Terpénoïdes, Stéroïdes et Huiles Essentielles

TERPÉNOÏDES ET STÉROÏDES : Cheatsheet Pharmacognosie

Les terpénoïdes et stéroïdes sont des métabolites secondaires végétaux élaborés à partir des mêmes précurseurs, représentant un ensemble de plus de 50 000 composés.

Origine et Nature Chimique

• Précurseur commun : Assemblage "tête-à-queue" d'unités isopréniques (C5H8).

• Isoprène : 2-méthyl-1,3-butadiène (hémiterpène).

Nomenclature

• Terpène : Terme du 19e siècle dérivé de "térébenthine".

  • Hydrocarbures (C et H uniquement) de formule générale (C5H8)n.

• Terpénoïdes : Dérivés des terpènes avec des atomes supplémentaires (O, sous forme hydroxyle, carbonyle, carboxyle).

• Stéroïde : Du grec "stereos" (solide, rigide) et "-oïde" (ressemble à).

  • Caractéristique principale : Squelette tétracyclique rigide (4 cycles accolés) avec une conformation spatiale définie.

Biosynthèse

Deuxvoies convergent vers la formation de l'Isopentényl diphosphate (IPP) et du Diméthylallyle diphosphate (DMAPP) :

1. Voie du mévalonate : Principale voie,dans le cytosol.

2. Voie du méthylérythritol phosphate (MEP) : Alternative, dans les plastes.

Synthèse des principales classes

LES HUILES ESSENTIELLES (HE)

Produit odorant complexe, obtenu par des procédés physiques à partir de matières végétales.

Définition (selon Pharmacopée Européenne)

• Produit odorant : Complexe et issu de matière végétale.

• Obtention : Entraînement à la vapeur d'eau, distillation sèche, procédé mécanique sans chauffage.

• Séparation : Physique, sans altération significative de la composition.

Comprendre la Définition

• Odorant : Rôle en olfactothérapie.

• Composition Complexe : Pas un mono-principe actif.

• Botaniquement Définie : Origine et filière cruciales pour la qualité.

• Pas de Changement de Composition : Analyse par chromatographie indispensable.

Répartition, Localisation et Fonction

• Organes de stockage : Fleurs (bergamotier), feuilles (eucalyptus), écorces (cannelle), bois (santal), rhizomes (gingembre), fruits (anis), graines (muscade).

La composition des HE peut varier selon l'organe d'une même espèce (ex : oranger amer).

• Structures spécialisées : Cellules à HE (Lauraceae), poils sécréteurs (Lamiaceae), poches sécrétrices (Rutaceae), canaux sécréteurs (Apiaceae).

• Fonction écologique : Allélopathie, protection (prédateurs), HATTraction (pollinisateurs).

Propriétés Physiques

• Liquides volatiles à température ambiante.

• Densité : Inférieure à celle de l'eau (exceptions : sassafras, girofle).

• Indice de réfraction élevé, dévient la lumière polarisée.

• Solubles : Solvants organiques, liposolubles.

• Peu hydrosolubles : Entraînables à la vapeur d'eau (produisent des "eaux florales").

Composition Chimique

Les HE sont des mélanges complexes appartenant à deux groupes biogénétiques :

1. Terpénoïdes : Les plus volatils (monoterpènes, sesquiterpènes).

   • Monoterpènes (C10) :

     • Carbures : Acycliques (myrcène),monocycliques (α-terpinène), bicycliques (pinènes).

     • Composés fonctionnalisés : Alcools (géraniol, menthol), aldéhydes (citronellal), cétones (menthone, camphre), esters (acétate de linalyle),éthers (1,8-cinéole), peroxydes (ascaridol), phénols (thymol).

   • Sesquiterpènes (C15) :

     • Exemples : β-caryophyllène (carbures), farnésol(alcools), nootkatone (cétones).

2. Composés aromatiques dérivés du phénylpropane (C6-C3) : Moins fréquents.

   • Exemples : anéthole (anis, fenouil), eugénol (girofle, cannelle).

   • On peut trouver des composés en C6-C1 comme la vanilline.

Procédés d'Obtention

1. Entraînement à la vapeur d'eau :

   • Hydrodistillation simple, distillation à vapeur saturée, hydrodiffusion.

   • Séparation par décantation après condensation.

2. Expression des péricarpes de Citrus : Procédé mécanique "à froid", séparation physique.

3. Extraction par solvants (pour concrètes et résinoïdes) :

   • Solvantsnon aqueux (hexane, propane, butane).

   • Choix influencé par sélectivité, stabilité, sécurité.

4. Procédés utilisant huiles et graisses :

   • Baséssur la liposolubilité : enfleurage à froid (diffuHATTion), digestion à chaud (immersion).

   • Produit final : pommade florale.

5. Extractionpar gaz supercritiques :

   • Fluide au-delà du point critique (densité liquide, viscosité gaz).

