Alcaloïde

Définition

Un alcaloïde est une substance organique d'origine végétale ayant des groupes aminiques de nature à conférer un caractère basique à la structure, et ayant de grands effets pharmacologiques par rapport à l'absorption de petites doses de substance (par exemple caféine, morphine, strychnine).

Le pavot est dangereux à cause de ses alcaloïdes :

Le premier alcaloïde individuel, la morphine, a été isolé en 1804 du pavot à opium somnifère Papaver somniferum.

Généralités

Un alcaloïde est un composé organique d'origine végétale, généralement alcalin comme le nom l'indique. Il comporte au moins un atome d'azote, généralement dans un hétérocycle (cycle composé de carbone et d'azote).

Les alcaloïdes ont souvent une forte activité biologique, toxique ou thérapeutique et les plus souvent cités sont notamment : la quinine, la morphine, la strychnine, la cocaïne, la colchicine, l'ergotinine, l'éphédrine, l'atropine, la nicotine et la caféine.

Les alcaloïdes sont donc des composés organiques azotés complexes élaborés par des végétaux et doués de propriétés extrêmement importantes en matière de physiologie des organismes. Ils présentent de nombreuses propriétés dont les scientifiques et les médecins ont su tirer parti en les utilisant à des doses très faibles.

Cette substance organique basique et azotée, d'origine végétale le plus souvent, a une toxicité parfois redoutable qui est utilisée par les végétaux pour leur défense contre les prédateurs phytophages.

Le terme est plus pharmacologique et médical que chimique, étant donné que les différents alcaloïdes proviennent d'une série de composés organiques non liés les uns aux autres, et le seul produit chimique qui les unit est la présence d'un groupe azoté réactif, alcalin. Nous pouvons les classer d'un point de vue chimique, biosynthétique ou biologique.

Une définition satisfaisante est impossible, puisqu'il n'y a pas de division claire entre les alcaloïdes complexes naturels et les amines, mais nous énumérerons ci-dessous certains points communs aux diverses substances. Les alcaloïdes ont certaines caractéristiques :

• Ils contiennent de l'azote, généralement dérivé d'un acide aminé;
• Ils sont amers, généralement d'un blanc uni (à l'exception de la nicotine qui est un liquide de couleur blanche à jaune);
• Ils précipitent avec des métaux lourds;
• La plupart des alcaloïdes précipitent dans une solution neutre ou faiblement acide, le réactif de Mayer donnant un précipité de couleur crème;
• Le réactif de Dragendorff avec des alcaloïdes provoque un précipité orange;
• La caféine, un dérivé de la purine, ne précipite pas comme la plupart des alcaloïdes;
• Ils sont basiques - ils forment des sels insolubles dans l'eau. La plupart des alcaloïdes sont des substances cristallines bien définies qui se combinent avec des acides pour former des sels. Dans les plantes, ils peuvent exister à l'état libre, sous forme de sels ou de N-oxydes;
• On les trouve dans un nombre limité de plantes (par exemple, la morphine n'existe que chez une espèce).

Ils dérivent généralement de plantes, possèdent un ou plusieurs atomes d'azote (N) (généralement dans un cycle hétérocyclique) et possèdent de fortes actions physiologiques sur les humains et les animaux. Ils sont fortement basiques, souvent très toxiques et/ou psychoactifs.

Types (classification)

Ils se classent en fonction de la nature chimique du noyau de leur molécule :

• noyau pyrolique,
• noyau pyridique,
• glucosidiques (comme la solanine). Éminemment toxiques dans certaines conditions, de dosage surtout, ils savent rendre des services lorsqu'on en fait un usage scientifique, responsable et mesuré;
• phénéneux (tels que la morphine et la codéine),
• stéroïdien (solasodine, tomatidine, etc.),
• quinoléique (tel que la quinidine et la cinchonine),
• isoquinoléique (incluant la papaverine et les alcaloïdes du curare),
• alcaloïdes non hétérocycliques (ou les alcaloïdes atypiques, proto-alcaloïdes, amines biologiques, tels que la colchicine),
• pseudo-alcaloïdes (dérivés de terpénoïdes ou de purines),
• alcaloïdes hétérocycliques (ou alcaloïdes typiques).

