Introduction Générale Premières Journées Tunisiennes des Technologies Médicales JTTM 1 2005 Encadreur : M : Noureddine Ouerfelli Année Universitaire : 2004 / 2005 Université de Tunis El Manar Institut Supérieur des Technologies Médicales (I.S.T.M.T.) Effets biologiques de la vitamine C et étude de sa dégradation dans les produits naturels et commerciaux Yasser Saaïdi & Moez Methni Troisième Année Biotechnologies Médicales *** TM 3 *** Introduction Générale La vitamine C, « Star » des vitamines, a toujours fait parler d’elle-même quand elle était encore inconnue. Le scorbut, maladie de sa carence, qui frappait tous les voyageurs au long cours, est resté dans l’histoire. Les marins mourraient d’épuisement et d’hémorragies. On s’aperçut ensuite que quelques gouttes de jus de citron protégeaient de cette maladie et on embarqua des agrumes à bord. La vitamine C ne fut isolée qu’en 1928 et les recherches sur cette molécule fascinante commencent montrant ainsi ces différents effets biologiques. La vitamine C étant l’une des plus instables de toutes les vitamines. Chaleur, exposition à l’air et à la lumière et solubilité dans l’eau sont autant de conditions qui nuisent à la teneur en vitamine C. Défintion et structure chimique Pour comprendre la vitamine C, nous avons d’abord besoin d’informations au sujet des vitamines en général. Le terme vitamine provient des mots vital et amine. Les vitamines sont des molécules organiques (contenant du carbone) qui fonctionnent principalement en tant que catalyseur des réactions dans le corps humain. Un catalyseur est une substance permettant une réaction chimique tout en utilisant moins d’énergie et moins de temps qu’il en faudrait dans des conditions normales. Si ces catalyseurs venaient à manquer, comme une carence en vitamines, les fonctions normales du corps seraient altérées et la personne carencée serait plus susceptible de contracter une maladie. Les vitamines sont nécessaires au corps en quantités minuscules (centièmes de gramme la plupart des cas). Il y a des vitamines liposolubles (A, D, E et K) et celles hydrosolubles (C et B). La vitamine C ou l’acide L-ascorbique, star des vitamines, a toujours fait parler d’elle, même quand elle était encore inconnue. C’est effectivement un élément nutritif fascinant et important, nécessaire à la vie humaine. D’un point de vue chimique, l’acide ascorbique est une lactone de l’acide L-cétogulonique. Sa structure dérive de la configuration furanose des oses. Sa formule brute est C6H8O6, son poids moléculaire est de 176.13 et son point de fusion est 190°C. C’est une substance incolore qui tend à jaunir en vieillissant (surtout en atmosphère humide), elle absorbe en U.V à 24 nm. Elle est très soluble dans l’eau (30g dans 100 mL) moins dans l’alcool (3g dans 100mL). Elle est un acide faible (pKa = 4.17). Le corps humain a perdu la faculté de synthétiser l’acide ascorbique et doit ainsi le trouver dans son alimentation. La vitamine C étant l’une des plus instables de toutes les vitamines. Chaleur, exposition à l’air et à la lumière et solubilité dans l’eau, sont autant de conditions qui nuisent à la teneur en vitamine C. La maladie résultant de sa carence est appelée le scorbut. Tableau des sources La vitamine C se trouve irrégulièrement répartie dans les végétaux, elle est abondante dans les végétaux à chlorophylle et caroténoïdes (légumes, salade et fruits frais). Il n’y en a quasiment pas dans les aliments d’origine animale, sauf dans les coquillages et le lait frais. Tableau des besoins L’acide ascorbique n’est pas une vitamine exogène pour toutes les espèces animales. Un accident survenu au cours de l’évolution, a rendu rares espèces dont l’homme dépendantes d’un apport extérieur de cette substance vitale et doivent quotidiennement consommer les fruits et les légumes nécessaires à cet apport vital en vitamine C. Le bébé nourri au sein n’a pas besoin de supplément vitaminique si la maman est convenablement alimentée. Il n’en est pas de même de ceux nourris au lait de vache pauvre en vitamine C. Pasteurisation et ébullition en diminuent encore la faible teneur. Le scorbut de l’enfant ou maladie de Barlow qui se vit chez les nourrissons de 6 mois recevant exclusivement du lait stérilisé, est facilement évité si, à partir de 4 mois, on lui administre quotidiennement un cuillerée à café de jus de citron ou d’orange du fait qu’un apport de 3 à 8 mg de vitamine C par jour fait une prévention efficace contre le scorbut. Teneur (mg) en vitamine C pour 100g de quelques aliments courants Cerises acérola – 1745 Baies d’églantier – 1250 Coriandre (feuilles