L'homme et les plantes vivent côte à côte depuis des dizaines de milliers d'années. Il est habitué à consommer et à digérer différentes espèces de plantes, qui sont bien souvent appréciées pour leurs qualités aussi bien médicinales que nutritives. La ligne de démarcation entre les propriétés nutritives et les propriétés curatives n'est pas toujours très nette (Iserin et al., 2001).
Les plantes médicinales sont utilisées depuis des siècles pour traiter différentes maladies. Elles peuvent êtresource de nouvelles molécules bio-médicaments. Cependant, l’usage de plantes médicinales peut apporter directement des réponses à certains problèmes de Santé. (Babali, 2012).
Dans le monde, les plantes ont toujours été utilisées comme médicaments. Ces derniers à base de plantes sont considérés comme peu toxiques et doux par rapport aux médicaments pharmaceutiques. Ainsi, Les industries pharmaceutiques sont de plus en plus intéressées par l’étude ethnobotanique des plantes (Dibong et al., 2011).
L'Algérie par son climat (méditerranéen, aride) et la nature de ses sols, possède une flore particulièrement riche en plantes médicinales et aromatiques dont la plupart existe à l'état spontané. La valorisation des plantes médicinales et aromatiques est un domaine particulièrement intéressant à développer car c'est une source de produits à haute valeur ajoutée (Felidj et al., 2010).
II. Métabolites des plantes médicinales
Le règne végétal produit collectivement des centaines de milliers de molécules organiques de faible poids moléculaire traditionnellement appelées métabolites secondaires. Ces métabolites ont été largement utilisés tout au long de l'histoire de l'humanité comme médicaments, épices, parfums, cosmétiques et agents antiparasitaires, ainsi que dans les rituels religieux et culturels (Gaurav et al., 2015).
Au cours des 150 dernières années, l'accent a été mis sur la documentation de la diversité chimique des métabolites secondaires dans le règne végétal, conduisant à la découverte de diverses classes de composés tels que les terpènes, les flavonoïdes, les alcaloïdes, les phénylpropanoïdes, les glucosinolates et les polycétides. Ces composés secondaires étaient historiquement différenciés des produits du métabolisme primaire, tels
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que les sucres, les acides aminés, les acides nucléiques et les acides gras, comme étant non essentiels à la survie des plantes (Gaurav et al., 2015).
Les constituants du métabolome des végétaux ont été classés en deux catégories de métabolites en fonction de leur rôle au sein de l’organisme : les métabolites primaires et les métabolites secondaires (Fernandez., 2019).
II.1. Les métabolites primaires
Le métabolisme primaire comprend tous les constituants du végétal qui sont indispensables à sa reproduction, à son développement et à son bon état de fonctionnement (métabolisme général). Parmi ces métabolites primaires (Tableau 1) :
Tableau 1: Liste des principales familles de métabolites primaires (Fernandez., 2019).
Famille de métabolites Exemples de composés
Lipides Acides gras, phospholipides, glycérides
Saccharides Monosaccharides, oligosaccharides et
polysaccharides
Dérivés aminés Acides aminés libres, peptides, protéines
Vitamines Vitamines A , B1, C, D3 , K
II.2. Les métabolites secondaires
La production des métabolites secondaires par les plantes est considérée comme une capacité d'adaptation pour faire face aux contraintes stressantes dans un environnement de croissance difficile et changeant qui peut impliquer la production de types chimiques complexes et d'interactions dans la stabilisation structurelle et fonctionnelle par le biais de processus et de voies de signalisation (Mollavali et al., 2017).
Un grand nombre de molécules secondaires sont biosynthétisées à partir de métabolites primaires et accumulées dans les cellules végétales (Mollavali et al., 2017). Parmi ces métabolites secondaires (Tableau 2) :
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Tableau 2: Liste des principales familles de métabolites secondaires (Fernandez. 2019).