Exemples (liste d'alcaloïdes)

Quelques exemples d'alcaloïdes :

• Une émétine nomme un alcaloïde isoquinoléique de l'Ipéca Cephaelis sp., une rubiacée aux propriétés expectorantes.
• La strychnine nomme un alcaloïde indolique du vomiquier Strychnos nux-vomica chez les Loganiacées.
• La brucine désigne un alcaloïde indolique de la noix vomique Strychnos nux-vomica, dérivé diméthoxylé (avec 2 OCH₃) de la strychnine. L'origine est l'ancien d'un arbuste d'Abyssinie découvert par J. Bruce.
• La cocaïne, synonyme de méthylbenzoylecgonine, désigne un alcaloïde tropanique extrait du coca Erythroxylum sp.. C'est un sympathicomimétique qui bloque le re-captage de la noradrénaline, aux propriétés analgésiques, anesthésiques et psychotropes et employé comme drogue.

Les alcaloïdes suivants agissent sur le système neuromusculaire en agissant sur les récepteurs adrénergiques :

• la quinoléine présente chez l'angostura (un alcool élaboré à base de rhum, de gentiane, d'écorces d'orange, de substances amères et d'aromates) et chez les plantes du genre Cinchona (Rubiacées qui produisent la quinine);
• l'isoquinoléine dérivée de la précédente, très importante;
• la mescaline obtenue à partir du peyotl Lophophora williamsii (peyote);
• la papavérine et la narcotine sont extraites du pavot Papaver somniferum;
• la protopine est présente chez les pavots Papaver sp.;
• la berbérine, l'hydrastine et la canadine sont présente chez les Berberidaceae (épine-vinette Berberis vulgaris, l'hydraste Hydrastis canadensis) et Papaveraceae (grande chélidoine ou herbe aux verrues Chelidonium majus);
• le groupe des purines comme la caféine, la théobromine, la théophylline et l'aminophylline présentes dans le cacao, le café et le thé : dérivés de l'adénine et de la guanine (nom collectif : xanthines). Ils prolongent la demi - vie de nombreuses hormones, y compris l'adrénaline;
• les terpénoïdes tels que l'extrait de l'aconit Casque-de-Jupiter Aconitum napellus (toxique) et de valériane Valeriana officinalis (apaisant).

La yohimbine est un alcaloïde extrait de l'écorce du yohimbehe, un arbre de la famille des rubiacées Rubiaceae d'Afrique centrale. La yohimbine est, au départ, un poison mais à dose orientée, cet alcaloïde est exploité comme médicament sympathicolytique réputé aphrodisiaque. Il facilite la dilatation des vaisseaux du corps caverneux.

Différents alcaloïdes :

Les alcaloïdes ont en commun des atomes d'azote basiques. Le nom vient du mot alcalin et était utilisé pour décrire tout alcalin contenant de l'azote. En bas de l'image, la structure de l'éphédrine.

Alcaloïdes et chimiothérapie antitumorale

Depuis les années 1940, les alcaloïdes végétaux ont fait l'objet d'études intenses pour trouver une application dans le traitement des tumeurs. La colchicine, isolée de la colchique d'automne Colchicum autumnale, a certainement été la première à être utilisée en tant que telle. Cet alcaloïde empêche la polymérisation de structures cellulaires appelées "microtubules" et a pour cible sa principale protéine, la tubuline. Cependant, la colchique est très toxique et son utilisation dans le traitement des tumeurs est maintenant complètement abandonnée.

Une autre classe d'alcaloïdes a été introduite après la colchicine pour le traitement du cancer. Ce sont des alcaloïdes isolés de la pervenche de Madagascar Catharanteus roseus (hallucinogène) et efficaces dans la grande majorité des tumeurs solides humaines, y compris certaines formes de leucémie et/ou lymphome.

C'est la vinblastine et la vincristine. Leur mécanisme moléculaire est également d'interférer avec la dynamique des microtubules, similaire à la colchicine. Cependant, ils sont dotés, parmi leurs effets secondaires, d'une toxicité marquée pour les structures nerveuses et en particulier pour les structures périphériques. Aussi, pour cette raison, des dérivés moins toxiques ont été synthétisés, tels que la vinorelbine et la vinflunine.

