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Les Polyphénols de grenade

Polyphénols de grenade

 Les fruits du Grenadier (Punica granatum L., Pomegranate tree en anglais) ainsi que ses graines, son écorce et ses fleurs sont utilisés depuis des milliers d’années pour leurs propriétés médicinales au Moyen-Orient, en Asie et en Amérique Latine, régions dont cet arbuste est originaire. Utilisé historiquement pour soigner les maladies gastro-intestinales et les affections parasitaires, la grenade attire depuis quelques années l’attention des scientifiques en tant qu’agent protecteur contre les maladies cardio-vasculaires et le cancer.
L’extrait de grenade possède en effet de fortes capacités antioxydantes et anti-inflammatoires liées à la présence d’anthocyanes, de tanins ellagiques et de tannins hydrolysables.[1]
Activité antioxydante
Après étude spectrophotométrique du jus de grenade, du vin rouge, du jus de myrtille, du jus de cranberry, du jus d’orange et du thé vert, on constate que le jus de grenade possède la plus forte capacité de destruction des radicaux libres. Le jus de grenade est le plus efficace pour diminuer l’oxydation des LDL et inhiber le stress oxydatif cellulaire dans les macrophages.[5]
Les jus de grenade du commerce ont une activité antioxydante (18-20 TEAC) trois fois supérieure à celle du vin rouge et du thé vert (6-8 TEAC). L’activité antioxydante est plus élevée dans les jus du commerce élaborés à partir de fruits entiers que dans les jus expérimentaux obtenus uniquement à partir des arilles de grenade (12-14 TEAC). Des analyses par HPLC montrent que les jus du commerce contiennent le tanin punicalagine à hauteur de 1500-1900mg/L alors que seules des traces de cette molécules sont décelées dans les jus mis au point en laboratoire. Le procédé industriel de fabrication du jus de grenade permet l’extraction de tanins hydrosolubles contenus dans la peau du fruit, ce qui pourrait expliquer la plus forte activité antioxydante des jus du commerce.[8]
Dans une étude visant à évaluer l’activité antioxydante totale de certains aliments par une méthode in vitro mettant en jeu la mesure de l’oxydation de l’acide linoléique par fluorométrie, la poudre de peau de grenade a montré l’activité antioxydante la plus forte : à une concentration de 60ppm, cette poudre réduit la peroxidation lipidique de 65% in vitro.[10]
Action préventive des maladies cardiovasculaires
Il est supposé que l’activité protectrice des polyphénols apportés par l’alimentation contre les maladies cardio-vasculaires est due à leur capacité à inhiber l’oxydation des LDL, la formation des macrophages et l’athérosclérose [3].
Inhibition de l’oxydation des LDL
Les polyphénols de jus de grenade protègent les LDL contre l’oxydation à médiation cellulaire via deux mécanismes qui mettent en jeu une interaction directe des polyphénols avec la lipoprotéine et/ou une action indirecte liée à l’accumulation des polyphénols dans les macrophages artériels. Il a ainsi été démontré que les polyphénols de grenade inhibent l’oxydation des LDL en détruisant les espèces réactives de l’oxygène et de l’azote. Par ailleurs, les polyphénols de grenade augmentent l’activité paraoxonase sérique ce qui entraîne l’hydrolyse des peroxydes lipidiques dans les lipoprotéines oxydées et dans les lésions athérosclérotiques. Ces propriétés antioxydantes et anti-athérogènes des polyphénols de grenade ont été démontrés in vitro ainsi que in vivo chez l’être humain et chez la souris athérosclérotique déficiente en apolipoprotéine E. [3]
Etudes in vitro
L’athérosclérose est favorisée dans les segments artériels exposés à des écoulements turbulents. Les contraintes de cisaillement augmentent l’expression des gènes sensibles à l’oxydation dans l’endothélium. Il semble que certains antioxydants polyphénoliques peuvent contribuer à la réduction du stress oxydatif et de l’athérogenèse. Une étude par de Nigris et al. montre que le concentré de jus de grenade réduit l’activation de gènes sensibles à l’oxydation (ELK-1 et p-JUN) et augmente l’expression de l’oxyde nitrique synthase endothéliale dans des cultures cellulaires d’endothélium d’artère coronaire humaine exposées à une contrainte de cisaillement élevée in vitro. Le jus de grenade peut donc avoir un intérêt dans la prévention ou le traitement de l’athérosclérose.[7]