   • Le plus utilisé : Dioxyde de carbone (CO2) (inerte, noninflammable, atoxique, sélectif).

Traitements Ultérieurs des HE

• "Déterpénée" : Terpènes (hydrocarbures) retirés pour stabilité accrue et moins d'irritation.

• "Rectifiée" : Purification par distillation fractionnée pour composition spécifique.

• "Privée de X" : Indique le retrait d'un composant spécifique.

Facteurs de Variabilité des HE

• Importance de la détermination botanique : Nomenclature binominale latine (ex: Santalum album L.).

• Organe utilisé : L'oranger amer donne 3 HE différentes (Néroli, Petit grain bigaradier, Orangeamère) selon la partie de la plante.

• Chémotype : Entité chimique distincte au sein d'une même espèce (ex : Thym à thymol, à carvacrol, etc.). Très fréquent.

• Influence du cycle végétatif : Proportion des constituants varie (ex: anéthole du fenouil, citral de la mélisse).

• Influence des facteurs extrinsèques : Température, humidité, insolation, pratiques culturales (engrais, régime hydrique).

• Influence du procédé d'obtention : Hydrodistillation peut altérer la composition initiale (hydrolyse, réarrangements, oxydations).

Contrôle des Plantes à HE et des HE

• Contrôle de la drogue : Examen morphologique et microscopique.

• Caractères de l'HE : Aspect et odeur.

• Identification : Profil chromatographique enphase gazeuse (CPG), CCM.

• Essais généraux : Densité, indice de réfraction, pouvoir rotatoire.

• Dosage : Par entraînement à la vapeur d'eau (appareil Clevenger).

• Profil chromatographique : Liste des constituants représentatifs et caractéristiques avec leurs limites de concentration.

• Étiquetage (Pharmacopée Européenne) : Nom scientifique, chémotype, méthode deproduction, antioxydant ajouté, traitements supplémentaires.

Propriétés Pharmacologiques

• "Primum non nocere" : Ne pas confondre activité de l'HE et de la plante.

Ilest difficile de parler de pharmacologie des HE comme un mélange unique. On étudie les effets des monoterpènes, sesquiterpènes...

• Pouvoir antiseptique : Activité sur bactéries (Gram+ > Gram-), levures etchampignons. Ex : Thymol, Carvacrol, Linalol, Citral.

• Propriétés spasmolytiques : Diminuent les spasmes gastro-intestinaux. Ex : Menthe, Verveine.

• Propriétés sur le SNC : Sédatives, analgésiques, anxiolytiques, anticonvulsivantes (certaines améliorent concentration/mémoire).

• Propriétés "irritantes" : Voie externe (térébenthine -> microcirculation, anesthésie locale), voie interne (eucalyptus -> stimulation bronchique).

Résumé des Propriétés

• Antibactériennes / Antifongiques : Phénols (carvacrol, thymol), aldéhydes aromatiques (cinnamaldéhyde).

• Antivirales : Oxydes terpéniques (1,8-cinéole).

• Antiparasitaires : Phénols, alcools terpéniques (terpinène-1-ol-4).

• Anti-inflammatoires / Anti-allergiques : Sesquiterpènes (chamazulène).

• Antispasmodiques : Phénols méthyl-éthers, esters terpéniques.

• Antalgiques / Anesthésiantes : Phénols (eugénol), alcools terpéniques (menthol).

• Calmantes / Hypnotiques / Sédatives : Aldéhydes aromatiques, phénols méthyl-éthers, esters terpéniques.

• Eupeptiques / Carminatives : Phénols méthyl-éthers (trans-anéthole), aldéhydes aromatiques (cuminaldéhyde).

• Cholagogues / Cholérétiques : Cétones (menthone, carvone).

• Expectorantes : Oxydes (1,8-cinéole).

Toxicité des Huiles Essentielles

• Risque dû à la "connotation naturelle" : Utilisation abusive. HE ≠ plante entière.

• L'automédication est dangereuse, surtout en dehorsdu circuit pharmaceutique contrôlé.

• Toxicité aiguë (orale) : Généralement faible (DL50 entre 2-5 g/kg). Certaines sont très toxiques (boldo, chénopode, thuya).

• Toxicité chronique : Mal connue pour l'aromathérapie.

• Toxicité dermique : Irritante (moutarde), sensibilisante (cinnamaldéhyde), phototoxique (bergamote).

• HE déconseillées : 15 HE avec rapport bénéfice/risque négatif (neurotoxique, irritante, phototoxique, cancérigène), uniquement en pharmacie.

  • Exemples : Absinthe, Thuya, Sauge officinale, Rue, Sassafras, Moutarde.

Emplois des Plantes à HE

• Domaine pharmaceutique :

  • Aromatisant, isolement de constituants (eugénol),aromathérapie.

• Parfumerie et cosmétologie.

• Industrie alimentaire : Aromatisants, antioxydants.

