Thème: ANTIDIARRHOEAL, ANTIMICROBIAL AND ANTIOXIDANT PROPERTIES OF TWO CAMEROONIAN MEDICINAL PLANTS: Trilepisium madagascariense DC. LEEUWENBERG (MORACEAE) AND Entada abyssinica STEUD. EX A. RICH (MIMOSACEAE)
Dirigé par: Pr. Kuiate Jules-Roger
Jury
Président : AMVAM ZOLLO Paul-Henri, Professeur, Université de Ngaoundéré
Rapporteur : KUIATE Jules-Roger, Maître de Conférences, Université de Dschang
Membres : FEKAM BOYOM Fabrice, Maître de Conférences, Université de Yaoundé I
TAPONDJOU A. Léon, Maître de Conférences, Université de Dschang
GATSING Donatien, Chargé de Cours, Université de Dschang
TELEFO PHELIX Bruno, Chargé de Cours, Université de Dschang
Abstract:
Diarrhoea, which is the second leading cause of death in children under five years old and the third killer disease in low income countries, still has a high incidence despite the efforts of many governments and international organisations to curb it. Diarrhoea, especially of microbial origin, enhances oxidative stress through elevated levels of free radicals in blood; a situation that provokes serious deleterious effects in the body.
To contribute in the search for new natural products susceptible to cure diarrhoea and permit the standardisation of phytomedicine, the stem barks of Trilepisium madagascariense and Entada abyssinica, on ethnobotanical basis, were collected in May 2007 in the Menoua Division, West Cameroon and their antidiarrhoeal properties evaluated. Methanol extracts were prepared from the individual plant stem bark powders and a portion was partitioned successively with n-hexane, ethyl acetate and n-butanol. The methanol extracts and fractions were subjected to phytochemical screening tests using standard procedures. The ethyl acetate fractions of both plants which turned out to be the most active were subjected to a series of column chromatography to isolate the active compounds. The antimicrobial properties of crude methanol extracts, fractions and pure compounds from both plants were investigated using the agar-well diffusion and broth microdilution methods. Ciprofloxacin and nystatin served as standard antibacterial and antifungal drugs respectively. The crude methanol extracts (at 100, 200 and 400 mg/kg), fractions (at 80 mg/kg), some of the isolated compounds and reference drugs were separately evaluated for their antidiarrhoeal properties against both castor oil-induced and Shigella-induced diarrhoeal models in Wistar rats. Loperamide and diphenoxilate HCl served as standard drugs (at 2 mg/kg). The antioxidant activity of the crude extracts, fractions and isolated compounds were determined using the DPPH radical scavenging method.
Alkaloids, flavonoids, phenols, saponins, tannins and cardiac glycoside were detected in the crude methanol extracts and some fractions. The column chromatographic fractionation of the ethyl acetate fractions afforded some known compounds [vanillic acid (1) and isoliquiritigenin (2)] from T. madagascariense; and (1R,2R,4aR)-1,2,3,4,4a,7,8,8a-octahydro-1,2,4a-trimethyl-1,5-naphthalenedicarboxylic acid (3), methyl gallate (4) and 1,2,3-trihydroxybenzene (5) from E. abyssinica. The fractionation of the crude methanol extract (MIC range from 12.2 to 1562 µg/ml) enhanced the antimicrobial activity in some fractions (MIC range from 12.2 to 390.6 µg/ml). The isolated compounds showed significant antimicrobial activities that varied slightly among the studied bacteria and fungi with MIC some times lower than those of reference drugs. The most sensitive bacterium was Pseudomonas aeruginosa (MICs of 9.76 µg/ml against methyl gallate) while Candida guillermondi (MIC of 0.01 µg/ml against isoliquiritigenin) was the most sensitive fungus. The crude methanol extracts, some fractions and isolated compounds showed significant antidiarrhoeal activities. Compounds 2 and 4 delayed the onset of diarrhoea induction (179.40 ± 11.65 and 223.33 ± 12.77 min respectively) compared to the saline control (60.80 ± 6.62 min). The purging indices decreased with increase in dose of tested samples. A significant increase in blood cell counts and a significant decrease (p≤0.05) in serum creatinine levels and faecal Shigella load were observed in rats treated with plant extracts with respect to the saline treated controls. The crude extracts, fractions and pure compounds showed antioxidant properties through the scavenging of free DPPH radicals, with a radical scavenging activity-50 (RSa50) of 1.44 µg/ml for compound 4; 3.07 and 5.00 µg/ml for the ethyl acetate fractions; 7.12 and 29.92 µg/ml for the crude methanol extracts of E. abyssinica and T. madagascariense respectively.
The crude methanol extracts, fractions and some of the isolated compounds from both T. madagascariense and E. abyssinica thus showed considerable antimicrobial, antidiarrhoeal and antioxidant activities. The reported activities of these plants, herein presented for the first time, provide clear evidence that the active principles from these plants can serve as indicators for the standardisation of phytomedicine against diarrhoea and other infectious diseases.
