L’activité biologique de la L-théanine

L’activité biologique de la L-Théanine :

L’intérêt pour cette substance est parti de l’observation contradictoire que le thé vert, malgré sa forte concentration en caféine, avait de nombreux effets biologiques et physiologiques comme, par exemple, une action favorable sur les ondes électriques de type alpha, un effet sur la libération et la concentration de certains neurotransmetteurs, une action antistress.

Notre objectif dans ce travail de thèse est de préparer de nouveaux outils pour l’étude du système nerveux central et plus précisément étudier la modulation des récepteurs NMDA. Elle peut servir également de complément alimentaire. De plus c’est un acide aminé qui a la capacité de passer la barrière hématoencéphalique. Ainsi son absorption et son métabolisme doivent être étudiés en détail.

L’absorption et le métabolisme de la L-Théanine :

Absorption de la Théanine dans le tractus gastrointestinal :
La Théanine a une structure similaire à celle de la glutamine donc elle pourrait être absorbée via les systèmes de transport communs à la glutamine dans l’intestin.

Deux mécanismes de transport de la glutamine dans la membrane de la bordure en brosse intestinale sont décrits : l’un par le co-transporteur dépendant du sodium et le deuxième par le co-transporteur indépendant du sodium . Le transport de la Glutamine dépendant du sodium pourrait être un processus électrogénique : c’est le système de transport majoritaire des acides aminés possédant une chaîne polaire . Kitaoka et al ont présenté un processus électrique pour déterminer le mode d’absorption de la Théanine dans le tractus gastro-intestinal, et en particulier son transport au travers de la membrane à bordure en brosse. Cette étude est basée sur l’enregistrement des changements de la différence de potentiel électrique transmurale (ΔPD) in vitro en utilisant des sacs éversés préparés à partir de l’iléon de cochon d’Inde, induit par la Théanine et la glutamine ou uniquement la théanine coadministrée , avec et sans Na+

La variation de la différence de potentiel électrique de la Théanine est beaucoup plus faible lorsque la Théanine est appliquée en présence de la glutamine qu’en son absence. Les auteurs ont observé qu’une fois que le Na+ est éliminé, la variation de la différence de potentiel (ΔPD) induite par la Théanine et la glutamine est très diminuée. Ceci indique que les réponses potentielles de la Théanine et de la glutamine dépendent de la présence de Na+ . Ces résultats suggèrent que l’absorption intestinale de la Théanine et de la glutamine se fait par un co transporteur commun dépendant du sodium dans la membrane de la bordure en brosse.

En général, chaque acide aminé de circulation est amené au cerveau par l’intermédiaire d’un système de transport comme:
– Le système « L » qui a une affinité préférentielle pour les acides aminés neutres analogues à la leucine.
– Le système « A » ou système de transport préférant l’alanine.
– Le système « ASC », système de transport des acides aminés neutres. Les substrats préférés pour ce système comprennent la sérine; et la cystéine.

Le dosage des acides aminés transportés et de la Théanine dans le cerveau après 2 heures d’administration intragastrique de la Théanine à des rats mâles Wistar à différentes concentrations (0, 1000, 2000, 4000 mg/Kg de poids corporel) a montré que les concentrations de Théanine augmentent d’une manière dépendant de la concentration administrée. Au contraire les concentrations des acides aminés neutres tels que la phénylalanine, le tryptophane, la thréonine, qui sont transportés au cerveau par le système « L » diminuent de façon significative dans le cas de forte dose de Théanine administrée. Les concentrations des autres acides aminés tels que l’alanine, la sérine, la glycine, l’acide aspartique et l’acide glutamique sont inchangées après administration de la Théanine. Ces résultats montrent que la théanine est transportée au cerveau au travers de la barrière hématoencéphalique via le système de transport « L » préférant Leucine.

Métabolisme de la Théanine :
D’après une étude bibliographique, le devenir métabolique de la Théanine après son administration par voie orale n’a pas été souvent décrit.