séchées)–570 Piments rouges crus – 370 Goyaves – 275 Jus de citron (concentré)-230 Piments verts crus – 235 Jus d’orange (concentré) 230 Piments doux crus – 205 Persil frais – 170 Cassis – 160 Pamplemousse concentré -140 Peau d’orange – 135 Paprika – 140 Raifort – 115 Kiwi – 100 Fenouil – 95 Chou-fleur frais cru – 75 Papaye – 80 Choux de Bruxelles (frais et cuit)–70 Brocolis (frais et cuit) – 60 Fraises – 55 Orange – 55 Citron – 55 Jus d’orange frais – 50 Chou frais cuit – 50 Chou–fleur frais cuit – 50 Chou rouge – 50 Cresson – 50 Jus de tomate en conserve – 40 Mangue – 40 Jus de citron frais – 35 Pamplemousse – 35 Foie de veau frit – 35 Groseille – 35 Oignon blanc frais – 30 Asperges fraîches cuites – 30 Foie de bœuf frit – 30 Framboises – 25 Radis – 25 Fruit de la passion – 25 Asperge – 20 Tomates fraîches crues – 20 Epinards frais cuits – 20 Myrtilles – 20 Melon – 20 Pommes de terre au four – 20 Mûre – 15 Soja (pousses) – 15 Pastèque – 10 Abricots – 10 Cerises – 10 Raisin – 6 Prunes - 5 Doses quotidiennes de vitamine C recommandées en France : en mg par jour Nourrissons : 35 Enfants de 1 à 3 ans : Enfants de 4 à 9 ans : 40 - 60 Enfants de 10 à 12 ans : Adolescents de 13 à 19ans : 60-100 40-60 Adolescents de 13 à 19ans: 60-100 Adultes de sexe masculin : 60-110 Adultes de sexe féminin : 60-110 Femmes enceintes : Femmes allaitantes : 70-120 80-130 Dégradation La vitamine C est la plus fragile des vitamines. Elle est soluble dans l’eau, sensible à la chaleur, à la lumière et à l’oxygène de l’air. Une oxydation plus complète, comme la réalise l’oxygène de l’air, altère profondément la structure chimique de la vitamine et détruit irréversiblement son activité physiologique. L’acide ascorbique est soluble dans l’eau. Les solutions aqueuses de vitamine C s’altèrent rapidement au contact de l’air, par oxydation. La chaleur, l’alcalinité ou la neutralité du milieu, les traces de métaux lourds, dont en particulier le cuivre et le fer, activent cette destruction. Dé composition La molécule : c'est une molécule chirale comportant plusieurs groupements fonctionnels. Propriétés oxydoréductrices: L'acide L-ascorbique est un réducteur (antioxydant). Lors de l'oxydation, les deux fonctions énol sont oxydées en cétones. On obtient l’acide déhydro-ascorbique. Rô les Biologiques La vitamine C a plusieurs rôles : anti-oxydant : elle bloque la production des radicaux libres, participe à la formation et à l’entretien collagène (protéine constitutive du tissu conjonctif), participe donc à la bonne santé et à la résistance des structures riches en tissu conjonctif (os, dents, cartilages, ligaments, parois des vaisseaux sanguin), facilite l’absorption du fer alimentaire, participe à la synthèse de plusieurs hormones et neurotransmetteurs importants, augmente l’élimination de métaux lourds toxiques tels que le plomb et le cadmium, participe au mécanisme de défense immunitaire, lutte contre les infections virales et bactériennes, réduit la circulation de l’histamine permettant ainsi de réduire les risques d’allergie et de certains accidents de la grossesse, favorise la synthèse des catécholamines qui jouent un rôle en cas de stress, permet donc de renforcer le tonus et de mieux affronter la fatigue,- intervient dans l’oxydation des acides gras fournissant l’énergie nécessaire aux muscles, contribue à retarder l’apparition de la cataracte, participe également à la prévention des maladies : recycle la vitamine E qui protège les graisses circulantes de l’oxydation et évite donc le dépôt de ces graisses sur les parois des artères, diminue la nocivité du tabac sur les graisses circulantes,favorise l’élimination du cholestérol par la bile. C o n c l u s i o n G é n é r a l e La vitamine C naturelle est (L) alors que la vitamine C synthétique est amphotère (lévogyre et dextrogyre). Or la forme dextrogyre (D) est très peu assimilée par l’organisme. De plus l’isomère (D) est totalement dépourvu d’action vitaminique. Donc la vitamine C synthétique, utilisée comme médicament et parfois additionnée aux jus commerciaux, ne peut proposer qu’un clone mort à l’organisme qui ne pouvant le décoder, soit l’ignorera et l’éliminera (d’où l’inefficacité des faibles doses), soit en sera fortement perturbé (d’où la toxicité des fortes doses). Malgré la décomposition de la vitamine C dans les jus commerciaux est plus lents, les produits naturels, par la préservation de la stéréochimie et des synergies, sont seuls à pouvoir garantir l’activité biologique de la vitamine et son utilisation optimale par l’organisme. C’est là, le seul critère à prendre en compte dans la comparaison.