. Wilczeck,
le haricot adzuki (V. anguilaris [Willd.] Ohwi & H. Ohashi, le haricot-igname (Sphenostylis stenocarpa
[A. Rich] Harms) ou bien encore le haricot-jacinthe ou dolique, graine du Lablab purpureus (L.) Sweet
(mais il existe au moins quatre doliques [dolique-asperge, dolique-mongette, etc.] appartenant à trois
genres). La même confusion règne chez les pois qui sont fréquemment fournis par des espèces
n'appartenant ni au genre Pisum, ni au genre Cicer : le pois bambara est Vigna subterranea (L.) Verdc.
(= Voandzeia subterranea [L.] Thouars), le pois de Tahiti (ou fève Jack, ou haricot sabre) est la graine
de Canavalia ensiformis (L.) DC. et le pois bâtard (un fourrage) est un Centrosema. De nombreux autres
genres fournissent des « pois » : Cajanus (pois d’angole), Inga, Lathyrus (pois de senteur), Mucuna,
Pachyrhizus (pois patate), Pithecellobium, etc.). Cette série non limitative d'exemples — on pourrait
évoquer les fèves (à cheval, tonka, de Calabar) et les lentilles (de terre, d’Espagne) — montre, si cela
était nécessaire, l'utilité de la nomenclature binominale latine.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page84 (Noir film)
GLUCIDES84
méthylamidons sodiques (types A, B et C (8.3, [01/2015:0983, 0984 et 1566]),
c’est-àdire des sels sodiques d'amidon de pomme de terre réticulé partiellement
O-carboxyméthylé).
Caractères. Les amidons sont des poudres très fines, blanches (mais l’amidon de
maïs peut être faiblement jaunâtre), insolubles dans l’eau, crissant sous la pression des
doigts. Leur différenciation passe par un examen microscopique attentif dans un
mélange, à parties égales, d’eau et de glycérol : grains de taille variable (2-60 μm) à hile
et stries très peu visibles de l’amidon de blé; grains anguleux (2-23 μm) ou arrondis
(25-35 μm) à hile central et sans stries concentriques de l’amidon de maïs; gros grains
ovoïdes (30-100 μm) à hile excentrique et stries concentriques de l’amidon de pomme
de terre; petits grains polyédriques (2-5 μm, fréquemment associés) à hile central et
sans stries concentriques de l’amidon de riz. En lumière polarisée, tous les amidons
présentent une croix noire centrée sur le hile. Dans le cas de l’amidon prégélatinisé, on
remarque la présence de paillettes ou de grains très irréguliers, translucides.
Essai. Identifiés par la morphologie des grains, par leur capacité à former des
empois et à se colorer en bleu en présence d’iode, les amidons doivent satisfaire à
divers essais : acidité; éléments étrangers; perte à la dessiccation (céréales, < 15 %;
pois, < 16 %; pomme de terre, < 20 %); cendres sulfuriques (blé, maïs, pois, pomme de
terre < 0,6 %; riz, < 1 %). Entre des plaques ou prismes polarisants orientés
orthogonalement, les grains des amidons (sauf l’amidon prégélatinisé) présentent distinctement
le phénomène de la croix noire. Dans tous les cas l’amidon doit être exempt
d’Escherichia coli et de salmonelles. Le nombre de germes aérobies totaux (DGAT) est
3 2< 10 UFC/g et le nombre total de moisissures et levures (DMLT) < 10 UFC/g. Les
amidons satisfont à l’essai limite du fer (10 ppm; pois < 50 ppm), ne contiennent ni
plus de 20 ppm de substances oxydantes ni plus de 50 ppm de dioxyde de soufre.
L’amidon de blé a une tenur en protéines totales < 0,3 %.
B. Obtention de l’amidon
L’amidon est extrait, pour l’essentiel, du grain de maïs et des tubercules de pommes
de terre et, dans une moindre mesure, du blé et du manioc.
L’amidon de maïs peut être préparé de la façon suivante (voie humide) : après
élimination des impuretés (rafles, débris divers) par criblage et ventilation, les grains
sont amollis par un trempage de 30 à 48 heures dans de l’eau portée à 50 °C et
additionnée de dioxyde de soufre. L’eau de trempe, chargée en protéines, en sucres
solubles, en acide lactique, en vitamines et en éléments minéraux, est récupérée : elle
servira d’élément de base dans la composition des milieux de culture destinés aux
fermentations industrielles comme, par exemple, la production d’antibiotiques par des
microorganismes (corn steep liquor). L’excédent, mélangé aux drèches, est écoulé sur
le marché des aliments pour bétail (corn gluten feed).
Un broyage grossier en milieu aqueux des grains amollis permet d’éliminer, par
différence de densité, les germes, source d’une huile qui n’est pas dépourvue d’intérêtPharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page85 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 85
diététique. Le mélange pâteux résiduel, constitué de fragments de grains dégermés, est
réduit en poudre fine ; après tamisage, une centrifugation permet de séparer les
protéines (gluten de maïs) et l’amidon. À ce stade, l’amidon est sous la forme de lait. La
mauvaise conservation de cette forme et le coût de son transport expliquent que la plus
grande partie de la production est immédiatement transformée, sur place. Le reste est
séché. Un quintal de maïs fournit environ 63 kg d’amidon.
C. Structure et composition : amylose et amylopectine
À l’état natif, l’amidon (il serait plus correct de parler des amidons, car la
composition varie quelque peu selon l’origine botanique) existe sous la forme d’une
structure lentement organisée à biosynthèse orientée : le grain. La semi-cristallinité de
celui-ci est attestée par l’apparition, en lumière polarisée, d’une croix noire de
biréfringence. La forme du grain, sa taille et l’emplacement du hile varient selon
l’espèce considérée et, de ce fait, sont souvent des éléments précieux pour
l’identification microscopique d’échantillons (voir ci-dessus). Les grains d’amidon
correspondent à un homopolymère presque pur de D-glucose : 98-99 %. Les autres
constituants sont lipidiques (0,1-0,7 % selon l’origine botanique), protéiques
(0,050,5 %) et minéraux (la teneur en cendres varie de 0,05 à 0,3 % ).
La fraction glucidique est un mélange de deux polymères : l’amylose,
essentiellement linéaire et l’amylopectine, molécule ramifiée. Les amidons sont nettement
différenciés par leurs teneurs respectives en amylose : 16-17 % chez le riz, 20 % chez la
pomme de terre, 23-24 % chez l’orge, 25-28 % chez le blé, jusqu' à 35 % chez les pois
lisses, exceptionnellement 65-70 % chez les amylomaïs ou, au contraire, moins de 1 %
chez les maïs cireux ou waxy mais.
4L’amylose est constitué d’unités de D-glucose dans sa conformation C (la plus1
stable) liées quasi exclusivement par des liaisons α-(1—>4). On note l’existence d’un
petit nombre de courtes chaînes branchées α-(1—>6). Le DP moyen varie selon
l’origine botanique et le mode de préparation de 500 à 6000.
OH
O
HO
OHHO HO
OH HO
O
O
α-maltose
OH
L’amylopectine, constituant majoritaire des amidons, est l’un des plus gros
polysaccharides connus, sa masse moléculaire pouvant atteindre, chez certains
7 8cultivars, 10 à 10 . Sa structure est ramifiée en grappe : des chaînes linéaires α-(1—>4)
de 15 à plus de 60 unités, réparties selon une distribution trimodale, sont greffées les
unes aux autres par des liaisons α-(1—> 6) qui représentent environ 5–6% de
l’ensemble des liaisons. Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page86 (Noir film)
GLUCIDES86
Plusieurs modèles structuraux ont été proposés : le plus classique [schéma] fait
intervenir trois types de chaînes : les chaînes A ne sont pas ramifiées et sont greffées par
leur extrémité réductrice sur des chaînes B. Les chaînes B sont substituées sur un ou
plusieurs de leurs hydroxyles en C-6 par des chaînes A et reliées par leur extrémité
réductrice à une chaîne C. Cette chaîne C est la seule à posséder une extrémité
réductrice libre. Les zones de branchement sont amorphes alors que les zones
correspondant à de courtes chaînes linéaires sont cristallines (elles ont la possibilité de
former une structure hélicoïdale). La proportion relative de chaînes courtes et de
chaînes longues ainsi que le nombre moyen de grappes porté par chaîne longue varient
en fonction de l’origine de l’amidon (tubercules, céréales).
Dans certains amidons (pois ridé, certains génotypes d’orge et certains maïs riches
en amylose) on remarque la présence d’une quantité notable d’un glucane de structure
intermédiaire entre l’amylose et l’amylopectine.
C
Sructure de l'amylopectine.
Modèle proposé par Robin et al.
Les lignes pointillées délimitent les zones
2 branchées amorphes (1) et les zones
potentiellement cristallines (2).
1
Robin, J.-P., Mercier, C., Charbonnière, R. et
Guilbot, A. (1974). Lintnerized starches. Gel
filtration and enzymatic studies of insoluble
residues from prolonged acid treatment of potato
starch, Cereal. Chem., 51, 389-406.
A
B
D. Propriétés de l’amidon
L’amylose peut, du fait de son caractère essentiellement linéaire et de
l’homogénéité des liaisons interosidiques, prendre une conformation hélicoïdale et
complexer des molécules hydrophobes telles que l’iode et les acides gras, mais aussi
des alcools, des lipides et des émulsionnants. La réaction de l'amylose avec l’iode est àPharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page87 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 87
la base de la caractérisation analytique de l’amidon. La formation de complexes par
insertion d’alcools aliphatiques dans la cavité hélicoïdale hydrophobe de la molécule
d'amylose peut, sous certaines conditions, permettre le fractionnement de l’amylose et
4de l’amylopectine .
L’amylopectine est responsable de la cristallinité de l’amidon ; celle-ci varie selon
l’origine de l’amidon (amidon céréalier de type A, amidon de tubercules et amidons
rétrogradés de type B) et dépend notamment du mode d’empilement des doubles
hélices (symétrie hexagonale ou monoclinique) et du degré d’hydratation.
Comportement de l’amidon en présence d’eau. À température ambiante, le grain
d’amidon n’est pas hydrosoluble, mais retient une forte quantité d’eau. Vers 55–60 °C,
les grains gonflent irréversiblement, la structure granulaire est détruite, la cristallinité
disparaît : il y a gélatinisation. Si l’on chauffe plus (jusqu'à 100 °C) les molécules
d’amylose diffusent dans le milieu : c’est la solubilisation, l’empesage, la formation
d’un système composite de grains d’amidon gonflés (« fantômes ») dans une matrice de
macromolécules amylosiques solubilisées. Par refroidissement, les macromolécules se
réorganisent, il se forme un gel : c'est le phénomène de rétrogradation qui,
éventuellement, s'accompagne de synérèse. La cinétique de rétrogradation de l’amidon peut être
modifiée par diverses associations (autres polysaccharides, lipides).
E. Amidons modifiés
Dans le but de modifier les propriétés rhéologiques des gels et donc d’étendre les
possibilités d’emplois de l’amidon, il est possible de modifier la structure initiale et ce
de plusieurs façons :
- en faisant varier les proportions respectives d’amylopectine et d’amylose : c’est là,
pour l’essentiel, un travail de sélection variétale;
- par traitement physique : amidons prégélatinisés (cuisson préalable et
déshydratation), extrudés ou compactés;
- par modification chimique, en jouant sur la réactivité des fonctions alcools
secondaires et primaires :
- oxydation par l’hypochlorite de sodium,
- estérification par l’anhydride acétique (acétates d’amidon), par des acides
phosphoriques (phosphates d’amidon),
- éthérification : obtention d’hydroxyalkylamidons (amidons non ioniques), de
carboxyméthylamidon (anionique) et « cationisation » par greffage d’amines tertiaires
ou d’ammoniums quaternaires,
- hydrogénation, qui s’applique en fait aux oligosaccharides issus de la
dépolymérisation (voir polyols);
- par réticulation. L’amidon est traité à une température inférieure à la température
de gélatinisation par de l’épichlorhydrine, du formol, de l’oxychlorure de phosphore ou
4. C’est cette même propriété qui est mise à profit pour retarder le rancissement des pains : la
molécule incluse est dans ce cas un monoglycéride d’acide gras; le mécanisme de cet effet reste obscur.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page88 (Noir film)
Gossypium herbaceum L.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page89 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 89
des anhydrides d’acides, ce qui induit la formation d’un faible pourcentage de ponts
intramoléculaires. La réticulation diminue le gonflement, augmente la résistance au
cisaillement, permet la stérilisation;
- par dépolymérisation contrôlée. L’hydrolyse partielle de l’amidon, qui peut être
obtenue en milieu acide, est maintenant souvent réalisée par voie enzymatique. Elle fait
alors appel à des enzymes déramifiantes (du type pullulanase ou isoamylase) qui
coupent les liaisons α-(1—>6), à des amylases (α-amylase, produisant des
oligosaccharides ou β-amylase, induisant une hydrolyse récurrente à partir de
l’extrémité non réductrice des chaînes linéaires et produisant du maltose) et à des
amyloglucosidases, exo-enzymes hydrolysant de façon répétitive aussi bien les liaisons
1—>4 que les liaisons 1—>6 et produisant du glucose. Le domaine d’application de
ces techniques enzymatiques est en fait la production de malto-dextrines
(dextrinisation), celle de sirop de glucose et d’hydrolysats (saccha rification des
maltodextrines) et celle de fructose (isomérisation).
F. Emplois des amidons
En pharmacie, le principal usage des amidons et de leurs dérivés est celui
d’adjuvant dans la formulation des comprimés : diluants, liants (empois),
désintégrants, antimottants. L’amidon est aussi une base de réaction pour l’obtention de
dextrines et cyclodextrines, de polyols, de gluconates et, plus généralement, de produits
bio-industriels (fermentation, production de gomme xanthane).
À côté d’emplois multiples dans l’industrie agroalimentaire, les amidons
connaissent d’innombrables applications dans d’autres secteurs d’activité : obtention du
papier (elle consomme près de la moitié de l’amidon « non alimentaire »), industrie
textile, colles et adhésifs, traitement des eaux et des minerais, forages.
L’emploi d’hydroxy-éthylamidons dans les solutés de remplissage indiqués dans
l’hypovolémie présente un risque notable d’effets indésirables : l’ANSM a édité
(11/2013) des recommandations strictes quant à leur emploi (traitement de
l’hypovolémie due à des pertes sanguines aiguës lorsque l’utilisation des cristalloïdes
seuls est jugée insuffisante) et dressé la liste des nombreuses contre-indications.
2. CELLULOSE
A. Sources et structure
La cellulose est sans doute le biopolymère le plus universel. Rare chez les
Procaryotes, présente chez d’assez nombreux Thallophytes chlorophylliens (Algues) ou
non (Mycophytes), elle se dépose en microfibrilles dans les parois cellulaires de tous les
Cormophytes.
Constituant du bois, elle existe à l’état majoritaire dans de nombreuses plantes à
fibres textiles : lin, chanvre, jute, ramie et, presque pure, dans les poils qui recouvrent
les graines des cotonniers. L’une des rares bactéries capable de la synthétiser —Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page90 (Noir film)
GLUCIDES90
Acetobacter xylinum — pourrait, avec le développement des biotechnologies, devenir
une source de cellulose microfibrillaire pure.
La cellulose actuellement utilisée provient de la délignification du bois en milieu
acide ou alcalin (industrie papetière) et des linters de coton (industrie chimique); on
peut aussi utiliser les produits de dégradation des pailles. Le coton fibre est utilisé
directement par l’industrie textile. D’autres procédés actuellement développés
permettent de récupérer la cellulose et les autres constituants du bois (hémicelluloses,
lignines). C’est le cas de l’extraction à chaud par le méthanol suivie d’un traitement par
la soude méthanolique; c’est aussi celui de « l’explosion » du bois, traitement très bref
par la vapeur d’eau à 200-250 °C sous une pression de 35-40 bars suivi d’un retour
brutal à la pression normale. Ce procédé conduit à une cellulose de DP contrôlé, à des
mono- et oligosaccharides, à des phénols solubles et à la lignine.
Structure. La cellulose est un polymère linéaire, constitué d’unités de D-glucose
liées en β-(1—>4). Les molécules de D-glucopyranose sont sous forme chaise de
4conformation C ; les hydroxyles du cycle, l’hydroxyméthyle et la liaison osidique sont1
en position équatoriale. Tous les hydrogènes sont axiaux. La nature β de la liaison
entraîne la rotation à 180° d’une unité sur deux (le motif de base est le cellobiose) et
confère à la molécule une structure rubanée consolidée par des liaisons hydrogène
intramoléculaires, en particulier entre l’hydroxyle porté par le C–3 et l’atome
d’oxygène intracyclique de l’unité voisine. Des liaisons hydrogène intermoléculaires
associent les chaînes en microfibrilles dont la cristallinité apparaît bien en spectrométrie
de diffraction des rayons X (qui révèle par ailleurs l’existence de régions amorphes). Le
4degré de polymérisation varie de 300 à 15000 (soit une masse moléculaire de 5 x 10 à
62,5 x 10 ) selon l’origine botanique, l’âge du tissu, le procédé d’obtention. Dans les
parois secondaires des végétaux supérieurs, le DP est de 6 à 10000; dans les capsules
de coton non ouvertes, il atteindrait 15000.
