LES VARIATIONS QUANTITATIVES DES ALCALOIDES ET LEURS MIGRATIONS

A. — Dans les plantes adultes

De nombreux facteurs interviennent sur les migrations des alcaloïdes et les variations de teneur dans ces plantes, dont nous connaissons encore mal le rôle. C’est à dégager l’action de chacun d'eux que nous devons nous attacher. Le problème est difficile, mais il mérite d’être étudié avec attention à cause de l'importance des résultats à la fois théoriques et pratiques qu'il peut donner.

Variations au cours de la végétation dans des conditions moyennes : les renseignements sont assez nombreux sur les variations des alcaloïdes au cours du développement normal de la plante.

Tantôt les expériences entreprises ont porté uniquement sur un organe déterminé: exemple racine, tubercule, feuilles, fruits où graines ; tantôt par comparaison à la fois sur les organes végélatils et sur les organes reproducteurs.

a) Variations dans différents organes :

4. — Variations des alcaloïdes dans les racines : on à pensé tirer de cette étude quelques indications sur leur rôle. Les expériences ont porté sur la racine de Belladone, organe de réserve qui sert à la formation d'organes aériens : si les alcaloïdes sont employés à cette construction, disait-on, la teneur au cours de la végétation variera dans cette racine.

a) L'expérience d'Henperson*8, 1912, a montré que les variations au cours d'une année étaient nulles (comprises entre 0 gr. 50, 0 gr. 59 %).

b) Expériences de Laurenr?? 1906, lors de ses recherches sur les greffes des solancés : il a prélevé des racines de Belladone en novembre alors que la plante est dépouillée de son appareil aérien, et en fin février, au moment où la Belladone a repris son activité, sans avoir toutefois formé de parties vertes. Si les alcaloïdes ont été employés, on observera une diminution de leur pourcentage ; au contraire, si aucune variation n'est constatée, c'est que ces substances accumulées n'ont pas été utilisées dans la première période de végétation. En somme, son expérience complète celle d’Hexpersox et, si l'on consulte ses tableaux, on voit que la quantité d’alcaloïides a peu varié : le % est resté presque identique aux deux périodes : exemple: novembre 0 gr. 293 % — février O0 gr. 297 % ; — novembre 0 gr. 312 % — février 0 gr. 308 %. Donc, on ne peut conclure que les alcaloïdes de la racine peuvent être utilisés au moment de la reprise de végétation, en faisant observer, toutefois, que les alcaloïdes ont été rapportés à 100 d'organes et non à un pied.

2. — Variations dans les tubercules et feuilles : variations de la teneur alcaloïdique dans les tubercules d'aconit et dans les

feuilles avec l'âge, c'est-à-dire pendant la période de végétation de la plante : ce point important a été envisagé par M. Métin® dans son travail sur les aconits :

a) Tout d’abord Yprac de Bagnères-de-Bigorre avait constaté, par des dosages d’alcaloïdes totaux effectués sur des tubercules récoltés dans la région de Payolle en août, septembre, octobre 1920, que la quantité d’alcaloïdes diminuait dans le bulbe florifère : 0 gr. 75 %, O gr. 37, 0 gr. 35, alors qu'elle ne variait pas dans les tubercules de remplacement (tubercules jeunes) : Ogr. 54, 0 gr. 55 quand ils ont atteint leur complet développement. Donc l’alcaloïde se détruit, mais ne passe pas dans le tubercule de remplacement. Ù

6) Expérience de M. Mérn 1924 : a) Technique : l'auteur a

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effectué des récoltes d’aconits, cultivés à 500 mètres, et d’aconits sauvages, d'avril à octobre et de mois en mois. Il a noté pour chacun des quatre lots : la teneur alcaloïdique des divers organes, notamment dans les tubercules et les feuilles ; l’aspect extérieur de la plante au moment de la récolte.

8) Résultats au point de vue teneur alcaloïdique :

4. Tubercules : la teneur diminue très nettement chez le tubercule florifère : 1 gr. 043 °/ en avril ; 0 gr. 427 en juillet ; 0 gr. 370 en octobre alors que celle des radicelles suit une marche inverse, avec une augmentation très accusée au moment de la formation des graines : 0 gr. 505 en avril ; Ogr. 762 en septembre ; 0, 630 en octobre : pendant la même période la teneur du tubercule de remplacement s'accroît et ses radicelles s’enrichissent encore plus fortement, avec un maximum comme plus haut au moment de la formation des graines : tubercules en mai 0 gr. 557; en août 0,692 ; en octobre 0,969 radicelles en juin, 0,500 ; en septembre 1 gr. 176.

