Flavonoïde - Flavonoid

Structure moléculaire du squelette des flavones (2-phényl-1,4-benzopyrone)
Structure isoflavane
Structure des néoflavonoïdes

Les flavonoïdes (ou bioflavonoïdes ; du mot latin flavus , qui signifie jaune, leur couleur dans la nature) sont une classe de métabolites secondaires polyphénoliques présents dans les plantes, et donc couramment consommés dans l'alimentation humaine.

Chimiquement, les flavonoïdes ont la structure générale d'un squelette à 15 carbones, qui se compose de deux cycles phényle (A et B) et d'un cycle hétérocyclique (C, le cycle contenant l' oxygène incorporé ). Cette structure carbonée peut être abrégée en C6-C3-C6. Selon la nomenclature IUPAC , ils peuvent être classés en :

Les trois classes de flavonoïdes ci-dessus sont toutes des composés contenant des cétones et, à ce titre, des anthoxanthines ( flavones et flavonols ). Cette classe a été la première à être appelée bioflavonoïdes. Les termes flavonoïde et bioflavonoïde ont également été utilisés plus librement pour décrire les composés polyhydroxy polyphénoliques non cétoniques, qui sont plus spécifiquement appelés flavonoïdes. Les trois cycles ou hétérocycles du squelette flavonoïde sont généralement appelés anneaux A, B et C. L'anneau A présente généralement un modèle de substitution de phloroglucinol .

Histoire

Dans les années 1930, Albert Szent-Györgyi et d'autres scientifiques ont découvert que la vitamine C seule n'était pas aussi efficace pour prévenir le scorbut que l'extrait jaune brut d'orange, de citron ou de paprika. Ils ont attribué l'activité accrue de cet extrait aux autres substances de ce mélange, qu'ils ont appelées "citrine" (en référence aux agrumes) ou "Vitamine P" (une référence à son effet sur la réduction de la perméabilité des capillaires ). Les substances en question ( hespéridine , eriodictyol , hespéridine méthyl chalcone et néohespéridine ) se sont cependant avérées plus tard ne pas remplir les critères d'une vitamine, de sorte que ce terme est désormais obsolète.

Biosynthèse

Article principal: Biosynthèse des flavonoïdes

Les flavonoïdes sont des métabolites secondaires synthétisés principalement par les plantes. La structure générale des flavonoïdes est un squelette à 15 carbones, contenant 2 cycles benzéniques reliés par une chaîne de liaison à 3 carbones. Par conséquent, ils sont décrits comme des composés C6-C3-C6. Selon la structure chimique, le degré d'oxydation et l'insaturation de la chaîne de liaison (C3), les flavonoïdes peuvent être classés en différents groupes, tels que les anthocyanidines, les chalcones, les flavonols, les flavanones, les flavan-3-ols, les flavanonols, les flavones et les isoflavonoïdes . De plus, les flavonoïdes peuvent être trouvés dans les plantes sous forme d'aglycone libre et liée à des glycosides. La forme liée aux glycosides est la forme de flavone et de flavonol la plus courante consommée dans l'alimentation.

Fonctions des flavonoïdes dans les plantes

Les flavonoïdes sont largement distribués dans les plantes, remplissant de nombreuses fonctions. Les flavonoïdes sont les pigments végétaux les plus importants pour la coloration des fleurs, produisant une pigmentation jaune ou rouge/bleue dans les pétales conçue pour attirer les animaux pollinisateurs . Chez les plantes supérieures, les flavonoïdes sont impliqués dans la filtration UV, la fixation symbiotique de l'azote et la pigmentation florale. Ils peuvent également agir en tant que messagers chimiques, régulateurs physiologiques et inhibiteurs du cycle cellulaire. Les flavonoïdes sécrétés par la racine de leur plante hôte aident les rhizobiums au stade d'infection de leur relation symbiotique avec les légumineuses comme les pois, les haricots, le trèfle et le soja. Les rhizobiums vivant dans le sol sont capables de détecter les flavonoïdes et cela déclenche la sécrétion de facteurs Nod , qui à leur tour sont reconnus par la plante hôte et peuvent entraîner une déformation des poils absorbants et plusieurs réponses cellulaires telles que des flux d'ions et la formation d'un nodule racinaire . De plus, certains flavonoïdes ont une activité inhibitrice contre les organismes qui causent des maladies des plantes, par exemple Fusarium oxysporum .