Famille de métabolites Exemple de composés
Polyphénols Flavonoïdes, Anthraquinones, Acides
cinnamiques, Coumarines, Xanthones …
Terpènes Monoterpènes, Iridoïdes, Diterpènes,
Triterpènes, Saponosides, …
Composés soufrés Thiosulfinates, Glucosinolates, Sulfoxides, …
Alcaloïdes Isoquinoléines, Pyrrolizidines, Indoliques,
Bases puriques, ...
II.2.1. Les polyphénols
Les composés phénoliques ou polyphénols sont des métabolites secondaires caractérisés par la présence d’un cycle aromatique portant des groupements hydroxyles libres ou engagés avec un glucide. Ils sont présents dans toutes les parties des végétaux supérieurs (racines, tiges, feuilles, fleurs, pollens, fruits, graines et bois) et sont impliqués dans de nombreux processus physiologiques comme la croissance cellulaire, la rhizogenèse, la germination des graines ou la maturation des fruits. Les plus représentés sont les anthocyanes, les flavonoïdes et les tannins (Boizot et Charpentier., 2006).
Les polyphénols possèdent un large éventail d’activités biologiques in vitro (antibactériennes, anti-cancérigène, anti-inflammatoire, antioxydante etc…) liées à leur caractère réducteur et à leur affinité pour les protéines et les ions métalliques. Les polyphénols présentant ainsi des propriétés antioxydantes bien établies et en lien avec l’inhibition de l’oxydation aussi bien dans le domaine alimentaire (oxydation des lipides) que physiologique (stress oxydant) (Achat, 2013).
Les flavonoïdes sont des substances phénoliques hydroxylées et sont connus pour être synthétisés par les plantes en réponse à une infection. L'intérêt récent pour ces substances a été stimulé par les bienfaits potentiels pour la santé découlant des activités antioxydantes de ces composés polyphénoliques. Les groupes hydroxyle fonctionnels des flavonoïdes médient leurs effets antioxydants en piégeant les radicaux libres et / ou en chélatant les ions métalliques. La chélation des métaux pourrait être cruciale dans la
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prévention de la génération de radicaux qui endommagent les biomolécules cibles. En tant que composant diététique Les flavonoïdes sont situés dans le noyau des cellules mésophylles et dans les centres de génération de reactive oxygen species (ROS). Ils régulent également les facteurs de croissance des plantes comme l'auxine. Des gènes biosynthétiques ont été assemblés dans plusieurs bactéries et champignons pour améliorer la production de flavonoïdes. Les fonctions des flavonoïdes dans les plantes et leur production microbienne ont également été décrites (Kumar et Abhay., 2013).
II.2.2. Composés soufrés
Les composés contenant du soufre constituent un groupe important en raison de leur abondance et de leur impact aromatique. Le soufre est un élément essentiel présent en particulier dans deux acides aminés : la cystéine et la méthionine. Les produits de décomposition de ces molécules organiques sont des constituants volatils d'hydrure et d'alkyl-soufre tels que les thiols, les sulfures (disulfures, trisulfures, etc.) (Kremr et al., 2015).
Le soufre contient des particules de faible poids moléculaire qui sont communes dans la nature, des bactéries aux plantes, aux champignons et aux animaux, jouant un rôle essentiel dans la biologie des cellules. En effet, les atomes de soufre peuvent être impliqués dans une grande variété de réactions en raison de leurs propriétés chimiques uniques, comme le nombre élevé d'états d'oxydation qui peuvent former différents chémotypes avec différentes fonctions, y compris l'activité redox, la liaison aux métaux et la catalyse. Les activités redox du soufre sont attribuées à sa grande réactivité contre les ROS et NO, par la formation de radicaux, empêchant les dommages oxydatifs, et les nitrosothiols, médiateurs clés de la signalisation du NO, ayant un impact physiologique et thérapeutique dans de nombreux tissus, dont le foie. Ensuite, les propriétés des groupes sulfydryle confèrent des activités biologiques majeures aux produits naturels soufrés(Milito et al., 2019).
