Les polyphénols

Les différentes familles de polyphénols

Les polyphénols constituent une grande famille de biomolécules du métabolisme secondaire largement répandues chez les plantes . Ils possèdent tous un noyau aromatique porteur de groupements hydroxyles.
Des milliers de polyphénols naturels ont été identifiés et classifiés en fonction de leur squelette carboné. On distingue habituellement 4 grands groupes de polyphénols : les acides phénoliques, les flavonoïdes, les stilbènes et les lignanes.

La présence de polyphénols est souvent bien visible, car ils sont responsables des colorations rouge, bleu, violet ou noir des fleurs et de certains fruits (pigments anthocyanes). Ils sont aussi impliqués dans le brunissement enzymatique de nombreux aliments lorsqu’ils sont coupés ou épluchés. C’est le cas des pommes, les pommes de terre ou encore des champignons. Ce brunissement peut être stoppé en neutralisant les enzymes responsables (polyphénol oxydases), par la chaleur ou par un traitement acide (jus de citron). Mais il est aussi recherché dans certains types de denrées comme les dattes, le thé noir, le tabac , le cacao …

Les polyphénols possèdent pour la plupart des activités biologiques bénéfiques pour notre santé. En particulier, leur capacité antioxydante participe à l’équilibre de la balance RedOx et à la lutte contre le stress oxydatif impliqué non seulement dans de nombreuses pathologies, mais aussi dans le vieillissement cellulaire.

Nos laboratoires vous proposent de doser et de déterminer dans différentes matrices le profil de distribution de ces biomolécules actives particulièrement importantes pour notre santé.

Gélules, comprimés et fruits

Les acides phénoliques

Les acides phénoliques se répartissent en deux sous-classes selon qu’ils dérivent de l’acide benzoïque (hydroxybenzoïques) ou de l’acide cinnamique (hydroxycinnamiques).

Les plantes comestibles ne contiennent en général que très peu d’acides hydroxybenzoïques, à l’exception des feuilles de thé, de certains fruits rouges, des oignons et du radis noir. Ces acides phénoliques peuvent être présents sous forme estérifiée dans des tannins hydrolysables, en particulier les gallotannins (retrouvés dans la mangue) et les ellagitannins (framboises, mûres, fraises).

Les acides hydroxycinnamiques sont présents dans de nombreuses plantes, en particulier au niveau du péricarpe des fruits mûrs, sous forme de dérivés glycosylés ou d’esters. C’est l’exemple de l’acide chlorogénique, un ester d’acide caféique et d’acide quinique trouvé dans de nombreux fruits (myrtille, kiwis, cerises, prunes, pommes) et dans le café. L’acide férulique est quant à lui surtout présent sous forme estérifiée, liée aux hémicelluloses et arabinoxylanes du péricarpe et de l’aleurone des graines de céréales comme le blé, le riz, le maïs ou l’avoine.

Les flavonoïdes

Baies, petits fruits, cassis, framboises

Les flavonoïdes, polyphénols les plus abondants dans notre alimentation, peuvent être divisés en 6 classes en fonction du degré d’oxydation de leur squelette hétérocyclique : Flavonols, Flavones, Flavanones, Isoflavones, Flavanols, Anthocyanines.

Les flavonols, comme la quercétine et le kaempférol, (formes aglycones) sont les flavonoïdes les plus répandus dans les aliments. Ils sont présents dans les péricarpes, en particulier dans les oignons, les choux, les poireaux, les brocolis, les myrtilles et les tomates cerises. Ils sont présents sous forme aglycone, mais aussi sous forme glycosylée comme dans le cas de la rutine (quercétine-3-rutinoside) et du spiraéoside (quercétine-4’-O-ß-D-glucoside).

Les flavones peuvent être présents sous forme de glycosides de lutéoline et d’apigénine, comme dans le persil et le céleri. La peau des agrumes (citron, mandarine) contient des flavones polyméthoxylées hydrophobes comme la tangérétine, la nobilétine et la sinesetine.

Les flavonones sont présentes surtout dans les agrumes, mais aussi dans les tomates et la menthe. Les flavonones comme l’hespérétine de l’orange, l’ériodictyol du citron ou la naringénine du raisin sont en général glycosylés.

Les isoflavones ont la particularité d’avoir une certaine similitude structurelle avec les oestrogènes et sont pour cette raison assimilés à des phyto-oestrogènes. Ils sont présents presque exclusivement dans les légumineuses comme le soja (génistéine, daidzéine, glycitéine) .

Les flavanols sont présents sous formes monomérique (catéchines) ou polymérique (proanthocyanidines). On trouve des catéchines (catéchine, épicatéchine, gallocatéchine, épigallocatéchine, épigallo-catéchine gallate) dans le thé et le chocolat, mais aussi dans le raisin et l’abricot. Au contraire des autres flavonoïdes, les catéchines ne sont pas glycosylées. Les proanthocyanidines (ou tannins condensés) sont des oligomères ou des polymères de catéchines. Ils sont responsables en grande partie du caractère astringent de certains fruits (raisin, pêches, pommes, poires, baies…) et de l’amertume du chocolat.

