Lesflavonoïdes (oubioflavonoïdes) sont desmétabolites secondaires desplantes vasculaires, partageant tous une même structure de base formée par deuxcycles aromatiques reliés par trois carbones : C6-C3-C6, chaîne souvent fermée en unhétérocycle oxygéné hexa- ou pentagonal. Certains auteurs, comme Bruneton[1], préfèrent séparer, pour tenir compte de leurs propriétés particulières, les dérivés flavaniques, lesanthocyanosides et lesisoflavonoïdes, et conserver l'appellation de flavonoïdesstricto sensu pour les autres.
Le mot est issu deflavedo, lui-même dérivé du latinflavus, « jaune », et du greceidos, « aspect »[8], décrivant en médecine lesictères et l'aspect jaune en général[9] avant de désigner la couche externe desécorces d'oranges[8] ou de citron[10].
Les flavonoïdes sont largement distribués dans le règne végétal où ils sont présents le plus souvent sous la forme soluble d'hétérosides.Ils sont fréquents chez lesBryophyta (mousses et hépatiques), lesPteridophyta (fougères) et lesGymnospermes (conifères), mais c'est chez lesAngiospermes qu'ils manifestent la plus grande diversité.
Ils interviennent dans lasymbiose entre lesfabacées et lesbactéries du grouperhizobium[11]. Les racines de luzerne relâchent des flavonoïdes qui attirent la bactérieRhizobium meliloti et induisent chez elle les gènes denodulation.
Les flavonoïdes sont des pigments responsables de la coloration des fleurs et des fruits. Ils couvrent une large gamme de couleurs allant du rouge à l'ultraviolet en passant par le jaune. Leur couleur dépend de leur structure mais aussi de l'acidité du milieu (pH). La gamme colorée allant des pigments ivoire à crème vient desflavones etflavonols. Les jaunes à orange viennent deschalcones,aurones ; les rouges et les mauves desanthocyanosides ; les bleus trouvent leurs origines dans les co-pigments flavones-anthocyanosides. L'absorption dans l'ultraviolet produit des motifs perceptibles par les insectes et pouvant les guider vers lenectar[1],[12].
Les pigments colorés des fleurs servent à attirer les insectes pollinisateurs. Ils jouent aussi un rôle dans la protection de la plante contre les UV, ainsi qu'un rôle de défense contre les pathogènes et les insectes ravageurs.
Lesflavones :nobilétine,diosmine,apigénine,wogonine dans le kiwi, le thé vert, l'origan, les épinards, la laitue, le brocoli, la pastèque, les pois, la fleur de camomille, l'orange, le raisin, la citrouille, le pois chiche, le riz brun, le romarin. Pour la nobelitine, voir leshikuwasa.
Lesflavonols :morine,galangine,kaempférol,malvidine dans les petit pois, les pépins de raisin, la pomme, les agrumes, le soja, les oignons, le concombre, les fraises, les tomates.
Lesanthocyanes :cyanidine,hirsutidine,pélargonidine,génistéine dans les baies rouges, violettes et bleues, le raisin rouge, la grenade, la pomme rouge, l'abricot, les haricots noirs, le chou rouge, la carotte violette, l'aubergine, les pommes de terre colorées, les oignons rouges, les radis rouges ou violets, les céréales colorées.
Lesisoflavones :glycitéine,équol,daidzeine, dans le soja, les préparations à base de soja, les légumineuses, le persil, le tofu, les fèves, le trèfle rouge.
Les flavonoïdes présentent un squelette de base à 15 atomes de carbone, fait de deux cycles benzéniques C6 reliés par une chaîne en C3. Le pont à 3 carbones entre les deux phényles forme généralement un troisième cyclepyrone. La distinction des sous-classes se fait en fonction de la conformation de cette structure centrale C. On peut distinguer notamment parmi les flavonoïdes[1],[15] :
leurs hétérosides : nombreux dans les produits alimentaires comme le kaempférol 3-O-glucoside (dans le vin rouge, les framboises, les haricots communs)
les dérivés méthoxylés : rhamnétine
3. les dihydroflavonols ouflavanonols, sans double liaison entre C2 et C3 par rapport aux flavonols
leucopélargonidol (dans la noix de cajou),leucocyanidol (= procyanidol) (dans la cacahouète, la cacao, le raisin) ; guibourtacacidine (dans l'écorce d'Acacia cultriformis). Les proanthocyanidols sont des polymères de 3-flavanols, mais aussi de flavane-3,4--diols, de flavane, et de 5-désoxyflavan-3-ols.