II.2.3. Les terpènes
Les terpènes, également connus sous le nom d'isoprénoïdes, constituent le groupe le plus grand et le plus diversifié de composés naturels que l'on trouve principalement dans les plantes, mais des classes plus importantes de terpènes tels que les stérols et le squalène peuvent être trouvées chez les animaux. Ils sont responsables du parfum, du goût et du pigment des plantes. En général, les terpènes présentent des activités cytotoxiques contre
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un large éventail d'organismes, allant des bactéries et champignons aux insectes et vertébrés et ont été largement utilisés en phytothérapie contre les infections. De nombreux terpènes sont même efficaces contre les virus à membrane. les terpénoïdes sont largement présents dans les extraits de plantes médicinales (Joshee et al., 2019).
II.2.4. Les Alcaloïdes
Les alcaloïdes font partis des métabolites secondaires les plus actifs et largement distribués dans le règne végétal (en particulier chez les angiospermes). Leurs structures contiennent un ou plusieurs atomes d'azote soit dans une structure cyclique (vrais alcaloïdes) soit dans une chaîne latérale (pseudoalcaloïdes). Les alcaloïdes sont tristement célèbres en tant que toxines animales et servent certainement principalement de produits chimiques de défense contre les prédateurs (herbivores, carnivores) et dans une moindre mesure contre les bactéries, les champignons et les virus. Les cibles moléculaires des alcaloïdes et des amines sont souvent des neurorécepteurs, ou elles modulent d'autres étapes de la transduction du signal neuronal, y compris les canaux ioniques ou les enzymes, qui absorbent ou métabolisent les neurotransmetteurs ou les seconds messagers. D'autres alcaloïdes sont mutagènes en ce qu'ils intercalent ou alkylent l'ADN. Plusieurs alcaloïdes qui interfèrent avec l'ADN, les télomères, la télomérase, la topoisomérase, le cytosquelette ou la biosynthèse des protéines induisent l'apoptose (Wink., 2015).
III. Notions sur la plante « Allium cepa» III.1. Description botanique
L'espèce Allium cepa, communément appelée oignon, fait partie de la famille des Liliacées (Iserin et al., 2001). C’est une plante, vivace, bisannuelle à racines adventives et fibreuses et 3–8 feuilles distiques et glauques. Le bulbe est constitué de bases de feuilles charnues concentriques et élargies. La base externe des feuilles sèche et devient mince et de différentes couleurs, formant la couche protectrice, tandis que les bases internes des feuilles s'épaississent lorsque le bulbe se développe. Le bulbe mature peut être globuleux, ovoïde ou allongé et sa taille varie selon le cultivar (Marrelli et al., 2019). La figure 1 : montre les composants morphologique des parties de la plante d'oignon.
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Figure 01: Description morphologique de l’oignon.
III.2. Répartition géographique
Allium cepa est une plante bulbeuse largement cultivée dans presque tous les pays du monde. Selon les dernières statistiques disponibles de la FAO, en 2016, les principaux producteurs d'oignons étaient la Chine (23 849 053 tonnes) et l'Inde (19 415 425 t), suivies par l'Égypte et les États-Unis (environ 3 000 000 t), l'Iran, la Turquie, la Fédération de Russie et le Pakistan. , Bangladesh et Brésil (de 2 345 768 à 1 657 441 t). Les oignons produits dans les pays européens représentaient 10,9% de la production mondiale, l'Asie (65,5%) étant le producteur le plus important (Marrelli et al., 2019).
III.3. Classification
La place de l’espèce Allium cepa dans la classification systématique botanique est la suivante (Boukeria, 2017) :
Règne: Plante
Sous règne : Trachéophyte = plantes vasculaires
Embranchement : Spermatophytes ou Phanérogames = plantes à graines Sous embranchement : Angiospermes = plantes à fleurs
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Sous classe : Liliidae Ordre : Liliales
Famille : Liliaceae ou Liliacées Genre : Allium
Espèce : Allium cepa L. Nom commun : Oignon
Nom en anglais : Onion
III.4. Phytochimie et éléments actif de l’Allium cepa
Cette espèce est connu pour contenir de nombreux compositions phytochimiques, tels que les caroténoïdes, copaènes, flavonoïdes, minéraux, phénoliques, composés organosulfurés, phytoestrogènes, terpénoïdes, vitamines, anthocyanes et acides aminés (Ouyang et al., 2018).
