La sanguinarine peut-elle être utilisée en nutrition animale ?

Les alcaloïdes sont une sorte de phytochimique naturel dérivé de micro-organismes, de plantes et d'animaux. Contenant 1 atome d'azote (récepteur de proton) et 1 ou plusieurs ions racine d'imine (donneur de proton), les alcaloïdes sont faciles à former des liaisons hydrogène avec des protéines, des enzymes et des récepteurs, et ont des effets biologiques uniques.

La sanguinarine (C20H15O5N) est un type d'alcaloïde phénylphénanthine isoquinoline, que l'on trouve principalement dans la plante sanguinaire Sanguinaria Canadensis, Argemone mexicana, le pavot épineux mexicain, Chelidonium majus, Macleaya cordata et Poppy fumaria (Fumariaceae). Son activité chimique est basée sur la nucléophilie de son groupe imine et peut être impliquée dans le piégeage des oxydants et/ou l'inhibition de l'oxydase. Il a été démontré que la sanguinarine possède des effets antibactériens, antioxydants et anti-inflammatoires et est également utilisée pour contrôler la schistosomiase. En outre, elle peut être développée comme agent pour la gestion du cancer de la prostate. Le extrait d'alcaloïdes est largement utilisé dans les médicaments, les biopesticides, les médicaments vétérinaires et d'autres produits, en particulier en tant que pesticides d'origine végétale en raison de sa dégradation facile, de sa faible pollution et de sa résistance.

Actuellement, la sanguinarine a été utilisée dans les cliniques humaines et animales. En Chine, la sanguinarine a été utilisée comme additif alimentaire pour remplacer les antibiotiques chez les porcs crus et l'élevage de volailles. Cet article présentera les principales fonctions et mécanismes biologiques de la sanguinarine et son application en nutrition animale.

Fonctions biologiques de la sanguinarine

Antibactérien

Dans les tests antibactériens, la sanguinarine a montré une activité antibactérienne soutenue. L'érythrorhizine et ses dérivés ont montré une forte perméabilité cellulaire et une résistance à Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella gallinae, Klebsiella, Mycobacterium foreskin et Candida albicans à la concentration minimale inhibitrice (CMI) de 6.25 μg/mL. D'autres études ont rapporté que la CMI était de 1.6 à 6.3 μg/mL, et la sanguinarine a montré un effet inhibiteur sur les bactéries gram-positives. Dans l'application clinique humaine, les alcaloïdes phenphénidines sont souvent utilisés pour traiter les maladies parodontales. Les dentifrices et les bains de bouche à effet antibactérien contiennent généralement une concentration de 0.3 % de chlorure de sanguinarine soluble dans l'eau. De plus, la sanguinarine inhibe également efficacement la production de sulfures volatils qui causent la mauvaise haleine. De plus, la sanguinarine a un effet inhibiteur sur certains champignons, tels que les souches de trichophyton, microspora Canis, Trichophyton floccus et Aspergillus fumigatum. Par rapport à l'auréomycine, la sanguinarine a eu un effet inhibiteur plus fort sur certains agents pathogènes, tels que la salmonelle, Staphylococcus aureus et Escherichia coli, mais a eu moins d'effet inhibiteur sur les probiotiques, tels que Bacillus subtilis. De plus, la sanguinarine a un fort effet de piégeage sur le biofilm des agents pathogènes susmentionnés (tels que la salmonelle, Staphylococcus aureus et Escherichia coli, etc.), ce qui apporte une nouvelle solution à de nombreux problèmes causés par l'abus d'antibiotiques en aquaculture ( comme la résistance aux médicaments, la pollution écologique, etc.).

Des études ont identifié deux mécanismes antibactériens de la sanguinarine, c'est-à-dire qu'elle joue un rôle antibactérien en perturbant le cycle Z et en inhibant la division cellulaire. Plus précisément, il se lie à la protéine Z (FtsZ) sensible à la température filamenteuse de la protéine de division cellulaire bactérienne, qui inhibe la formation de l'anneau Z et induit l'élongation cellulaire sans affecter la réplication de l'ADN et la séparation des bactérioïdes.