Etudes chez l’animal
Le concentré de jus de grenade réduit l’activation de gènes sensibles à l’oxydation (ELK-1 et p-JUN) et augmente l’expression de l’oxyde nitrique synthase endothéliale dans les zones prédisposées à l’athérosclérose chez des souris hypercholestérolémiques. De plus, l’administration orale de jus de grenade à des souris hypercholestérolémiques à différents stages de la maladie a réduit de manière significative la progression de l’athérosclérose. L’administration chronique de jus de grenade peut donc contrer les effets proathérogènes des contraintes de cisaillement.[7]
Etudes cliniques
Une étude de Aviram et al. portant sur dix sujets athérosclérotiques présentant une sténose de l’artère carotide et supplémentés en jus de grenade pendant 1 an montre que la consommation de jus de grenade est associée à une diminution significative de l’épaisseur de l’intima-media carotidienne, jusqu’à 30%, alors que dans le groupe témoin l’épaisseur de l’intima-media carotidienne augmente de 9% sur la même période. De plus, les patients consommant du jus de grenade pendant 1 an présentent une diminution de 21% de leur pression artérielle systolique. Ces effets bénéfiques du jus de grenade sont probablement dus aux propriétés antioxydantes des polyphénols du jus de grenade.[4]
Action sur le métabolisme des eïcosanoïdes
L’efficacité des flavonoïdes contre les maladies cardiovasculaires est liée à plusieurs mécanismes. L’un d’entre eux pourrait être l’altération de la synthèse des eïcosanoïdes. Une étude menée par Polagruto et al. montre que des cellules d’endothélium aortique humain exposée à du jus de grenade synthétisent plus de prostacycline. De plus, in vivo, la consommation de jus de grenade (6-9 mL/kg) entraîne un allongement du temps de coagulation mais ne modifie pas la concentration plasmatique en prostacycline.[16]
Action sur la dysfonction érectile     
Une étude a été réalisée chez des lapins souffrant de dysfonction érectile d’origine vasculaire avec, entre autres, les symptômes suivants : diminution de la circulation sanguine dans les corps caverneux, dysfonction érectile, moindre relâchement des muscles lisses, fibrose caverneuse diffuse, augmentation des taux de produits d’oxydation. La consommation de jus de grenade sur une longue durée permet d’augmenter la circulation sanguine dans les corps caverneux, d’améliorer la réponse érectile et le relâchement des muscles lisses aussi bien chez les animaux souffrants de dysfonction érectile que chez les animaux témoins. De plus, la consommation de jus de grenade a permis la prévention de la fibrose des tissus érectiles chez les animaux atteints de dysfonction érectile.[5]
Action anticancéreuse
Etudes in vitro
Les cellules cancéreuses ont la capacité de redevenir des cellules saines par un processus appelé différenciation. Les flavonoïdes peuvent induire cette différenciation avec une toxicité plus faible que les rétinoïdes, ce qui les rend intéressant pour le traitement de la leucémie, mais aussi des cancers du sein ou de la prostate. Ainsi, les fractions riches en polyphénols de grenade ont une activité anti-proliférative, anti-invasive, anti-eïcosanoïde, anti-angiogène et pro-apoptose sur des cellules cancéreuses de sein et de prostate. Une étude réalisée sur des promyélocytes humainsde leucémie (HL-60) montre que des extraits riches en flavonoïdes obtenus l’un à partir de jus de grenade fermenté et l’autre à partir de péricarpe de grenade sont fortement promoteurs de différenciation alors que l’extrait de jus de grenade frais a un effet plutôt faible. Les extraits de grenade ont aussi une action inhibitrice de la prolifération des cellules cancéreuses, les extraits de jus fermenté et de peau de grenade étant plus efficaces.[9]
Quatre espèces chimiques pures toutes présentes dans la grenade, l’acide ellagique, l’acide caféique, la lutéoline et l’acide punicique, ont été testé en tant qu’inhibiteurs de la croissance in vitro de cellules cancéreuses humaines de prostate (PC-3). Chaque molécule (4µg/mL) inhibe de manière significative la prolifération des cellules cancéreuses et lorsque l’acide caféique, l’acide pucinique et la lutéoline sont utilisés en combinaison au mêmes concentrations une inhibition supplémentaire est observée.[11]
