THÈSE. pour le DIPLÔME D ÉTAT DE DOCTEUR EN PHARMACIE. Marie-Aude CAILLAUD

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UNIVERSITÉ DE NANTES UFR SCIENCES PHARMACEUTIQUES ET BIOLOGIQUES ANNÉE 2013 N 060 THÈSE pour le DIPLÔME D ÉTAT DE DOCTEUR EN PHARMACIE par Marie-Aude CAILLAUD Présentée et soutenue publiquement le 27 novembre

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UNIVERSITÉ DE NANTES UFR SCIENCES PHARMACEUTIQUES ET BIOLOGIQUES ANNÉE 2013 N 060 THÈSE pour le DIPLÔME D ÉTAT DE DOCTEUR EN PHARMACIE par Marie-Aude CAILLAUD Présentée et soutenue publiquement le 27 novembre 2013 Étude de l'espèce Origanum vulgare L. Président : Mr Yves-François POUCHUS, Professeur de Botanique et de Mycologie Membres du jury : Mme Claire SALLENAVE-NAMONT, Maître de Conférences de Botanique Mme Nathalie BRETAUD, Docteur en Pharmacie 1 Table des matières Table des illustrations... 7 Index des tableaux Introduction I-Généralités I-1-Étymologie et dénominations I-2-Utilisations des plantes du genre Origanum L. au cours de l'histoire I-2-1-Caractères légendaires, sacrés et mythiques I Origines légendaires I Usages sacrés I Usages populaires I-2-2-Utilisations thérapeutiques I L Antiquité I Le Moyen-Âge I L Époque Moderne I-2-3-Utilisations alimentaires II-Étude botanique de l'espèce Origanum vulgare L. II-1-Taxonomie II-1-1-Place dans la systématique II-1-2-Caractères généraux des Lamiaceae II-1-3-Caractères généraux du genre Origanum II-2-Description de l'espèce Origanum vulgare L II-2-1-Étude macroscopique II Caractères végétatifs II Caractères floraux II-2-2-Caractéristiques structurelles du genre Origanum II La feuille II L'épiderme II Les poils non glandulaires II Les poils glandulaires II La tige II La racine II-2-3-Identification de la drogue sèche II Caractères macroscopiques II Caractères microscopiques II Identification par chromatographie sur couche mince II Divers essais et dosages II-2-4-Falsifications II-3-Caractéristiques environnementales II-3-1-Distribution géographique II Sous-espèce hirtum II Sous-espèce virens II Sous-espèce vulgare II Sous-espèce gracile II Sous-espèce viride II-3-2-Climat II-3-3-Sol II-4-Culture de l'espèce Origanum vulgare L II-4-1-Irrigation et nutrition II-4-2-Mode de multiplication II Multiplication végétative II Multiplication générative II Culture in vitro II-4-3-Plantation II-4-4-Récolte II-4-5-Séchage II-4-6-Rendements II-4-7-Particularité des plantes en pots II-4-8-Reproduction II-4-9-Maladies et ravageurs III-Composition, propriétés et utilisations de l'espèce Origanum vulgare L. III-1-Composition chimique III-1-1 -Différences de composition entre les sous-espèces III Sous-espèce hirtum III Sous-espèce virens III Sous-espèce vulgare III Sous-espèce gracile III Sous-espèce viride III-1-2-Molécules caractéristiques III Composés volatils glucosidiquement liés III Phénols simples et acides phénoliques III Flavonoïdes III Terpénoïdes III Acides gras III-2-Propriétés III-2-1-Activité antibactérienne III Étude sur Staphylococcus aureus III Étude sur Helicobacter pylori III Étude sur diverses bactéries III-2-2-Activité antifongique III Composants concernés III Étude sur Candida III Autres espèces concernées III Effet synergique avec un antifongique III Intérêt sur des espèces spécifiques III-2-3-Activité antioxydante III Historique III Composants concernés III Comparaisons de potentiel antioxydant III-2-4-Activité anti-mutagène III Composés concernés III Exemples d'activités anti-mutagènes III-2-5-Activité dépigmentante III-2-6-Activités diverses III Activité antiparasitaire III Activité nématicide III Activités antispasmodique et urolithique III Activité anti-glycémique III Activité anti-thrombotique III Action anti-inflammatoire III-3-Utilisations de l'espèce Origanum vulgare L III-3-1-Utilisations traditionnelles III-3-2-Utilisations modernes reconnues IV-L'espèce Origanum vulgare L. et l'alimentation IV-1- Usages alimentaires IV-1-1-Composition en vitamines et minéraux de l'origan IV-1-2-Précautions d'utilisations IV-1-3-Utilisations sous diverses formes IV-1-4-Accords alimentaires