Caractérisation et activités biologiques des extraits polysaccharidiques de deux espèces spontanées de la famille des Zygophyllaceae récoltées au Sahara algérien

Abstract

تهدف هذه الدراسة إلى تحديد خصائص السكريات المتعددة ودراسة فعاليتها البيولوجية التي تم استخلاصها من أوراق (ZF) وبذور (ZG) نبات Zygophyllum album L. (العقة) ومن ثمار نبات .Balanites aegyptiaca Del (تبوراق) (BA, BAEp) وهما نبتتان برّيتان من فصيلة Zygophyllaceae تم جمعهما من الصحراء الجزائرية. وقد تم تحليل مستخلصات السكريات المتعددة باستخدام القياسات الطيفية الضوئية (UV-Vis, FT-IR) والكروماتوغرافية (CCM, HPLC-RID, GC/MS-EI)، وتمت دراسة النشاط المضاد للأكسدة عن طريق اختبارات DPPH و ABTSو OH واختبار القدرة الإرجاعية للحديد والموليبدان. وتم تقييم النشاط الخافض للسكر في الدم للمستخلصات عن طريق اختبارات تثبيط إنزيم (α-amylase) وإنزيم (α-glucosidase) ودراسة النشاط المضاد للالتهابات عن طريق اختبارات تثبيط تحلل الغشاء الخلوي وتحلل البروتين. أعطت مردودية استخلاص السكريات المتعددة بالنقع في الماء المقطر (بدرجة °C 60) قيما منخفضة (0.40-2.33%)، وكشف تحليل مستخلصات نباتB. aegyptiaca على محتويات عالية من السكريات الكلية (85.77-89.34%)، وكذا محتويات منخفضة من البروتينات (4.01-7.39%) مقارنة بمستخلصات نبات Z. album؛ إلاّ أنّ مستويات المركّبات الفينولية في مستخلصات النبتتين جاءت متقاربة ومنخفضة (1.21-1.64%). ويُظهر تحليل FT-IR للمستخلصات المختلفة أطيافًا مميزة للسكريات المتعددة. يتكون مستخلصZF من 20.90% من arabinose و24.16% من galactose و22.88% من xylose و14.71% من rhamnose و17.34% من glucose، ويتكون مستخلص ZG من 21.64% من arabinose و31.76% من galactose و16.95% من xylose و17.25% من rhamnose و12.39% من glucose. يتكون مستخلص BA من 34.06% من acide galacturonique، و27.82% من arabinose ، و15.63% من galactose ، و9.71% من glucose ، و7.04% من xylose و%5.74 من rhamnose. أظهرت النتائج أنّ المستخلصات المختلفة تُبدي نشاطًا مثبِّطا للجذور الحرة (DPPH•) و(ABTS•) بحيث أظهر مستخلص ZG أفضل نشاط مثبط للجذور الحرة (IC50 :0.559 ±0.062 mg/ml في الـDPPH•) و(IC50 :0.738 ±0.009 mg/ml في الـ ABTS•)، كما أظهرت المستخلصات قدرة على تثبيط جذر(OH•)(IC50 : 2.77-4.02 mg/ml)، وقدرة إجمالية مضادة للأكسدة (A0,5 : 1.84 -2.80 mg/ml) وقدرة ارجاعية للحديد (A0,5 : 4.69-17.01 mg/ml). لكن نشاطها المضاد للأكسدة أقل من فيتامين C و BHT. وكشف تقييم النشاط الخافض للسكر في الدم أنّ السكريات المتعددة المستخلصة لها قدرة منخفضة على تثبيط إنزيم α-amylase (IC50 : 22.107-90.163 mg/ml). ومع ذلك، أظهر مستخلص ZF تثبيطًا قويًا لأنزيم α-glucosidase (IC50 :5,44±0,50 mg/ml) ويبدو أنّه فعال في الحد من ارتفاع السكر في الدم. أمّا في الاختبارات المضادة للالتهابات، فقد كان لمستخلص ZF تأثيرا مثبّتا ضد تحلل الغشاء الخلوي أكثر من المستخلصات الأخرى (IC50: 19.376 ±1.107 mg/ml). وأظهرت مستخلصات B. aegyptiaca نشاطًا ملحوظًا مضادًا للالتهابات وخفّضت بشكل فعال من تحلل البروتين، مع قوة مثبطة ملحوظة لـ BAEp (IC50: 0.156 ±0.017 mg/ml) لذلك يمكن أن تشكّل مستخلصات السكريات المتعددة من النبتتين Z. album وB. aegyptiaca مصدراً طبيعياً لمضادات الأكسدة ومضادات ارتفاع السكر في الدم ومضادات الالتهاب.