Sous-groupes

Plus de 5000 flavonoïdes naturels ont été caractérisés à partir de diverses plantes. Ils ont été classés en fonction de leur structure chimique et sont généralement subdivisés dans les sous-groupes suivants (pour une lecture plus approfondie, voir):

Anthocyanidines

Flavylium squelette d'anthocyanidines

Les anthocyanidines sont les aglycones des anthocyanes ; ils utilisent le squelette de l'ion flavylium (2-phénylchroménylium).

Anthoxanthines

Les anthoxanthines sont divisées en deux groupes :

Grouper Squelette Exemples
La description Groupes fonctionnels Formule structurelle
3-hydroxyle 2,3-dihydro
Flav un 2-phénylchromène - 4-one ?? ?? Squelette de flavone coloré.svg Lutéoline , Apigénine , Tangeritine
Flav on ol
ou
3-hydroxy flav one 		3-hydroxy - 2-phénylchromène - 4-one ✓ ?? Squelette de flavonol coloré.svg Quercétine , kaempférol , Myricétine , Fisetin , galangine , isorhamnetin , pachypodol , rhamnazine , Pyranoflavonols , Furanoflavonols ,

Flavanones

Flavanones

Grouper Squelette Exemples
La description Groupes fonctionnels Formule structurelle
3-hydroxyle 2,3-dihydro
Flav une quelconque 2,3-dihydro - 2-phénylchromène - 4-one ?? ✓ Squelette de Flavanone coloré.svg Hespérétine , naringénine , ériodictyol , homoériodictyol

Flavanonols

Flavanonols

Grouper Squelette Exemples
La description Groupes fonctionnels Formule structurelle
3-hydroxyle 2,3-dihydro
Flav an on ol
ou
3-Hydroxy flav an one
ou
2,3-dihydro flav on ol 		3-hydroxy - 2,3-dihydro - 2-phénylchromène - 4-one ✓ ✓ Squelette de flavanonol coloré.svg Taxifoline (ou Dihydroquercétine ), Dihydrokaempférol

Flavans

Structure flavane

Incluez les flavan-3-ols (flavanols), les flavan-4-ols et les flavan-3,4-diols .

Squelette Nom
Flavan-3ol Flavan-3-ol (flavanol)
Flavan-4ol Flavan-4-ol
Flavane-3,4-diol Flavan-3,4-diol (leucoanthocyanidine)

Isoflavonoïdes

Sources alimentaires

Le persil est une source de flavones
Les myrtilles sont une source d'anthocyanidines alimentaires
Une variété de flavonoïdes se trouve dans les agrumes , y compris le pamplemousse

Les flavonoïdes (en particulier les flavonoïdes tels que les catéchines ) sont "le groupe de composés polyphénoliques le plus courant dans l'alimentation humaine et se trouvent omniprésents dans les plantes". Les flavonols, les bioflavonoïdes originaux tels que la quercétine , sont également présents de manière ubiquitaire, mais en moindre quantité. La large diffusion des flavonoïdes, leur variété et leur toxicité relativement faible par rapport à d'autres composés végétaux actifs (par exemple les alcaloïdes ) font que de nombreux animaux, dont l' homme , ingèrent des quantités importantes dans leur alimentation. Les aliments à forte teneur en flavonoïdes comprennent le persil , les oignons , les myrtilles et autres baies , le thé noir , le thé vert et le thé oolong , les bananes , tous les agrumes , le Ginkgo biloba , le vin rouge , l'argousier , le sarrasin et le chocolat noir avec une teneur en cacao de 70 % ou plus.

Persil

Le persil , à la fois frais et séché, contient des flavones .

Myrtilles

Les myrtilles sont une source alimentaire d' anthocyanidines .

Thé noir

Le thé noir est une riche source de flavan-3-ols alimentaires .