En 1966, Asatoor a rapporté que, lorsque la L-Théanine est administrée à des rats, une certaine quantité d’éthylamine est détectée dans l’urine. Ces résultats lui permettaient de conclure à l’époque que la L-Théanine pourrait être métabolisée en L-glutamate et éthylamine dans le corps de rat mais il n’a pas pu préciser quel organe était responsable de ce métabolisme.

Plus récemment en 1999, Unno et al , ont vérifié si l’hydrolyse de la Théanine pouvait avoir lieu dans le plasma ou /et le système urinaire. Un dosage de la Théanine et d’éthylamine est effectué par HPLC après une administration orale de la Théanine uniquement à des rats. La concentration en éthylamine dans le plasma sanguin est bien inférieure à celle de la Théanine, la majeure partie de l’éthylamine est immédiatement excrétée dans les urines. Par conséquence, il semble que le site de dégradation partielle de la Théanine soit dans le rein, mais pas dans le cerveau. Maintenant, il est désormais prouvé que la Théanine subit une dégradation enzymatique après son administration dans le tractus intestinal par une enzyme rénale glutaminase phosphate indépendante. Pour une meilleure évaluation de l’ingestion de la Théanine, il est nécessaire d’observer les effets non seulement d’une dose unique mais aussi de son ingestion à long terme. Une enquête plus approfondie est nécessaire pour élucider les effets in vivo de la théanine et de ses métabolites.