IV-1-5-Herbes de Provence IV-1-6-Exemples de recettes IV-2-Intérêts de l'utilisation de l'origan pour l'industrie alimentaire IV-2-1-Bénéfice généraux de l'utilisation d'origan IV-2-2-Exemples d'utilisations possibles IV Utilisation dans les méthodes de conservation IV Utilisation d'associations d'huiles essentielles IV Fruits et légumes Conclusion Bibliographie Table des illustrations Figure 1 : Fleurs d'origan (www.christopherottosen.com) Figure 2 : Vase à parfum de la période du Bronze Moyen (www.kinyras.org/?p=314) Figure 3 : Femme arrosant de la marjolaine (www.photo.rmn.fr ) Figure 4 : Affiche de 1935 de L' Origan du Comtat (www.distillerie-a-blachere.com) Figure 5 : Les Papalines d'avignon (www.patisserie-jouvaud.com) Figure 6 : Dessin de O. vulgare ssp. vulgare d'après Ietswaart (Figueredo, 2007) Figure 7 : Parties florales d'origanum vulgare (Fleurentin, 2007) Figure 8 : Planche d'origanum vulgare (www.biolib.de) Figure 9 : Coupe transversale d'une feuille d'origanum vulgare ssp. hirtum (Kintzios, 2002).. 36 Figure 10 : à gauche, poil non glandulaire à la cellule distale recourbée ; au centre, poil non glandulaire ; à droite, poil non glandulaire ramifié (Kintzios, 2002) Figure 11 : Développement d'un poil glandulaire capité de type II d'origanum vulgare ; en haut à gauche, cellule initiale du protoderme ; en haut à droite, jeune poil glandulaire constitué d'une cellule basale et d'une cellule apicale ; en bas à gauche, poil glandulaire à 3 cellules ; en bas à droite, poil glandulaire entièrement développé (Kintzios, 2002) Figure 12 : à gauche, section longitudinale d'un poil glandulaire pelté ( bc : cellule basale, sc : cellule de tige, hc : quatre cellules de tête) ; à droite, poil glandulaire pelté développé avec un large espace sous-cuticulaire (sc) (Kintzios, 2002) Figure 13 : à gauche, section de la tête d'un poil glandulaire pelté constitué de quatre petites cellules centrales et huit cellules périphériques ; à droite, région basale constituée d'une cellule entourée par les cellules épidermiques. (Kintzios, 2002) Figure 14 : Coupe de la racine primaire d'origanum vulgare ( cx : écorce ; en: endoderme ; ep : épiderme ; per : pericycle ; ph : phloème ; xy : xylème) (Kintzios, 2002) Figure 15 : Dessin pour l'identification de l'origan pulvérisé (Pharmacopée Européenne, 2011) Figure 16 : Résultat d'une chromatographie en couche mince comparant une solution témoin de thymol et de carvacrol, ainsi qu'une solution à base d'origan (Pharmacopée Européenne, 2011) Figure 17 : Aire de distribution du genre Origanum (Figueredo, 2007) Figure 18 : Culture d'origan (Iteipmai, 2009) Figure 19 : Culture d'origan atteinte d'oïdium à gauche et de dessèchement due à un Phoma à droite (Iteipmai, 2009) Figure 20 : Structure de la thymoquinone (à gauche) et du D-glucose (à droite) (Kintzios, 2002 ; Milos et al., 2000) Figure 21 : Structure chimique du carvacrol (à gauche) et du thymol (à droite) (Kintzios, 2002) Figure 22 : Structure de l'acide vanillique (Kintzios, 2002) Figure 23 : Structure de l'acide rosmarinique (Shekarchi et al., 2012) Figure 24 : Exemple de structures de la lutéoline (à gauche), galangine (au centre), et de l'apigénine (à droite) (Kintzios, 2002) Figure 25 : Structure du sabinène (Kintzios, 2002) Figure 26: Structure de l'acide stéarique (www.chemistry.about.com) Figure 27 : Structure de la galangine (à gauche) et de la quercétine (à droite) (Kintzios, 2002) Figure 28 : Structure du lutéoline-7-o-glucuronide (www.