OH OH
HOO HOOHO HOO O O OOHO HOOOH OOH
OH OH
B. Cotonniers et coton : Gossypium spp., Malvaceae
eLa pharmacopée européenne (8 éd.) consacre plusieurs monographies au coton, à
la cellulose et aux produits qui en dérivent :
- coton hydrophile (0036);
- cellulose poudre (0315) ou cellulose microcristalline (0316) et ouate viscose
hydrophile (0034); Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page91 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 91
- acétate (8.1, [01/2014:0887]), acétate butyrate (1406) et acétate phtalate de
cellulose (8.1, [01/2014:0314]);
- carboxyméthyl cellulose (carmellose, [2360], carmellose sodique [0472], carmellose
sodique faiblement substituée [1186], carmellose calcique [0886] et croscarmellose
sodique [0985]);
- éthylcellulose (0822), hydroxyéthylcellulose (0336), hydroxypropylcellulose (8.3,
[01/2015:0337]), hydroxypropylméthylcellulose (hypromellose, 8.6 - [01/2016:0348]),
phtalate d’hypromellose (0347), méthylcellulose (8.6 - [01/2016:0345]) et
méthylhydroxy-éthylcellulose (0346).
eLe coton hydrophile supérieur est décrit par la Pharmacopée française (11 éd., 1990).
Les cotonniers. Les différentes races et variétés de cotonnier actuellement cultivées
se répartissent en quatre espèces : deux diploïdes asiatiques à fibres épaisses et courtes
(G. arboreum L., G. herbaceum L.) et deux tétraploïdes (amphidiploïdes) américains :
G. hirsutum L. à fibres intermédiaires et G. barbadense L. à fibres longues. Les
cotonniers sont des arbustes ou des arbrisseaux pérennes, à feuilles tétra- à heptalobées,
plus ou moins échancrées. Les fleurs, accompagnées de trois larges bractées dentées,
ont une corolle blanc crème à jaune rougissant rapidement après l’épanouissement,
marquée — sauf chez G. hirsutum — d’une macule rouge à la base des pétales. Les
nombreuses étamines sont soudées par leurs filets en une colonne staminale. Le fruit est
une capsule sphérique, ovoïde ou piriforme (4-8 x 3-4 cm), à 3-5 loges multi-ovulées.
Les graines (6-12 par loge) portent de longs poils ou fibres.
Les fibres. Les fibres prennent naissance à la surface de la graine et elles peuvent
être accompagnées d’un duvet de poils courts, le linter : on parle alors de graines
vêtues; dans le cas où le linter fait défaut, on parle de graines nues. Les fibres ont une
coloration blanche, crème, brun clair, parfois verdâtre. Issues d’une cellule
épidermique, elles ont une constitution monocellulaire. Très allongées (la longueur,
influencée par les conditions hydriques, varie de 15 à 40 mm pour un diamètre,
génétiquement déterminé, de 12-25 μm), elles ont une paroi mince recouverte d’une
cuticule cireuse et sont repliées plusieurs fois à l’intérieur du volume carpellaire. Au
cours de la maturation le poil s’épaissit par apposition, sur la face interne de sa paroi, de
couches successives de cellulose. À maturité, le protoplasme central se vide et laisse
place à un lumen ; la fibre se vrille, ce qui détermine ses qualités textiles.
Chimiquement, la fibre est composée de cellulose (95 ± 4 %), de protéines
(1,6 ± 0,3 %), de cires (0,9 ± 0,3 %), de pectines. La cellulose représente 23 à 37 % de
la graine entière sèche. Celle-ci contient en outre 19 à 25 % de protéines, 10 à 28 % de
lipides et jusqu'à 1 % de gossypol, un sesquiterpène toxique pour la majorité des
espèces animales.
Traitement des graines. Après un premier séchage naturel ou par un courant d’air
chaud, le coton graine est nettoyé, débarrassé des débris de capsule et égrené
mécaniquement. Les fibres sont ensuite triées en fonction de leur qualité commerciale.
Si les graines sont vêtues, on récupère le linter qui est destiné à des usages divers
(rembourrages, couvertures, feutres) et à l’industrie chimique.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page92 (Noir film)
GLUCIDES92
L’étape suivante est la récupération de l’huile contenue dans les graines : un
broyage laminage conduit à des flocons; la cuisson contrôlée de ceux-ci précipite les
protéines, élimine le gossypol et améliore l’extraction ultérieure de l’huile. Qu’elle soit
extraite par pression ou par solvants, l’huile est démucilaginée, neutralisée, lavée,
décolorée et désodorisée avant d’être livrée à la consommation. Les tourteaux sont
destinés à l’alimentation animale (les ruminants détoxifient en partie le gossypol). Les
farines, sous réserve d’être débarrassées de leur gossypol et non contaminées par des
aflatoxines, peuvent être utilisées pour l’alimentation de l’Homme et des animaux
monogastriques.
Coton hydrophile. Le coton hydrophile décrit par la Pharmacopée européenne
e(8 éd., 0036) est constitué de fibres nettoyées, purifiées, blanchies et soigneu-sement
cardées. Il est préparé avec du coton neuf et est blanc ou sensiblement blanc; Les fibres
de ce coton doivent avoir une longueur supérieure ou égale à 10 mm.
Le coton hydrophile ne doit contenir aucune matière colorante compensatrice. Il
doit satisfaire à un certain nombre d’essais : absence de fibres étrangères (microscopie),
neutralité, densité de nœuds, recherche de colorants extractibles par l’alcool et de
substances tensio-actives, détermination des substances solubles dans l’eau ou dans le
dioxyde d’éthyle, etc. Un protocole strict permet de mesurer son pouvoir d’absorption :
il est au minimum de 23 g d’eau par gramme de coton.
Autres produits. L’ouate de cellulose chirurgicale est constituée de fibres isolées,
non fasciculées, extraites industriellement du bois par désincrustation thermochimique
suivie d’un blanchiment. Elle doit satisfaire à des essais très proches de ceux qui
s’appliquent au coton hydrophile.
La cellulose en poudre est utilisée en pharmacotechnie : diluant-liant et désintégrant
en compression, stabilisant de suspensions.
C. Cellulose et dérivés hémi-synthétiques
La cellulose, polymère polyhydroxylé, peut être facilement estérifiée et éthérifiée.
L’estérification conduit à des produits (nitrate, acéate de cellulose) aux usages
multiples (fabrication d’explosifs et de plastifiants, de films, de filtres, [filtres à ciga -
rettes], de membranes de dialyse); l’acétophtalate forme des films gastrorésistants. On
utilise également le phtalate d’hydroxypropylméthylcellulose (pour la
microencapsulation et pour l'obtention de microgranules à libération pro longée).
L’éthérification conduit à des polymères hydrosolubles aux applications
technologiques nombreuses : méthyl-, éthyl-, propyl- et carboxyméthylcellulose. Ces
molécules sont obtenues par action d’un halogénure d’alkyle sur la cellulose
préalablement traitée par un agent alcalin. On ajoute fréquemment au milieu de l’oxyde
d’éthylène ou de l’oxyde de propylène ce qui conduit à des éthers mixtes :
méthylhydroxyéthyl- et méthylhydroxypropylcelluloses.
Pour tous ces dérivés, l’hydrosolubilité dépend du degré de substitution des
hydroxyles du polymère natif ; la plupart se dissolvent dans l’eau en formant desPharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page93 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 93
solutions très visqueuses, ce qui conduit à les utiliser largement dans le domaine de la
pharmacotechnie et des produits cosmétiques comme filmogènes, épaississants,
stabilisants, liants ou lubrifiants : comprimés, gels, crèmes, lotions, dentifrices, produits
de maquillage. Un choix judicieux du polymère permet en outre au galéniste de
procéder à des enrobages spécifiques (gastrorésistants, microgranules à libération
prolongée) et à des microencapsulations.
Carmellose. Cet éther ionique hydrosoluble, la carboxy méthylcellulose, est
facilement préparé par action de l’acide monochloracétique sur la cellulose alcaline
5dans le 2-propanol. Son degré de substitution (DS) varie habituel lement de 0,5 à 1,2 .
Malgré un certain nombre d’incompatibilités (cations trivalents, antibiotiques,
alcaloïdes) c’est un auxiliaire de fabrication en pharmacotechnie : compression directe
et par voie humide, stabilisant de suspensions. C’est aussi, dans plusieurs pays, un
composant des régimes hypocaloriques (coupe-faim).
Hypromellose. L’hydroxypropylcellulose est, entre autres applications, utilisée en
solution de « contactologie » pour améliorer le port des lentilles cornéennes (mais pas
des lentilles hydrophiles), des verres de contact, des prothèses oculaires. Elle est
également disponible en petits bâtonnets à insérer dans le canal conjonctival inférieur
pour stabiliser le film lacrymal (formes sévères du syndrome de l’œil sec). La
méthylcellulose est également employée en collyre dans des indications voisines et pour
protéger l’épithélium cornéen au cours des explorations fonctionnelles oculaires.
D. Autres plantes à fibres cellulosiques
On citera ici, sans en développer l’étude, quelques plantes traditionnellement
recherchées pour leurs fibres :
1. Les kapokiers d'Indonésie et de Thaïlande (Ceiba pentandra [L.] Gaertner) et
fromagers (Bombax ceiba L., Malvaceae). Les poils de l’endocarpe de la capsule, très
riches en cellulose, non vrillés, ne peuvent pas être filés. La cavité centrale des fibres est
remplie d’air ce qui assure à ce matériau une grande flottabilité (ex. : rembourrage de
bouées de sauvetage avec le kapok);
2. Le lin (étudié par ailleurs pour son mucilage (p. 148) et son huile (p. 182). Les
fibres sont obtenues par fermentation et broyage des tiges, leur teneur en cellulose est
augmentée par blanchiment. Les « fibres péricycliques de la tige de L. usitatissimum L. »
servent à l’obtention du « fil de lin » qui, stérile, constitue un fil chirurgical non
erésorbable (fils chirurgicaux, fils non résorbables stériles : Ph. eur., 8 éd., 0324). La
Pharmacopée décrit également le fil de lin stérile en distributeur pour usage vétérinaire
(0608).
5. Dans le cas particulier des esters de cellulose le DS varie de 0 à 3 : il y a trois hydroxyles
substituables (en C-2, C-3 et C-6).Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page94 (Noir film)
GLUCIDES94
3. Le chanvre, dont les variétés « à fibres » sont utilisées pour la fabrication de
papiers spéciaux (notamment les papiers à cigarettes et à infusettes), de produits non
tissés et de produits annexes (panneaux pour ameublement, litières pour animaux,
supplémentation en fibres, graines pour les oiseaux);
4. Le jute (Corchorus capsularis L., Malvaceae), plante annuelle cultivée en Inde, la
ramie (Boehmeria nivea [L.] Gaudich., Urticaceae), le kénaf (Hibiscus cannabinus L.,
Malvaceae), le sisal (Agave sisalana Perrine, Agavaceae), l'abaca (Musa textilis Née,
Musaceae), le jute du Congo (Urena lobata L., Malvaceae), les Triumfetta africains
(Malvaceae), etc. La distinction des fibres naturelles passe par un examen microscopique
attentif : morphologie des parois et des extrémités, taille et forme de la section, etc.
.
3. FIBRES ALIMENTAIRES
A. Définition
L’expression « fibres alimentaires » universellement adoptée par les nutri tionnistes
et les diététiciens est difficile à définir car elle représente plus un concept nutritionnel et
physiologique qu’une catégorie définie de substances chimiques.
La notion de fibre, d’abord appliquée à la cellulose, devenue par la suite fibre brute
(c’est-à-dire résidu végétal qui résiste aux traitements chimiques acides et alcalins
dilués) a évolué vers le concept, plus physiologique, de fibres alimentaires, terme
initialement employé pour désigner « les résidus végétaux résistant à la digestion par
les enzymes endogènes du tractus digestif de l’Homme », ce qui inclut aussi bien les
macromolécules des parois cellulaires des végétaux que certains polysaccharides
intracellulaires. Une telle définition physiologique explique bien la notion de fibres,
mais ne permet pas de les décrire. Pour ce faire, il est nécessaire de prendre en compte
des critères chimiques et de considérer que les fibres alimentaires sont constituées par
« l’ensemble de la lignine et des polysaccharides végétaux autres que les α-glucanes».
Certains auteurs — et certains organismes officiels — réduisent même les fibres
alimentaires aux seuls polysaccharides non amylacés (NSP, non starch polysaccharides).
Pour d'autres, une telle définition est trop étroite : ils remarquent que cette restriction
6occulte le rôle des lignines aussi bien que celui de la fraction résistante des amidons
(de 5 à 20 g d'amidon intact atteindraient chaque jour le gros intestin). D’autres auteurs
incluent la fraction oligosaccharidique non digestible (DP > à 2 ou 3, voire 10), ou font
référence simultanément à une méthode analytique et à des critères physiologiques,
d’autres enfin complètent le critère de non digestibilité et non-absorption par celui de
6. L’amidon résistant est celui qui échappe à la digestion et à l’absorption au niveau de l’intestin
grêle des individus en bonne santé. On distingue habituellement trois catégories principales d’amidon
résistant (RS1, RS2 et RS3), à savoir :
- l’amidon physiquement inaccessible comme celui des grains entiers ou grossièrement broyés ;
- l’amidon dont la structure et la conformation le protègent de la digestion : amidon de maïs à haute
teneur en amylose ou amidon de pomme de terre non cuite ou de banane non mûre ;
- l’amidon rétrogradé : la réfrigération de l’amidon gélifié et des aliments cuits — pomme de terrePharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page95 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 95
fermentation complère ou partielle au niveau du côlon et par l’énoncé de leurs effets
7bénéfiques (sur le transit, la cholestérolémie et/ou la glycémie) .
On classe habituellement les fibres alimentaires en fonction de leur hydrosolubilité :
fibres insolubles (comme la cellulose) et fibres solubles. La notion de fibre soluble
recouvre celle de polysaccharide complexe comme les pectines (des
glycanogalacturonanes) et d'autres hydrocolloïdes susceptibles de former des solutions visqueuses ou des
gels (galactomannanes du guar, hétéroxylanes des plantains, etc.). D’autres systèmes de
classification distinguent, eux, fibres totales, fibres alimentaires et fibres fonctionnelles.
Pour l’Afssa [2002], les fibres alimentaires sont des polymères glucidiques (DP ≥ 3)
d’origine végétale, associés ou non dans la plante à de la lignine ou à d’autres
constituants non glucidiques [...] ou bien [...] transformés (physiquement,
enzymatiquement ou chimiquement), ou synthétiques (DP ≥ 3) consignés dans une liste
évolutive (fructo-oligocaccharides synthétiques, oligofructoses issus de l’inuline, fibres
7végétales modifiées, polydextroses, amidons résistants, etc.) .
Ces fibres alimentaires (ni digérées, ni absorbées dans l’intestin grêle) présentent au
moins l’une des propriétés suivantes : augmentation de la production des selles,
stimulation de la fermentation colique, diminution de la cholestérolémie à jeun,
diminution de la glycémie et/ou de l’insulinémie post-prandiale(s).
Au niveau européen une Opinion Scientifique précise que les fibres alimentaires
sont les hydrates de carbone non digestibles et la lignine, c’est-à-dire les
polysaccharides non amylacés (NSP) — cellulose, hémicelluloses, pectines,
hydrocolloïdes (ex. gomme, mucilages et β-glucanes), oligosaccharides résistants — les
fructo- et galacto-oligosaccharides, les amidons résistants (inaccessibles, rétrogradés,
modifiés) et la lignine associée aux polysaccharides [EFSA, 2010].
B. Principaux constituants des fibres alimentaires d’origine pariétale
(a) - les polysaccharides. On en distingue plusieurs types :
- la cellulose : c’est l’élément structural de base. Elle forme des microfibrilles qui se
cuite conservée à basse température — favorisent la formation de structures en double hélice
difficilement dissociables.