En fait, l'un de leurs effets secondaires les plus précoces est la névrite et les neuropathies qui comprennent paresthésie, pallesthésie, douleurs éblouissantes et anomalies trophiques. La raison de ces effets réside dans leur base d'action : en interférant avec les microtubules des structures nerveuses, ils empêchent le transport des protéines essentielles et de certains nutriments au niveau périphérique.

De cela dérive la souffrance nerveuse. Une bonne méthode pour amortir cet effet est la bonne hydratation du patient et la supplémentation en vitamines B, toutes avec une action bénéfique sur le trophisme des nerfs périphériques.

Une autre classe d'alcaloïdes actuellement utilisés en chimiothérapie est celle des "taxanes", des alcaloïdes isolés de l'if du Canada Taxus canadensis et des résultats très actifs dans divers carcinomes et sarcomes humains, alors que leur utilisation dans les hémopathies malignes est nulle.

Leur mécanisme d'action est exactement inverse de celui de la colchicine : au lieu d'empêcher la construction des microtubules, ils empêchent leur démontage de recréer de nouvelles structures microtubulaires (effet "gel" structurel, gélifiant). Le premier à être testé était le Paclitaxel; Cependant, les dérivés ont été synthétisés avec moins de toxicité et une plus grande biodisponibilité, comme le Docétaxel.

Un dernier groupe qui est récemment entré dans la phase d'essai clinique sont les alcaloïdes isolés du palmier Camptotheca acuminata (communément appelé : arbre heureux, arbre du cancer ou arbre de vie). Le prototype est la camptothécine, qui ne cible pas directement l'ADN, mais une enzyme nucléaire responsable de la stabilisation du génome entier, la topoisomérase. Il a été actif contre de nombreuses formes de tumeur solide et a également été synthétisé de ses dérivés légèrement plus efficace et en même temps moins toxique.

Dans les années 1980, plus de trente alcaloïdes provenant de diverses sources végétales ont été étudiés. Certains d'entre eux ont été extrêmement efficaces dans l'élimination des tumeurs et des leucémies induites chez des modèles animaux. Cependant, leur toxicité systémique était encore trop élevée pour permettre son introduction en thérapie humaine. Les plus efficaces d'entre eux étaient :

• l'acronicine de Acronychia baueri;
• la talicarpine de Thalictrum dasycarpum;
• la tétrandrine de Stephania tetrandra);
• la céfarantine de Stephania cepharanta;
• la ruteacarpine d'Evodia ruteacarpa;
• l'ellipticine de Derria elliptica.

Cette dernière molécule a suscité un intérêt intense dans le domaine de l'oncologie au cours des quelques dernières années. Son dérivé 9-hydroxy peut en effet lier certaines formes mutées (inactives) du fameux suppresseur de tumeur P53 (responsable de l'apparition de tumeurs solides) et restaurer sa fonction correcte.

Des études de laboratoire sont en cours pour comprendre le mécanisme par lequel cette molécule peut interférer avec la progression tumorale à travers la manipulation de la protéine P53. Toujours en ce qui concerne l'acronicine, un de leurs dérivés (S 23 906) est actuellement en phase II d'expérimentation (essais cliniques) car il en résulte des résultats très prometteurs.

En rapport avec "alcaloïde"

• caféine

  

  La caféine est un alcaloïde du groupe des xanthines, un solide cristallin blanc au goût amer qui agit comme un médicament psychoactif, légèrement dissociatif...

• glycoalcaloïde

  

  Un glycoalcaloïde est un composé amer (comme la solanine) présent dans diverses plantes et constitué du glycoside d'un alcaloïde.

• morphine

  

  La morphine est un puissant médicament opiacé (alcaloïde), un analgésique opioïde fréquemment utilisé en médecine pour traiter les douleurs intenses.

• solanine

  

  La solanine est un glycoalcaloïde toxique à goût amer formé de l'alcaloïde solanidine et d'une chaîne latérale glucidique.