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov ) Figure 29 : Structure chimique de Ov-8 (C 19 H 18 O 8 ) (Ding et al., 2009) Figure 30 : Structure chimique de l'origanoside ( C 21 H 24 O 10 ) (Liang et al., 2009) Figure 31 : Formes épimastigotes de Trypanosoma cruzi (www.stanford.edu ) Figure 32 : Racines de tomates infestées par l'anguillule des racines à gauche, comparée à des racines saines à droites (www.nematology.umd.edu) Figure 33 : Parties aériennes d'origan (www.herbes-de-provence.org) Figure 34 : Huiles parfumées aux herbes aromatiques (Goust, 1999) Figure 35 : Herbes de Provence : mélange final (www.herbes-de-provence.org) Index des tableaux Tableau 1 : Noms communs donnés à l'espèce Origanum vulgare L. dans différentes langues officielles nationales et régionales. (d'après Rameau et al., 2009 ; Arvy et Gallouin, 2003)..13 Tableau 2 : Place du genre Origanum dans la systématique d'après la classification APG III (www.tela-botanica.org)...25 Tableau 3 : Liste des espèces du genre Origanum ( Kintzios, 2002)...29 Tableau 4 : Liste des espèces hybrides reconnues du genre Origanum (Kintzios, 2002)...30 Tableau 5 : Rendements moyens attendus pour les cultures d'origan (d'après les données d'iteipmai, 2009)...58 Tableau 6 : Composés volatils glucosidiquement liés présents dans des espèces d'origanum (d'après Kintzios, 2002)...67 Tableau 7 : Activité de composés isolés d'origanum vulgare (d'après Goun et al., 2002) Introduction En ce XXI ème siècle, une augmentation de l'utilisation des herbes et épices est observée à travers le monde, indiquant un changement des habitudes et des goûts des consommateurs. Parmi ces plantes, on trouve l'origan (Origanum vulgare L.), petit arbuste méditerranéen qui orne les collines et les pentes des montagnes, et qui doit en partie son succès à celui de la pizza. De nos jours, le retour au naturel de notre société consommatrice fait de ces herbes un marché très prometteur. L'origan est ainsi considéré comme une herbe aromatique de première importance, que ce soit sur le plan économique, gustatif, mais également pour l'industrie. En effet, plutôt que d'utiliser des substances de nature synthétique, on s'intéresse de plus en plus aux substances d'origine naturelle, ce qui explique le nombre croissant d'études sur ces plantes. Au cours de ce travail, les données historiques et botaniques, ainsi que les propriétés de l'espèce Origanum vulgare, seront abordées. Pour terminer, les utilisations thérapeutiques et alimentaires de la plante seront traitées. Figure 1: Fleurs d'origan (www.christopherottosen.com) 12 I-Généralités 13 I-1-Étymologie et dénominations Le terme origan provient du latin origanum, lui-même issu du grec origanon. Le terme français apparaît au XIII ème siècle. En décomposant étymologiquement, on trouve oros, la montagne, et ganos, éclat, aspect riant, d'où la signification «qui se plaît sur la montagne». En effet, l'origan ornait les montagnes méditerranéennes en abondance et assurait leur beauté. (Dubois et al., 2006) L'origan porte le nom botanique ou scientifique d'origanum vulgare Linné. Origan, origan commun, origan vulgaire, marjolaine sauvage, marjolaine bâtarde, marjolaine vivace, marjolaine d'angleterre, thé rouge, thym de berger, pelevoué, pied de lit, joie des montagnes, ne sont que quelques uns des noms vulgaires donnés à cette espèce. Cette multitude de noms explique en partie les différentes confusions possibles dans l'identification des plantes du genre Origanum. Ainsi, la distinction entre l'origan et la marjolaine n'est pas toujours clairement définie, que ce soit dans la littérature ou même dans la pratique commerciale. (Rameau et al., 2009 ; Origanum vulgare Provençal Languedocien Corse Italien Catalan Espagnol Anglais Allemand Portugais Majorana fèra, Menugueta, Origan Majorana sauvatja, Menugueta, Origan, Tè sauvatge Carnepula, Rega Origano commune Mocaduix, Orega, Orenga, Majorana Orégano Common marjoram, Oregano Dost, Wohlgemuthe,Origano Ourégão 14 Tableau 1 : Noms communs donnés à l'espèce Origanum vulgare L. dans différentes langues officielles nationales et régionales. (d'après Rameau et al., 2009 ; Arvy et Gallouin, 2003) L'espèce Origanum vulgare comporte six sous-espèces : -Origanum vulgare ssp. hirtum ; -Origanum vulgare ssp. virens ; -Origanum vulgare ssp. vulgare ; -Origanum vulgare ssp. gracile ; -Origanum vulgare ssp. viride ; -et Origanum vulgare ssp. glandulosum. Cependant, dans la pharmacopée européenne, on retrouve sous le terme d'origan la sousespèce Origanum vulgare ssp. vulgare ou encore l'espèce Origanum onites (Kintzios, 2002 ; Pharmacopée Européenne, 2011). 