Lutte contre l'inflammation

L'inflammation est une réponse défensive des tissus vivants du système vasculaire aux facteurs de blessure, et la sanguinarine a une forte activité anti-inflammatoire. Il a également été démontré que le chlorhydrate d'hémagglutinine inactive directement les phages de type 1017 et T2 agissant sur E. coli. Le facteur nucléaire kappa B (NF-κB) est un régulateur bien connu impliqué dans l'expression de plus de 200 gènes et a été associé à l'activité de nombreuses maladies inflammatoires, dont le cancer. NF-κB existe dans le cytoplasme sous la forme d'un complexe hétérotriplet composé de sous-unités P50, P65 et IκBa à l'état inactif. Lorsqu'elle est activée, la sous-unité IκBa est phosphorylée, ubiquitinée et dégradée séquentiellement pour libérer le complexe hétérodimère P50-P65, qui est transporté dans le noyau. L'inflammation se produit sur la base de la stimulation par d'autres facteurs pro-inflammatoires, tels que le lipopolysaccharide, le facteur de nécrose tumorale (TNF), l'interleukine-1, etc. Les cellules ml-1a de la moelle osseuse humaine ont été traitées avec le facteur de nécrose tumorale pour activer rapidement NF-κB . Ce processus d'activation est complètement inhibé (selon le dosage et le temps de traitement) par l'alcalin, qui n'inhibe pas la liaison de la protéine NF-κB à l'ADN mais inhibe directement la voie conduisant à l'activation de NF-κB (qui inhibe la phosphorylation de la sous-unité IκBa).

Antitumoral

Les propriétés antitumorales de la sanguinarine ont récemment été confirmées par des chercheurs. Les données in vitro ont montré que la concentration de sanguinarine dans la plupart des cas était inférieure à 10 μmol/mL. La sanguinarine induit l'arrêt de la division cellulaire à différents moments ou induit l'apoptose de diverses cellules cancéreuses. Des études cliniques ont également montré que le cancer de la prostate peut être traité en association avec des inhibiteurs de la cyclooxygénase (COX-2) et de la sanguinarine. La sanguinarine a également été développée comme agent pour traiter les lésions causées par l'exposition aux UV, comme le cancer de la peau.

Antioxydation

La sanguinarine a un puissant effet antioxydant, qui peut éliminer efficacement les radicaux libres et protéger les dommages oxydatifs des protéines et les dommages de carbonylation. Il peut également inhiber de manière significative les dommages oxydatifs des lipides et de l'ADN. Il a également été démontré que l'hématoglyphine inhibe le clivage oxydatif induit par le phobolol, dans lequel l'enzyme la plus importante est le complexe nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH) oxydase. La sanguinarine peut exercer sa fonction antioxydante en bloquant l'activité de la NADPH oxydase, suggérant que la sanguinarine est un inhibiteur enzymatique plutôt qu'un piégeur d'oxygène actif. Étant donné que la NADPH oxydase joue un rôle important dans la génération de ROS induite par l'angiotensine Ⅱ, on suppose que la sanguinarine peut inhiber la production de ROS en diminuant l'expression de la NADPH oxydase.

Parasite

Il a été rapporté que la sanguinarine a un bon effet destructeur sur une variété de parasites. La sanguinarine a un bon effet destructeur sur la teigne moyenne du poisson, et le taux de destruction peut atteindre 100 % dans des conditions de laboratoire, et la concentration moyenne efficace (EC50) est de 0.37 mg/L. En outre, la sanguinarine a également pour effet d'anti-plasmodium, de trypanosome, d'amibe et de tuer les leptospires. Il a été rapporté que la sanguinarine a une forte activité anti-schistosome et que la concentration de sanguinarine contre Schistosoma mansoni adulte in vitro est de 10 μmol/L. En outre, une étude SEM a montré que la sanguinarine provoquait une grave érosion et un affaissement de la surface corporelle du ver. Il a été rapporté que le mécanisme de l'effet destructeur d'escargots de la sanguinarine peut être que les changements de la teneur en glycogène du foie et certaines activités enzymatiques importantes causées par la sanguinarine peuvent entraîner des lésions de la fonction hépatique d'oncomelania hupensis. La sanguinarine peut endommager la surface corporelle et l'ultrastructure du dactylogyrus, et également affecter le système enzymatique antioxydant du dactylogyrus et réduire sa capacité antioxydante.