Les anthocyanines sont des pigments responsables de la coloration rose, rouge, bleue ou violette des fruits et des fleurs. Ils sont eux aussi présents sous forme glycosylée (les formes aglycones obtenues par hydrolyse sont appelées anthocyanidines) et peuvent former des complexes avec d’autres flavonoïdes. On les trouve sessentiellement dans les fruits mûrs colorés en rouge, violet, bleu (mûres, cassis, cerises, fraises).

Microplate

L'exploration des polyphénols

L’analyse compositionnelle

Les Laboratoires de Recherche Appliquée SPIRAL et le Centre Européen de Recherche et d’Analyses réalisent régulièrement des analyses de polyphénols dans des matrices variées (végétaux, aliments, compléments alimentaires, extraits liquides ou solides…).

La première étape d’investigation est l’estimation de la teneur globale en polyphénols, en flavonoïdes et/ou en pigments anthocyanes (lorsque cette mesure est jugée pertinente).

L’investigation se poursuit avec la caractérisation des profils chromatographiques (HPLC) des composés phénoliques présents dans un extrait : acides phénoliques, stilbènoïdes (resvératrol), flavonoïdes (flavones, flavonols, flavanones, flavanols, proanthocyanidines, isoflavones, anthocyanes). Les anthocyanes peuvent être plus finement étudiés par un profil chromatographique spécifique.

L’étude des activités biologiques potentielles

Les Laboratoires de Recherche Appliquée SPIRAL ont développé un panel d’analyses in-vitro pour étudier le potentiel d’activités biologiques des polyphénols. Cette étape est indispensable dans le développement d’extraits naturels porteurs d’allégations vis à vis de la santé et/ou le bien-être.

  • Capacité globale de défenses antioxydantes (Test biologique KRL™) et autres tests antioxydants
  • Capacité antimicrobienne : la détermination de la Concentration Minimale Inhibitrice (CMI) et de la Concentration Minimale Bactéricide (CMB) permet de définir la nature bactériostatique ou bactéricide d’une substance.
  • Effet sur la réponse immunitaire et l’inflammation de cellules témoins en culture (dosage immunologique de cytokines…)
  • Absence de toxicité cellulaire : cytotoxicité induite par la substance à tester sur des cellules témoins …
Nutrition-Santé

Biodisponibilité des polyphénols

Dans l’alimentation, la majeure partie des flavonoïdes sont présents sous forme de conjugués glycosylés particulièrement résistant à l’acidité de l’estomac.

Seuls certains aglycones et glucosides, comme la quercétine de l’oignon, sont susceptibles de traverser la paroi de l’intestin grêle.

Ce n’est pas le cas, par exemple, pour les glycosides à base de rhamnose (comme la rutine présente dans le péricarpe de la pomme). Trop hydrophiles pour traverser la paroi de l’intestin grêle par diffusion passive, ils ne sont pas des substrats pour les ß-glucosidases humaines. Ils peuvent cependant être hydrolysés par la microflore du côlon. Les métabolites peuvent alors migrer faiblement à travers la cloison du colon.

Les flavanols sont souvent acylés par l’acide gallique. Cette substitution ne modifie que très peu le caractère hydrophobe de ces polyphénols qui peuvent ainsi passer librement la paroi intestinale.

Les polyphénols polymériques de haut poids moléculaire, comme les proanthocyanidines, ne peuvent traverser directement la paroi intestinale. Les proanthocyanidines, qui constituent pourtant une classe des plus abondantes de polyphénols dans notre alimentation, ne seraient donc que très faiblement assimilés au niveau de l’intestin grêle. Ils contribuent cependant aux système de défenses antioxydantes au niveau du tractus gastro-intestinal.

Comme dans le cas des flavonoïdes, l’adsorption intestinale des acides phénoliques est réduite pour les formes glycosylées. Par exemple, seule la flore intestinale possède les estérases capables d’hydrolyser l’acide chlorogénique pour libérer l’acide caféique qui peut alors être adsorbé au niveau du côlon. De la même façon, l’acide férulique qui est présent sous une forme liée aux polysaccharides de l’enveloppe externe des céréales est faiblement assimilé, comparé à la forme aglycone retrouvée par exemple dans la tomate.

Etudes cliniques et précliniques

Pour tenir compte de cette biodisponibilité variable, des études précliniques/cliniques paraissent donc indispensables pour mesurer l’activité biologique potentielle des polyphénols ingérés.

C’est ce que permet en particulier le test biologique KRL™ pour la mesure de la capacité globale de défenses antioxydantes, aussi bien chez l’homme que chez l’animal.

D’autres analyses permettent d’évaluer l’efficacité potentielle des polyphénols à réduire le stress oxydatif (MDA, isoprostanes…).