15 I-2-Utilisations des plantes du genre Origanum L. au cours de l'histoire Les herbes aromatiques accompagnent l'homme depuis des temps très anciens. Elles ont su trouver leur place dans les domaines de l'alimentation, de la médecine ou encore au sein des religions, tout en conservant leur caractère originel. En effet, leur utilisation n'a que très peu changé au cours des temps. (Goust, 1999) Il est également important de préciser que dans l'histoire de ce genre, il est difficile de distinguer l'origan de la marjolaine. En effet, beaucoup d'auteurs utilisaient le nom de marjolaine pour décrire à la fois l'espèce Origanum vulgare et Origanum majorana. Les similarités physiques et la difficulté d'identification de ces espèces ont souvent été un problème, dans l'histoire et même plus récemment. (Meyers, 2005) I-2-1-Caractères légendaires, sacrés et mythiques I Origines légendaires Il existe plusieurs légendes concernant l'origine des origans. Selon la première légende, l origan serait né à Chypre, où un serviteur du roi, Amaracus, aurait renversé un vase rempli de parfums précieux. Celui-ci, craignant la colère du monarque, se serait caché, plein de regrets. Pour le punir de sa faute, les dieux l auraient alors transformé en une plante aromatique, baptisée amaracon par les grecs, et appartenant au genre Origanum. (Goust, 1999) Une seconde version fait d'amaracus un prince de Chypre passionné de parfums, et qui fut transformé en plante aromatique par les dieux, après être mort de douleur en renversant un vase de parfum. (Poiret, 1827). 16 Figure 2 : Vase à parfum de la période du Bronze Moyen ( ) (Goust, 1999) Enfin, l'origan aurait été planté dans une fissure de montagne par la déesse Aphrodite. I Usages sacrés Le caractère sacré et légendaire de l'origan, aux vertus purificatrices, se retrouve dans plusieurs religions. (Goust, 1999) La religion hindouiste consacre ainsi l'origan à Krishna, divinité la plus vénérée d'inde. En ce qui concerne la bible, on trouve mention dans l'exode de l'êzôb, célèbre «hysope», plante médicinale aux vertus purifiantes, qui se trouverait être une plante du genre Origanum. Une étude comparative des usages traditionnels des plantes de type origan de la région méditerranéenne a établi que l'hysope cité dans la bible serait un chémotype carvacrol d'origanum syriacum L.. Cette plante aux vertus curatives dans les traitements hypoglycémiants, et utilisée comme médicament ou comme condiment, faisait partie à cette époque de rites de purification. Après la destruction du temple de Jérusalem, l'usage rituel de l'hysope cessa.(goust, 1999 ; Kintzios, 2002) L'origan, placé dans le jardin ou dans la maison, ou porté sur soi, notamment sous forme d'amulettes magiques, était également censé protéger du diable. ( Meyers, 2005) 17 I Usages populaires Les herbes aromatiques sont donc sujettes à de nombreux usages populaires. Depuis les temps les plus anciens, l origan tient ainsi une place importante dans les coutumes liées à la vie amoureuse. Ainsi, dans l antiquité, la marjolaine et l'origan, aux arômes similaires, étaient le symbole de l amour, du bonheur, de l'honneur, du bien-être et de la paix. A cette époque, elle parait les jeunes époux grecs ou latins le jour de leurs noces. (Wilson, 2007) De même, un bouquet d'origan ou de marjolaine était offert à l'être désiré au printemps suivant la cueillette, et mieux le 14 février, afin que celui-ci tombe dans vos bras quelques jours plus tard. (Goust, 1999) Outre les rites de mariage, cette plante accompagne également le deuil. Les égyptiens embaumaient ainsi leurs morts avec un mélange de marjolaine et d origan, ce qui devait apaiser les dieux et assurer la paix aux défunts. (Wilson, 2007) Plus tard, le fait de planter de l'origan sur la tombe d'un défunt était un moyen d'assurer à celui-ci de reposer en paix. En Grèce, si l'origan poussait cette fois de manière spontané sur une tombe, cela présageait une vie heureuse après la mort. ( Meyers, 2005) Un autre usage populaire faisait de l'origan et de la marjolaine des plantes capables d'attirer la richesse si placées dans de petits sachets. ( Meyers, 