L'oignon ( Allium cepa ) est l'une des sources végétales les plus importantes de polyphénols en raison de sa forte teneur en flavonoïdes. Parmi les flavonoïdes de l'oignon, la quercétine et ses glucosides représentent 70% des flavonoïdes totaux des oignons. Les autres flavonoïdes présents en faible quantité sont le kaempférol, la rutine et leurs dérivés (Hossain et al., 2018).
III.5. Utilisation et effet thérapeutique de la plante
L'oignon est riche en plusieurs phytonutriments reconnus comme des éléments importants du régime méditerranéen, mais il a également fait l'objet d'une attention particulière pour ses propriétés biologiques et son application potentielle dans le traitement et la prévention d'un certain nombre de maladies (Marrelli et al., 2019).
Le bulbe d'oignon est utilisé à la fois comme légume et comme arôme. Le bulbe se consomme cru ou cuit. Les feuilles et les fleurs de la plante sont également comestibles et sont souvent utilisées dans les salades. L'oignon est utilisé comme aliment et épice dans les régimes alimentaires de presque toutes les zones culturelles (Marrelli et al., 2019). Malgré l'utilisation prédominante de cette plante comme aliment, un large éventail d'effets bénéfiques a également été prouvé. Différentes propriétés biologiques, telles que antioxydantes, antimicrobienne et antidiabétique, ont été rapportées (Marrelli et al.,
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2019). L’Allium cepa L (oignon rouge) est connu pour être un puissant piégeur de radicaux libres (Jeje et al., 2020) .
La recherche scientifique a montré que l’oignon a aussi diverses vertus médicinales : diurétique, antibiotique en usage externe, anti-inflammatoire, expectorante et antirhumatismale. Il soulage la douleur et stimule la circulation. On le prescrit contre le rhume, la toux et la grippe. L’oignon diminuerait la fréquence des angines et préviendrait l'artériosclérose. Chaud, le jus d'oignon atténuerait les maux d'oreilles. En cataplasme, il drainerait les plaies, On lui prête également des vertus aphrodisiaques. L'industrie cosmétique l'utilise pour favoriser la pousse des cheveux (Iserin et al., 2001).
III.6. Composision chimique de l’Allium cepa
Les oignons ( Allium cepa L.) contiennent à la fois des composés phénoliques et des composés soufrés tels que les thiosulfinates et les thiosulfonates. Ces composés sont responsables de la saveur et de l'arôme caractéristiques des oignons. (Koh et Surh., 2016). La matière sèche de l'oignon indique que l'oignon contient 91,60% de composés volatils, qui comprend en grande partie de l'eau (Sharma et Lee, 2015). Les bulbes d'oignon contiennent des glucosyltransférases, Ils contiennent également des glucosidases, et les glucides non structuraux sont constitués de glucose, fructose, saccharose et fructooligosaccharides (Sharma et Lee, 2015).
Les oignons sont une source très riche de flavonoïdes, principalement les mono- et diglucosides de quercétine, le kaempférol, l'isorhamnetine et la myricétine. Les flavonoïdes sont responsables de la couleur de la peau d'oignon. Ils possèdent une forte activité antioxydante qui en fait l'un des meilleurs antioxydants et piégeurs de radicaux libres. (Fredotović et al ., 2020).
Selon une étude réalisée par Ouedraogo et al, 2015, les données recueillies par le dosage des polyphénols et la mesure du potentiel antioxydant des extraits de bulbes d’oignon ont montré une très bonne corrélation entre la teneur en polyphénols totaux et l’activité antioxydante. Cette étude a permet de conclure que l’oignon, en particulier les bulbes colorés, constituent une bonne source d’antioxydants naturels.