Keywords: Antidiarrhoeal; antibacterial; antifungal; antioxidant; isolated compounds; Trilepisium madagascariense; Entada abyssinica
Resume:
La diarrhée qui est la seconde cause de mortalité infantile et la troisième maladie mortelle dans les pays pauvres, a une incidence encore élevée malgré les efforts des pouvoir publics et des organisations internationales pour la contrôler. La diarrhée, surtout d’origine microbienne, accroit le stress oxydatif par un taux élevé des radicaux libres dans le sang; provoquant ainsi de sérieux effets néfastes au sein de l’organisme.
Pour contribuer à la recherche des nouvelles substances susceptibles de soigner la diarrhée et permettant la standardisation des phytomédicaments, les écorces de Trilepisium madagascariense et Entada abyssinica sur la base ethnobotanique ont été récoltés en Mai 2007 dans le Département de la Menoua-Ouest du Cameroun et leurs effets antidiarrhéiques ont été évalués. Les extraits bruts au méthanol ont été préparés à partir des poudres des écorces de ces plantes. Une partie des extraits bruts a été partitionnée successivement avec le n-hexane, l’acétate d’éthyle et le n-butanol. Les extraits bruts et les fractions ont été soumis au criblage phytochimique selon les méthodes standards. Les fractions à l’acétate d’éthyle, qui se sont révélées les plus actives, ont ensuite été soumises à des chromatographies sur colonne successives pour isoler les composés. L’activité antimicrobienne des extraits, fractions et les produits isolés a été évaluée par les méthodes de diffusion sur gélose et de microdilution. La ciprofloxacine et la nystatine ont servi de substances antimicrobiennes de référence pour les bactéries et levures respectivement. Les propriétés antidiarrhéiques des extraits bruts (à 100, 200 et 400 mg/kg), les fractions (à 80 mg/kg) et composés isolés y compris les substances de référence (à 2,5 mg/kg) ont été examinées contre la diarrhée induite par l’huile de castor et celle induite par Shigella flexneri chez les rats Wistar. Les paramètres tels que la période de latence, l’indice diarrhéique, la charge fécale de Shigella et la variation du poids corporel ont été examinés en comparaison avec les effets produits par les substances de référence (loperamide et diphenoxylate HCl) à 2,5 mg/kg. L’activité antioxydante des extraits, fractions et composés vis-à-vis du radical DPPH a été déterminée.
Les alcaloïdes, flavonoïdes, phénols, saponines, tannins et les glycosides cardiaques ont été détectés dans les extraits bruts et certaines fractions. Certains composés pures connus ont été obtenus après le fractionnement et purification des fractions à l’acétate d’éthyle sur colonne de silice: acide vanillique (1) et isoliquiritigenin (2) de T. madagascariense; et acide 1,5-naphthalenedicarboxylique-1,2,3,4,4a,7,8,8a-octahydro-1,2,4a-trimethyl (3), méthyle gallate (4) et 1,2,3-trihydroxybenzene (5) de E. abyssinica. Le fractionnement des extraits bruts au méthanol (CMI variant de 12.2 à 1562 µg/ml) accroit l’activité antimicrobienne dans certaines fractions (CMI variant de 12.2 à 390.6 µg/ml). Les composés isolés ont montré des activités antimicrobiennes significatives et variées contre les bactéries et les levures étudiées avec des CMI quelquefois inférieures à celles des substances de référence. La bactérie la plus sensible a été Pseudomonas aeruginosa (CMI de 9,76 µg/ml pour le methyl gallatte (4) tandis que Candida guillemondi [CMI de 0,01 µg/ml pour l’isoliquiritigenin (2)] a été la levure la plus sensible. Les extraits bruts au méthanol, certaines fractions et composés ont présenté des effets antidiarrhéique significatifs. Les composés 2 et 4 ont augmenté de manière significative (p≤0,05) la période de latence d’induction de la diarrhée (179,40 et 223,33 min respectivement) comparativement au témoin négatif (60,80 min). Les indices diarrhéiques ont été diminués avec l’augmentation des doses des substances tests. Une croissance significative (p≤0,05) des globules sanguins et une baisse significative du taux de la créatinine sérique et de la charge fécale de Shigella ont été observées chez les animaux traités aux extraits des plantes par rapport au témoin négatif. Le test antioxydant a montré que les substances tests possèdent une activité antioxydante significative vis-à-vis du radical DPPH. L’activité antiradicalaire-50 (RSa-50) contre du DPPH libre a été de 1,44 µg/ml pour le composé 4; 3,07 et 5,00 µg/ml pour les fractions à l’acétate d’éthyle; 7,12 et 299,92 µg/ml pour les extraits bruts d’E. abyssinica et de T. madagascariense respectivement.
Les extraits bruts au méthanol, les fractions et certains composés isolés de T. madagascariense et E. abyssinica ont présenté des activités antimicrobiennes, antidiarrhéiques et antioxydants considérables. Les activités de ces plantes, ici reportées pour la première fois, sont des évidences claires que les principes actifs des écorces de ces plantes peuvent être utilisés pour la standardisation des phytomédicaments contre la diarrhee et autres maladies infectiuses.
Mots clés: Antidiarrheique; Antibacterielle; Antifungique; Antioxydant; composés isolés; Trilepisium madagascariense; Entada abyssinica.
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