L’amidon non naturel, chimiquement modifié, est également considéré comme résistant (RS4), la
réticulation entravant l’action des enzymes. Il est également habituel que soit considéré comme
résistant (RS5) la fraction de l’amidon qui, au cours du processus de transformation, est complexée
avec des molécules lipidiques. L’amidon résistant qui parvient au niveau du côlon y est dégradé par la
flore bactérienne, principalement en acides gras à chaîne courte. L’amidon résistant répond donc bien
aux définitions courantes de « fibre alimentaire ».
7. Pour les définitions Afssa et EFSA, voir la bibliographie. Sur la diversité historique des
définitions et la complexité de la question, voir (outre Afssa [2002]) : Institute of Medicine (US) -
Panel on the definition of dietary fiber [...] (2001). Dietary reference intakes : proposed definition of
dietary fiber, Washington (DC), National Academies Press (US) (en ligne, http://www.nap.edu/
catalog/10161.html). Pour une mise au point récente et les principales définitions en vigueur, voir, inter
alia : Jones, J.M. (2014). Nutr. J., 13, 34 (en ligne, 10 pages). Voir, pour la réglementation française, la
définition « de la substance constituant des fibres alimentaires » à l’annexe II de l’arrêté du 8 janvier
2010 (JORF du 28/01, p. 1717).Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page96 (Noir film)
Cichorium intybus L.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page97 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 97
rassemblent en fibres de cristallinité variable (faible dans les parois primaires, forte
dans les parois secondaires). La cellulose est totalement insoluble dans l’eau;
- les pectines : surtout abondantes dans les fruits des Dicotylédones et
caractéristiques de l’espace intercellulaire, ce sont des polygalacturonanes très hydrophiles qui
constituent en partie la matrice dans laquelle sont incluses les fibres de cellulose de la
paroi (sur la structure et les propriétés des pectines, voir p. 151);
- les hémicelluloses : ce terme plutôt vague s’applique (pour simplifier) aux
polysaccharides pariétaux non cellulosiques, non pectiques. Polysaccharides extractibles par
des solutions alcalines diluées, ce sont des polymères mixtes d’oses neutres et acides,
homo- ou hétéropolysaccharidiques, dont la structure varie en fonction de multiples
critères (espèce végétale, degré de secondarisation des parois) : xyloglucanes (surtout
chez les Eudicotylédones), xylanes, glucurono xylanes, arabinoxylanes,
glucuronoarabinoxylanes (constituants principaux des parois des Liliopsida, connus sous le nom
de pentosanes), β-glucanes non cellulosiques de certaines céréales, etc.
(b) - la lignine. En général peu abondante dans les tissus végétaux ingérés par
l’Homme (légumes, fruits), c’est un hétéropolymère tridimensionnel formé d’unités
phénylpropaniques. Très hydrophobe, elle s’incruste progressivement dans les parois
secondarisées, conférant ainsi au végétal rigidité, imperméabilité et résistance.
(c) - autres éléments. La paroi cellulaire primaire renferme de petites quantités de
glycoprotéines, notamment des glycoprotéines riches en hydroxyproline, les
extensines; elle contient également des éléments minéraux.
C. Sources de fibres alimentaires
Remarque : on n’envisage ci-dessous que les fibres pariétales stricto sensu ; les
galactomannanes et les pectines font l’objet d’un traitement séparé (p. 115 sqq. et 151).
Si la plupart des fruits frais (pomme, orange, abricot, prune, ananas, [cités par ordre
décroissant de richesse en fibres totales, c’est-à-dire de 30 à 18 %]) et légumes (chou,
carotte, salade, oignon, tomate, de 12 à 9 % de fibres totales) assurent un apport non
négligeable en fibres, cela est aussi le cas des légumes secs (haricot, pois, 20 % de
fibres totales). En pratique, c’est le plus souvent à des produits comme le son de blé que
l’on a recours pour supplémenter la ration alimentaire en fibres (> 40 %, surtout des
fibres insolubles). On peut aussi utiliser les dérivés de l'avoine.
Son de blé. Le son de blé représente environ 18 % de la masse du caryopse. Il se
présente sous forme de particules de taille variable (sons gros, taille moyenne : 1 mm;
sons fins, taille moyenne : 0,5 mm). Le son correspond aux enveloppes du fruit et à la
fraction de l’amande que la meunerie ne parvient pas à détacher. S’il est riche en sels
minéraux (K, P — sous forme de phytate —, Mg, etc.) et en fibres (45 % en moyenne),
il renferme également des protéines (17 %), des lipides et des sucres, notamment de
l’amidon (15-20 %) : l’apport calorique n’est donc pas nul.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page98 (Noir film)
GLUCIDES98
D. Effets biologiques des fibres alimentaires
La composition des fibres étant variable, elles n’ont pas toutes la même valeur
biologique et il est très difficile d’établir une relation précise entre la composition des
fibres et les propriétés biologiques qui leur sont attribuées. Les effets physiologiques
possibles dépendent pour une grande part de la nature des fibres, de leur granulométrie,
de leur porosité, de leur solubilité : la richesse relative en fibres solubles ou insolubles
8dans l’eau conditionne en grande partie les effets physiologiques . La réactivité du
polymère à l’égard d’autres molécules présentes dans le tube digestif (adsorption,
capacité d’échange ionique) est également étroitement dépendante de sa structure. Qui
plus est, les traitements subis par les fibres au cours de la préparation industrielle ou
domestique des aliments modifient leurs propriétés physicochimiques et donc leurs
effets physiologiques. Une élémentaire prudence s’impose donc avant de généraliser
certains des effets observés, surtout si ceux-ci n’ont pas été validés sur un grand nombre
de sujets et pendant une durée suffisante.
On peut distinguer trois groupes d’effets pour les fibres alimentaires : l’action sur le
transit intestinal, celle, suspectée, sur la fréquence des cancers colorectaux et les actions
métaboliques, sur la cholestérolémie et la glycémie.
. Action sur le transit intestinal et autres effets intestinaux
L’effet est double. D’abord un effet sur la masse des selles qui est augmentée dans
des proportions souvent importantes (de 127 % après ingestion de 20 g de son de blé).
Cette action est surtout le fait des fibres insolubles et semble liée, entre autres, à la
capacité de rétention de l’eau par la fraction de fibres non dégradées dans le côlon et à
la taille des fibres. L'augmentation de la population bactérienne participe également à
l'accroissement du volume des fèces. L’autre effet des fibres alimentaires porte sur la
durée du transit qui est normalisée aux alentours de 48 heures : raccourcissement des
transits longs, allongement des transits courts. Là encore, cette activité est le fait des
fibres insolubles (son, cellulose). Cet effet d'encombrement est peut-être renforcé par
l'action des acides aliphatiques gras à chaîne courte (AGCC) formés lors de la
dégradation bactérienne de la partie hydrosoluble des fibres (propionate, butanoate,
etc.) : ils provoquent des contractions phasiques de l'iléon et inhibent les contractions
coliques non propulsives.
Les études épidémiologiques sur des populations ou des groupes
socioéconomiques ayant des habitudes alimentaires différentes ainsi que des travaux
expérimentaux mettent clairement en évidence la responsabilité des régimes pauvres en
fibres dans la fréquence de la constipation. En dépit de leur méthodologie de qualité
inégale, les nombreux essais cliniques publiés attestent de l’augmentation significative
de la fréquence et du volume des selles par un régime riche en fibres. L’apport
8. Les fibres de céréales, pour l’essentiel non hydrosolubles, gonflent en absorbant plusieurs fois
leur masse d’eau alors que les pectines ou les galactomannanes peuvent former des gels ou des
solutions épaissiesPharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page99 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 99
quotidien de 25 g/j semble correspondre aux conditions d’une évacuation « normale »
des selles chez l’adulte.
D'autres études ont mis en lumière le rôle probable des fibres dans la prévention de
la diverticulose colique, ce qu’a confirmé en 2011 une vaste étude menée au
RoyaumeUni (47000 personnes suivies pendant 11 ans). Le son semble sans effet bénéfique en
cas de syndrome du côlon irritable, contrairement aux fibres solubles. Sur la base du
suivi pendant 26 ans d’une cohorte de 170000 femmes, la prise de fibres, notamment
de fruits, a été associée à un moindre risque de maladie de Crohn, mais n’a pas eu
d’incidence sur celui de colite ulcéreuse.
. Prévention possible du cancer colorectal?
C'est en 1971 que Burkitt a relié la faible prévalence du cancer colorectal observée
chez les Africains à la consommation par ceux-ci de produits végétaux complets, en
particulier de fibres.
Différents mécanismes, directs et indirects, ont été proposés pour expliquer cette
apparente action protectrice des fibres. Trois effets directs sont couramment évoqués :
adsorption des acides biliaires (soupçonnés d'être des promoteurs de la cancérogenèse
colique) et des cancérogènes hydrophobes — ce qui se démontre in vitro et, dans
quelques cas, chez l'animal —; dilution des toxines par augmentation du volume fécal;
accélération du transit. Des effets indirects sont également envisagés : modifications du
métabolisme bactérien; rôle des produits de dégradation, notamment des acides gras à
chaîne courte (AGCC, en particulier l’acide butanoïque) qui abaissent le pH du côlon
(ce qui insolubilise les acides biliaires) et qui exercent, au moins in vitro, une action
complexe sur les cellules coliques.
De vastes études de cohortes ont été réalisées depuis une quarantaine d’années.
Aucune n’a permis, à elle seule, d’associer clairement la consommation de fibres
alimentaires au risque de cancer colorectal, pas même les plus vastes et les plus longues
d’entre elles (effectifs de 47000 à 89000 sujets suivis pendant des durées variant de 10
à 16 années). L’étude globale de 725 000 dossiers issus de 13 cohortes prospectives
(suivi de 6 à 20 ans) a montré, lorsque l’analyse était ajustée pour l’âge, une relation
inverse entre la consommation de fibres et le risque de cancer colorectal. Lorsque les
autres facteurs de risque ont été pris en compte, cette association n’était plus
statistiquement significative. Le suivi, pendant cinq années, de la cohorte NIH-AARP
(490 000 personnes), n’a mis en évidence aucune association entre fibres totales et
cancer colorectal; il a par contre montré que la consommation de grains entiers était
er eassociée à une diminution du risque (RR = 0,79 entre le 1 et le 5 quintile; IC95 :
0,700,89). Pour sa part, l’étude européenne EPIC — 520000 sujets suivis dans 10 pays —
vérifie l’hypothèse initiale : après 11 ans de suivi, le risque de cancer du côlon est
diminué de 11 % pour 10 g de fibres ingérées (céréales, fruits, légumes); dans le cas du
cancer rectal, l’association inverse n’est observée que pour les céréales. Une
métaanalyse effectuée par le World Cancer Research Fund et l’American Institute for
Cancer Research a abouti à des résultats similaires, ce qui a conduit ces organismes à
requalifier, en 2011, la relation inverse entre la consommation de fibres et la survenuePharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page100 (Noir film)
GLUCIDES100
du cancer colorectal de « probable » en « convaincante ». Peu après, la relation grains
entiers/cancer colorectal a été jugée probable par les auteurs d’une revue systématique.
Les essais d’intervention comparatifs, randomisés et en double aveugle, ont presque
tous été décevants. Leur critère de jugement principal était la réduction du taux de
récidive de polypes colorectaux après polypectomie; ces polypes adénomateux étant
considérés par certains — c’est une hypothèse au demeurant débattue — comme les
précurseurs de la majorité des tumeurs du gros intestin. Différents cas de figure ont été
explorés : changement d’habitudes alimentaires (restriction lipidique et augmentation
de l’apport en fibres ou en fruits et légumes); supplémentation en fibres insolubles (son
de blé); supplémentation en fibres solubles (ispaghul). Dans aucun des cas, il n’a été
constaté de diminution du taux de récidive (sauf dans un cas, mais uniquement chez les
hommes). La supplémentation en ispaghul a même augmenté ce taux de façon
statistiquement significative.
Prenant acte de ces différents résultats, certains auteurs estiment que, en isolant le
facteur « fibre », on écarte l’incidence d’une variété de micronutriments qui peuvent
jouer, par des mécanismes divers, un rôle déterminant dans le rôle protecteur attribué
aux légumes et aux fruits (folates, polyphénols antioxydants, vitamines, carotènes,
lignanes, composés soufrés, etc.). Cela est vrai, mais, là encore, les grandes études
prospectives de cohorte de longue durée menées ces dernières années sur les relations
entre la consommation de fruits et légumes et la fréquence du cancer colorectal n’ont
pas été unanimes dans leurs conclusions.
Si nombre des données accumulées apparaissent contradictoires voire décevantes, il
demeure que la consommation de fibres solubles abaisse significativement la
cholestérolémie et qu’elle est — du moins de larges études prospectives l’ont-elles bien
montré — associée à un moindre risque cardiovasculaire (voir ci-dessous). Ces données
ne remettent absolument pas en cause les recommandations formulées par la plupart des
autorités sanitaires qui recommandent de consommer de fortes quantités de légumes, de
fruits et de céréales entières. Les fruits, les légumes, les grains ont des effets bénéfiques
et bien démontrés sur la santé : effets sur la pression artérielle, sur le risque
cardiovasculaire, sur les accidents ischémiques, etc.
. Action hypocholestérolémiante - prévention cardiovasculaire
Les travaux publiés concernent essentiellement les interactions entre les fibres et les
sels minéraux, entre les fibres et la cholestérolémie, entre les fibres et la glycémie.
L’influence des fibres sur l’assimilation des minéraux est complexe : d’un côté les
polysaccharides acides peuvent retenir les cations, de l’autre des produits comme le son
sont riches en sels minéraux (mais ceux-ci sont peu absorbables — avant cuisson — du
fait de leur combinaison avec l’acide phytique). Des spécialistes estiment « peu
vraisemblable que des déficits minéraux résultent d’une alimentation riche en fibres ».
L’influence de la ration en fibres sur la cholestérolémie est nette. Chez l'animal, on
montre que l'effet varie selon la nature des fibres : il est minimal avec les sons, maximal
avec les fibres solubles : psyllium, avoine, pectine et guar. Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page101 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 101
Comment agissent les fibres? La viscosité des fibres solubles agirait négativement
sur le transport et le métabolisme du cholestérol : en formant un gel, les fibres auraient
un effet séquestrant sur diverses molécules, notamment sur les stérols et les acides
9biliaires . Ces derniers étant moins disponibles, la formation des micelles nécessaires à
l’absorption des lipides diminue; de plus, étant moins réabsorbés, ils sont — c'est la
conséquence du rétrocontrôle — davantage synthétisés à partir du cholestérol sérique.
On a également suspecté l'inhibition de la synthèse hépatique du cholestérol par les
acides gras à courte chaîne libérés par la dégradation bactérienne des fibres dans le
côlon.
La consommation journalière de fibres solubles (psyllium, guar, pectine ou avoine)
diminue la cholestérolémie. L’analyse des résultats de 67 essais cliniques de bonne
méthodologie (versus placebo ou versus régime pauvre en fibres) a montré que, dans la
gamme des doses habituelles (de 2 à 10 g par jour), 1 g de fibres abaisse la
cholestérolémie totale de 0,045 mmol/l (soit 17,3 mg/l). Les fibres diminuent aussi le taux de
LDL-cholestérol : chaque gramme de fibre soluble baisse ce taux de 0,057 mmol/l
(= 22,1 mg/l). Sans effet notable sur la triglycéridémie, les fibres solubles ne modifient
pratiquement pas le HDL-cholestérol.
Chez l'Homme, les études prospectives de cohorte prouvent de façon solide que
l'apport régulier de fibres est inversement corrélé au risque d’accident cardiovasculaire :
une augmentation de 10 g de la consommation de fibres totales est associée à une
diminution de 14 % du risque d’accident coronarien (IC95 : 0,78-0,96) et de 27 % de la
mortalité coronarienne. L’effet ne varie pas significativement selon le sexe ou l’âge. La
corrélation la plus forte concerne les fruits et, lorsque l’analyse est faite, les fibres
solubles (effectif global 336 244 ; nombre d’études : 10 ; suivi de 6 à 10 ans). Deux
méta-analyses récentes incorporant les études publiées jusqu’en 2013 (22 cohortes pour
l’une, 18 pour l’autre) n’ont fait que confirmer l’intérêt des fibres pour prévenir
maladies cardiovasculaire et/ou coronarienne : RR = 0,91 ; IC95 : 0,88-0,94 [fibres
totales, 7 g/j] pour l’une, RR = 0,93; IC95 : 0,91-0,96 [consommation élevée versus
basse] pour l’autre; différences minimes selon la nature ou l’origine des fibres.
Huit études de cohorte montrent, de la même façon, une relation inverse entre les
fibres alimentaires et le risque d’AVC (RR = 0,93; IC95 : 0,88-0,98 [7g/j de fibres]).