La teneur des deux tubercules variant en sens inverse, on pourrait donc croire que le tubercule de remplacement s'enrichit aux dépens du tubercule florifère. Mais non, car : 1° dans certains cas, la teneur des deux tubercules s'abaisse simultanément ; 2° dans d’autres, le tubercule florifère s’appauvrit nettement, mais le tubercule de remplacement reste stationnaire ; 3° dans certains lots, l'enrichissement du tubercule de remplacement n’est pas compensé par la perte du tubercule florifère pendant la même période.

Il résulte donc qu’au point de vue alcaloïdique les deux tubercules vivent d’une façon complètement indépendante

2, Feuilles : leur teneur, relativement élevée au printemps 0 gr. 503, s'abaisse brusquement en mai 0 gr. 263 pour rester à peu près stationnaire dans la suite, 0 gr. 185 en octobre (1).

y) Conclusions : 1. le tubercule florifère et les feuilles s'appauvrissent d'avril à octobre, alors que le tubercule de remplace-

1. Un graphique très clair permet de suivre facilement ces variations.

ment et les radicelles suivent une marche inverse. Par suite, les premiers doivent être récoltés pour l'usage pharmaceutique au printemps, un peu avant la floraison, et sans rejeter les radicelles dont la teneur est constamment supérieure à celle des tubercules correspondants. Ce qui permettrait de conserver le tubercule de remplacement pour la transplantation.

3.— Variations dans les feuilles : un assez grand nombre d'expériences ont été effectuées par divers auteurs sur des plantes différentes et ont abouti au même résultat suivant : augmentation de la teneur en alcaloïdes dans la feuille jusqu'à complet développement de celle-ci, puis diminution progressive dans cet organe à partir de la floraison : exemples : expériences des KeLiner, Maxino, OGasawara?t 1893, puis de WEewers, et de Wewers DE Graar?? 1903, sur les feuilles de théier ; de Van RomsurGa er Lonmann, 1896,sur les feuilles de théier, de caféier ; de Tunmanx et Jenzer, 1910, sur les feuilles de coca, et celles de jaborandi ; de Cauarp er Maerrer ?*, 1912, sur les feuilles de tabac (mentionnées par Goris, dans son travail de 1914).

Nous exposons brièvement les expériences de KELLner et de ses collaborateurs sur les feuilles de thé, car nous verrons dans la suite qu’elles présentent un certain intérêt : ils ont dosé la caféine le 4e et le 15 de chaque mois et ils ont constaté que la proportion, qui était de 2 gr. 85 % le 15 mai, était tombée à 1 % le 30 novembre.

A cette”diminution de caféine avait coïncidé dans les feuilles une augmentation de matières albuminoïdes et les auteurs concluaient que la diminution d’alcaloïdes était compensée par une augmentation d'albumine ; d'après eux ia caféine venant du dédoublement des albuminoïdes pouvait éventuellement servir à en reformer. CLaurrtau, faisait remarquer, ainsi que le rapporte Goris (1914), que rien ne prouvait que l'augmentation des protéiques venait des alcaloïdes : 1.de mai à novembre la plante avait augmenté de poids et son en alcaloïdes dans les feuilles pouvait avoir diminué bien que la quantité totale dans la plante n'ait pas varié. 2. l’augmentation d’albumine pouvait s’expli-

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quer par un apport d'azote venu du sol. D’après nous les auteurs auraient dù faire leurs déterminations non pas seulement en valeur absolue ‘/ d'organe, mais aussi par rameau ou par plante : ils auraient vu si la plante avaitgagné ou perdu de l’alcaloïde au cours de son développement,

Wewers el Me Wewers DE GRaar??, dans des recherches poursuivies au Buitenzorg sur le thé, constatèrent que la caféine disparaissait dans les feuilles un peu avant leur chute ef en même temps de l’écorce des vieilles branches qui portent ces feuilles. Si l’alcaloïde n'existe plus dans les feuilles sans avoir été mis en réserve autre part, il faut donc disent-ils, qu’il ait été réassimilé, cest-à-dire qu’il soit rentré dans le cycle natritif de la plante.