Table des matières

I. 1 Introduction
I. 2 Propriétés physicochimiques de la L-Théanine
I. 3 L’activité biologique de la L-théanine
I. 3. 1 L’absorption et le métabolisme de la L-théanine
I. 3. 1. 1 Absorption de la L-théanine dans le tractus gastrointestinal
I. 3. 1. 2 Métabolisme de la L-théanine
I. 3. 2 Hypertension
I. 3. 3 Effet de relaxation
I. 3. 4 Activité anti-tumorale
I. 3. 5 Effet de la théanine sur le système nerveux central
I. 3. 5. 1 Neuroprotection
I. 3. 5. 2 Effet de la théanine sur les neurotransmetteurs
• Norépinephrine
• Sérotonine
• Dopamine
I. 4 La synapse glutamatergique
I. 4. 1 Généralités sur la synapse
I. 4. 1. 1. Les différents types de synapses
a/ Synapses chimiques
a. 1. La synapse inhibitrice
a. 2. La synase excitatrice
b/ Synapses électriques
I. 4. 2 Structure générale de la synapse glutamatergique
I. 4. 3 Transmission synaptique excitatrice « glutamate »
I. 4. 4 Les récepteurs du glutamate
I. 4. 4. 1. Les récepteurs–canaux « ionotropiques » iGluR
I. 4. 4. 1. 1. Les récepteurs NMDA : NMDA-R
I. 4. 4. 1. 1. 1 Les agonistes de NMDA-R
I. 4. 4. 1. 1. 2 Les antagonistes de NMDA-R
a/ Les antagonistes compétitifs
b/ Les antagonistes non compétitifs
I. 4. 4. 1. 2. Les récepteurs autres que le NMDA-R
I. 4. 4. 1. 2. a. Les récepteurs AMPA
I. 4. 4. 1. 2. a. 1 Les agonistes de AMPA-R
I. 4. 4. 1. 2. a. 2 Les antagonistes de AMPA-R
a/ Antagonistes compétitifs
b/ Antagonistes non compétitifs
I. 4. 4. 1. 2. b. Les récepteurs Kianate
I. 4. 4. 1. 2. b. 1 Les agonistes de KA-R
I. 4. 4. 1. 2. b. 2 Les antagonistes de KA-R
I. 4. 4. 2. Les récepteurs métabotropiques mGluR
I. 4. 5 Effet de la théanine sur les récepteurs NMDA
I. 5 La biosynthèse et l’extraction de la L-théanine
I. 5. 1 La théanine et le thé
I. 5. 1. 1 Biosynthèse de la L-théanine
I. 5. 1. 2 Extraction du thé
I. 5. 1. 2. 1 Méthode d’identification et de détection
I. 5. 1. 2. 2 Séparation et isolation
I. 6 La synthèse chimioenzymatique de la L-théanine
I. 5. 2. 1 A partir de l’acide glutamique
I. 5. 2. 2 A partir de la glutamine
I. 5. 2. 3 A partir de l’ester méthylique de l’acide glutamique
Chapitre II : Résultats et Discussions
II. 1 Objectifs
II. 2 Synthèse de la théanine
II. 2. 1 La synthèse chimique de la L-théanine
II. 2. 1. 1 A partir de l’acide pyroglutamique
II. 2. 1. 2 A partir de dérivés de l’acide glutamique
II. 2. 1. 3 A partir du Ɣ-ester de l’acide glutamique
II. 2. 2 Optimisation la synthèse de la théanine
II. 2. 2. 1 Réaction d’amidification
II. 2. 2. 1. a Méthode I
II. 2. 2. 1. b Méthode II
II. 2. 2. 2 Déprotection de la théanine protégée
II. 3 Synthèse des analogues 5-N-substitués de la L-théanine
II. 3. 1 Synthèse des analogues N5 -alkylés
II. 3. 2 Synthèse des Ɣ dipeptides de l’acide glutamique, analogues de la Lthéanine
II. 3. 2. 1 Généralités
II. 3. 2. 2 Stratégies de synthèse
a/ Orthogonalité des groupements protecteurs
b/ Couplage
II. 3. 2. 3 Hydrolyse des esters des Ɣ-dipeptides de l’acide glutamique
II 3. 2. 4 Hydrogénolyse des dérivés dipeptidiques Z-Glu(Xaa-OH)- OH)
II. 4 Synthèse de dipeptides contenant la L-théanine
II. 4. 1 Formation de la liaison peptidique
II 4. 2 Stratégie de préparation de la série H-5-NEt-Gln-Xaa-OH
II. 4. 2. a Couplage
II. 4. 2. b Hydrolyse de l’ester OtBu
II. 4. 2. c Amidification des composés de type Z-Glu-Xaa-OBn
II. 4. 2. d Déprotection finale : Hydrogénation catalytique des ZGlu(NR)-Xaa-OBn
II 4. 2. e Déprotection finale des dipeptides Z-Glu-Xaa-OBn
II. 4. 3 Stratégie de préparation de la série : H-Xaa-5-NEt-Gln-OH
II. 4. 3. 1 Réaction d’amidification sur le (S)-Boc-Glu-OBn
II. 4. 3. 2 Hydrolyse acide des groupements Boc
II. 4. 3. 3 Synthèse des dipeptides de la série H-Xaa-Glu(NHEt)-OH ou
H-Xaa-Glu(NHPr)-OH
II. 4. 2. 1 Hydrogénolyse
II. 5 Synthèse stéréosélective de nouveaux dérivés C-4alkylés et C-4-arylés de la L théanine
II. 5. 1 Rappel bibliographique sur la synthèse des dérivés de l’acide glutamique Ɣ substitué
II. 5. 1. a. Synthèse à partir du glutamate
II. 5. 1. b. Synthèse à partir de l’acide pyroglutamique H-Pyr-OH
II. 5. 1. c. Synthèse à partir de la glycine (formation de la liaison (C2-C3)
II. 5. 2 Stratégies d’obtention des dérivés de la L-théanine substitués en position 4
II. 5. 2. 1. A partir de l’acide pyroglutamique optiquement pur
II. 5. 2. 1. a. Protection de l’acide L-pyroglutamique
II. 5. 2. 1. b. Réaction d’alkylation de (S)-1,2-di-tertbutyloxycarbonyl pyrrolidin-5-one
II. 5. 2. 1. c. Ouverture des pyroglutamtes alkylés
II. 5. 2. 1. d. Amidification des dérivés 4-arylés de l’acide glutamique
II. 5. 2. 1. e. Hydrolyse des groupements protecteurs
Conclusion