En ce qui concerne la pression artérielle, la conséquence d’un apport en fibres est
très modeste, comme le montrent deux méta-analyses aux résultats convergents. Chez
les individus normotendus l’effet est très faible (ca 1,5 mm Hg) et la significativité
n’est pas toujours atteinte. L’effet est plus marqué chez les sujets hypertendus,
pouvant atteindre 4 et 6 mm Hg sur les pressions systolique et diastolique. La prise
régulière de céréales diminue faiblement le risque de survenue d’une hypertension,
tant chez l’homme que chez la femme (cohortes de 13000 et 39000 sujets, suivi de 16
et 10 ans).
9. On retrouve là un mécanisme de même nature que celui qui est invoqué pour expliquer le mode
d’action des résines synthétiques basiques (colestyramine, DCI) qui inhibent le cycle entéro-hépatique
des acides biliaires et augmentent leur élimination fécale.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page102 (Noir film)
GLUCIDES102
. Actions métaboliques - fibres et glycémie
Des études épidémiologiques ont montré que la prévalence du diabète est fortement
diminuée dans les pays en développement où la consommation de produits céréaliers
est forte. Plusieurs travaux réalisés chez des diabétiques ont par ailleurs montré qu’une
supplémentation en fibres solubles (de la gomme guar ou des pectines) réduit la vitesse
d'absorption intestinale du glucose. L’augmentation de l’apport en fibres est corrélée à
une diminution du risque de survenue d’un diabète de type 2. Les conclusions des
études de cohortes sont confirmées par la méta-analyse de 17 d’entre elles (488000
personnes). Fibres totales, céréales, fibres insolubles et, dans une moindre mesure,
fruits exercent un effet protecteur non négligeable (RR = 0,81; 0,77 ; 0,75 ; 0,94
[significatifs]), surtout si l’apport est suffisant (au moins 25 g/j). Comme dans le cas
précédent, plusieurs mécanismes d’action sont envisagés pour expliciter l'action sur
l’absorption intestinale du glucose : conséquence de l’accélération du transit, d'une
altération des mouvements de convection de l'eau et du glucose dans l'intestin, d’une
diminution de l’absorption par la muqueuse intestinale, d'une accessiblité de
l'αamylase à son substrat, d'une variation de l'activité des facteurs régulant l'activité
sécrétoire et la motilité, etc. L’action des fibres est peut-être en partie liée à leur effet
sur la prise de poids et l’obésité constaté par la majorité des études et dont les preuves
ont été considérées comme convaincantes par l’OMS (> 25 g/j). Cet effet sur la prise de
poids ne semble s’accompagner ni d’une modification de l’impression de satiété, ni
d’une diminution de la prise de nourriture.
E. Détermination des fibres alimentaires
De très nombreuses méthodes ont été proposées pour apprécier la teneur en fibres
d’un végétal : méthodes gravimétriques chimiques utilisant des détergents acides et
neutres, fournissant un résidu fibre dont la composition varie selon le protocole
opératoire ; méthodes gravimétriques enzymatiques donnant une valeur globale,
méthodes directes, etc. La méthode officielle (pour les produits au son) consiste à
déterminer la somme des masses des fibres alimentaires solubles et insolubles. Son
principe est le suivant : l’échantillon à analyser est délipidé (oxyde diéthylique) et
l’amidon, gélatinisé par autoclavage, est hydrolysé par incubation en présence
d’amyloglucosidase. Un autre traitement enzymatique (trypsine) élimine les protéines.
On procède ensuite à la pesée du résidu séché (fibres insolubles) et à celle du précipité
obtenu par addition d’éthanol au surnageant issu de l’action de l’amyloglucosidase
(fibres solubles). Le résultat final tient compte des éléments minéraux (calcination) et
des protéines non hydrolysées résiduelles.
F. Emplois des fibres alimentaires
Formes d’emplois. Les farines de boulangerie sont très pauvres en fibres, elles le
sont d’autant plus que le taux de blutage (ou d’extraction, c’est-à-dire la proportionPharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page103 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 103
d’amande extraite) est faible. Il existe cependant sur le marché des farines à fort taux
d’extraction (pain complet) et des farines enrichies en son (pain au son).
Les formes les plus couramment utilisées en diététique sont des produits de
biscuiterie enrichis en fibres (biscuits, galettes). On peut également avoir recours à des
formes galéniques, par exemple des formes granulées, des comprimés, etc.
Indications thérapeutiques. L’indication principale est la normalisation du transit
intestinal. Les fibres céréalières (son grossier), à fort pouvoir d’absorption de l’eau et
peu fermentescibles, semblent, pour une action de régulation au long cours, préférables
aux fibres solubles qui sont parfois source de flatulences : de 10 à 20 g par jour en 2 ou
3 prises accompagnées d’un apport hydrique suffisant; l’augmentation des doses sera
de préférence progressive (de 2 g ou 4 g jusqu’à 20 g, selon la tolérance et les besoins)
et le traitement, associé à des mesures hygiéno-diététiques élémentaires, s’inscrira
souvent dans la durée. Les fibres sont parfois mal supportées (douleur abdominale, gaz). Il
est recommandé de ne pas utiliser ces produits chez le jeune enfant.
Les produits à base de fibres sont également utilisés dans les régimes
amaigrissants : les fibres ne participent pas à l’apport énergétique et, en diluant les nutriments
ingérés, permettent d’obtenir plus vite une sensation de satiété. On rappellera ici qu’une
« source de fibres » correspond à une quantité de 3 g/100 g ou de 1,5 g/100 kcal et
qu’un aliment « riche en fibres » correspond à une quantité de 6 g/100 g ou de
3 g/100 kcal.
Les autres utilisations concernent l’établissement de régimes, en particulier chez les
diabétiques : les fibres sont alors fréquemment associées à un régime hypocalorique où
l’essentiel de l’apport énergétique est couvert par des polysaccharides de type amidon.
Plus généralement, les recommandations nutritionnelles actuelles suggèrent
d’augmenter la part des aliments riches en fibres dans l’alimentation (céréales au son,
pain complet, pruneaux, abricots secs, etc.). L’apport quotidien en fibres serait de
2025 g dans la plupart des pays industrialisés alors qu’il semble souhaitable de le porter à
35 g. En France, en 2007, les hommes consommaient quotidiennement 18,8 g de fibres
et les femmes 16,4 g, nettement moins que la recommandation de l’Afssa fixée entre 25
et 30 g/j.
4. FRUCTANES - INULINE
Les fructanes sont des polymères de 2 à 70 fructoses à liaisons β-(2—>1) ou β-(2—>6)
[levanes] et généralement reliés à une molécule de glucose terminale : on peut dans ce
cas considérer que ce sont les homologues supérieurs du saccharose. Comme l’amidon,
ils constituent une forme de stockage du carbone fixé par la photosynthèse ; on les
trouve exclusivement au niveau vacuolaire.
S’ils sont assez fréquents chez les végétaux, ces polymères s’accumulent surtout
dans une dizaine de familles : inulines de certaines Eudicotylédones évoluées,
principalement des Asteraceae, des Boraginaceae et des Campanulaceae, phléine et
fructanes branchés des Liliopsida, en particulier des Poaceae et des Amaryllidaceae
(Allioideae). Habituellement ils sont concentrés dans les organes souterrains (racines,Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page104 (Noir film)
GLUCIDES104
bulbes, tubercules, rhizomes) et leur teneur, variable selon la saison, peut être
importante (50 % et plus).
Chez les fructanes de type inuline (Asteraceae, Boraginaceae), l’unité de base est
un motif β-(2—>1)-D-fructofuranosyl (le premier terme de la série est l’isokestose,
trisaccharidique). Chez les fructanes de type phléine (Poaceae), l’unité de base est un
motif β-(2—>6)-D-fructofuranosyl et le premier terme de la série est le kestose. Les
fruc tanes ramifiés (néokestose et homologues supérieurs sans glucose en bout de
chaîne) sont plus rares (par exemple chez Asparagus officinalis L.).
Les fructanes, polymères très flexibles (il y a en effet trois liaisons entre les cycles :
–C–C–O–C– au lieu de –C–O–C– chez la plupart des polysaccharides), sont lévogyres
et non réducteurs, très solubles dans l’eau chaude et très sensibles à l’hydrolyse acide.
Le degré de polymérisation, souvent assez faible (de 10 chez l’ail et l’oignon à 250 chez
quelques Poaceae), varie selon l’espèce et l’état physiologique : les appellations
spécifiques (inuline, triticine, asparagosane) ne désignent souvent qu'un mélange
d'homologues de DP différent dans une série déterminée (kestose, isokestose).
O H CHOHCO 2 CH OH22
O O
HO
CH OH2
OH OH
néokestose OH HO HO
HO HO
OO O OHOH C2 HOH C2
HOCH OH2 HO
CH OH2O
CH2OH OH
OHkestose
OHO
OHOH C2
HO
HO
O O OHOH C O CH OHH C2 22
HO OHHO
CH OH2 isokestoseCH OH2
OH OH
Inuline et oligofructoses. L’inuline et les autres fructanes sont présents en quantité
non négligeable dans l’alimentation : salsifis et topinambours (inuline), oignons et
asperges en renferment de 15 à 20 %. L’inuline et les oligofructoses sont considérés
comme des prébiotiques. Ni absorbés au niveau de l’iléon, ni digérés par les
α-glycosidases de cette partie de l’intestin, les fructanes et les oligofructoses sont partiellement
dégradés par la flore bactérienne du côlon dont ils modifient la composition en
favorisant la multiplication des bifidobactéries. La fermentation colonique des fructanes
se traduit par la formation d’acides carboxyliques à chaîne courte (acétique,
propionique, butyrique) et de gaz. Il est possible, au vu de données recueillies chez
l’animal, que ces produits modifient le transit intestinal, participent à la prévention desPharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page105 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 105
affections inflammatoires de l’intestin, favorisent l’absorption intestinale du calcium et
modifient sensiblement et favorablement les paramètres lipidiques sanguins (mais, chez
l’humain, les essais cliniques publiés ont donné des résultats contradictoires). Chez les
rongeurs, les inulines à longue chaîne et leurs produits de fermentation réduisent le
risque d’apparition de lésions pré-cancéreuses et de cancers du côlon. Des études chez
l’humain sont toutefois nécessaires pour en préciser l’intérêt réel.
L’inuline (les inulines !) injectée par voie intraveineuse n’est pas métabolisée, elle
ne se fixe pas aux protéines plasmatiques. Éliminée par voie rénale, ni excrétée ni
absorbée au niveau tubulaire, elle est filtrée au niveau glomérulaire; elle augmente la
pression osmotique du liquide tubulaire. Elle a été utilisée pour l’exploration de la
fonction rénale (test à l’inuline, encore utilisé en recherche).
10Depuis septembre 1995, les fructo-oligosaccharides peuvent être utilisés en France
sous l'appellation de « fibres alimentaires ». Ces fibres solubles peuvent être préparées à
partir de la chicorée ou du topinambour. En pratique, c’est la racine de chicorée qui est
utilisée, dans la mesure où l’inuline y représente 70 % de la matière sèche. L’inuline
(DP moyen de 12 à 25 selon la qualité) est extraite, comme le saccharose, par l’eau
chaude. Les oligofructoses (DP moyen de 4, en poudre ou en sirop) sont préparés, à
partir de l’inuline, par hydrolyse enzymatique partielle. D'autres fabricants de
fructooligosaccharides ont recours à une synthèse enzymatique à partir du saccharose.
Pour un produit à base d’inuline, l’allégation « augmente significativement la
population de Bifidobacterium dans l’intestin » est acceptable, mais, pour cela, la
consommation minimale quotidienne d’inuline doit être de 9 g (Afssa, 2000; en 2005,
l’Agence a précisé que, dans le cas de l’inuline native de chicorée, l’allégation était
validée pour une dose quotidienne de 5 g). Il a été récemment validé qu’un produit à
base de fructo-oligosaccharides d’inuline, utilisé à la place du sucre, diminue les
réponses glycémiques post-prandiales.
Des risques d’allergie à l’inuline sont envisageables, mais les cas publiés demeurent
exceptionnels. Une consommation supérieure à 20 g par jour peut entraîner des troubles
intestinaux (flatulences, crampes abdominales, etc.).
L’inuline conduit, par agitation énergique dans l’eau ou dans un autre liquide, à un
gel formé de particules microcristallines. La structure « crémeuse» de ce gel reproduit
la texture et la sensation au palais des matières grasses. L’inuline est ainsi à l’origine de
nombreuses formulations allégées en lipides, hypocaloriques (produits laitiers,
substituts des graisses, etc.). Les fructo-oligosaccharides — à la fois fibres solubles,
prébiotiques et agents de charge peu caloriques — sont très utilisés en technologie
alimentaire (plats cuisinés, céréales pour petit-déjeuner, produits diététiques, substituts
de repas, etc.). Pour l’industrie des cosmétiques, ce sont des agents humectants et
adoucissants.
Plantes à inuline. Quelques plantes sont traditionnellement utilisées par la
médecine populaire. Elles sont présentées comme diurétiques, mais leur activité, qui
10. Le terme d’oligofructose est normalement réservé aux dérivés de l’inuline. Celui de
fructooligosaccharide désigne les produits obtenus par hydrolyse ou synthèse (tranfructosylation à partir du
saccharose).Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page106 (Noir film)
Taraxacum campylodes G.E. HaglundPharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page107 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 107
n’a pas toujours fait l’objet de travaux expérimentaux — et encore moins d’essais
cliniques —, n’est pas clairement attribuée à tel ou tel de leurs constituants.
. CHICORÉE, Cichorium intybus L., Asteraceae
Des variétés améliorées de cette espèce sont cultivées en vue de la production de
racines utilisées, après torréfaction à 130-140 °C, comme succédané du café (cossettes,
poudres instantanées, extraits). Cette Asteraceae, fréquente au bord des routes et dans
les lieux incultes, est facilement identifiée par ses capitules terminaux et axillaires de
fleurs bleues toutes ligulées. La racine de chicorée est particulièrement riche en inuline
(50-60 % de la racine sèche). Elle doit son amertume à des lactones sesquiterpéniques
(lactucopicrine, dérivés de la lactucine). Aucune étude clinique pertinente ne valide les
propriétés que certains lui attribuent. Un extrait alcoolique se révèle atoxique (Rat) et
non mutagène (test de Ames).
En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet qu’il
est possible de revendiquer, pour la racine de chicorée, les indications thérapeutiques
suivantes (voie orale) : traditionnellement utilisé 1° comme cholérétique et cholagogue;
2° pour faciliter les fonctions d'élimination urinaire et digestive ; 3° pour favoriser
l'élimination rénale de l'eau; 4° comme adjuvant des régimes amaigrissants; 5° dans le
traitement symptomatique de troubles digestifs tels que : ballonnement épigastrique,
lenteur à la digestion, éructations, flatulence. Aucune évaluation toxicologique n’est
demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé » d’AMM (poudre, racine pour
tisane, extrait aqueux et extraits hydro-alcooliques quel qu’en soit le titre).
Au niveau européen, la monographie communautaire élaborée par le HMPC précise
que la racine de chicorée est employée, sur la seule base de l’ancienneté d’utilisation,
en cas de symptômes dus à des troubles digestifs mineurs (sensation de plénitude,
flatulences, digestion lente) et en cas de perte temporaire d’appétit. Posologie (adultes et
adolescents, voie orale) : 2-4 g en infusion ou décoction (250 ml). Usage non
recommandé chez la femme enceinte ou allaitante (réf. EMA/HMPC/121816/2010, 15
janvier 2013).
. PISSENLIT, Taraxacum campylodes G.E. Haglund
= T. officinale (L.) Weber ex F.H. Wigg., Asteraceae
ePour la Pharmacopée européenne (8 éd.) la partie utilisée est soit la partie
aérienne et la racine (1851), soit la racine c’est-à-dire les parties souterraines entières
ou fragmentées, séchées (1852).
La plante, la racine, les parties aériennes. Une forte racine pivotante, des feuilles
toutes basilaires disposées en rosette et profondément découpées en lobes inégaux
triangulaires, des capitules solitaires de fleurs jaunes toutes ligulées et des akènes
surmontés d’un pappus soyeux et étalé caractérisent cette plante herbacée vivace très
commune dans les prairies, les jardins et sur le bord des chemins.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page108 (Noir film)
GLUCIDES108
La section transversale de la racine montre une zone corticale à laticifères brunâtres
et une zone centrale poreuse, non radiée. La nervure centrale des feuilles est nettement
apparente. La poudre de racine et de partie aérienne, examinée au microscope (hydrate
de chloral), montre des vaisseaux de bois à ornementation réticulée, des fragments de
parenchyme à laticifères ramifiés, des fragments d’épidermes à cellules lobées en puzzle
et, plus ou moins abondants, des poils tecteurs pluricellulaires à étranglements, etc. Le
taux de matières extractibles par l’eau est au minimum de 20 % (partie aérienne et racine)
ou de 30 % (racine); l’indice d’amertume (2.8.15) supérieur à 100 dans les deux cas.