Seeram et al. ont par ailleurs montré que les différents antioxydants du jus de grenade agissent de manière synergique puisque le jus de grenade a une activité antioxydante plus élevée qu’un extrait de tanins de grenade totaux seul, que la punicalagine seule et que l’acide ellagique seul. Ainsi le jus de grenade a la plus forte activité antiproliférative sur des lignées cellulaires de cancer du colon (inhibition de 30 à 100%).[18]
Etudes chez l’animal
Chez la souris CD-1, l’application d’extrait de grenade riche en anthocyanes, tanins ellagiques et en tannins hydrolysables directement sur la peau induit une réduction substantielle de l’incidence des tumeurs de la peau. Ainsi au bout de 16 semaines, 100% des souris traitées au TPA (12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate) développent des tumeurs alors que seulement 30% des souris pré-traitées à l’extrait de grenade en développent. L’application d’extrait de grenade avant traitement au TPA allonge de manière significative la période de latence de 9 à 14 semaines.Les molécules actives responsables de l’inhibition de plusieurs biomarqueurs de la promotion des tumeurs induites par le TPA ne sont pas encore identifiées.[1]
Action neuroprotectrice
Il est récemment apparu que la supplémentation en aliments riches en polyphénols a un effet neuroprotecteur chez les animaux adultes utilisés comme modèles de cas d’ischemie et de maladie d’Alzheimer. Une expérience a été réalisée sur des souriceaux nouveau-nés dont la mère avait ingéré depuis le début du troisième trimestre de gestation et pendant la période d’allaitement de l’eau de boisson additionnée de jus de grenade. Les lésions du cerveau provoquées de manière artificielle et examinées au niveau histologique et biochimique montrent que les souriceaux ayant reçu du jus de grenade présentent une perte de tissu cérébral significativement réduite, d’autant plus que la dose administrée est élevée. L’acide ellagique a été détecté dans le plasma des souriceaux traités mais pas chez les souriceaux témoins. Sa présence pourrait donc être liée à l’effet neuroprotecteur obtenu chez les nouveaux-nés par supplémentation maternelle en jus de grenade.[12]
Action cicatrisante
Comparé à un produit topique antibactérien du commerce, une préparation à base d’extrait de peau de grenade (44% de composés phénoliques) à 5% permet une bonne cicatrisation, nettement visible par examen histopathologique des blessures des rats Wistar utilisés. Au bout de 10 jours, les rats traités au gel à l’extrait de peau de grenade sont guéris alors que 16 à 18 jours sont nécessaires à la cicatrisation des rats témoins. Les analyses par HPLC montrent que les composants majoritaires de l’extrait sont la catéchine et l’acide gallique, molécules qui pourraient donc avoir un intérêt dermatologique.[13]
Action anti-ulcère
L’extrait de peau de grenade possède une activité inhibitrice des ulcères de l’estomac induits par l’aspirine et l’éthanol grâce à ses propriétés antioxydantes. Pour des doses de 250 et 500 mg/kg d’extrait de grenade à 70%, le pourcentage d’inhibition s’élève respectivement à 22,37 et 74,21 pour les ulcères induits par l’aspirine et à 21,95 et 63,41 pour ceux induits par l’éthanol. Chez les animaux traités, les taux in vivo d’antioxydants tels que la superoxyde dismutase, la catalase, le glutathion et la gluthation-peroxydase ont été augmentés pour atteindre des valeurs proches de la normale. Le taux de peroxydation lipidique des tissus est diminué chez les animaux traités par rapport au groupe témoin. De plus, alors que l’estomac des animaux témoins montre une érosion sévère de la muqueuse gastrique, des oedèmes sous-muqueux et une infiltration par les neutrophiles, celui des animaux traités à l’extrait de peau de grenade ne montre aucun de ces symptômes.[2]
Action anti-microbienne