Agrumes

Les flavonoïdes d'agrumes comprennent l' hespéridine (un glycoside de la flavanone hespérétine ), la quercitrine , la rutine (deux glycosides de la quercétine de flavonol ) et la flavone tangeritine . Les flavonoïdes sont beaucoup moins concentrés dans la pulpe que dans les écorces (par exemple, 165 vs 1156 mg/100g en pulpe vs écorce de mandarine satsuma , et 164 vs 804 mg/100g en pulpe vs écorce de clémentine ).

Vin

Article principal: Polyphénols dans le vin

Cacao

Article détaillé : Effets du chocolat sur la santé

Les flavonoïdes existent naturellement dans le cacao , mais parce qu'ils peuvent être amers, ils sont souvent retirés du chocolat , voire du chocolat noir . Bien que les flavonoïdes soient présents dans le chocolat au lait, le lait peut interférer avec leur absorption ; cependant, cette conclusion a été remise en question.

Cacahuète

La peau d' arachide (rouge) contient une teneur importante en polyphénols, y compris des flavonoïdes.

Source de nourriture Flavones Flavonols Flavanones
oignon rouge 0 4 - 100 0
Persil (frais 24 - 634 8 - 10 0
Thym frais 56 0 0
Jus de citron, frais 0 0 - 2 2 - 175

Unité : mg/100g

L'apport alimentaire

Apport moyen en flavonoïdes en mg/j par pays, les camemberts montrent la contribution relative des différents types de flavonoïdes.

Les données sur la composition des aliments pour les flavonoïdes ont été fournies par la base de données USDA sur les flavonoïdes. Dans l' enquête américaine NHANES , l'apport moyen en flavonoïdes était de 190 mg/j chez les adultes, les flavan-3-ols étant le principal contributeur. Dans l' Union européenne , sur la base des données de l' EFSA , l'apport moyen en flavonoïdes était de 140 mg/j, bien qu'il existe des différences considérables entre les pays. Les principaux types de flavonoïdes consommés dans l'UE et aux États-Unis étaient les flavan-3-ols (80 % pour les adultes américains), principalement issus du thé ou du cacao dans le chocolat, tandis que la consommation d'autres flavonoïdes était considérablement plus faible.

Les données sont basées sur l'apport moyen en flavonoïdes de tous les pays inclus dans la base de données complète de l'EFSA sur la consommation alimentaire européenne 2011.

Recherche

Ni la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis ni l' Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA ) n'ont approuvé d' allégation de santé pour les flavonoïdes ni approuvé de flavonoïdes en tant que médicaments d'ordonnance . La FDA américaine a mis en garde de nombreuses sociétés de compléments alimentaires contre la publicité illégale et les allégations de santé trompeuses.

Métabolisme et excrétion

Les flavonoïdes sont faiblement absorbés dans le corps humain (moins de 5 %), puis sont rapidement métabolisés en fragments plus petits aux propriétés inconnues, et rapidement excrétés. Les flavonoïdes ont une activité antioxydante négligeable dans le corps, et l'augmentation de la capacité antioxydante du sang observée après la consommation d'aliments riches en flavonoïdes n'est pas causée directement par les flavonoïdes, mais par la production d'acide urique résultant de la dépolymérisation et de l' excrétion des flavonoïdes . Le métabolisme microbien est un contributeur majeur au métabolisme global des flavonoïdes alimentaires. L'effet de l'apport habituel de flavonoïdes sur le microbiome intestinal humain est inconnu.

Inflammation

L'inflammation a été impliquée comme une origine possible de nombreuses maladies locales et systémiques, telles que le cancer , les troubles cardiovasculaires , le diabète sucré et la maladie cœliaque . Il n'y a aucune preuve clinique que les flavonoïdes alimentaires affectent l'une de ces maladies.

Cancer

Les études cliniques étudiant la relation entre la consommation de flavonoïdes et la prévention ou le développement du cancer sont contradictoires pour la plupart des types de cancer, probablement parce que la plupart des études humaines ont des conceptions faibles, comme un petit échantillon . Il existe peu de preuves indiquant que les flavonoïdes alimentaires affectent le risque de cancer chez l'homme en général, mais des études d'observation et des essais cliniques sur les cancers hormono-dépendants (sein et prostate) ont montré des avantages.