Composition chimique. La racine de pissenlit est particulièrement riche en sels de
potassium, en fructose et en inuline : la teneur en fructose est maximale au printemps
alors que la teneur en inuline atteint 40 % en automne. L’amertume de toutes les parties
de la plante est due à des lactones sesquiterpéniques (eudesmanolides, germacranolides
et guianolides : tétrahydroridentine, glucosides du taraxacolide et de l'acide taraxinique,
ixérine D, dihydrolactucine, ainslioside). La racine renferme également des
acidesphénols, des esters d’inositol et des alcools triterpéniques pentacycliques (taraxastérol,
pseudo taraxastérol, leurs acétates et leurs dérivés hydroxylés [arnidiol, faradiol],
officinatrione etc.) et des stérols. Les feuilles, qui contiennent aussi du glucoside de
l’acide taraxinique, sont riches en acides-phénols dérivés de l’acide caféique, en
flavonoïdes (glycosides de flavones) et en sels de potassium (près de 5 % de la masse
sèche). Des peptides riches en cystéine ont été caractérisés dans les fleurs.
Pharmacologie. Les données pharmacologiques sur cette plante sont sommaires :
l’extrait aqueux de racine est diurétique à forte dose chez les rongeurs; in vitro et chez
ces mêmes animaux il protège le foie des effets toxiques de l’alcool ; une action du
même type à l’encontre de la nocivité du tétrachlorure de carbone semble liée à une
fraction polysaccharidique; différents extraits montrent des propriétés antioxydantes et
anti-inflammatoires.
Apparemment dénué de toxicité, le pissenlit peut parfois induire (par contact) des
dermites allergiques ; la réaction est croisée avec les autres Asteraceae à lactones
sesquiterpéniques. Un cas d’hypoglycémie a été notifié chez une femme souffrant d’un
diabète de type II sous traitement insulinique. Le pissenlit ne semble avoir fait l’objet
d’aucun véritable essai clinique.
Emplois. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet
qu’il est possible de revendiquer, pour la racine et la feuille de pissenlit les indications
thérapeutiques suivantes (voie orale) : traditionnellement utilisé 1° comme cholérétique
et cholagogue; 2° pour favoriser l'élimination rénale de l'eau. Pour la seule racine, il est
également possible de revendiquer l’indication : traditionnellement utilisée pour faciliter
les fonctions d'élimination urinaire et digestive. Aucune évaluation toxicologique n’est
demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé » d’AMM (poudre, racine ou
feuille pour tisane, extrait aqueux et extraits hydro-alcooliques quel qu’en soit le titre).
Au niveau européen, le HMPC a élaboré deux monographies communautaires
(feuille, racine et plante) qui précisent que le pissenlit est traditionnellement employé,
sur la seule base d’un usage ancien, pour : 1° augmenter le volume urinaire, commePharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page109 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HOMOGÈNES 109
adjuvant, en cas de trouble urinaire bénin (racine et plante, feuilles); 2° soulager les
symptômes dus à des troubles digestifs mineurs (sensation de plénitude, flatulences,
digestion lente) et en cas de perte temporaire d’appétit (racine et plante). Les
monographies précisent les formes utilisées (plante, extraits fluides et sec, jus de plante,
etc.) et la posologie correspondante. Exemples (voie orale, adulte et adolescent de plus
de 12 ans) : pour augmenter le volume urinaire, de 4 g à 10 g de feuille séchée en
infusion, 3 fois par jour; en cas de troubles digestifs, extrait fluide de plante et racines
(0,75:1, éthanol à 30 %), 3 x 35 gouttes/j. Contre-indication : obstruction des voies
biliaires, lithiase biliaire, maladies hépatiques, ulcère gastro-duodénal. L’utilisation
chez la femme enceinte ou qui allaite, ainsi que chez l’enfant de moins de 12 ans, n’est
pas recommandée. Utilisation à éviter chez les patients diabétiques ou insuffisants
rénaux ainsi que chez les insuffisants cardiaques (complications possibles dues à une
hyperkaliémie) (réf. EMA/HMPC/212895 et 579636/2008, 12 novembre 2009).
Plantes à fructanes autres que l’inuline. CHIENDENT, Elymus repens (L.) Gould
= Elytrigia repens (L.) Nevski, Poaceae
Le rhizome de chiendent est le rhizome débarrassé des racines adventives, lavé et
séché, entier ou fragmenté, d’Agropyron repens (L.) P. de Beauv. (Elymus repens [L.]
eGould, Elytrigia repens [L.)] Desv. ex Nevski) (Ph. eur., 8 éd., 1306).
Les fragments de rhizome, de faible épaisseur (2-3 mm), sont brun-jaune, luisants,
creux entre les entre-nœuds. Les nœuds sont ornés de racines grêles et de restes
d’écailles foliacées. La poudre de rhizome est caractérisée, entre autres, par des
fragments d’épiderme à cellules à paroi ponctuée et sinueuse. Le rhizome ne doit pas
contenir de rhizomes provenant d’autres Poaceae (Cynodon dactylon [L.] Pers.,
Imperata cylindrica Raeusch.) : on le vérifie en s’assurant de l’absence, à l’examen
microscopique, de grains d’amidon colorés en bleu par une solution d’iode. Le rhizome
fragmenté ne renferme pas plus de 15 % de fragments gris-noir et les matières
extractibles par l’eau représentent un minimum de 25 %. Le rhizome de chiendent
renferme de 3 à 10 % de fructanes, un mucilage, des polyols, une faible quantité d’huile
essentielle (0,2 ml/kg) et des coumarates d'alcanols. L’espèce passe pour riche en sels
minéraux.
En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet qu’il
est possible de revendiquer, pour le rhizome de chiendent, les indications
thérapeutiques suivantes (voie orale) : traditionnellement utilisé 1° pour faciliter les
fonctions d'élimination urinaire et digestive; 2° pour favoriser l'élimination rénale de
l'eau; 3° comme adjuvant des régimes amaigrissants. Aucune évaluation toxicologique
n’est demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé » d’AMM (poudre, rhizome
pour tisane, extrait aqueux et extraits hydro-alcooliques quel qu’en soit le titre).
En Allemagne, la monographie établie en 1992 par la Commission E du BfArM
précise que le chiendent (rhizome) est utilisé en cas d’affection inflammatoire des voies
urinaires et pour la prévention des lithiases. Posologie : de 6 à 9 g par jour, en décoction.Pharmacognosie_075_112_061–> 31/03/2016 08:35 Page110 (Noir film)
GLUCIDES110
Asperge. L’asperge est constituée pa la souche rhizomateuse et les racines séchées
ed’Asparagus officinalis L. (Ph. fse, 11 éd., 1988, en instance de suppression [2016]).
Les parties souterraines de cette Asparagaceae sont considérées comme susceptibles de
favoriser l'élimination rénale de l'eau. La composition de l’asperge est partiellement
connue : outre des fructanes, elle renferme des saponosides à génine stéroïdique
(protodioscine, dioscine, qui pourraient justifier en partie l’activité annoncée. L’asperge
ne figure pas à l’annexe 1 de la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998).
En Allemagne, la Commission E du BfArM a estimé en 1991 que l’efficacité de
l’asperge était insuffisamment prouvée, ce qui ne permettait pas d’en recommander
l’utilisation thérapeutique.
Les « pousses » d’asperge constituent un légume apprécié. L’odeur caractéristique
de l’urine détectée par certains consommateurs d’asperges est sans doute liée aux
produits de décomposition d’un hétérocycle soufré, l’acide asparagusique (acide
1,2dithiolane-4-carboxylique); ce composé et ses dérivés (esters, glucoside, S-oxyde, etc.)
sont spécifiques de cette plante.
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polysaccharides
des végétaux supérieurs
Polysaccharides hétérogènes
1. Généralités : gommes et mucilages.....................................................................................114
2. Gommes (exsudats) .............................................................................................................115
gomme adragante .......................................................................................................116
gomme arabique .........................................................................................................117
gomme de Sterculia....................................................................................................121
gomme ghatti ..............................................................................................................123
3. Polysaccharides dérivés du mannose - « mucilages neutres » ...........................................123
caroubier .....................................................................................................................124
fenugrec.......................................................................................................................126
févier ...........................................................................................................................129
gomme tara .................................................................................................................129
guar..............................................................................................................................129
konjac.131
4. Polysaccharides hétérogènes acides - « mucilages acides »...............................................132
A. Plantaginaceae à mucilages..................................................................................132
ispaghul et psyllium, généralités............................................................133
ispaghul...................................................................................................136
psyllium ..................................................................................................137
grand plantain, plantain lancéolé ...........................................................139
B. Polysaccharides des Malvales ...............................................................................141
mauve, guimauve ...................................................................................141
tilleul .......................................................................................................144Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:35 Page114 (Noir film)
GLUCIDES114
C. Autres plantes à « mucilages »..............................................................................148
cognassier ...............................................................................................148
lin ............................................................................................................148
5. Pectines.................................................................................................................................151
6. Bibliographie........................................................................................................................153
1. GÉNÉRALITÉS : GOMMES ET MUCILAGES
L’usage désigne sous le nom de gommes et de mucilages des macromolécules osidiques
qui se dissolvent plus ou moins au contact de l’eau pour former des solutions colloïdales
ou des gels. La tendance actuelle est de délaisser ces termes au profit de celui, plus
général, d’hydrocolloïdes végétaux voire, plus globalement encore, de polysaccharides
végétaux (glycanes). Si l’utilisation du terme de polysaccharide paraît manquer de
spécificité (il désigne tout aussi bien la cellulose que la gomme arabique), la difficulté
qu’il y a parfois à délimiter, histologiquement aussi bien que chimiquement, les notions
de gommes et de mucilages — voire de pectines — conduit, ici, à privilégier autant que
faire se peut un critère structural pour classer ces polymères. Nous garderons le terme de
gomme pour tous les produits qui exsudent (gum exudates des Anglo-Saxons) et nous
distinguerons ensuite les polysaccharides hétérogènes (= hétéroglycanes) neutres
(glycomannanes), les polysaccharides hétérogènes acides (en première approximation ce sont
les mucilages des ouvrages classiques) et les galacturonanes (pectines).
Outre l’intérêt médicinal de certaines « plantes à mucilages » et de quelques
gommes, les polysaccharides hétérogènes ont un intérêt industriel évident. Il faut
toutefois souligner qu'ils sont, pour des raisons strictement économiques, fortement
concurrencés par des polymères d’origine bactérienne ou hémi synthétique (comme les
dérivés de la cellulose). Seuls des produits comme le guar (cultivable rationnellement
par l’agriculture moderne) peuvent se maintenir. C’est aussi, semble-t-il, le cas de
produits autorisés pour l’alimentation humaine et doués de propriétés spécifiques
(caroube).
Un certain nombre de critères ont été avancés pour différencier gommes et
mucilages. Les gommes sont des molécules complexes, toujours hétérogènes et
ramifiées, contenant des acides uroniques. Elles s’écoulent à l’extérieur du végétal et
l’on considère généralement qu’elles résultent d’un traumatisme (mais la gomme
adragante est stockée dans la moelle avant une quelconque agression). Elles seraient
issues de la transformation de polysaccharides pariétaux et peut-être même de
l’amidon. S’il a été postulé qu’elles sont la manifestation d’une adaptation à la
sécheresse, leur présence dans des espèces à localisation septentrionale tend à infirmer
cette hypothèse. Les gommes se concrètent par dessiccation, elles sont insolubles dans
les solvants organiques, ce qui les différencie des résines (lesquelles sont le plus
souvent de nature terpénique).
Les mucilages quant à eux sont considérés comme des constituants cellulaires
normaux, préexistant dans des formations histologiques spécialisées (cellules ou
canaux) fréquentes dans le tégument externe des graines. Assez largement distribués, ilsPharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:35 Page115 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES 115
sont fréquents chez les Malvales (mucilages acides) et chez les Fabaceae (mucilages
neutres de l’endosperme). Agents de rétention hydrique, ils auraient un rôle actif dans la
germination; leur formation impliquerait les corps de Golgi.
2. GOMMES (EXSUDATS)
L’analyse de la structure et de la répartition des gommes dans le règne végétal a
conduit certains auteurs à les classer en quatre groupes.
1. Groupe A. Ce groupe, auquel appartiennent les gommes d’Acacia, est fondé sur
une ossature de type galactane substituée par des unités de L-arabinose et par des
oligosides ramifiés contenant un autre sucre (L-rhamnose, D-xylose) et de l’acide
Dglucuronique. Le polysaccharide est fréquemment associé à une protéine.
2. Groupe B. Ce groupe comprend des gommes proches des pectines : chaînes
d’acides D-galacturoniques liés (1—>4) substituées par de courtes chaînes comprenant
du L-arabinose et des acides D-glucuroniques et D-galacturoniques. La chaîne princi -
pale peut être interrompue par du L-rhamnose, parfois un sucre sur deux : c’est le cas de
la gomme de Sterculia. Dans quelques cas, plus rares, les deux types de molécules
(type A et type B) coexistent.
3. Groupe C. Les gommes de ce groupe, assez peu fréquentes, sont des xylanes liés
1—>4-β et fortement substitués par des sucres très divers (L-arabinose, L-ga lactose,
acide D-glucuronique, etc.).
4. Groupe D. Ici, la chaîne centrale résulte de l’alternance (1—>4 - 1—>2) d’acide
D-glucuronique et de D-mannose. Les hydroxyles en C-3 de la plupart des mannoses
sont substitués par des séquences analogues à celles du groupe A. La gomme ghatti est
un exemple de ce type de structure.
Rencontrées dans tout le règne végétal, les gommes sont surtout le fait de quelques
familles : Fabaceae, Rosaceae, Combretaceae, Burseraceae, Rutaceae, etc. La
composition d’une gomme est caractéristique d’une espèce, mais elle peut fluctuer
légèrement en fonction de l’origine géographique et des facteurs environnementaux.
4 6Leur masse moléculaire varie de 2 x 10 à 10 (la polydispersité est souvent importante).
La plupart des gommes sont partiellement méthylées (sur l’hydroxyle en C-4 de l’acide
glucuronique, sur l’hydroxyle en C-3 du rhamnose) ou acétylées. Les fonctions
carboxyliques peuvent être salifiées.
La plupart des gommes se dissolvent dans l’eau en formant des solutions visqueuses ;
certaines, incomplètement solubles, forment des gels. Les solutions diluées de ces
gommes (1 % ou moins) sont généralement précipitées par addition d’éthanol. Elles
sont optiquement actives et la valeur du pouvoir rotatoire est un élément important de
leur identification. L’hydrolyse en milieu acide suivie d’une analyse en CCM des
sucres libérés est également un bon moyen d’iden tification d’une gomme : c’est celuiPharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:35 Page116 (Noir film)
GLUCIDES116
que les pharmacopées mettent systématiquement en œuvre (il permet en même temps
de détecter des mélanges ou des ajouts).. GOMME ADRAGANTE, Astragalus gummifer Labill., Fabaceae
La gomme adragante est l’exsudation gommeuse, durcie à l’air, s’écoulant
naturellement ou par incision du tronc et des branches d’Astragalus gummifer et de
ecertaines autres espèces du genre Astragalus d’Asie occidentale (Ph. eur., 8 éd., 0532).
La plante. A. gummifer Labill. (= Astracantha gummifera [Labill.] Podlech) est un
sous-arbrisseau buissonnant (0,5-1 m) très épineux. Les feuilles, composées pennées,
ont des petites folioles grisâtres dont la chute précoce ne laisse subsister qu’un rachis
épineux. Les fleurs, jaune pâle, sont réunies en grappes. Le fruit est une petite gousse
velue, monoséminée.
Les Astragalus proviennent des régions désertiques montagneuses de l’Asie
occidentale : du sud de l’Iran jusqu’au Kurdistan et à l’Arménie, de la Syrie et de l’Irak
au Khorasan et à l’Afghanistan.
Dans le cas présent la gommose est centripète et la gomme s’accumule dans la
moelle et les rayons médullaires dont les parois cellulaires disparaissent : une incision
de la branche va provoquer l’exsudation immédiate de la gomme qui se trouve projetée
à l’extérieur sous la forme d’un ruban visqueux, vermiculé (traumatismes spontanés) ou
en éventail (incisions provoquées). Traditionnellement, on dégage la base de la tige
principale de la terre et l’on incise profondément : après 48 heures au moins les
exsudats sont recueillis, réunis et triés. Les lots les moins colorés sont considérés
comme étant de meilleure qualité.