Application de la sanguinarine dans la nutrition et l'alimentation des animaux

Des performances favorisant la croissance

Application de la sanguinarine comme additif alimentaire dans l'alimentation animale et comme substitut aux antibiotiques. La sanguinarine se métabolise en dihydrosanguinarine sans danger potentiel pour le corps, et la dihydrosanguinarine ne se réoxyde pas en sanguinarine dans l'environnement interne. L'utilisation de sanguinarine au lieu d'antibiotiques peut améliorer les performances de croissance des animaux. La sanguinarine alimentaire à 0.75 mg/kg a le meilleur effet sur les porcelets sevrés, augmentant le poids corporel et le gain quotidien tout en diminuant le rapport alimentation/gain. De même, par rapport aux poulets de chair nourris avec le régime de base, le poids corporel final, le gain quotidien moyen et le taux de conversion alimentaire des poulets de chair nourris avec le régime de base complété avec 0.30 et 0.75 mg/kg de sanguinarine ont été significativement améliorés. De plus, par rapport au groupe témoin, la sanguinarine alimentaire a significativement amélioré les performances de croissance des carpes. Le mécanisme possible de la sanguinarine pour améliorer les performances de croissance des animaux est le suivant :

1) La sanguinarine inhibe de manière irréversible l'activité de la décarboxylase des acides aminés L dans le tractus gastro-intestinal, réduit la dégradation des acides aminés aromatiques, améliore l'efficacité d'utilisation du tryptophane et de la phénylalanine dans l'intestin grêle, améliore le taux de rétention des protéines et augmente l'alimentation apport d'animaux nourrissants par la voie tryptophane-hydroxytryptamine, favorisant ainsi la croissance des animaux.

2) Les effets antibactériens et anti-inflammatoires de la sanguinarine peuvent efficacement soulager le stress du sevrage, protéger la santé intestinale et réduire le taux de diarrhée des porcelets sevrés, ce qui peut être la principale raison de l'amélioration des performances de croissance des animaux.

3) Il se peut que la sanguinarine augmente la longueur relative du jéjunum et de l'iléon, réduise le poids relatif du jéjunum et modifie la morphologie intestinale, favorisant ainsi l'absorption efficace des nutriments et améliorant la digestibilité alimentaire, améliorant ainsi les performances de croissance.

4) Il se peut que la fonction antioxydante de la sanguinarine réduise la réponse antioxydante du muscle, diminue le stress oxydatif et améliore les performances de croissance.

Tryptophane alternatif

En plus de certaines propriétés communes aux alcaloïdes, la sanguinarine a certains effets sur le métabolisme du tryptophane. La manière possible dont la sanguinarine peut affecter le métabolisme du tryptophane est qu'ils ont tous une structure cyclique similaire contenant de l'azote, qui peut se lier aux enzymes clés du métabolisme des acides aminés aromatiques. La sanguinarine peut inhiber de manière compétitive l'activité de la tryptophane décarboxylase et réduire le métabolisme du tryptophane. Sur la base d'un régime pauvre en protéines, l'absorption nette des acides aminés totaux et des acides aminés essentiels dans la veine porte peut être augmentée sans supplémentation en tryptophane au lieu de sanguinarine, mais l'absorption nette de l'azote uréique plasmatique dans la veine porte ne peut pas être affectée. De plus, les régimes pauvres en protéines complétés par de la sanguinarine avaient tendance à augmenter la teneur sérique en tryptophane et, dans une certaine mesure, affectaient l'activité de la tryptophane décarboxylase intestinale et diminuaient significativement la teneur en skocyanine. La skocyanine est un produit de dégradation bactérienne du L-tryptophane. La réduction de la teneur en skocyanine peut non seulement améliorer l'environnement d'alimentation des animaux et les performances de croissance, mais également réduire la pollution de l'environnement.

Sécurité

Certains alcaloïdes sont hautement toxiques et il existe de nombreux cas d'empoisonnement humain. La toxicité de la sanguinarine a montré que le taux de mortalité de rats de 100 g injectés avec 2 mg de chlorhydrate de sanguinarine atteignait 100 %. Pendant ce temps, la sanguinarine peut aveugler les yeux des rats albinos. La sanguinarine est également toxique pour certains systèmes enzymatiques. La sanguinarine inhibe l'oxydation du pyruvate, du lactate et du succinate. La toxicité in vivo causée par la sanguinarine peut être protégée par l'injection d'éthylène glycol 15 à 20 min à l'avance, tandis que les dommages au système enzymatique in vitro ne peuvent pas être réparés, mais d'autres dommages peuvent être évités. De plus, un usage excessif (10 mg/kg) d'hémagarine est toxique pour le foie et induit un afflux concentration-dépendant d'ions calcium extracellulaires conduisant à une contracture du myocarde. Cependant, des études ont également montré que la sanguinarine est sans danger chez les animaux lorsqu'elle est prise par voie orale à une dose quotidienne de 5 mg/kg de poids corporel.

Référence:

sciencedirec : Effets sur la santé des alcaloïdes des plantes médicinales africaines