2005) Enfin, en Italie, l'origan symbolise le signe zodiacal des gémeaux. (Ducourthial, 2003) I-2-2-Utilisations thérapeutiques 18 I L'Antiquité On trouve trace de l'origan dans des écrits très anciens. Ainsi, les premiers auteurs de grands ouvrages que sont Théophraste, Dioscoride, Pline ou encore Galien, ont tous mentionnés des plantes du genre Origanum. ( Meyers, 2005) Ainsi, au III ème siècle, les grecs possèdent plusieurs termes pour désigner l origan : - Tragoriganum : l origan de bouc, qui porte son nom du fait de son odeur, ou encore parce que cette plante était très appréciée des boucs ; - Heraclium : l origan d Hercule, qui dit-on, aurait été découvert par Hercule ; -et Onitis = l origan d âne. (Maire, 2007) De même, dans l'antiquité, l'utilisation d'origan était fréquente dans des préparations. Pline l'ancien recommandait l'origan pour les morsures de scorpions et d'araignées. Dioscoride en faisait la même utilisation. Ainsi, une préparation à base d origan broyé dans du vin blanc était utilisée comme contrepoison dans cette indication. De même, selon Aristote, une tortue ayant mangé un serpent, mangerait de l'origan comme dessert immédiat, d'où la réputation de l'origan pour être un antidote efficace aux morsures de serpent. D'autres feront plus tard la même observation, comme par exemple Ambroise Paré ( ). (Maire, 2007 ; Fleurentin, 2007 ; Kintzios, 2002 ; Debuigne, 1974) Dioscoride l'utilisait dans la médecine grecque pour soulager les douleurs iliaques. Il disait même de cette plante qu'elle était un des meilleurs remèdes pour les personnes ayant perdu l'appétit, grâce à son pouvoir apéritif remarquable et à sa capacité à facilité la digestion et à stimuler les estomacs paresseux. (Fleurentin, 2007 ; Debuigne, 1974) Ces même préparations étaient également utilisées dans les problèmes d indigestions, dont les symptômes étaient une douleur au niveau du plexus accompagnée d une respiration difficile. A savoir que la digestion était alors considérée comme un processus où les aliments étaient cuits au niveau interne. A cette même époque, les crampes d estomac étaient calmées en buvant de l eau chaude avec de l origan.(maire, 2007) 19 En cas de luxation ou de contusions, une préparation d origan broyé dans de l huile et du vinaigre était déposée sur une laine fraîchement tondue et grasse. (Maire, 2007) Les égyptiens utilisaient déjà l'origan en tant que désinfectant, conservateur et plante médicinale. Les romains, eux, utilisaient l'origan séché dans des sachets pour protéger les vêtements des mythes et autres insectes. (Meyers, 2005) I Le Moyen-Âge A l époque de Charlemagne et aux siècles suivants, les épices tenaient un rôle très important dans les recettes thérapeutiques, tout comme dans l économie. L origan était alors classé comme une plante chaude et domestique, ce qui faisait d elle un ennemi des venins de scorpions ou de serpents. (Girre, 1997) Selon Rhazès, savant persan des années 800, l'origan possède les propriétés d'exciter l'appétit, d'aider à la digestion, de calmer les coliques, de débarrasser l'estomac et l'intestin des tumeurs en excès, d'expulser les selles et de faire couler l'urine et les règles. (Fleurentin, 2007) Au Moyen-Âge, l'origan était dénommé sa'ter par Ibn al-baytar, médecin et botaniste arabe. L'origan est alors réputé pour combattre les pesanteurs causées par l'humidité, pour être carminative, pour la digestion des aliments grossiers, ainsi que pour faire couler urines et règles, (Goust, 1999) Sainte Hildegarde ( ) affirmait quant à elle que toucher l'origan ou en manger donnait la lèpre. Cependant, elle disait également que les lépreux en consommant en guérissaient! (Goust, 1999) L'origan vulgaire est également cité pour une prise en continu, afin de ralentir la progression de la cataracte. (Fleurentin, 2007) 20 I L Époque Moderne On retrouve également la présence de l'origan, dans la composition originale du vinaigre des quatre voleurs. Il trouve son origine à Toulouse lors de la grande peste de 1628 à 1631, où quatre voleurs fu
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