Le diabète de type 2 est une maladie chronique dont l’incidence est en augmentation
continuelle. Le risque de développer le diabète de type 2 chez les populations autochtones du
Canada est de trois à cinq fois plus élevé que le reste de la population canadienne. La forêt
boréale comporte plusieurs plantes médicinales ayant un potentiel pour le traitement ou la
prévention du diabète. Certaines de ces plantes font partie de la médecine traditionnelle et
alternative Crie. Des enquêtes ethnobotaniques ont amené notre équipe de recherche à
identifier 17 extraits de plantes médicinales utilisées par les Cris d’Eeyou Istchee (Baie James,
Québec) pour traiter les symptômes du diabète. Parmi ces extraits, certains ont montré des
activités anti-diabétiques au niveau des cellules musculaires, des adipocytes et dans des études
in vivo réalisées chez des animaux. Le but de cette thèse est d’élucider l’effet de ces 17 plantes
sur l’homéostasie hépatique de glucose, d’identifier l’espèce la plus prometteuse et isoler ces
constituants actifs. De même, le bleuet nain du genre Vaccinium angustifolium fait partie de la
forêt boréale canadienne et est connu pour ses activités anti-diabétiques. Une
biotransformation du jus de bleuet lui confère une activité antioxydante accrue et un profil
biologique différent. Le deuxième but de cette thèse est d’élucider les mécanismes d’action
par lesquels le jus de bleuet biotransformé (BJ) exerce son effet anti-diabétique et d’identifier
ses principes actifs.
Les résultats ont montré que trois extraits de plantes Cris se sont démarqués par leur effet sur
l’homéostasie hépatique de glucose. Picea glauca exerce son effet en diminuant la production
de glucose alors que Larix laricina agit en augmentant le stockage de glucose. Abies balsamea
a montré le profil le plus prometteur, elle agit simultanément en diminuant l’activité de la
Glucose-6-phosphatase (G6Pase) via la stimulation des voies insulino-dépendante et -
indépendante et en augmentant l’activité de la Glycogène synthétase (GS) suite à la
phosphorylation de la Glycogène synthase kinase-3. Le fractionnement de l’extrait d’Abies
balsamea guidé par les deux bioessais a mené à l’isolation de trois composés actifs; l’acide
abiétique (AA), l’acide déhydroabiétique (DAA) et le squalène (SQ). Les principes actifs ont
montré le même mécanisme d’action que l’extrait brut en diminuant l’activité de la G6Pase et
augmentant celle de la GS ainsi qu’en activant les voies de signalisation impliquées. Le DAA
ii
s’est démarqué par son effet le plus puissant et très comparable à celui de l’extrait d’Abies
balsamea dans toutes les expériences.
De son côté le BJ a montré un effet sur la diminution de la production hépatique de glucose,
l’augmentation de son stockage ainsi que l’augmentation de son transport dans le muscle. Son
fractionnement guidé par les bioessais a permis d’isoler sept fractions dont trois étaient les
plus actives. L’identification des constituants de ces fractions actives a mené à isoler quatres
composés phénoliques; l’acide chlorogénique, l’acide gallique, l’acide protocatéchique et le
catéchol. Le catéchol s’est démarqué avec ses effets les plus puissants en diminuant l’activité
de la G6Pase, augmentant celle de la GS et en stimulant le transport de glucose dans le
muscle.
Les résultats de cette thèse indiquent que la diminution de la production hépatique de glucose
peut s’ajouter au profil anti-diabétique de certaines plantes médicinales Cries et surtout à celui
d’A.balsamea dont les composés actifs peuvent aider dans le développement de nouvelles
molécules anti-diabétiques. De plus, les résultats de cette thèse ont montré que l’activité antidiabétique
du BJ implique le contrôle de l’homéostasie de glucose au niveau du foie et du
muscle. L’identification du catéchol comme principe actif avec potentiel anti-diabétique
prometteur pourra servir pour des fins thérapeutiques ultérieures. / Type 2 diabetes is a chronic disease for which incidence is continuously increasing.
The risk of developing type 2 diabetes among Aboriginal people in Canada is three to five
times higher than the rest of the Canadian population. The boreal forest has several medicinal
plants with potential for the treatment or prevention of diabetes. Some of these plants are part
of the Cree traditional and alternative medicine. Ethnobotanical surveys led our research team
to identify 17 medicinal plant extracts used by the Crees of Eeyou Istchee (James Bay,
Quebec) to treat symptoms of diabetes. Some extracts showed anti-diabetic activities in
muscle cells, adipocytes and in vivo studies in animals. The aim of this thesis is to elucidate
the effect of these 17 plants on hepatic glucose homeostasis, to identify the most promising
species and isolate its active constituents. Similarly, Canadian lowbush blueberry, Vaccinium
angustifolium.Ait, is part of the Canadian boreal forest and is known for its anti-diabetic
activities. Biotransformation of blueberry juice gives it an increased antioxidant activity and a
different biological profile. The second aim of this thesis is to elucidate the mechanisms of
action by which biotransformed blueberry juice (BJ) exerts its anti-diabetic effect and identify
its active constituents.
The results showed that three Cree plants stood out with their effect on hepatic glucose
homeostasis. Picea glauca exerts its effect by reducing glucose production whereas Larix
laricina works by increasing its the storage. Abies balsamea showed the most promising
profile, simultaneously and powerfully reducing glucose-6-phosphatase (G6Pase) involving
both insulin-dependent and -independent pathways and stimulating Glycogen synthase (GS)
via phosphorylation of Glycogen synthase kinase-3 (GSK-3). Bioassay-guided fractionation of
Abies balsamea led to the isolation of three active compounds; Abietic acid (AA),
dehydroabietic acid (DAA) and squalene (SQ). The active constituents have shown the same
mechanism of action as the crude extract by decreasing the activity of G6Pase, increasing that
of the GS and activating signaling pathways. DAA stood out for its most powerful effect close
to that of the crude extract in all experiments.
Our results showed that anti-diabetic activity of BJ involves decrease in hepatic glucose
production, increase of storage and enhancement of glucose uptake in muscle. Its bioassayiv
guided fractionation led to isolate seven fractions, three of which were the most active.
Identification of components in the active fractions resulted in four isolated phenolic
compounds; chlorogenic acid, gallic acid, protocatechuic acid and catechol. Catechol stood
out with its most powerful effects by decreasing the activity of G6Pase, increasing the GS and
stimulating glucose transport in muscle.
Our results thus confirm that the reduction of hepatic glucose production likely contributes to
the therapeutic potential of several anti-diabetic Cree traditional plant and especially that of
Abies balsamea whose active compounds may help in the development of new anti-diabetic
molecules. In addition, the results of this thesis showed that the anti-diabetic activity of BJ
involves control of glucose homeostasis in the liver and muscle. Identification of catechol as
an active compound with anti-diabetic promising potential can be used for future therapeutic
purposes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/12621 |
| Date | 03 1900 |
| Creators | El Hamaoui El Nachar, Abir |
| Contributors | Haddad, Pierre |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse ou Mémoire numérique / Electronic Thesis or Dissertation |
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