Parmi les expériences plus récentes, il convient de citer :

4° Celles de F. Beausire5!, 1919, sur les feuilles de belladone récoltées de juin à novembre : essais tentés dans les cultures Davusse à Etréchy, la plante développée dans une bonne terre à blé fumée avec de la gadoue. La récolte la plus riche en alcaloïdes : pour 190 gr. de poudre 0 gr. S$4 % et pour 100 gr. d'extrait 4 gr. 24 %, fut celle de juin-juillet correspondant à l'époque de la floraison de la plante.

Dans son travail, BsausiTe, après avoir fait l’historique des procédés de dosage des alcaloïdes dans les feuilles de Belladone et dans les extraits de feuilles, compare entre eux les différents procédés etil insiste beaucoup sur le fait qu'il y a lieu de tenir compte à la fois du rendement de la plante en extrait, c'est-àdire en feuilles d’une part, de l’autre de sa richesse’ en alcaloïdes % de feuilles, car ces deux données, contrairement à ce que l’on a admis souvent, sont assez indépendantes lune de l’autre.

20 Les expériences de J. Rrperr°?, 1922, faites surtout sur les feuilles de belladone, mais portant aussi sur les tiges et les racines :

a) Principe : il prélève à quelques jours de distance des organes sur les plantes et il dose les alcaloïdes dans ces organes,

les albuminoïdes dans les feuilles et il établit des comparaisons. |

b) Résultats et interprétation: en 1920, l’auteur prélève des feuilles seulement une fois par mois sur les pieds de belladone et il dose les alcaloïdes % ; il constate une augmentation dans la teneur en alcaloïdes avec le développement de la plante: le maximum correspond à la pleine floraison. Voici ces chiffres : 0 gr. 297 % au moment de la reprise de la végétation, puis: 0 gr. 321, 0 gr. 354, 0 gr. 381 (floraison).

En 1921 : a) Analyse des premières pousses normales : il prélève tous les quinze jours des échantillons de tiges, feuilles et racines, et détermine dans ces organes, comparativement, la teneur en principe actif % et, dans les feuilles, la teneur en azote albumiaoïde %. Il constate que: dans les feuilles, la teneur en alcaloïdes et en azote albuminoïde croît parallèlement jusqu’à la floraison, puis diminue pour disparaître totalement (1);

Dans les tiges, elle croît de même, mais diminue lentement, les feuilles nouvelles entretenant toujours les échanges vitaux (2) ;

Dans les racines, elle ne varie pas : 0 gr. 250 au débat, 0 gr. 245, 0 gr. 257 (floraison) 0 gr. 253. On pourra en conclure que ces échanges sont constants: si sa teneur % n’augmente pas, cela serait dû à ce que les alcaloïdes formés se répartissent dans les pousses nouvelles, car la raciné augmente de poids chaque année. Or ses parties jeunes et ses parties vieilles ont le même pourcentage.

Un tableau résume la variation comparée des alcaloïdes dans les feuilles, les tiges ot les racines et celles de l'azote albumi-® noïdique 7 dans les feuilles. Un graphique permet de comparer l'évolution relative des alcaloïdes et des matières albuminoïdes dans les feuilles de premières pousses.

1. Voici les chiffres en alcaloïdes%; au début o gr. 445, puis o gr. 462, 0 gr. 540, o gr. 548, o gr. 555 (floraison) o gr. 436, o gr. 173, o ;, azote albuminoïde %: a gr. 11 (début), à gr. 57 (floraison), 6 gr. 08 (fructification).

2, La teneur en alcaloïdes ‘% suit la progression suivante: o gr. 387, 0 gr. 515, o gr. 539 (floraison), o gr. 410, o gr. 316.

D) Analyse des repousses de belladone : Raperr coupe les tiges au ras du sol : les premières et deuxièmes repousses de remplacement sont analysées : dosage des alcaloïdes dans les feuilles et les tiges. L’auteur constate : 1° dans les feuilles, une augmentation de la teneur jusqu'à l’époque de fructification ; 0 gr. 532-0 gr. 548 ; O gr. 852-0 gr. 903 %. 20 Dans les tiges une teneur souvent égale à celle des feuilles : 0 gr. 498-0 gr. 513 ; 0 gr. 724.0 gr. 787 %,. Et il se demande, s'appuyant pour cela sur ce résultat d'expériences, pourquoi l’on ne se sert pas des tiges comme des feuilles dans l’industrie pharmaceutique : le traitement étant le même que pour ces dernières.