10. lesanthocyanidols (ouanthocyanidines sur le modèle anglais) construites sur le cation flavylium
leurs hétérosides forment la classe desanthocyanes (ou anthocyanosides, ouanthocyanines sur le modèle anglais). Leur manifestation la plus spectaculaire se réalise dans les couleurs des feuilles à l'automne quand leur présence est révélée (ainsi que celle descaroténoïdes) par la disparition de la chlorophylle.
Les polyméthoxyflavonoïdes sont un grand groupe de flavonoïdes dont la charpente carbonée (flavane) est décorée d'un nombre variable de groupes méthoxy. Les polyméthoxyflavonoïdes hydroxylés (groupes hydroxyle et méthoxy) sont spécialement présent dans la peau des fruits du genreCitrus, dans le gingembre noir (Kaempferia parviflora(en)) et certainesArtemisia, ils font l'objet de nombreuses études pour leurs propriétés en santé humaine[17]. Les polymétaflavones sont lacasticine, lasinensétine, lasudachitine, la 3,5,6,7,8,3',4'-heptaméthoxyflavone, la 5,7-diméthoxyflavone, la 5-hydroxy-3,7,3',4'-tétraméthoxyflavone et enfin lanobilétine et latangéritine importants dans l'alimentation. Leur disponibilité dans les principaux agrumes a été publiée en 2022[18].
Classement des flavonoïdes chez Chang-Qing Zhuet al. (2023)[19]
Leshétérosides de flavonoïdes sont en général peu solubles dans l'eau et les alcools. Lesgénines sont, pour la plupart, solubles dans lessolvants organiques apolaires.
L'extraction est réalisée habituellement à l'aide duméthanol ou de mélanges méthanol-eau, parfoisacétonitrile-eau.
Les flavonoïdes ont généralement une faiblebiodisponibilité. Plusieurs facteurs l'expliquent dont la structure chimique et le poids moléculaire, la faible solubilité dans l'eau, l'absorption et le métabolisme dans letractus gastro-intestinal et leur élimination rapide. Leur potentiel thérapeutique et nutritionnel à travers l'alimentation ou le traitement oral s'en trouve considérablement réduit (lorsqu'ils sont consommés avec d'autres aliments, les flavonoïdes peuvent subir une précipitation, une complexation et une dégradation microbienne importantes, ce qui affecte considérablement leur stabilité et leur biodisponibilité[20]). De plus, certains composés sont sensibles à la dégradation lors de l'exposition à l'oxygène, aux changements de température, au rayonnement ultraviolet ou au changement de pH. Les travaux actuels portent sur l'amélioration de leur biodisponibilité. L'encapsulation des flavonoïdes est un moyen efficace d'améliorer leur pharmacocinétique, une étude portugaise (2021) sur la délivrance de flavonoïdes par voie cutanés est encourageante[21].
Flavonoïdes anti-obésité et anti-diabète représentatifs isolés à partir d'écorces d'agrumes (2022)[22]
Les flavonoïdes sont naturellement présents dans les fruits et légumes couramment consommés dans l'alimentation humaine. On retrouve aussi cescomposés bioactifs dans de nombreuses boissons :vin rouge,bière,lait de soja,thé etchocolat noir. Deux études de 2007 et 2010 évaluent l'apport quotidien à 182 mg auRoyaume-Uni[23] et à 190 mg aux États-Unis[24]. En 2022, un inventaire systématique des flavonoïdes présents dans les zestes d'agrume permet aux auteurs d'écrire qu'elles sont sources potentielles de nouveaux médicaments et nutraceutiques contre l'obésité et les maladies métaboliques liées à l'obésité[22].
Les études épidémiologiques suggèrent un effet protecteur des fruits et légumes contre les maladies cardiovasculaires et lecancer, selon des mécanismes (propriétés anti-mutagènes contre lesamines hétérocycliques(en), inhibition desprotéines kinases…). Cependant, laquercétine comme les flavonoïdes de structure voisine, sont cancérogènes selon letest d'Ames, ce qui montre la complexité de ces composés, en raison de leurs interactions avec de nombreuses autres substances masquant les réactions spécifiques[25]. Outre les flavonoïdes, de nombreux constituants de ces fruits et légumes peuvent aussi concourir à expliquer cette association : fibres,vitamines et minéraux,glucosinolates,caroténoïdes, etc. Arts & Hollman[26], après avoir passé en revue les études épidémiologiques relatives aux effets sur la santé de la consommation de flavonoïdes, concluent que« les données à l'heure actuelle suggèrent des effets bénéfiques des flavonoïdes et des lignanes sur les maladies cardiovasculaires mais pas sur le cancer, avec l'exception possible ducancer du poumon. »
Distribution de différents flavonoïdes chez 13 espèces de Citrus. Certains agrumes sont seuls à contenir certains flavonoides (C. hystrix et yukovanol,C. medica etC. mitis des glycosides de flavanone-O-glucoside, d'autres comme le yuzu contiennent tous les types sauf un[27].