En l’absence de vaccin contre le SIDA, les microbicides topiques susceptibles de bloquer la transmission du virus pourraient s’avérer très utiles. Le jus de grenade contient des inhibiteurs d’entrée du HIV-1 qui peuvent être isolés par adsorption sur de l’amidon de maïs. L’étude de ce complexe montre qu’il bloque la liaison du virus avec certains récepteurs cellulaires. L’extrait de grenade pourrait donc être utilisé pour la production d’un microbicide efficace et bon marché.[14]
Toxicité des polyphénols de grenade
Il a été dit que la punicalagine, tanin ellagiquehydrosoluble et polyphénol antioxydant très abondant dans le jus de grenade (≥ 2 g/L), était toxique pour le bétail. Une étude a donc été réalisée sur des rats Sprague-Dawley pour évaluer la toxicité potentielle de ce composé via un régime enrichi en punicalagine à hauteur de 6% administré sur une période de 37 jours. La quantité d’aliments ingérés, l’index d’utilisation alimentaire et le taux de croissance sont plus faibles chez les rats traités durant les 15 premiers jours sans effet adverse significatif. Cela pourrait être dû à la plus faible valeur nutritionnelle de la ration enrichie en punicalagine ainsi qu’à sa moindre appétence. Aucune différence significative n’a été observée lors des analyses de sang sauf pour l’urée et les triglycérides qui sont restés à des valeurs faibles durant toute l’expérience. L’analyse histopathologique du foie et des reins a confirmé l’absence de toxicité.[6]
Biodisponibilité des polyphénols de grenade
Des scientifiques ont recréé in vitro les conditions physiologiques de l’estomac et de l’intestin grêle pour étudier les conditions de libération des anthocyanes, de la vitamine C et des phénols totaux contenus dans le jus de grenade ainsi que les transformations subies pendant la digestion. D’après cette étude de Perez-Vicente et al., il apparaît que les composés phénoliques de la grenade sont biodisponibles en proportion assez élevées (29%). Cependant, à cause du pH, les anthocyanes seraient pour la plupart transformés et/ou dégradées (97%) tout comme la vitamine C (>95%).[15]
Dans une autre étude menée par Seeram et al., une analyse de sang a été effectuée chez un sujet ayant consommé 180 mL de jus de grenade contenant 25 mg d’acide ellagique et 318 mg de tanins ellagiques hydrolysables (majoritairement des punicalagines). Une concentration plasmatique maximale d’acide ellagique de 31,9 ng/mL est détectée 1h après ingestion du jus et au bout de 4h il n’y en a plus trace.[17]
Utilisation dans l’industrie agroalimentaire
L’industrie agro-alimentaire et en particulier l’industrie des boissons s’intéresse de près à la grenade, avant tout pour son côté exotique et son goût nouveau. Le jus Pomegreat commercialisé depuis quelques années en Grande-Bretagne (mélange de grenade, aronie et autres fruits rouges) s’est ainsi imposé avant grâce à son goût agréable.
Utilisation dans l’industrie cosmétique
Les puissantes propriétés antioxydantes de la grenade en font un ingrédient de choix pour la cosmétique, en particulier dans les produits dermatologiques visant à protéger la peau du cancer. Afaq et al. ont en effet montré une action inhibitrice de l’extrait de grenade sur le cancer de la peau chez la souris [1]. Par ailleurs, l’extrait de grenade est déjà incorporé dans plusieurs lignes de produits cosmétiques qui exploitent son parfum, ses propriétés hydratantes et adoucissantes ainsi que ses effets raffermissants (crèmes anti-cellulite) .
Conclusion
La grenade est l’un des végétaux les plus riches en antioxydants (polyphénols solubles, tanins, anthocyanes) qui détruisent les espèces réactives et aident à protéger l’ADN contre diverses dégradations à l’origine de nombreuses pathologies sévères comme les maladies cardio-vasculaires et le cancer.
La grenade, nommé ingrédient de l’année en 2004 par la société d’études de marché Mintel, est de plus en plus fréquemment étudiée et incorporée dans des produits alimentaires et cosmétiques à cause de ses propriétés bénéfiques pour la santé : fortes teneurs en potassium, vitamine C et composés antioxydants. Très apprécié dans le monde anglo-saxon pour son goût, le jus à base de grenade Pomegreat, soutenu par l’association Heart UK, a ainsi vu ses ventes augmenter de 300% depuis début 2005 en Grande-Bretagne.
