Chélation de métaux de transition par des polyphénols du régime alimentaire

par Charlotte Carrër

Thèse de doctorat en Physicochimie bioinorganique

Sous la direction de Anne-Marie Gary.

Soutenue en 2005

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .


  • Résumé

    Le travail de recherche présenté dans ce mémoire, concerne des études thermodynamiques et cinétiques de la complexation de cations d'intérêt biologique (cuivre(II), zinc(II), fer(III) et aluminium(III)) par des polyphénols du régime alimentaire. Ce sujet a nécessité l'utilisation de méthodes analytiques dans leur développements les plus récents, potentiométrie, spectrophotométrie et spectrométrie de masse en mode electrospray pour les études thermodynamiques et des techniques de cinétique rapide à écoulement bloqué pour la détermination des mécanismes de capture et de libération des métaux. La première partie de ce mémoire constitue un rappel bibliographique des nombreuses études qui concernent les effets des polyphénols sur la santé humaine. Nous rappelons également les fonctions physiologiques des quatre cations étudiés et les risques liés à une dérégulation de leur homéostasie. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à l'étude des propriétés chélatrices de la quercétine, flavonol très abondant dans l'alimentation, et de trois flavonoïdes apparentés, l'apigénine, la galangine et la rutine avec deux cations divalents, le cuivre(II) et le zinc(II), et deux cations trivalents, le fer(III) et l'aluminium(III). Nous avons mis en évidence la forte affinité de ces polyphénols pour les cations trivalents, tandis que la chélation des cations divalents Cu(II) et Zn(II) est faible dans des conditions physiologiques. Les résultats ont été discutés en termes d'effets bénéfiques ou délétères des polyphénols sur la santé humaine. Nous nous sommes également intéressés aux mécanismes de capture et de libération du cuivre(II), du zinc(II) et de l'aluminium(III) par la quercétine et du fer(III) par la quercétine, la rutine et l'apigénine. La chélation de ces quatre cations s'est avérée rapide et efficace. Elle suit, en effet, un mécanisme à caractère dissociatif de type Eigen-Wilkins. Enfin, nous avons modélisé la complexation du fer(III) par des polyphénols dans des conditions physiologiques d'acidité. Nous suggérons un mécanisme d'échange du fer(III) entre l'acide nitrilotriacétique, modèle de ligand tricarboxylique et la catéchine, polyphénol à structure catécholate très abondant dans les thés.

  • Titre traduit

    Transition metal chelation by dietary polyphenols


  • Résumé

    The work presented in this PhD dissertation deals with thermodynamic and kinetic studies of metal complexation by dietary polyphenols in order to gain insight into the effects of these molecules on the bioavailability of cations relevant to human health, copper(II), zinc(II), iron(III) and aluminium(III). A combination of potentiometry, spectrophotometry and electrospray mass spectrometry was used at equilibrium. A fast mixing spectrophotometric technique was employed in order to establish the uptake and release mechanisms of the metallic cations. In the first bibliographical part of this manuscript, we present the various effects of dietary polyphenols on human health and recall the physiological functions of the cations examined in this work. We then examined the chelating properties of quercetin, which is a very abundant flavonol in our diet, and of three related polyphenols, apigenin, galangin and rutin, with two divalent cations, copper(II) and zinc(II) and two trivalent cations, iron(III) and aluminium(III). Our results point out a high affinity of the studied polyphenols for the trivalent cations, whereas the affinity for the divalent cations under physiological conditions is much weaker. The uptake and release mechanisms of copper(II), zinc(II) and aluminium(III) by quercetin and of iron(III) by quercetin, rutin and apigenin was studied. The chelation of these four cations is fast and efficient as it follows a dissociative Eigen-Wilkins mechanism. Finally, we modelled the uptake of iron(III) by polyphenols under physiological conditions and suggest a mechanism for the exchange of iron(III) between nitrilotriacetic acid, used as a model tricarboxylic compound, and catechin, a catecholate type polyphenol very abundant in teas.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (279 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2005;4768
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.