Menée à partir de questionnaires auprès de 334 850 femmes âgées de 35 à 70 ans et incluses dans lacohorte EPIC (European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition[28], durée de suivi : 11,5 ans), une étude datée d' montre qu'il n'y a pas de lien entre la consommation de flavonoïdes et delignane et le risque decancer du sein, que l'on prenne en compte ou non lestatut ménopausique et le statut desrécepteurs hormonaux[29]. Dans un synthèse portant sur 3 202 publications sur les flavonoïdes d'agrumes une équipe chinoise montre que le nombre de publications s'accélère d'année en année (80 en 2010, plus de 300 par an en 2023), la Chine a publié le plus grand nombre d'articles. Les auteurs concluent: «Parmi les nombreux flavonoïdes d'agrumes, lanobilétine est un agent anti-angiogénique prometteur avec un grand potentiel pour la prévention et le traitement du cancer»[27].
Effets sur les troubles neurodégénératifs liés à l'âge
La même étude poursuite «En termes de neuroprotection, lanobilétine pourrait améliorer les déficits d'apprentissage et de mémoire, suggérant son potentiel anti-Alzheimer etParkinson. De plus, l'hespéridine et lanaringine pourraient prévenir la dégénérescence desneurones dopaminergiques liée à lamaladie de Parkinson, les dommages oxydatifs et les troubles cognitifs. En bref, les flavonoïdes d'agrumes possèdent une valeur nutritionnelle et médicinale élevée»[27].
Il y a des preuves naissantes que les flavonoïdes ont un effet inhibiteur de l'apoptose neuronale, améliorent la fonction neuronale et induisent la régénération desneurones. La consommation alimentaire de flavonoïdes améliore visiblement lamémoire humaine et les capacités neurocognitives, en quoi le processus de vieillissement neuronal et les maladies neurodégénératives associées sont retardés (2023)[30].
Historiquement, c'est la première propriété reconnue aux flavonoïdes. On les dit « veinotoniques » car on peut montrer qu'ils sont capables de diminuer la perméabilité des capillaires et de renforcer leur résistance. Pour Bruneton[1] :« les revues générales et les synthèses méthodiques avec méta-analyse récentes aboutissent plutôt à constater l'absence ou la faiblesse de preuves de l'effet des flavonoïdes dans le traitement de l'insuffisance veineuse chronique, effet au demeurant de valeur clinique incertaine ». Selon une méta-revueCochrane revue en 2012, des études de qualité modérée suggèrent que les phlébotoniques par voie orale, dont plusieurs à base de flavonoïdes, réduisent lesœdèmes dus à l'insuffisance veineuse par rapport à un placebo, et qu'ils auraient des effets bénéfiques sur les autres troubles trophiques, crampes, agitation des jambes et picotements[31].
La limitation principale de cette activité antioxydante est la faiblebiodisponibilité des flavonoïdes après ingestion d'aliments riches en ces composés. La faible quantité absorbée entre en concurrence avec les autres piégeurs de radicaux libres (α-tocophérol,ascorbates etglutathione) présents dans des concentrations très supérieures[33]. Exception faite dutractus gastro-intestinal et peut-être dusang, l'action potentielle des polyphénols comme piégeurs de radicaux libres n'a probablement aucune signification physiologique dans la plupart des organes[34].
Inhibiteurs enzymatiques. Les flavonoïdes sont,in vitro, des inhibiteurs enzymatiques de :
Les publications sur le sujet sont nombreuses. L'activation des voies antioxydantes produisent un effet anti-inflammatoire. Ils inhibent les sécrétions d'enzymes et de l'acide arachidonique, qui réduit les réactions inflammatoires. La génistéine, l'apigénine, le kaempférol et l'épigallocatéchine 3-gallate modulent l'expression et l'activation d'une cytokine (l'interleukine-1bêta IL-1β), d'un facteur de nécrose tumorale, régulent l'expression génique de nombreuses molécules pro-inflammatoires. Elles présentent un potentiel dans le traitement de maladies inflammatoires de l'intestin, pulmonaire, de l'arthrite, la maladie d'Alzheimer, les maladies cardiovasculaires, l'athérosclérose et le cancer (2022)[35]. Une activité anti-allergique semble liée: la quercétine, le kaemférol, la myricétine et la lutéoline sont des anti-allergiques et anti-inflammatoires, ils atténuent les symptômes allergiques en inhibant l'activation desmastocytes et des basophiles[36].