La présente étude porte sur la caractérisation et l’évaluation des activités biologiques de polysaccharides extraits des feuilles (ZF) et des graines (ZG) de Zygophyllum album L. (Agga) et des fruits de Balanites aegyptiaca Del. (Taboûrak) (BA et BAEp), deux plantes médicinales spontanées de la famille des Zygophyllaceae récoltées au Sahara algérien. La caractérisation des extraits bruts de polysaccharides a été effectuée par des méthodes spectrophotométriques (UV-Vis, FT-IR) et chromatographiques (CCM, HPLC-RID, GC/MS-EI). L'activité antioxydante a été déterminée par les tests de piégeage des radicaux de DPPH•, d’ABTS• et d’OH• et par le test du pouvoir réducteur de fer et de molybdène. L'activité anti-hyperglycémiante a été évaluée par les tests d'inhibition de l'α-amylase et de l'α-glucosidase. L'activité anti-inflammatoire a été évaluée par les tests d'inhibition de la lyse membranaire induite et de la dénaturation des protéines. Les extractions de polysaccharides par macération dans l’eau distillée à 60 °C donnent des rendements faibles (0,40-2,33%). Les extraits polysaccharidiques de B. aegyptiaca présentent des teneurs élevées en sucres totaux (85,77-89,34%) et des teneurs faibles en protéines (4,01-7,39%) par rapport aux extraits polysaccharidiques de Z. album. Toutefois, les taux de composés phénoliques dans les extraits des deux espèces sont proches et faibles (1,21-1,64%). Les spectres FT-IR de différents extraits présentent les pics caractéristiques des polysaccharides. Les extraits polysaccharidiques, ZF est constitué de 20,90% d’arabinose, 24,16% de galactose, 22,88% de xylose, 14,71% de rhamnose et 17,34% de glucose, et ZG est constitué de 21,64% d’arabinose, 31,76% de galactose, 16,95% de xylose, 17,25% de rhamnose et 12,39% de glucose. Tandis que BA est constitué de 34,06% d’acide galacturonique, 27,82% d’arabinose, 15,63% de galactose, 9,71% de glucose, 7,04% de xylose et 5,74% de rhamnose. Au vu des résultats, les différents extraits montrent un pouvoir de piégeage pour le DPPH• et l’ABTS•, dont ZG présente la meilleure activité anti-radicalaire avec des IC50 de 0,559 ±0,062 mg/ml pour le test de DPPH• et 0,738 ±0,009 mg/ml pour le test d’ABTS•. Les extraits présentent aussi une capacité de piégeage d’OH• (IC50 : 2,77-4,02 mg/ml), une capacité antioxydante totale (A0,5 : 1,84 -2,80 mg/ml) et un pouvoir réducteur du fer (A0,5 : 4,69-17,01 mg/ml). Toutefois, leur activité antioxydante reste inférieure à celle de la vitamine C et du BHT. L’étude de l’activité anti-hyperglycémiante révèle que les polysaccharides extraits présentent un faible pouvoir inhibiteur de l'α-amylase (IC50 : 22,107-90,163 mg/ml). Toutefois, ZF révèle un fort pouvoir d'inhibition de l'α-glucosidase (IC50 : 5,44±0,50 mg/ml) et semble être efficace dans la réduction d'hyperglycémie. Dans les tests anti-inflammatoires, ZF présente un effet stabilisant contre la lyse membranaire plus important que les autres extraits (IC50 : 19,376 ±1,107 mg/ml). Les extraits des fruits de B. aegyptiaca laissent apparaître une activité anti-inflammatoire remarquable et diminuent efficacement la dénaturation des protéines, avec un pouvoir inhibiteur de BAEp significatif (IC50 : 0,156 ±0,017 mg/ml). Les extraits polysaccharidiques bruts de Z. album et B. aegyptiaca pourraient donc constituer une source naturelle d'agents antioxydants, hypoglycémiants et anti-inflammatoires.

