Etude ethnobotanique et phytochimique, evaluation des activités biologiques de quelques plantes médicinales du Sahara Septentrional

Abstract

Artemisia campestris L. and Fagonia bruguieri DC.are commonly used in folk medicine due to its antioxidant, anti-diabetic, anti-inflammatory, andneuroprotective properties. Our study assessed the total phenolics and flavonoids contents, antioxidant, and pharmacological activities of various organic extracts prepared from the aerial parts of Artemisia campestris L.and Fagonia bruguieri DC.The two species were first collected from the mountainous Hoggar region in Tamanrasset town, southern Algeria. Furthermore, this study focuses on the isolation and structural elucidation of bioactive compounds originating from the polar extracts (n-Butanol) of Artemisia campestris L. and Fagonia bruguieri DC.aerial parts, as well as their mineral elements and chemical profile were analysed. Two analytical techniques, namely inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-OES) and instrumental neutron activation analysis (INAA)were applied to determine the concentration of mineral elements. The phytochemical profiling in A. campestris L. and F.bruguieri DC was characterised using HPLC-UV and LC-MS/MS analysis. A variety of techniques are carried out to isolate secondary metabolites, including maceration, extraction, separation, and purification. Chromatographic strategies such as thin-layer chromatography (TLC), preparative thin-layer chromatography (PTLC), and chromatography column (CC) are utilised, with stationary phases including silica gel, reversed-phase C-18, and Sephadex LH-20. The compounds obtained were structurally identified using 1D and 2D NMR spectroscopic techniques. An array of assays was conducted to evaluate the antioxidant properties of the samples, including DPPH, ABTS, beta-carotene, GOR free radical, reducing power, cupric reducing antioxidant capacity (CUPRAC), O-Phenanthroline assays and O𝟐•− free radical scavenging assay. The present investigation aimed to evaluate the potential inhibitory effects of A. campestris L. and F.bruguieri DC.extracts in vitro with regard to their anti-cholinesterase, anti-lipase, and anti-diabetic activities. The sun protection factor (SPF) of the plants was quantified to determine its photoprotective effect, whereas its anti-inflammatory potential was assessed through the protein denaturation technique.

The findings of our study indicate that A. campestris L. and F. bruguieri DC.exhibit a notable abundance of essential minerals, encompassing both macro and micro elements (such as Ca, Na, Fe, Mg, Cu, Zn, Li, Mn, Sr, Ti, Ni, Co, Mo, Cd, Pb and Cr), with concentrations that are in close proximity to the recommended values established by the FAO. The results obtained from LC/MS-MS and HPLC-UV analyses indicated that the AcEAE and FbBE extracts are the richest in phenolic acids and flavonoids. The investigation of chemical compounds in AcBE and FbBE led to the identification of three compounds, consisting of two derivatives of phenolic acid and one polysaccharide, all of which were characterised. AcPEE and FbDE have been discovered as the most potent inhibitors of alpha-amylase. The extracts AcEAE, AcBE, and FbBE exhibited noteworthy inhibitory effects on both acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BChE). In terms of anti-lipase activity, AcEAE and FbDE exhibited potent inhibition of the pancreatic lipase enzyme. The anti-inflammatory efficacy of AcBE and FbBE was found to be important. A. campestris L.and F.bruguieri DC.were found to have a robust photoprotective ability, absorbing UV radiations with SPF values ranging from 11.25±0,1 to 43,86±0,12. The findings demonstrate that polar extracts displayed remarkable antioxidant activity across multiple systems, with AcEAE and FbBE exhibiting the most optimal performance, except for the O𝟐•− free radical scavenging assay, where AcEA and FbAE exhibited boosted antioxidant activity. Due to their compositions and potent biological properties, A. campestris L. and F.bruguieri DC.have the potential to prove pharmaceutical formulations, medical research, and health.