La gomme. La gomme adragante (tragacanth gum des Anglo-Saxons) se présente
en rubans minces (30 x 10 x 1 mm), aplatis, blancs à jaune pâle, translucides, cornés,
finement striés longitudinalement et ondulés transversalement. La poudre de gomme
forme, avec 10 fois sa masse d’eau, un gel visqueux. L’examen microscopique de la
gomme pulvérisée (glycérol à 50 %) révèle la présence de grains d’amidon arrondis
(410 [20] μm) à hile central visible en lumière polarisée. Les nombreuses membranes
cellulaires stratifiées qui enveloppent les grains d'amidon se colorent en violet par
addition d'une solution de chlorure de zinc iodée.
La coloration jaune intense de la solution de gomme avec l’hydroxyde de baryum et
l'analyse en CCM de l’hydrolysat obtenu par action de l’acide trifluoracétique
confirment l’identité de la gomme (mise en évidence du xylose, du galactose, et de
l’arabinose).
L’essai proprement dit comprend, entre autres, la détermination du temps
d’écoulement d’une « solution » de gomme dans un tube gradué ainsi qu’une série de
réactions permettant de vérifier :
- l’absence de gomme arabique (absence de bande correspondant au rhamnose sur
la CCM de l’hydrolysat);
- l’absence de méthylcellulose (absence de bande caractéristique sur la CCM de
l’hydrolysat);Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:35 Page117 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES 117
- l’absence de gomme de Sterculia (pas de gélification importante dans l’alcool à 60
et acidité limite de la solution;
Le taux de substances étrangères n’est pas supérieur à 1 % et la gomme satisfait au
4 2contrôle microbiologique des produits non stériles : DGAT < 10 UFC/g; DMLT < 10
UFC/g; absence d'Escherichia coli et de salmonelles.
Composition chimique. Contrairement à la gomme arabique, la gomme adragante
ne contient pas d’oxydase, mais renferme environ 3 % d’amidon et 3-4 % de substances
minérales. On considère que la gomme brute est un mélange de deux polysaccharides :
la tragacanthine (30-40 %), neutre et soluble dans les solutions hydro-alcooliques, et
qui se solubilise dans l’eau en formant une solution colloïdale et la bassorine (60-70 %),
acide et précipitée en milieu éthanolique, gonflant au contact de l’eau pour former un
gel. La tragacanthine est un arabinogalactane (1—>6, 1—>3) presque neutre dont
l’ossature est galactosidique. La bassorine (ou acide tragacanthique) pour sa part est un
glycanogalacturonane partiellement méthylé de masse moléculaire voisine de 850000
construit à partir de quatre sucres : acide D-galacturonique, D-galactose, D-xylose et
L-fucose. L’ossature centrale de la molécule est une chaîne d’acides galacturoniques
liés en 1—>4 ; la chaîne est substituée par des xyloses ou par des diosides :
fucoxylosyles ou galactoxylosyles.
Emplois. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998)
admet qu’il est possible de revendiquer, pour la gomme adragante, l’indication
thérapeutique suivante (voie orale) : « traitement symptomatique de la constipation ».
Aucune évaluation toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier
« abrégé » d’AMM (gomme en poudre). Comme pour tous les autres laxatifs ayant un
effet de lest, une information précise du corps médical et du public doit être prévue
(voir p. 135). La gomme adragante ne fait pas l’objet d’une monographie de la
Commission E du BfArM allemand.
La gomme adragante est surtout utilisée comme auxiliaire de fabrication en
pharmacotechnie. Ses solutions diluées (0,5-1 %) sont très visqueuses, stables en milieu
acide et à la chaleur, compatibles avec la plupart des hydrocolloïdes végétaux, de bonne
conservation; elles ont un comportement pseudoplastique ce qui, ajouté au caractère
anionique, en fait un bon stabilisant des suspensions. Elle peut aussi être utilisée pour
former et stabiliser des émulsions : émulsionnant bifonctionnel, elle augmente la
viscosité de la phase aqueuse et diminue la tension interfaciale dans les émulsions H/E.
Son emploi est autorisé dans l’industrie agroalimentaire (E413).
. GOMME ARABIQUE, Acacia spp., Fabaceae
La gomme arabique est l’exsudation gommeuse, durcie à l’air, s’écoulant
naturellement ou par incision du tronc et des branches d’A. senegal (L.) Willd. (= Senegalia senegal
[L.] Britton), d’autres espèces d’Acacia d’origine africaine et d’A.seyal Delile (=Vachellia
eseyal [Delile] P.J.H. Hurter) (Ph. eur., 8 éd. - 8.5, [07/2015:0307]). La Pharmacopée
décrit également le nébulisat obtenu à partir d'une solution de la gomme (0308).Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:35 Page118 (Noir film)
Acacia senegal Willd.Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:35 Page119 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES 119
La plante. Acacia senegal, connu sous le nom d’acacia verek en Afrique de l’ouest
(mais aussi sous celui de hashab au Soudan), est un petit arbre (4-6 m) à épines
courbes, à feuilles composées bipennées, à fleurs régulières groupées en épis allongés,
cylindriques. Les fleurs ont une petite corolle blanche et de longues et très nombreuses
étamines. Le fruit est une gousse droite, rétrécie entre les graines. Cet acacia et les
espèces voisines qui fournissent la gomme arabique sont spontanés dans la zone
subdésertique africaine, de l’océan Atlantique à la mer Rouge. Les principaux
producteurs sont les pays de la zone sahélienne : Soudan (qui produirait plus de50 %
d’un marché estimé à 45000 tonnes), Tchad, Nigeria, Mali, ... Au Soudan, la gomme
est en grande partie fournie par l’exploitation de plants établis initialement sur des terres
cultivées (gum gardens). La récolte des gommes exsudées par les arbres spontanés
approvisionne également le marché international.
Traditionnellement, l’exploitation des acacias a lieu pendant la saison sèche, sur des
arbres âgés d’au moins cinq ans. On récolte la gomme qui exsude après le tapping,
c’est-à-dire l’écorçage des branches, de part et d’autre d’une incision transversale. On
enlève des lambeaux d’écorce, sans léser le cambium ; celui-ci régénère le phloème et
la gomme exsude pendant quelques semaines. La gomme — jusqu’à 2 kg par arbre et
par an ; 250 g en moyenne — est recueillie et classée en différentes catégories
commerciales, essentiellement sur un critère de couleur. Sécheresses, désertification et
exploitation intensive tendent à réduire la production et le marché a souvent été marqué
par une grande irrégularité. Les utilisateurs habituels ont parfois été contraints de
recourir à des substituts (autres gommes et polysaccharides).
La gomme. La gomme arabique se présente en masses sphéroïdales de 1-3 cm de
diamètre, friables, blanc-jaune, jaunes ou faiblement ambrées, opaques, souvent brisées
en fragments irréguliers, anguleux, d’éclat vitreux et transparent. La gomme se dissout
très lentement dans 2 fois sa masse d'eau en formant un liquide visqueux, dense,
adhésif, faiblement acide. Elle est pratiquement insoluble dans l’alcool.
L’analyse en CCM (révélation par l’aldéhyde anisique) des sucres obtenus par
hydrolyse du polymère à l’aide d’acide trifluoracétique permet de s’assurer de l’identité
de la gomme (présence d’arabinose, de galactose et de rhamnose).
Au titre de l’essai on vérifie, sur une solution à 10% :
- l’absence d’amidon, de dextrine ou d’agar-agar (absence de coloration bleue ou
brun-rouge de la solution par addition d’iode);
- l’absence de glucose ou de fructose (CCM de l’hydrolysat);
- l’absence de tanins (pas de réaction caractéristique avec le chlorure ferrique);
- l’absence de gomme de Sterculia (pas de gélification importante dans l’alcool à
c60 et acidité limite de la solution aqueuse);
- l’absence de gomme adragante (absence de xylose dans l’hydrolysat soumis à la
CCM).
On peut aussi (ce n’est pas obligatoire) déterminer la viscosité apparente.
La gomme arabique doit en outre satisfaire aux essais généraux habituels et à une
4limite du nombre de germes aérobies totaux (DGAT) de 10 UFC/g et de moisissures et
4levures (DMLT < 10 UFC/g) ainsi qu'à l'essai d'E. coli et des salmonelles (absence).Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page120 (Noir film)
GLUCIDES120
Composition chimique. La gomme brute contient 10-15 % d’eau, des oxydases,
mais pas d’amidon. C’est un polysaccharide acide qui existe à l’état natif sous forme de
sels de calcium, magnésium et potassium. Les gommes d’A. senegal et d’A. seyal
présentent des différences de composition, de propriétés et de comportement : la
première est riche en rhamnose et le rapport arabinose/galactose est < 1 alors que la
seconde, pauvre en rhamnose, est caractérisée par un rapport arabinose/galactose > 1.
La solution de gomme d’A. senegal est lévogyre et très visqueuse, celle d’A. seyal est
dextrogyre et moins visqueuse. La gomme est décrite comme hétérogène et
hétéromoléculaire, scindable en 3 fractions distinctes : un arabinogalactane (ca 88 %,
5 5M = 2,8 x10 ), un complexe arabinogalactane-protéine (ca 10 %, M = 1,8 x10 ) et une
fraction glycoprotéique. L’arabinogalactane est un galactane (β-D) 1—>3 substitué sur
les positions O-2, O-4 et O-6 des galatoses par des arabinoses ou par des oligosides
complexes comprenant du D-galactose, du L-arabinose, du L-rhamnose et un acide
uronique. Les sucres terminaux sont fréquemment les acides uroniques. Les
arabinogalactanes des deux espèces présentent de légères différences quantitatives de
composition et d’organisation.
La structure du complexe arabinogalactane-protéine fait débat. L’une des
hypothèses proposées et fréquemment reprise correspond à une structure complexe,
compacte, formée d’un polypeptide d’environ 250 acides aminés substitué par de
4courtes chaînes d’arabinose et par de gros blocs d’arabinogalactane (M = 4 x10 ) de
forme ellipsoïdale. Une autre hypothèse a évoqué un modèle statistique à sous-unités
polypeptide-arabinogalactane plus légères et de grande régularité.
Propriétés et emplois. Les hiéroglyphes égyptiens attestent l’usage ancien de cette
gomme qui fait l’objet d’un commerce depuis au moins quatre mille ans. Bien que
certains effets — loin d’être clairement établis — soient associés à de fortes doses
quotidiennes (hypocholestérolémiante et potentiellement utile en cas d’obésité ou
d’insuffisance rénale), cette gomme n’est pas employée, en France, à des fins
thérapeutiques. L’EFSA a estimé qu’il n’existait pas, en 2011, de relation de cause à
effet entre la consommation de gomme arabique et l’amélioration de la fonction
intestinale, la production d’acides gras à chaîne courte, la diminution des bactéries
pathogènes de l’intestin ou encore le maintien d’une urémie ou d’une cholestérolémie
normales.
La gomme arabique est très soluble dans l’eau (on peut préparer des solutions à
plus de 50 %) et forme des solutions visqueuses dont le comportement, d’abord
newtonien, devient pseudoplastique pour les fortes concentrations. La viscosité des
solutions dépend de l’origine de la gomme (espèce, saison de récolte) et est très
influencée par le pH (elle est maximale au voisinage de la neutralité), la température et
la présence d’électrolytes qui la diminuent. Compatible avec la plupart des autres
hydrocolloïdes végétaux et avec la majorité des alcaloïdes, elle est incompatible avec la
gélatine, les sels de fer, les phénols (par exemple le thymol, l’eugénol, la morphine).
La viscosité de ses solutions et leur assez bonne stabilité en milieu acide en font un
auxiliaire intéressant en pharmacotechnie : stabilisant des suspensions, mais aussi
émulsion nant, agent d’encapsulation d’arômes par nébulisation, additif pour la
préparation de formes solides destinées à la voie orale. Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page121 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES 121
Pour l’industrie agroalimentaire c’est un stabilisant et un émulsionnant totale ment
atoxique (E414), neutre, inodore, insipide, incolore, stable. Elle peut également être
utilisée pour sa capacité à former des coacervats avec les protéines. On utilise
également la gomme arabique modifiée à l’acide octénylsuccinique (E423).
. GOMME DE STERCULIA, Sterculia spp., Malvaceae
La gomme de Sterculia est « le produit durci à l’air, de l’exsudat visqueux naturel
1ou provoqué par incision, du tronc et des branches de Sterculia urens Roxb. , de
eSterculia tomentosa Guill. & Perr. et d’autres espèces voisines » (Ph. fse, 11 éd., 1989).
Origine botanique. Les Sterculia sont des arbres à grandes feuilles pentalobées, à
fleurs apétales, à fruits composés de follicules ligneux. Le parenchyme cortical du tronc
et des branches est parcouru par des canaux sécréteurs dans lesquels s’accumule la
gomme. Outre les espèces nommées ci-dessus, la bibliographie mentionne l’utilisation
de S. tragacantha Lindley qui, comme S. tomentosa, est une espèce de l’Afrique
occidentale. Ces espèces africaines fournissent une gomme dite « gomme M’Bep »
alors que la gomme « karaya » est fournie par S. urens qui croît dans les zones
montagneuses et les plateaux secs du centre et du nord de l’Inde. La gomme, récoltée de
préférence avant et après la saison des pluies, est obtenue après incision ou brûlage. Les
exsudats sont réunis, débarrassés des écorces résiduelles et triés selon le taux de
matières étrangères et selon leur couleur. Le produit commercial est généralement
concassé ou broyé (mais le produit en poudre se conserve moins bien).
La gomme. La gomme se présente en morceaux irréguliers, translucides, blanc rosé
à brunâtres et d’odeur acétique. Cette gomme est très peu soluble dans l’eau : les
particules de gomme absorbent l’eau et gonflent dans des proportions considérables en
formant une suspension de haute viscosité. L’hydratation est lente : le prémélange de la
gomme avec un alcool permet d’obtenir plus facilement une dispersion homogène. La
viscosité de la dispersion dépend de la granulométrie de la gomme employée. Si la
concentration augmente (2-3 %) il se forme une pâte qui se comporte comme un gel et
qui, aux fortes concentrations (20-50%), devient fortement adhésive.
Plusieurs réactions permettent de s’assurer de l’identité de la gomme : acidité
(dégagement d’acide acétique par chauffage), réaction positive avec le rouge de
ruthénium et caractérisation des acides uroniques sur un hydrolysat sulfurique
(dihydroxynaphtalène). L’essai comporte notamment :
- la détermination du pH d’une solution à 1 % dans de l’eau exempte de dioxyde de
carbone : il doit être inférieur à 5,5 ;
1. Ce basionyme devrait, semble-t-il, être remplacé par la combinaison Kavalama urens (Roxb.) Raf.
D’autres sources font de S. urens Roxb. un synonyme de Firmiana simplex (L.) W.Wight. (?). S. tomentosa
Guill. et Perr. devrait pour sa part être nommé Sterculia setigera Delile. Pour simplifier, nous conservons ici,
en cohérence avec les bases de données bibliographiques, les dénominations retenues à ce jour par la
Pharmacopée française et autres textes. La monographie devrait être supprimée de la Ph. fse en 2016.Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page122 (Noir film)
GLUCIDES122
- la mise en évidence par CCM du galactose et du rhamnose sur un hydrolysat
sulfurique de la gomme (révélation par l’acide aminohippurique);
- la détermination de l’indice de gonflement qui n’est pas inférieur à 13 (dans une
solution d’éthanol à 37 % [(v/v]);
- l’estimation quantitative des éléments étrangers (éléments non solubles dans de
l’eau acidifiée [HCl] portée à ébullition) : < 5 % .
Composition chimique. La gomme est du type B (glycanorhamnogalacturonane) :
ossature centrale dont l’unité de base est formée d’acide α-D-galacturonique lié par
l'hydroxyle en C-4 en alternance avec un résidu α-L-rhamnose lié par l'hydroxyle en
C-2. La chaîne est substituée sur les hydroxyles en C-2 ou C-3 des acides
galacturoniques et sur l’hydroxyle en C-4 de certains rhamnoses par du D-galactose et
de l’acide D-glucuronique (galactose, 13-26 %, rhamnose, 15-30 %). La teneur en
acides uroniques est voisine de 40 % et le degré d’acétylation de 8 % [Verbeken et
al.,
2003].
-2)-α-L-Rhap-(1—>4)-α-D-GalA-(1—>2)-α-L-Rhap-(1—>4)-α-D-GalA-(14 3 2
1 1 1
β-D-Galp β-D-GlcAp β-D-Galp
4
Schéma de l'unité répétitive
caractéristique de la gomme
isolée des Sterculia
Propriétés, emplois. Initialement considérée comme un succédané de la gomme
adragante, la gomme de Sterculia a de nombreux avantages qui expliquent son emploi.