39 Les expériences de G. Paris 14 1917:

Principe : étudier comparativement les variations de la nicotine et de l’azote soluble (azote amidé) dans les feuilles de tabac dans des conditions particulières de nutrition (forçage en milieu azoté).

Technique opératoire : des feuilles de tabac sont coupées longitudinalement en deux parties égales ; certaines moitiés sont mises à flotter sur de l'eau distillée ; d’autres sur une dissolution de Chlorure d'ammonium à O0 gr. 25 % et à la lumière diffuse.

Résultat : 1. la teneur en nicotine dans les parties flottant sur l’eau pure est de 1 gr. 88-14 gr. 54 % ; celles correspondant à la solution ammoniacale titraient 2 gr. 22-2 gr. 01; 2. dans la plante forcée, à une augmentation de teneur en nicotine correspond une diminution de l’azote soluble (amidé).

interprétation : le forçage des feuilles de tabac en milieu azoté a conduit à une accumulation de nicotine correspondant à une diminution de l'azote soluble (amidé)

Conclusion : il semblerait, d’après l’auteur, que dans certaines conditions de nutrition, la nicotine des feuilles de tabac se formerait aux dépens des amides.

40 Récemment, Wewers 15 et 16 a effectué des études semblables sur les feuilles de plantes à caféine, et tous ses résultats ont été rapportés non plus seulement à un poids (100 gr.)

d'organes, mais surtout à un nombre déterminé de feuilles (demi-feuilles : 50 ou 100).

a) En 1927, il a suivi les variations de la caféine avec l’âge : 1. Dans les feuilles de Paullinia cuprana: cette plante est une liane du bassin de l’Amazone dont les graines fournissent le guarana ; les feuilles jeunes et les bourgeons contiennent beaucoup de caféine, puis la quantité diminue et disparait complètement dans les feuilles et les branches à la fin de la végétation. Si la plante, comme cela arrive souvent, ne porte pas de fleurs (et par suite de fruits), la caféine disparait même totalement de la plante; si celle-ci porte des fleurs et des fruits, la proportion augmente progressivement dans les semences jusqu'à la maturation : un bourgeon contient { mg. une jeune graine 5 mg. une graine müre 30 mg.

2. Dans les feuilles de Thea assamica, Wewers a constaté que la quantité relative de caféine (pour 100 feuilles) augmentait jusqu’à complet développement, pour diminuer ensuite et disparaître compiètement dans les feuilles jaunies : 132 mg. au début, 462 mg., puis 5 mg. à la fin.

Avec les feuilles adultes de Thea assamica, l'auteur a cherché à savoir, par l'expérience suivante, ce que devenaient les alcaloïdes qui disparaissaient ainsi des tissus. |

Principe : 1. Des feuilles de thé complètement développées, détachées de la plante, peuvent rester fraîches pendant plusieurs jours en plongeant la base du pétiole dans l’eau. 2. Placer certaines à l’obscurité, d’autres à la lumière pendant un même temps, et suivre les variations de la caféine et des matières protéiques, par comparaison avec des feuilles témoin analysées dès la cueillette.

Mode opératoire : a) Les feuilles séparées de la plante sont divisées en deux en suivant la nervure médiane : la moitié de feuille pourvue de nervure est aussitôt placée le pétiole dans l’eau et soumise à l'expérience, l’autre moitié servant de témoin est analysée ; d) 100 moitiés de feuilles sont placées peudaut 10 jours à l'obscurité, 100 autres à la lumière en l'ab-

de NO Fee

sence de CO?, 100 dernières à la lumière en présence de C0? pendant le même temps ; puis on dose la caféine dans ces moitiés débarrassées de la nervure médiane. Des diminutions ou des augmentations de *caféine sont faciles à constater dans ces organes riches en alcaloïdes. |

Résultats : 1. À l'obscurité, augmentation de la caféine : 27 % par rapport au témoin ; à la lumière sans assimilation : augmentation de 35 % ; à la lumière avec assimilation intense : perte de 20 %.2. De plus, à une augmentation de caféine correspond une diminution de matières protéiques, et réciproquement, à une diminution de l’alcaloïde, correspond une augmentation de matières protéiques.

Ainsi 100 moitiés de feuilles ayant perdu 11 mg. de caféine se sont enrichies pendant le même temps de 12 mg. de matières protéiques.