تستخدم النبتتان المختارتان Artemisia campestris L.و Fagonia bruguieri DC. للدراسة بشكل شائع في الطب التقليدي نظرًا لخصائصهما المضادة للأكسدة والسكري والالتهابات والوقاية العصبية. الهدف من هذا العمل هو الدراسةالكیمیائیةالنباتيةوالفعالية الدوائية(الفارماكولوجية)و كذلك المحتوى الفينولى و الفلافونويدى للمستخلصات العضوية المختلفة المحضرة من الأجزاء الهوائية للنبتتين من الصحراء الجزائرية , اين تم جمع النوعين لأول مرة من المنطقة الجبلية الهقار لمدينة تمنراست، جنوب الجزائر. علاوة على ذلك، تركز هذه الدراسة على الفصل والكشف عن البني للمركبات الفعالة بيولوجيًا المستخلصة من المستخلصات القطبية (n- بيوتانول) منArtemisia campestrisL. وFagonia bruguieri DC.بالإضافة الى دراسة التحليل النوعي لمختلف المستخلصات للنبتتين وكذلك العناصر المعدنية والملف الكيميائي. طبقت تقنيتين تحليليتين ، وهما مقياس الطيف الكتلي للبلازما المقترن بالحث (ICP-OES) وتحليل التنشيط النيوتروني (INAA) لتحديد تركيز العناصرالكيميائية المعدنية. كما اجري التحليل الكمى و النوعى بهدف تحديد التركيب الكيميائي للنبتتين في A. campestrisو F.bruguieriباستخدام HPLC-UV و LC-MS / MS. قمنا بتطبيقالعديد من التقنيات الكروماتوغرافية لعزل منتجات الايض الثانوية، بما في ذلك النقع، الاستخلاص، الفصل، والتنقية اين استخدامت تقنيات مختلفة مثل عمود هلام السيليكا، عمودC18 ، وكروماتوغارفيا الطبقة الرقيقة التحليلية والتحضيرية. حددت البنى الكيميائية للمركبات التي تم فصلها و الكشف عنها باستخدام تقنيات طيف الرنين المغناطيسي أحادي وثنائي البعد. اجريت مجموعة من الاختبارات لتقييم الخصائص المضادة للأكسدة للعينات، بما في ذلك DPPH,β-caroténeGOR,CUPRAC, ABTS ,و Phenanthroline و O𝟐•-.. هدفت هذه الدراسة ايضا إلى تقييم التأثيرات المثبطة المحتملة لمستخلصات A. campestris L. و F.bruguieri DC. فيما يتعلق بأنشطتها Anti-cholinesterase, Anti-lipase ومضاد السكري. بالإضافة إلى ذلك،تطرقنا الى قياس عامل الحماية من الشمس (SPF) للنباتات لتحديد تأثيرها الواقي من الضوء، في حين قمنابتقييم إمكاناتها المضادة للالتهابات من خلال تقنية تمسخ البروتين. سمحت الدراسةفيما يخصالمحتوى المعدنيللنبتتين التيتمتحديدهابطريقتانهما INAA: و ICP-OES، أنهماغنيتان بالمعادن الضروريةللكائن الحى،(مثل Ca و Na و Fe و Mg و Cu و Zn و Li و Mn و Sr و Ti و Ni و Co و Mo و Cd و Pb و Cr). بالإضافةإلىذلك،كان تركيزالعناصرالسامةأقلبكثيرمنالقيمالمرجعيةللسميةالمحددة من طرف المنظمةللصحةالعالمية.الدراسة الفيتو كيميائية للمستخلصين AcBE و FbBEباستخدام مختلف الطرقالكروماتوغارفيا، مكنتنا من تحديد ثلاث مركبات ، تتكون من 2 مركبات فينولية و1 متعدد السكاريات. اظهر كل منالمستخلصين AcPEEو FbDE على أنهما أكثر فاعلية اتجاه تثبيط ألفا أميلاز. كما تميزت المستخلصات AcEAEAcBEو FbBEبتأثيرات مثبطة على كل من Acetylcholinesterase (AChE) و Butyrylcholinesterase (BChE). فيما يخص النشاط المضاد للليباز، أظهر AcEAEو FbDE تثبيطًا قويًا لإنزيم الليباز البنكرياس. اماالمستخلصاتAcBEو FbBEأثبتتفعالية جد مهمة كمضادات للالتهابات. للنبتتينقدرة قوية للحماية من الأشعة فوق البنفسجية بقيم SPF تتراوح من 0.1±11.25 إلى0.12± 43،86. واوضحت النتائج للمستخلصات القطبية نشاطًا مضادًا للأكسدة ملحوظًا من خلال استعمال أنظمة متعددة، حيث أظهر AcEAEو FbBEفعالية كبيرة، باستثناء O𝟐•- حيث أظهر AcEA و FbAE نشاطًا مضادًا للأكسدة عالى. نظرًا للنتائج المتحصل عليها والخصائص البيولوجية القوية و التى اثبتت ان للنبتتين׃A. campestrisو F.bruguieriالقدرة على تحسين التركيبات الصيدلانية ، والبحوث الطبية ، والصحة.