Les flavonoïdes ont des effets favorables et préventifs sur la perte osseuse et l'apparition de l'ostéoporose. 2 voies de signalisation majeures induisant la formation osseuse sont affectées par les flavonoïdes. Laquercétine, l'hespéridine, la coryline, l'icaridine, l'apigénine et labaicaléine stimulents la voie de signalisation Wnt/β-caténine. L'icariine, lanobilétine, lamyricétine et lekaempférol stimulent la différenciation ostéogénique en stimulant la protéine morphogénétique osseuse BMP2, laquercétine cible la molécule Smad 1/5/8 impliquée dans la voie de signalisation BMP pour stimuler l'ostéogenèse. Les recherches actuelles montrent qu'on pourrait remédier à leur faible biodisponibilité et à leur leur instabilité à long terme par la nano encapsulation.
Albert Szent-Gyorgyi découvrit par hasard les « bioflavonoïdes » en cherchant à traiter un patient souffrant d'une fragilité desvaisseaux capillaires entraînant un saignement sous-cutané. Il administra d'abord une préparation impure devitamine C, qui donna de bons résultats, mais quand, plus tard, il eut recours à une solution pure d'acide ascorbique, à sa grande surprise, il n'obtint aucun résultat. Il retourna donc à la première préparation, et avec son collègue, Rusznyak, ils isolèrent dans le jus de citron un facteur, nommé « citrine », ayant la propriété de diminuer la perméabilité des capillaires et d'accroître leur résistance[37]. Il la nomma aussivitamine P, avec la lettre P pour « perméabilité ».Avec son associé, V. Bruckner, il montra que la citrine était en fait un mélange d'hespéridine et deglycoside d'ériodictyol.
Après études, on s'aperçut qu'une carence en cette substance n'entrainait aucun syndrome particulier, ce qui fait qu'on ne pouvait en toute rigueur retenir le qualificatif de « vitamine »[38].
Les composés à noyau flavène ne sont pas courants dans la nature. Ce seraient des composés faciles à obtenir par voie de synthèse artificielle[39]. Le noyau serait trouvé dans les composés impliqués dans le phénomène derosissement du vin blanc[40].
Raquel Costa et al.On the Development of a Cutaneous Flavonoid Delivery System: Advances and Limitations. Antioxidants, 2021, 10(9)[41]
Nur Farisya Shamsudin et al.Flavonoids as Antidiabetic and Anti-Inflammatory Agents: A Review on Structural Activity Relationship-Based Studies and Meta-Analysis. International Journal Molecular Sciences. 2022[42].
Shyam Sunder Rabidas et al.A Comprehensive Review on Anti-Inflammatory Response of Flavonoids in Experimentally-Induced Epileptic Seizures. Brain Science. 2023,13(1)[43].
Hilda Martínez-Coria et al.Anti-Inflammatory Effects of Flavonoids in Common Neurological Disorders Associated with Aging. International Journal Molecular Sciences, 2023, 24(5)[44].
Meng Li et al.Evidence of Flavonoids on Disease Prevention. Antioxidants. 2023, 12(2)[45].
Chang-Qing Zhu et al.Advances in extraction and purification of citrus flavonoids. Food Frontiers. mai 2023 (accès libre)[19]. Synthèse concernant les agrumes et les méthodes d'extraction, les auteurs proposent d'extraire les flavonoïdes des feuilles pour pallier l'irrégularité de la production fruitière chezCitrus.
↑Carl von Linné,Hortus Upsaliensis, exhibens plantas exoticas, Laurentii Salvii,(lire en ligne),p. 236
↑Ueli A. Hartwig, Cecillia M. Joseph, and Donald A. Phillips, « Flavonoids Released Naturally from Alfalfa Seeds Enhance Growth Rate of Rhizobium meliloti »,Plant Physiol.,vol. 95,no 3,,p. 797-803
↑Beking K, Vieira A., « An assessment of dietary flavonoid intake in the UK and Ireland »,International journal of food sciences and nutrition,vol. 62,no 1,,p. 17-19(lire en ligne)
↑Chun OK, Chung SJ, Song WO., « Estimated dietary flavonoid intake and major food sources of U.S. adults »,The Journal of nutrition,vol. 137,no 5,,p. 1244-1252(lire en ligne)
↑Ilja CW Arts and Peter CH Hollman, « Polyphenols and disease risk in epidemiologic studies »,The American Journal of Clinical Nutrition,vol. 81,(lire en ligne)
↑Ring-closing metathesis as a new methodology for the synthesis of monomeric flavonoids and neoflavonoids. Bradley J.Miller, Tanya Pieterse, Charlene Marais Barend & C.B. Bezuidenhoudt, Tetrahedron Letters, Volume 53, Issue 35, 29 August 2012, Pages 4708-4710,DOI10.1016/j.tetlet.2012.06.094