Une revue récente a suggéré que l'apport alimentaire de flavonoïdes est associé à un risque réduit de différents types de cancer, y compris le cancer gastrique, du sein, de la prostate et colorectal.

Maladies cardiovasculaires

Bien qu'aucune association significative n'ait été trouvée entre la consommation de flavan-3-ol et la mortalité due aux maladies cardiovasculaires, des essais cliniques ont montré une amélioration de la fonction endothéliale et une réduction de la pression artérielle (avec quelques études montrant des résultats incohérents). Des revues d' études de cohorte en 2013 ont révélé que les études présentaient trop de limites pour déterminer une relation possible entre l'augmentation de l'apport en flavonoïdes et la diminution du risque de maladie cardiovasculaire, bien qu'il existait une tendance à une relation inverse.

In vitro

Des études de laboratoire sur des cellules isolées ou des cultures cellulaires in vitro indiquent que les flavonoïdes peuvent inhiber sélectivement les kinases , mais les résultats in vivo pourraient différer en raison de la faible biodisponibilité .

Synthèse, détection, quantification et altérations semi-synthétiques

Spectre de couleurs

La synthèse des flavonoïdes chez les plantes est induite par des spectres de couleurs lumineuses à des rayonnements à haute et basse énergie. Les radiations de basse énergie sont acceptées par les phytochromes , tandis que les radiations de haute énergie sont acceptées par les caroténoïdes , les flavines , les cryptochromes en plus des phytochromes. Le processus photomorphogénique de la biosynthèse des flavonoïdes à médiation phytochrome a été observé chez l' amarante , l' orge , le maïs , le sorgho et le navet . La lumière rouge favorise la synthèse des flavonoïdes.

Disponibilité par les micro-organismes

Plusieurs articles de recherche récents ont démontré la production efficace de molécules de flavonoïdes à partir de micro-organismes génétiquement modifiés. et le projet SynBio4Flav vise à fournir une alternative rentable à la production actuelle de flavonoïdes en décomposant leurs voies biosynthétiques complexes en parties spécifiques standardisées, qui peuvent être transférées à des micro-organismes modifiés au sein de consortiums microbiens synthétiques pour promouvoir l'assemblage de flavonoïdes par catalyse distribuée .

Tests de détection

Test de Shinoda

Quatre morceaux de limaille de magnésium sont ajoutés à l'extrait éthanolique suivi de quelques gouttes d' acide chlorhydrique concentré . Une couleur rose ou rouge indique la présence de flavonoïde. Couleurs variant de l' orange au rouge indiqués flavones , rouge à pourpre flavonoïdes indiqués, rouge magenta indiqué flavonones .

Test à l'hydroxyde de sodium

Environ 5 mg du composé sont dissous dans de l'eau, chauffés et filtrés. De la soude aqueuse à 10 % est ajoutée à 2 ml de cette solution. Cela produit une coloration jaune. Un changement de couleur du jaune à l'incolore lors de l'ajout d'acide chlorhydrique dilué est une indication de la présence de flavonoïdes.

Test p-diméthylaminocinnamaldéhyde

Un dosage colorimétrique basé sur la réaction des anneaux A avec le chromogène p-diméthylaminocinnamaldéhyde (DMACA) a été développé pour les flavonoïdes dans la bière qui peut être comparé à la procédure à la vanilline .

Quantification

Lamaison et Carnet ont conçu un test pour la détermination de la teneur totale en flavonoïdes d'un échantillon ( méthode AlCI 3 ). Après un bon mélange de l'échantillon et du réactif, le mélange est incubé pendant dix minutes à température ambiante et l'absorbance de la solution est lue à 440 nm. La teneur en flavonoïdes est exprimée en mg/g de quercétine.

Altérations semi-synthétiques

La lipase de Candida antarctica immobilisée peut être utilisée pour catalyser l' acylation régiosélective des flavonoïdes.

Voir également

Les références

Lectures complémentaires

Bases de données