De même Benmalek et al., 2013 ont montré que les extraits flavoniques de l’oignon ont présenté des propriétés antioxydantes très élevées. Les flavonoïdes semblent être des
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donneurs efficaces d'hydrogène au radical DPPH, en raison de leur structure chimique idéale. Les flavonols (par exemple, la quercétine) sont considérés comme un modèle antioxydant en raison de leur capacité à éliminer les radicaux libres.
La figure 02 présente la structure des flavonoides identifiés de l’oignon rouge (Fredotović et al ., 2020).
Figure 02 : Structure des flavonoides identifiés de l’oignon rouge (Metrani et al ., 2020). L’effet antibactérien de l’Allium cepa a été évalué, par Benmedour et al 2015, à partir des jus frais et d’huiles essentielles de cette espèce. Différentes concentrations sont utilisées sur trois souches bactériennes: Staphylococcus aureus ATCC43300, Streptococcus pneumoniae ATCC49619 et Escherichia coliATCC25922. L’activité antibactérienne la
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plus élevée est obtenue par les jus frais. Ces auteurs suggèrent que les composés soufrés, sont telles qui, sont responsables du pouvoir inhibiteur.
La variété rouge des oignons est principalement due à la présence d'anthocyanines pigmentaires. Ce sont des glycosides d'anthocyanidine et responsables de la coloration rouge ou bleue des fruits, des fleurs et d'autres parties de la plante. L'oignon est un bon complément en magnésium, calcium, fer, sodium, phosphore, bore et potassium. Les anthocyanes sont de puissants piégeurs de radicaux libres et ont démontré une protection contre le clivage oxydatif. La figure 03 présente la structure des anthocyanes identifiées des oignons rouges (Metrani et al ., 2020).
Figure 03 : Structure des anthocyanes identifiées des oignons rouges
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Les oignons contiennent principalement des glycosides de glucose de quercétine, et est le principal représentant de la sous-classe des flavonoïdes des flavonols. La quercétine est un antioxydant puissant car elle peut chélater les métaux, piéger les radicaux libres d'oxygène et empêcher l'oxydation des lipoprotéines de basse densité (LDL) in vitro. La quercétine pourrait donc contribuer à la prévention du cancer (Hollman et al., 1997).
Chapitre II : L’activité antibactérienne de
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I. Monde bactérien
Les bactéries sont des micro-organismes unicellulaires classés parmi les procaryotes, car ils ne possèdent pas de membrane nucléaire. Ce caractère les distingue des autres organismes unicellulaires classés parmi les eucaryotes (champignons, algues, protozoaires). Elles sont capables de se reproduire de manière autonome à la différence des virus qui ont besoin de détourner la machinerie d’une cellule pour se reproduire (Boudjouref., 2011).
La taille des bactéries varie de 1 à 10 μm, et elles pèsent de l’ordre de 10-12 grammes. Elles sont présentes partout, on connait quelques 8 000 espèces mais on estime qu’il en existerait 100 à 1000 fois plus. Ce sont des petits sacs de molécules séparés de l’environnement extérieur. Cet ensemble a la capacité remarquable de se copier à l’identique en puisant énergie et réactifs primaires dans le monde extérieur (Cottinet., 2013).
En tant que procaryote, la structure de la cellule est simple. Le volume intérieur, appelé cytoplasme, est délimité par la membrane plasmique. La membrane contrôle les flux entrant et sortant de la bactérie et sert de support à certaines enzymes. Ce volume est continu et ne contient en général pas de structure secondaire complexe. Toutes les réactions chimiques sources d’énergie, ou permettant l’entretien et la multiplication de la bactérie, ont lieu dans le cytoplasme. Elles peuvent néanmoins être localisées, sur la membrane par exemple (Lesseur., 2014).