Références
1. Afaq F. et al., Anthocyanin- and hydrolysable tannin-rich pomegranate fruit extract modulates MAPK and NF-kappaB pathways and inhibits skin tumorigenesis in CD-1 mice. Int J Cancer 2005 Jan 20;113(3):423-33.
2. Ajaikumar KB. Et al., The inhibition of astric mucosal injury by Punica granatum L. (pomegranate) methanolic extract. J Ethnopharmacol. 2005 Jan 4;96(1-2):171-6.
3. Aviram M. et al., Pomegranate juice flavonoids inhibit low-density lipoprotein oxidation and cardiovascular diseases : studies in atherosclerotic mice and in humans. Drugs Exp Clin Res. 2002;28(2-3):49-62.
4. Aviram M. et al., Pomegranate juice consumption for 3 years by patients with carotid artery stenosis reduces common carotid intima-media thickness, blood pressure and LDL oxidation. Clin Nutr. 2004 Jun;23(3):423-33
5. Azadzoi KM. et al., Oxidative stress in arteriogenic erectile dysfunction: prophylactic role of antioxidants. J Urol. 2005 Jul;174(1):386-93.
6. Cerda B. et al., Repeated oral administration of high doses of the pomegranate ellagitannin punicalagin to rats for 37 days is not toxic. J Agric Food Chem. 2003 May 21;51(11):3493-501.
7. de Nigris F. et al., Beneficial effects of pomegranate juice on oxidation-sensitive genes and endothelial nitric oxide synthase activity at sites of perturbed shear stress. Proc Natl Acad Sci. USA. 2005 Mar 29;102(13):4896-901. Epub 2005 Mar 21.
8. Gil MI. et al., Antioxidant activity of pomegranate juice and its relationship with phenolic composition and processing. J Agric Food Chem. 2000 Oct;48(10):4581-9.
9. Kawaii S. et al., Differenciation-promoting activity of pomegranate (Punica granatum) fruit extracts in HL-60 human promyelocytic leukaemia cells. J Med Food. 2004 Spring;7(1):13-8.
10. Kelawala NS. et al., Antioxidant activity of selected foodstuffs. Int J Food Sci Nutr. 2004 Sep;55(6): 511‑6.
11. Lansky EP. et al., Pomegranate (Punica granatum) pure chemicals show possible synergistic inhibition of human PC-3 prostate cancer cell invasion across Matrigel. Invest New Drugs. 2005 Aug;23(4):379.
12. Loren DJ. et al., Maternal dietary supplementation with pomegranate juice is neuroprotective in an animal model of neonatal hypoxic-ischemic brain injury. Pediatr. Res. 2005 Jun;57(6):858-64. Epub 2005 Mar.
13. Murphy KN. et al., Study on wound healing activity of Punica granatum peel. J Med Food. 2004 Summer;7(2):256-9.
14. Neurath AR. et al., Punica granatum (Pomegranate) juice provides an HIV-1 entry inhibitor and candidate topical microbicide. BMC Infect Dis. 2004 Oct 14;4:41.
15. Perez-Vicente A. et al., In vitro gastrointestinal digestion study of pomegranate juice phenolic compounds, anthocyanins, and vitaminC. J Agric Food Chem. 2002 Apr 10;50(8):2308-12.
16. Polagruto JA. et al., Effects of flavonoid-rich beverages on prostacyclin synthesis in humans and human aortic endothelial cells: association with ex vivo platelet function. J Med Food. 2003 Winter;6(4):301-8.
17. Seeram NP. Et al., Bioavailability of ellagic acid in human plasma after consumption of ellagitannins from pomegranate (Punica granatum L.) juice. Clin Chim Acta. 2004 Oct;348(1-2):63-8.
18. Seeram NP. Et al. In vitro antiproliferative, apoptotic and antioxidant activities of punicalagin, ellagic acid and a total pomegranate tannin extract are enhanced in combination with other polyphenols as found in pomegranate juice. J Nutr Biochem. 2005 Jun;16(6):360-7.