Sa capacité à former des dispersions visqueuses en gonflant fortement en font un laxatif
« ayant un effet de lest » ; elle est infermentescible, non absorbée, non dégradée, non
toxique.
En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet qu’il
est possible de revendiquer, pour la gomme de Sterculia, les indications thérapeutiques
suivantes (voie orale) : 1° traitement symptomatique de la constipation; 2°
traditionnellement utilisé comme adjuvant des traitements amaigrissants. Aucune évaluation
toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé » d’AMM
(poudre de gomme). Comme pour tous les autres laxatifs ayant un effet de lest, une
information précise du corps médical et du public doit être prévue (voir p. 135).
La gomme est généralement utilisée seule dans le traitement de la constipation.
Contre-indications : syndrome occlusif ou subocclusif, syndromes douloureux
abdominaux de cause indéterminée, fécalome. Associée au kaolin et à des dérivés
magnésiens, ou encore à la crospovidone, elle est aussi indiquée dans les manifestations
fonctionnelles des colopathies non organiques. Son pouvoir adhésif permet de l’utiliser
pour l’appareillage des colostomies et la fixation des prothèses dentaires.Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page123 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES 123
La gomme de Sterculia ne fait pas l’objet d’une monographie de la Commission E
du BfArM allemand.
. GOMME GHATTI, Anogeissus latifolia (Roxb. ex DC.) Wall.
ex Guill. & Perr., Combretaceae
Cette gomme est l’exsudat visqueux d’un arbre des forêts de l’Inde et du Sri Lanka.
Produite et récoltée comme la gomme karaya, c’est un polysaccharide hétérogène dont
la principale fraction est un arabinogalactane : galactane 1—> 6 avec des branchements
(O-3 et O-4 des galactoses) à L-arabinose majoritaire et zones hétérogènes à
Larabinose et acide D-glucuronique. La gomme renferme aussi de petites quantités de
mannose et de xylose et une fraction protéique. D’autres auteurs ont évoqué une chaîne
principale où alternent D-mannose et acide D-glucuronique et des ramifications à
Larabinose et D-galactose. La gomme ghatti se disperse dans l’eau en formant des
solutions très visqueuses. C’est un émulsionnant et un stabilisant très efficace, ce qui
serait lié à certaines séquences d’acides-aminés hydrophobes de la fraction protéique.
Son emploi est autorisé dans l’industrie agroalimentaire (E419).
3. POLYSACCHARIDES DERIVÉS DU MANNOSE
« MUCILAGES NEUTRES »
Le mannose est un sucre fréquemment engagé dans la constitution de polymères. Le
mannane lui-même est rare. Ce composé, polymère constitué d’une chaîne linéaire
d’unités de D-mannose liées en (1—>4)-β, est strictement insoluble dans l’eau : c’est le
constituant majoritaire de l’ivoire végétal. Également appelé corozo, cet ivoire est en
fait l’albumen des graines d’une Arecaceae (Phytelephas macrocarpa Ruíz & Pav.) qui
efut utilisé au XIX siècle pour fabriquer boutons et objets divers.
Les polysaccharides hétérogènes comprenant du mannose sont, eux, plus fréquents :
1. Glucomannanes. Dans ces polymères 20 à 50 % des unités D-mannose de la
chaîne sont remplacées par des D-glucoses. Les liaisons interosidiques sont, là encore,
(1—>4)-β; il peut y avoir plusieurs D-mannoses contigus mais les glucoses demeurent
isolés. Leur DP varie de 100 à 5 000, ils se dissolvent dans l’eau en formant des
solutions très visqueuses. Constituants des hémicelluloses pariétales, plus abondants
chez les Acroymnospermae que chez les Magnoliophyta, fréquents dans les organes
souterrains de diverses Liliopsida (Monocots) archaïques, ils s’accumulent dans les
tubercules de l’Amorphophallus konjac K. Koch, Araceae.
2. Galactomannanes. Dans ces molécules, le groupe hydroxyméthyle en C-5 de
certains résidus D-mannose d’une chaîne polymannosidique est substitué par un reste
D-galactosyle lié en α. Le pourcentage de substitution varie de 30 à près de 100 %
selon l’espèce végétale. De DP variant de 1 000 à 10 000, ils sont, à l’exception desPharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page124 (Noir film)
GLUCIDES124
moins substitués d’entre eux, hydrosolubles. Présents dans diverses graines
(Annonaceae, Convolvulaceae, Arecaceae), ils constituent un dépôt extracellulaire dans
l’endosperme des graines de Fabaceae dont ils peuvent représenter jusqu’à 40 % de la
masse (ex. : la graine de caroubier).
3. Galactoglucomannanes. La chaîne centrale est du type de celle des
glucomannanes et un nombre variable d’unités mannose de celle-ci est substitué en C-6 par
un reste O-D-galactosyl lié en α. Composants fréquents des hémicelluloses, ils
s’accumulent parfois dans des graines (par exemple dans celles de l’arbre de Judée,
Cercis siliquastrum L., Fabaceae).
. CAROUBIER, Ceratonia siliqua L., Fabaceae
L’albumen des graines de cet arbre constitue la « gomme » de caroube. Ce produit,
qui n’est pas une gomme, est fréquemment dénommé caroube ou farine de graine de
caroube. Ce dernier terme reflète bien l’origine, mais peut prêter à confusion dans la
mesure ou l’on trouve sur le marché et sous cette même appellation de farine la pulpe
de caroube déshydratée. L'essentiel de la production mondiale est destiné à des emplois
industriels. Le marché est principalement approvisionné par l'Espagne et l’Italie qui ont récolté
40 % des 163 000 tonnes produites annuellement dans le monde en 2012. Autres
2principaux producteurs : Portugal, Grèce, Maroc, Turquie, Chypre (FAO, 2014) .
La plante, la « gomme ». Grand arbre toujours vert du pourtour méditerranéen, le
caroubier a des feuilles composées-pennées comportant 5-11 folioles coriaces et
luisantes et des petites fleurs rougeâtres dépourvues de corolle et groupées en grappes
axillaires. Le fruit — la caroube — est une gousse pendante, épaisse, coriace,
renfermant de 12 à 16 graines aplaties, séparées par des cloisons pulpeuses. La
constance de la masse de la graine explique son utilisation ancienne comme unité de
poids (1 carat = 200 mg).
Les graines ramollies par trempage sont débarrassées de leurs enveloppes (30-33 %)
et du germe (23-25 %), puis l’albumen (42-46 %) est broyé. La granulométrie
détermine la qualité commerciale de la poudre. Certains fabricants commercialisent
également une farine purifiée obtenue par solubilisation de la poudre de graine dans
l’eau chaude, précipitation de la solution par addition d’éthanol, recueil et séchage du
précipité.
Composition chimique. La « gomme » de caroube est constituée d’un
D-galactoD-mannane presque pur (90 à 95 % ). Ce polymère est formé par l’enchaînement de
β-D-mannoses liés en 1—>4 avec des branchements latéraux d’une seule unité
d’α2. Des chiffres très différents ont été récemment cités dans une revue à faible impact : 310 000
etonnes de production mondiale, le Maroc étant le 2 producteur derrière l’Espagne... Cf. Batal, H.E. et
al. (2013). J. Mater. Environ. Sci. 4, 309–314. D’autres auteurs évoquaient peu avant une production
de 400000 tonnes (?), cf. Ayaz, F.A. et al. (2009). Plant Foods Hum. Nutr., 64, 286-292.Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page125 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES 125
D-galactose liée α-(1—>6). On compte en moyenne une unité de D-galactose pour
quatre D-mannoses. Les segments branchés alterneraient avec des segments non
branchés, la distribution des galactoses étant irrégulière. Des traces d’arabinose
terminal ont été caractérisées dans certains lots de galactomannanes. La graine entière
est riche en fibres insolubles et en lignanes.
La pulpe du fruit, pauvre en lipides (0,4-0,8 % de la masse sèche) et en protéines
(2,7-3 %), renferme 40-60 % de sucres solubles, des cyclitols (surtout du pinitol) et des
polyphénols (tanins hydrolysables et condensés, glycosides de flavonols). Pulvérisée et
torréfiée, elle acquiert une odeur de cacao (c'est, potentiellement, un substitut du cacao).
Propriétés de la « gomme ». Partiellement soluble dans l’eau froide, la gomme de
caroube est bien solubilisée à chaud (80 °C) et donne, au refroidissement, des solutions
pseudo-plastiques de grande viscosité supportant bien des variations importantes de pH
(3-11) et l’adjonction de sels minéraux. Elle agit en synergie avec les carraghénanes
pour former des gels élastiques (la synergie s’explique par les associations qui se font
entre les zones poly-M non substituées et les doubles hélices de carraghénanes). Elle
interagit également avec le guar et la gomme xanthane pour former des gels fermes. Les
solutions de gomme de caroube forment des gels en présence de borate de sodium en
milieu alcalin. Dénuée de pouvoir nutritif, la « gomme » de caroube épaissit les rations
sans modifier l’apport calorique.
Emplois
• En thérapeutique et diététique. Le mucilage extrait de l'endosperme constitue une
préparation épaississante à utiliser lors des vomissements habituels du nourrisson (laits
antirégurgitation, autres préparations). Dépourvue de toxicité et d’effets nutritionnels
indésirables, ce mucilage est autorisé à ce titre par diverses législations (UE, USA,
Chine, etc.) à des concentrations variant de 0,1 à 1% selon l’usage. Sans effet sur le
volume du reflux, cette pratique diminuerait la fréquence des vomissements. De fait, la
pratique a été peu évaluée et les résultats des essais disponibles sont contradictoires.
Des réactions allergiques, possibles, sont exceptionnelles.
La farine de caroube constitue une préparation absorbante parfois proposée dans le
traitement symptomatique des diarrhées du nourrisson et du jeune enfant.
L’administration de la caroube s’accompagne, dans les premières 24 heures, de la seule
couverture des besoins hydriques ; la réalimentation est ensuite progressive. Diluée
dans de l’eau ou dans du lait, la caroube ne doit pas bouillir.
En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet qu’il
est possible de revendiquer, pour le fruit sans graines de caroubier, les indications
thérapeutiques suivantes (voie orale) : traditionnellement utilisé 1° comme traitement
adjuvant de la composante douloureuse des troubles fonctionnels digestifs; 2° dans le
traitement symptomatique des diarrhées légères. Pour la graine de caroubier (= gomme
de caroube), la même Note n’admet qu’une seule indication (voie orale) :
traditionnellement utilisé comme adjuvant des traitements amaigrissants. Dans les deux cas,
aucune évaluation toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier
« abrégé » d’AMM (poudre). Comme pour tous les autres laxatifs ayant un effet de lest,
une information précise du corps médical et du public doit être prévue (voir p. 135). NiPharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page126 (Noir film)
GLUCIDES126
le fruit, ni la graine du caroubier ne font l’objet d’une monographie de la Commission
E du BfArM allemand.
• Dans l’industrie. L’adhésivité et le pouvoir épaississant des solutions de
« gomme » de caroube, leur neutralité et leur compatibilité avec d’autres hydrocolloïdes
font qu’elle est très utilisée dans l’industrie agroalimentaire, principalement dans la
formulation de produits lactés frais ou congelés (crèmes, glaces, yoghourts, etc. : E410),
mais aussi — du moins en Amérique du Nord —, dans des produits de boulangerie
(comme le guar, elle gonfle la pâte) ; on peut aussi en faire des films protecteurs.
L'industrie pharmaceutique et celle des produits cosmétiques ainsi que de nombreuses
autres industries (textile, papier) y ont largement recours; elles peuvent aussi utiliser
des dérivés hémisynthétiques préparés à partir de la « gomme » (éthers
hydroxyalkyliques, carboxy-galactomannanes calciques).
. FENUGREC, Trigonella foenum-graecum L., Fabaceae
Le fenugrec est constitué par la graine mûre, séchée, de T. fœnum-græcum (Ph.
eeur., 8 éd., 1323).
La plante. Le fenugrec est une plante annuelle à feuilles longuement pétiolées et
trifoliolées. Les fleurs, isolées ou par deux, ont une corolle blanc crème à pétale
postérieur triangulaire. Le fruit est une gousse allongée, arquée, contenant dix à vingt
graines. D'origine orientale, la plante est cultivée sur le pourtour méditerranéen, en
Inde, en Chine, en Argentine, etc.
La graine. La graine de fenugrec, aplatie (3-5 x 2-3 x 1,5- 2 mm), est très dure, brun
à brun rougeâtre, et marquée par un sillon qui délimite deux parties inégales.
Microscopiquement (hydrate de chloral), la poudre de graine présente des fragments
comportant un hypoderme à grandes cellules aux parois radiales épaissies en bâtonnets :
rétrécies à leur extrémité supérieure, elles sont étranglées dans leur partie médiane.
Beaucoup d’autres fragments sont visibles : d’épiderme, d’albumen, de parenchyme
tégumentaire, etc. Le fenugrec, caractérisé en CCM (trigonelline révélée par
l’iodobismuthate de potassium), présente un indice de gonflement qui n’est pas
inférieur à 6.
Composition chimique. L’odeur de la graine est due à de nombreux constituants
volatils (carbures sesquiterpéniques, alcanes, lactones) et, sans doute, à la
3-hydroxy4,5-diméthyl-2[5H]-furanone (= sotolone). Riche en protéines (30 %), la graine
renferme des lipides (7 %), des C-flavonoïdes (vitexine, vicénines, dérivés de
l’orientine) et des stérols. On y a caractérisé un amino-acide particulier, la
4-hydroxyisoleucine. Les glucides sont particulièrement abondants : fibres (cellulose,
hémicelluloses, etc.) et galactomannane soluble (rapport galactose : mannose = 1,5 : 1)
représentant de 25 à 45 % de la masse de la graine. La graine constitue également une
source potentielle de sapogénines théoriquement utilisables pour l’hémisynthèse dePharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page127 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES 127
stéroïdes (jusqu’à 3 % de 3,26-diglucosides de furostèn-5-triols et dérivés voisins
donnant, entre autres et par dégradation, diosgénine et yamogénine).
Pharmacologie, évaluation clinique. Les graines, considérées comme dépourvues
de toxicité, sont connues pour leurs propriétés antidiabétiques, hypocholestérolémiantes,
hypolipidémiantes : expérimentalement, elles diminuent la glycémie post-prandiale chez
les rongeurs et le Chien diabétiques par un mécanisme incomplètement élucidé. Des
effets analogues ont été notés au cours de plusieurs études conduites chez l’Homme
normal ou diabétique, mais le petit nombre de sujets inclus dans les essais cliniques et
des faiblesses méthodologiques ne permettent pas de préciser l’intérêt clinique de cette
graine. La consommation d’aliments à base de graines pourrait réduire la résistance à
l’insuline et, en augmentant la satiété, être bénéfique en cas d’obésité. La prise régulière
d’un extrait hydro-alcoolique semble diminuer, plus qu’un placebo, la consommation de
graisses par des sujets en surpoids. Le fraction nement des constituants des graines et
l’évaluation biologique des fractions laissent supposer que l’activité antidiabétique et
hypocholestérolémiante est liée à la fraction riche en fibres et galactomannane. La
fraction renfermant les saponosides participerait à l’action hypocholestérolémiante.
Même si les structures en jeu sont différentes, on retrouverait ici une action observée
avec d’autres espèces riches en saponosides susceptibles d’insolubiliser le cholestérol
intestinal (cf. quillaja, p. 1053, luzerne, p. 1062). D’autres travaux font de la
4-hydroxyisoleucine le principal responsable de l’activité — observée chez l’animal — sur la
glycémie et le bilan lipidique.
Apparemment dépourvu de toxicité immédiate, le fenugrec peut provoquer, à très
fortes doses, diarrhée et flatulences. De très rares cas d’allergie ont été rapportés. Chez
les rongeurs, une toxicité testiculaire a été observée à la suite de l’administration
prolongée de graines (2-3 mois), liée à une diminution du taux de testostérone. On a
également noté une diminution des hormones thyroïdiennes de ces animaux par un
extrait hydro-alcoolique. Des effets embryotoxiques, possibles, ne sont pas établis par
des méthodes reconnues. Les autres données toxicologiques sont incertaines (extraits
mal caractérisés par exemple) ou insuffisantes (génotoxicité, cancérogénicité).
Emplois. En France, la Note explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet
qu’il est possible de revendiquer, pour la graine de fenugrec, l’indication thérapeutique
suivante (voie orale) : traditionnellement utilisé pour faciliter la prise de poids. Aucune
évaluation toxicologique n’est demandée pour la constitution d’un dossier « abrégé »
d’AMM (poudre, graine pour tisane, extrait aqueux et extraits hydro-alcooliques de titre
faible).