Exemples de Plantes à HE

• Anis vert (Pimpinella anisum) : HE riche en E-anéthole (80-95%). Utilisée comme œstrogénique, galactagogue, expectorant, carminatif.

• Absinthe (Artemisia absinthium) : HE richeen thuyones. Anthelmintique, antibactérienne. Toxique.

• Menthe (Mentha piperita) : HE avec menthol (30-50%), menthone. Spasmolytique, digestive.

• Cannelier de Ceylan (Cinnamomum verum) : HE avec cinnamaldéhyde (65-80%), eugénol. Antibactérienne, antifongique.

• Eucalyptus (Eucalyptus globulus) : HE avec1,8-cinéole (eucalyptol) (70-80%). Antiseptique, expectorante, mucolytique. Neurotoxique à fortes doses.

LES SAPONOSIDES

Hétérosides à géninestéroïdique ou triterpénique, caractérisés par leurs propriétés tensioactives (moussantes) et hémolytiques.

Définition

• Hétérosides : GéHATTine (sapogénine) + Sucre.

• Propriétés tensioactives : Forment de la mousse dans l'eau (aphrogènes).

• Toxiques : Hémolytiques, toxiques pour les animaux à sang froid.

Structure des Saponosides

• Génine : Sapogénine (stéroïdique ou triterpénique).

• Sucre : Oses (glucose, galactose, rhamnose, arabinose, acide glucuronique).

Génine Triterpénique (C30)

• Squelette tétracyclique (Dammarane) ou pentacyclique (Ursane, Oléanane, Lupane).

• Issuesde la cyclisation du 2,3-époxy-2,3-dihydro squalène.

Génine Stéroïdique (C27)

• Structure à noyau Spirostane (hexacyclique).

• Quatre cycles stéroïdiques (A, B, C, D) + deux cycles (E furanique, F pyranique).

• Forme furostane (pentacyclique) si hydroxyle en C26 lié à un ose.

Mode de LiaisonGénine-Ose

• Monodesmosides : Une seule chaîne osidique liée à l'hydroxyle en C3.

• Bidesmosides : Chaîne osidique en C3 + liaison ester en C28 (triterpénique) ou C26 (stéroïdique).

Propriétés Physico-Chimiques

• Solubilité : Solubles dans l'eau chaude et solutions hydroalcooliques. Insolubles dans les solvants organiques apolaires.

• Sapogénines : Solubles dans les solvants organiques apolaires, insolubles dans l'eau.

• Cristallisation difficile, souvent hygroscopiques.

Extraction

• Solvants : Eau,alcools (méthanol, éthanol), solutions hydro-méthanoliques.

• Délipidation préalable : Éther de pétrole, hexane, chloroforme.

Caractérisation

1. Les indices :

   • Indice hémolytique : Mesure du pouvoir hémolytique sur hématies.

   • Indice de mousse : Degré de dilution d'un décocté donnant une mousse persistante.

2. Réactions colorées (non spécifiques) :

   • Réaction de Libermann : Rose/rouge (triterpénique), bleu/vert (stéroïdique).

   • Vanilline/aldéhyde anisique : Couleur forte.

   • Carr et Price : Bleu ou rose.

3. Méthodes chromatographiques : CCM (contrôle de routine, révélation par colorants).

Dosage

• Gravimétrique (précipitation des sapogénines).

• Colorimétrique et spectrophotométrique.

• Méthode chromatographique (HPLC).

Propriétés Pharmacologiques

• Action irritante surles cellules : expectorant (poumon), diurétique (reins), hémolytique (hématies).

• Toxicité sur les animaux à sang froid.

• Propriétés vitaminique P, antifongiques, antivirales, anti-inflammatoires, anti-œdémateuses, édulcorantes.

Emploi Pharmaceutique et Industriel

• Thérapeutique : Anti-inflammatoires, cicatrisants, expectorants, antispasmodiques, diurétiques, protecteurs veineux.

• Industrie :

  • Agents moussants et émulsionnants (bois de panama, saponaire).

  • Matières premières pour l'hémisynthèse d'hormones stéroïdiques (diosgénine de dioscorée, hecogénine d'agave).

Exemples de Drogues à Saponosides

• Réglisse (Glycyrrhiza glabra L.) :

  • Drogue : Racines et stolons.

  • Composition : Flavonoïdes, glycyrrhizine (saponoside triterpénique).

  • Action : Aromatisant, antispasmodique, édulcorant, anti-ulcéreux gastrique, anti-inflammatoire local.

• Petit houx (Fragon, Ruscus aculeatus) :

  • Drogue : Rhizome ou racine.

  • Composition : Saponosides appelés ruscogénine.

  • Emploi : Traitement des troubles de l'insuffisance veino-lymphatique (ex : Cyclo 3).

• Hydrocotyle (Centella asiatica) :

  • Drogue : Plante entière.

  • Composition : Saponosides dont l'asiaticoside.

  • Action : Propriétés cicatrisantes.