The present study investigated the characterisation and evaluation of the biological activities of polysaccharides extracted from the leaves (ZF) and seeds (ZG) of Zygophyllum album L. (Agga) and the fruits of Balanites aegyptiaca Del. (Taboûrak) (BA and BAEp), two wild medicinal plants of the Zygophyllaceae family harvested in the Algerian Sahara. The crude polysaccharide extracts were characterised using spectrophotometric (UV-Vis, FT-IR) and chromatographic methods (TLC, HPLC-RID, GC/MS-EI). Antioxidant activity was determined by DPPH•, ABTS• and OH• radical scavenging, ferric reducing power, and total antioxidant capacity assays. Hypoglycaemic activity was assessed by α-amylase and α-glucosidase inhibition assays. Anti-inflammatory activity was evaluated by tests for inhibition of erythrocyte hemolysis and protein denaturation. Extractions of polysaccharides by maceration in distilled water at 60°C gave low yields (0.40-2.33%). Polysaccharide extracts from B. aegyptiaca had high total sugar contents (85.77-89.34%) and low protein contents (4.01-7.39%) compared with polysaccharide extracts from Z. album. However, the levels of phenolic compounds in the extracts of the two species were close and low (1.21-1.64%). The FT-IR spectra of the different extracts displayed the characteristic peaks of polysaccharides. The polysaccharide extracts, ZF consisted of 20.90% arabinose, 24.16% galactose, 22.88% xylose, 14.71% rhamnose and 17.34% glucose, and ZG consisted of 21.64% arabinose, 31.76% galactose, 16.95% xylose, 17.25% rhamnose and 12.39% glucose. BA consisted of 34.06% galacturonic acid, 27.82% arabinose, 15.63% galactose, 9.71% glucose, 7.04% xylose and 5.74% rhamnose. According to the results, the various extracts showed a scavenging capacity against DPPH• and ABTS• of which ZG exhibited the best anti-radical activity with IC50s of 0.559 ±0.062 mg/ml in the DPPH• test and 0.738 ±0.009 mg/ml in the ABTS• test. The extracts also showed a scavenging capacity against OH• (IC50: 2.77-4.02 mg/ml), total antioxidant capacity (A0.5: 1.84-2.80 mg/ml), and iron-reducing capacity (A0.5: 4.69-17.01 mg/ml). However, their antioxidant activity is lower than that of vitamin C and BHT. The study of hypoglycaemic activity revealed that the polysaccharides extracted displayed a low α-amylase inhibitory power (IC50: 22.107-90.163 mg/ml). However, ZF showed strong inhibition of α-glucosidase (IC50: 5.44±0.50 mg/ml) and appears to be effective in reducing hyperglycaemia. In anti-inflammatory tests, ZF had a higher stabilising effect against membrane lysis than other extracts (IC50: 19.376 ±1.107 mg/ml). B. aegyptiaca fruit extracts showed a considerable anti-inflammatory activity and effectively reduced protein denaturation, with a significant BAEp inhibitory power (IC50: 0.156 ±0.017 mg/ml). Crude polysaccharide extracts of Z. album and B. aegyptiaca could represent a natural source of antioxidant, hypoglycaemic and anti-inflammatory agents.