Interprétation des résultats : 1. Les feuilles étant: placées dans l’eau, l’augmentation azotée des matières protéiques ne peut provenir que de l'azote dela caféine perdue (1) ; l’alcaloïde ainsi constitué serait donc repris dans le cycle vital pour la synthèse des protéiques, peut-être après avoir été dégradé jusqu’au stade ammoniaque. 2. La caféine se forme au cours de la protéolyse, mais ce n'est pas un produit immédiat du dédoublement des malières protéiques, car l’hydrolyse artificielle de l’albumine de la graine de caféier n’en donne pas, c’est un produit secondaire.

En 1929, Wewgrs publie les résultats de ses recherches sur la migration de la caféine dans les feuilles de maté (//ex paraguayensis) plante qui présente le grand avantage sur les autres plantes à caféine d’avoir des feuilles persistantes pendant plus de deux ans et très riches en caféine. Dans une première expérience, il étudia les variations en alcaloïdes avec l’âge des feuilles (feuilles des bourgeons verts de moins d’un an, feuilles de plus de deux ans). Il constata une diminution de caféine en

1. Et non du sol, comme avait pu l’objecter Clautriau à l'expérience de Kellner, 1883. !

A. Guillaume 3

valeur absolue % de feuilles et en valeur relative sur 100 feuilles dans les feuilles âgées : 0 gr. 98 d’alcaloïdes pour 100 feuilles d’une année contre 0 gr. 41 pour celles de deux ans, avec un pourcentage en poids d’organe de gr. 510 dans le 1er cas, Ogr. 221 dans le second.

Trois façons d'interpréter ces résultats d’après l’auteur :

4. La caféine est transportée des feuilles adultes vers l’écorce et s’y accumule : des vieilles branches vers les jeunes bourgeons en particulier vers les feuilles en voie de croissance. Il est facile de démontrer qu'il n’en est pas ainsi : dans ce cas la quantité de caféine devrait augmenter considérablement dans l'écorce, car le volume des feuilles dépasse de beaucoup celui de l'écorce. Or, les proportions trouvées sonttrès voisines : 4 gr. 10 % dans l'écorce de plantes veries, 0, 85 % dans l'écorce couverte de liège.

2. La caféine pourrait se dédoubler en produits azotés gazeux, en parliculier N H$ qui serait expulsée par les stomates des feuilles. Cette explication qui n'est pas invraisemblable depuis les travaux récents de G. KLex et M. Sreiner (1), 1928, provoqua une deuxième et nouvelle expérience de Wewers pour savoir si, lorsqu'il y avait diminution en alcaloïdes dans les feuilles vivantes d'Ilex, il y avait en même temps dégagement d'N Hi. Cette expérience est basée sur le principe suivant : aspirer l'air humide renouvelé pendant plusieurs jours autour d’une branche défeuillée de maté qui se développe dans une atmosphère close, et le recevoir dans un liquide qui permettra de titrer l'ammoniaque entrainée.

1. G. KixiN et M STeiner : Stickstoff basen inn Elweistaban hôherer Pflauzen I ammoniak und flüchtige amine, Jahrb.j. Wiss. Bot., 68, 602-710, 1928. Ces deux auteurs ont montré par l'expérience qu'il s'échappait des feuilles et des fleurs d’un grand nombre de plantes (78 dicotylédones, 21 monocotylédones, 4 champignons) de l’'ammoniaque à l’état gazeux qui ne pouvait être fixé chimiquement et était perdu pour la plante, que cette ammoniaque provenail surtout des acides aminés résultant de la dégradation des protéides, enfin que la proportion dégagée dans certains cas,pou-

vait être assez considérable puisqu'elle atieignait 6 mg. par kg. de plantes fraiches en 200 jours.

Technique opératoire : La partie supérieure d’un pied de maté portant 20 feuilles adultes fut mise sous cloche en verre à double tubulure et fermée hermétiquement. A l’aide d’une trompe à eau, on aspire lentement l'air rendu humide de la cloche, qui arrive de l'extérieur par un tube capillaire, barbote dans SO#H? dilué pour se débarrasser de l’N H3 atmosphérique. Cet air aspiré traverse un 1er flacon laveur contenant de l’eau, puis un 2 renfermant HCI dilué. Durée de l'expérience 7 jours.

Résultats : Le contenu des flacons laveurs est alcalinisé et distillé ; l’N H° est reçu dans S04 H? N/10 et titrée.

Après deux expériences, les quantités trouvées sont très faibles et considérées comme négligeables.

Conclusion : La disparition de l’alcaloïde ne peut s piquer par un dédoublement suivi d’un dégagement à l’état d’N H3.