Les bactéries pathogènes pour l'homme sont à l'origine de multiples maladies infectieuses qui, en particulier dans les pays en voie de développement, font encore des ravages. En 1995, ces maladies ont été responsables d'un tiers (17 millions de personnes) des décès dans le monde, Figure02 présente une bactérie (Lesseur., 2014).
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Figure 04: Schéma d’une bactérie. (Xie., 2018).
I.2. Bactéries Gram positive et Gram négative
Les bactéries sont classées comme Gram positif et Gram négatif (à quelques exceptions près, comme les mycobactéries) en fonction de leur structure de membrane cellulaire procaryote. Les bactéries Gram-négatives ont une fine couche de peptidoglycane qui est entourée d'une membrane interne et d'une membrane externe formant ainsi l'espace périplasmique (Fig. 5). La double couche de protection dans les bactéries Gram-négatives, en plus d'une abondance de pompes à efflux et de porines hautement sélectives, rend plus difficile pour un agent de ciblage intracellulaire de déclencher sa fonction antibactérienne. Il est évident que la perméabilité des médicaments dans les bactéries Gram-négatives est plus difficile pour les antibiotiques avec des cibles cytosoliques, car ils doivent transiter par deux bicouches lipidiques protectrices (Domalaon et al ., 2018).
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Figure 05: Paroi cellulaire à Gram négatif (Samanthi., 2018).
Les bactéries à Gram positif possèdent une paroi cellulaire épaisse constituée de couches de peptidoglycane et d'acide teichoïque ancrées sur la membrane cytoplasmique (Domalaon et al ., 2018). D'autre part, le peptidoglycane, qui vient au contact de la membrane cytoplasmique. Celui-ci peut être recouvert d 'une couche polysaccharidique Le peptidoglycane est formé de longs polymères dont la structure disaccharidique de base (N-acétylglucosamine-acide muramique) va être répétée d'une trentaine à plusieurs centaines de fois selon l'organisme. Ces chaînes polysaccharidiques sont reliées entre elles par des ponts interpeptidiques unissant les chaînes peptidiques appendues sur 1' acide muramique. La paroi est ainsi composée de 50 à 100 feuilles de peptidoglycane se recouvrant les unes les autres. Au sein de ce peptidoglycane, on retrouve deux autres composants essentiels : 1) les acides teichoïques qui, liés à l'acide muramique, représentent 20 à 30 % du poids du mur bactérien et auraient pour rôle de capter les cations comme le magnésium.
2) les acides lipoteichoïques qui sont insérés par leur fraction lipidique dans la membrane cytoplasmique sous-jacente et joueraient un rôle important dans la régulation du système autolytique impliqué dans la mort bactérienne (Gutmann et Williamson., 1987).
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Figure 06: Paroi cellulaire des bactéries Gram positif et Gram négatif (Samanthi., 2018).
II. Les antibiotiques
Les antibiotiques se définissent comme des molécules capables d'inhiber la croissance ou même de tuer des bactéries, sans affecter l'hôte (cellules eucaryotes) (Bambeke et al., 2008). Le premier d’entre eux (la pénicilline) a été découvert en 1928 par Alexander Fleming, par hasard, chez le champignon Penicillium glaucum, et utilisé à partir des années 1940. Depuis cette date, de nombreux antibiotiques ont été découverts. Ils sont classés en familles selon leurs modes d’action ou leur structure moléculaire. Les antibiotiques utilisés en médecine sont fabriqués à partir de cultures de micro-organismes ou sont des produits de synthèse. Ils réduisent ou bloquent la multiplication des bactéries (Lesseur., 2014).
II.1. Modes d’action des antibiotiques
Les antibiotiques sont utilisés en médecine pour lutter contre des infections bactériennes et doivent être choisis en fonction de leur efficacité sur la bactérie responsable de l’infection. Il en existe de très nombreux, répartis en différentes familles. Ils sont très efficaces contre les infections bactériennes, mais n’ont aucun effet sur les infections