Au niveau européen, la monographie communautaire élaborée par le HMPC
retient, pour la graine de fenugrec et sur la seule base de l’ancienneté de son usage, les
circonstances d’emploi suivantes : en cas de perte transitoire d’appétit (voie orale) et,
par voie externe, en cas d’inflammation mineure de la peau. Posologie (adulte) : 1° voie
orale, graines, 1-6 g /j; extrait mou (5-6:1, éthanol à 60 %), 2 x 0,5 g/j; 2° voie externe,
50 g/250 ml d’eau, en cataplasme. On peut aussi utiliser les extraits hydro-alcooliques,
sec ou mou. Le fenugrec n’est utilisé que chez l’adulte. Son usage chez la femme
enceinte ou allaitante n’est pas recommandé. Un contrôle de la glycémie peut êtrePharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page128 (Noir film)
Ceratonia siliqua Willd.Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page129 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES 129
envisagé chez les patients traités pour un diabète (réf. EMA/HMPC/146221/2010, 27
janvier 2011) .
. FÉVIER, Gleditsia triacanthos L., G. ferox Desf., Fabaceae
Les longues gousses arquées de ces arbres parfois cultivés en Europe à des fins
ornementales fournissent des graines riches en galactomannanes. Les emplois de la
poudre de l’albumen sont, à l’heure actuelle, très restreints. En France, la Note
explicative de l’ex-Agence du médicament (1998) admet qu’il est possible de
revendiquer, pour la graine de Gleditsia, l’indication thérapeutique (voie orale) « traitement
symptomatique de la constipation ». Aucune évaluation toxicologique n’est demandée
pour la constitution d’un dossier « abrégé » d’AMM (poudre de graine). Comme pour
tous les autres laxatifs ayant un effet de lest, une information précise du corps médical et
du public doit être prévue (voir p. 135). La graine de Gleditsia ne fait pas l’objet d’une
monographie de la Commission E du BfArM allemand.
.GOMME TARA, Caesalpinia spinosa (Molina) Kuntze, Fabaceae
La gomme tara (= huarango, Peruvian carob, gomme du Pérou) est obtenue par
broyage de l'endosperme des graines de cet arbre du nord de l'Amérique du Sud et de
l'Afrique et cultivée en Chine. C'est un galactomannane soluble dont le rapport
galactose:mannose (1:3) est intermédiaire entre ceux de la « gomme » de caroube et du
guar. Épaissisant et stabilisant autorisé (E417), la force et l'élasticité de ses gels peuvent
être augmentées par addition de gomme xanthane, ce qui la rend moins sujette à
synérèse. On peut noter que la poudre de gousses est utilisable pour ses propriétés
tannantes.
. GUAR, Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub., Fabaceae
Le guar est obtenu par broyage de l’albumen des graines de C. tetragonolobus. Il
eest constitué principalement par un galactomannane dit guarane (Ph. eur., 8 éd., 1218).
Le galactomannane du guar est obtenu à partir des graines de
par broyage de l’albumen suivi d'une hydrolyse partielle. Il se compose principalement
de polyosides constitués de D-galactose et de D-mannose dans un rapport molaire 1:1,4
eà 1:2 [...] (Ph. eur., 8 éd., 0908).
3La « gomme » : origine et structure. C. tetragonoloba (la Pharmacopée a conservé
la dénomination tetragonolobus) est une herbe annuelle cultivée en Inde, au Pakistan
3. S’il est habituel de parler de gomme guar, voire de gomme de guar, il s’agit là d’une utilisation
abusive du mot gomme, ce produit — le guar — résultant non pas d’une exsudation consécutive à un
quelconque traumatisme, mais du simple broyage de l'albumen des graines : il s’agit donc d’un mucilage.Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page130 (Noir film)
GLUCIDES130
ainsi qu’aux États-Unis d’Amérique (Texas) et en Amérique centrale. Après élimination
du germe et des enveloppes, l’endosperme est broyé, ce qui conduit au produit
commercial. Comme dans le cas précédent, le polymère est un D-galacto-D-mannane
formé par l’enchaînement de β-D-mannoses liés en 1—>4 avec des branchements
latéraux ne comportant qu'une seule unité d’α-D-galactose liée α-(1—> 6), mais ici le
rapport D-galac tose : D-mannose est proche de un pour deux.
Caractères. Le galactomannane du guar est une poudre blanc-jaune, pratiquement
insoluble dans les solvants organiques, donnant avec l’eau une solution de viscosité
variable. Il est identifié par sa capacité à former un gel en présence de borate de sodium
et par la caractérisation en CCM du mannose et du galactose dans le résidu d’hydrolyse
par une solution d'acide trifluoracétique (révélation par l’acide aminohippurique).
L’essai comprend principalement :
- la recherche d'autres gommes et de polysaccharides d’algues (gomme adragante,
gomme de Sterculia, gélose, alginates et carraghénates) : pas de coloration par le rouge
de ruthénium des éléments figurés visibles au microscope;
- la mesure de la viscosité apparente (viscosimètre à mobile tournant);
- le dosage des matières insolubles en milieu sulfurique dilué à chaud (< 7 %);
- le dosage des protéines (dosage de l’azote après minéralisation) : < 5 %;
4 2- l'évaluation de la contamination microbienne : DGAT < 10 UFC/g; DMLT < 10
UFC/g; absence d'Escherichia coli et de salmonelles.
Propriétés, évaluation clinique. La gomme guar, comme d’ailleurs les pectines,
retient l’attention des nutritionnistes pour les interférences qu’elle semble provoquer,
comme les autres « fibres solubles », avec le métabolisme des glucides et avec celui des
lipides. Au niveau du métabolisme glucidique, plusieurs expérimentations réalisées
chez le sujet normal et chez le diabétique tendent à démontrer que l’addition de guar à
la ration alimentaire diminue l'hyperglycémie et l'insulinémie post-prandiale. Cet effet,
insuffisant en lui-même pour normaliser la glycémie chez le sujet diabétique (mais
certains l'estiment malgré tout favorable), serait principalement lié à la forte viscosité
du guar qui retarde la vidange gastrique et réduit la vitesse d’absorption des sucres au
niveau intestinal. Au niveau du métabolisme lipidique, la prise quotidienne de gomme
guar diminue la cholestérolémie et les LDL sans affecter notablement les autres
lipoprotéines, sans abaisser non plus la triglycéridémie. Selon une analyse publiée en
1999, chaque gramme de guar ingéré abaisse la cholestérolémie totale de 0,026 mmol/l
et le LDL-cholestérol de 0,033 mmol/l. (Voir aussi, p. 98 : fibres alimentaires).
La consommation de guar est-elle susceptible de participer à la réduction du poids?
Plus d’une trentaine d’études et essais cliniques ont évalué ce produit dans le traitement
de l’obésité. Une méta-analyse des essais de méthodologie acceptable a conclu à
l’absence de différence statistiquement significative entre la gomme guar et le placebo.
Dans plusieurs avis rendus publics au cours des dernières années, l’EFSA a rejeté
l’existence d’un lien entre la consommation de guar et le maintien d’un poids et d’une
glycémie normale, ou la modification de la satiété; elle en a admis l’incidence sur le
maintien d’une cholestérolémie normale, à condition que cette consommation soit
supérieure à 10 g/j [règlement (UE) n° 432/2012]. Toutes les allégations avancées pourPharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page131 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES 131
le guar partiellement hydrolysé ont été jugées scientifiquement infondées (glycémie,
poids, cholestérolémie, transit intestinal, etc.). Le guar partiellement hydrolysé tend à
accélérer le transit intestinal.
Toxcité, effets indésirables. La gomme guar n’est pas toxique, mais de fortes doses
peuvent entraîner quelques effets indésirables digestifs mineurs (flatulences,
ballonnements). La tolérance intestinale est bonne juqu’à 40 g par jour. Quelques cas
d’allergie respiratoire ont été rapportés chez des personnes exposées à l’inhalation de
poudre de guar. Si la gomme est ingérée sans un volume de liquide suffisant, le risque
existe d’une obstruction œsophagienne ou d’une occlusion intestinale.
Emplois. Si la gomme guar peut être incluse dans la composition des régimes
destinés aux sujets diabétiques, c’est surtout dans la mise au point de régimes propres à
diminuer la cholestérolémie, facteur de risque des maladies cardiovasculaires, qu’elle
peut avoir un intérêt. Associée à un régime hypolipidique et riche en sucres, elle peut
aider à remédier transitoirement à une hypercholestérolémie modérée. La poudre de
guar, éventuellement aromatisée, est préconisée sans preuve reconnue comme
« modérateur de l’appétit ». La gomme guar est également utilisée, en association avec
des dérivés aluminiques et magnésiques, dans le traitement symptomatique des
douleurs liées aux affections œsogastroduodénales et dans celui du reflux
gastroœsophagien.
Les solutions de guar (à 1 % et moins), stables pour des pH variant de 4 à 10,5, sont
compatibles avec la plupart des autres hydrocolloïdes végétaux. La viscosité de leurs
solutions est fortement augmentée quand elles sont additionnées de gomme xanthane.
C’est un émulsionnant et, sous certaines conditions, un gélifiant. Si la pharmacotechnie
l’utilise occasionnellement, les industries agricoles et alimen taires en sont de gros
consommateurs eu égard à ses propriétés épaississantes (E412). D’autres industries sont
également utilisatrices de guar : la papeterie, l’industrie minière (floculation, flottation,
filtration; elle est notamment largement utilisée pour l’extraction des gaz de schiste), le
traitement des eaux, le textile, etc.
Comme dans le cas de la cellulose, on peut préparer des dérivés (hydroxypropyl,
carboxyméthyl) essentiellement destinés à des emplois industriels (textile, raffinage,
industries minières et autres).
. KONJAC (konyaku), Amorphophallus konjac K. Koch, Araceae
A. konjac, comme les nombreuses autres espèces du genre Amorphophallus, est
originaire de l’Asie; il est cultivé, notamment au Japon. Un volumineux tubercule, une
grande feuille à trois lobes fortement découpés, une fleur unique malodorante à spathe
infundibuliforme noir violacé et à long spadice caractérisent cette Araceae.
Traditionnellement, les tubercules sont coupés, séchés et pulvérisés. La farine obtenue
peut être incorporée dans des préparations alimentaires (pains). On prépare également
une forme purifiée par extractions successives.Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page132 (Noir film)
GLUCIDES132
Composition chimique. Le tubercule renferme de l’amidon, des oses solubles, des
protéines et, surtout, un glucomannane (le rapport D-glucose / D-mannose est égal à
1:1,6) à liaisons 1—>4-β; la chaîne principale est partiellement substituée, surtout sur
les hydroxyles en C-3, par du D-mannose ou du D-glucose; le polymère est faiblement
acétylé (un acétyl pour 17 résidus). Le DP du polymère semble varier selon l’origine
géographique. La présence d’un glucoside du 3,4-dihydroxybenzaldéhyde a été
signalée dans la farine commerciale.
Propriétés et emplois. Quelques études chez l’animal et des essais cliniques chez
l’humain sont indica teurs des potentialités de ces glucomannanes, notamment pour
réduire la cholestérolémie et le LDL-cholestérol. Cette possible activité n’est guère
surprenante compte tenu de la parenté structurale du glucomannane du konjac avec des
produits comme le guar : même si son intérêt clinique est limité, 4 g/j de glucomannane
de konjac peuvent être consommés pour aider à maintenir une cholestérolémie normale
(EFSA, 2009). Des essais sur la capacité du konjac à limiter la prise de poids ont
conduit à des résultats plutôt divergents. Cependant l’EFSA (2010) a estimé que, dans
le cadre d’un régime hypocalorique, ce glucomannane contribue à la perte de poids :
un effet bénéfique est obtenu pour une consommation journalière de 3 doses de 1 g
de glucomannane prises avec 1 à 2 verres d’eau. Le glucomannane de konjac pourrait
peut-être constituer un adjuvant dans la prise en charge des diabétiques de type 2, mais
les essais disponibles sont de taille restreinte et de niveau méthodologique faible. Le
glucomannane de konjac pourrait aussi présenter un intérêt dans le traitement de la
constipation. Il est utilisable comme additif alimentaire (E425, 1 & 2 [gomme et
glucomannane]).
4. POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES ACIDES
- « MUCILAGES ACIDES »
Compte tenu des difficultés rencontrées pour classer chimiquement des structures
souvent imparfaitement connues, on regroupe ici, sur la base de leur origine botanique
et d’analogies structurales, des plantes que la majorité des auteurs s’accordent à
qualifier de plantes à mucilages, quel que soit le flou qui caractérise cette notion.
A. Plantaginaceae à mucilages
Plusieurs espèces du genre Plantago sont des plantes utilisées en pharmacie : les
graines d’ispaghul et de psyllium doivent leurs propriétés laxatives à des polysaccharides
très hydrophiles et les feuilles de certains plantains indigènes sont, sur la base de la
tradition, utilisées en phytothérapie. D’autres espèces du genre sont employées dans le
monde, c’est par exemple le cas de P. asiatica L., dont la graine (cheqianzi) et la feuille
(cheqiancao) sont, selon la pharmacopée traditionnelle chinoise, expectorantes,
diurétiques et antimicrobiennes.Pharmacognosie_113_158_089–> 31/03/2016 08:36 Page133 (Noir film)
POLYSACCHARIDES HÉTÉROGÈNES 133
ISPAGHUL ET PSYLLIUM : GÉNÉRALITÉS
Le terme de « psyllium », systématiquement utilisé dans les publications cliniques,
prête à confusion. En effet, alors que les botanistes et la Pharmacopée européenne
distinguent le psyllium (graine entière de Plantago afra L. ou de P. indica L.) et
l’ispaghul (graine ou tégument de la graine de ovata Forssk.), des organismes
comme la FDA définissent le psyllium husk (tégument de la graine) comme étant
« l’enveloppe séchée de la graine de P. ovata, connu sous le nom de psyllium blond ou
psyllium indien, P. indica ou P. psyllium ». De fait, la dénomination latine de l’espèce
productrice des « plantago seeds n’est que très rarement mentionnée dans les rapports
d’essais cliniques. Le « psyllium » utilisé dans ces essais est, le plus souvent, le
tégument de la graine de P. ovata.
Propriétés. L’ispaghul (graine et tégument de la graine) et le psyllium (graine) sont
classés, en France, dans la catégorie des « laxatifs ayant un effet de lest ». Leur effet,
purement mécanique, est lié à leur mucilage : les macromolécules polysaccharidiques,
très peu fermentescibles, absorbent un grand volume d’eau et forment, au niveau du
côlon, un gel volumineux qui augmente la masse, le degré d'hydratation et l'acidité du
bol fécal, stimule le péristaltisme et facilite l’exonération sans pour autant modifier
sensiblement la durée du transit (en l'absence de constipation). Le mucilage n'est pas
dépolymérisé au niveau de l'intestin grêle et n'est que très partiellement dégradé par les
bactéries du côlon (formation de gaz et d’acides gras à courte chaîne).
Plusieurs travaux publiés font également état d’une activité métabolique pour ces
mucilages : diminution de l'hyperglycémie post-prandiale — on suppose que
l'augmentation de la viscosité dans l'intestin grêle freine l’absorption du sucre — et
activité hypocholestérolémiante semblable à celle qui est consécutive à la prise de
galactomannanes du guar, de glucanes de l’avoine ou de pectines. Le mucilage, en
séquestrant les acides biliaires, diminuerait leur réabsorption intestinale et augmenterait
leur élimination fécale. Il s’ensuivrait, à long terme, une transformation accrue du
cholestérol et une baisse de la cholestérolémie. On a également postulé que les acides
aliphatiques à courte chaîne produits par la flore bactérienne du côlon inhiberaient
partiellement la synthèse hépatique du cholestérol (voir p. 99 et suivantes).
Évaluation clinique. L’activité laxative de l’ispaghul a été évaluée : malgré
quelques résultats contradictoires sur l’incidence du traitement sur la consistance des
selles et le temps de transit, les essais versus placebo montrent une nette amélioration
de la fréquence des défécations. Un consensus s’est dégagé pour prescrire ou conseiller
préférentiellement, lorsque les mesures hygiéno-diététiques sont insuffisantes pour
normaliser le transit, ce type de laxatif « de lest » dénué d’effets indésirables majeurs.
Le psyllium a été proposé (et est parfois utilisé) en cas de syndrome du côlon
irritable. L’importance de la composante psychosomatique de ce type d’affection la rend
très placebo sensible : cela complique l’évaluation clinique rigoureuse du bénéfice que
l’on peut attendre de l’utilisation du psyllium (et d’autres agents de lest prescrits dans ce
cas). Les essais cliniques randomisés versus placebo publiés ne fournissent pas de
preuve solide de leur efficacité sur ces troubles fonctionnels, en particulier sur la