Les métabolites secondaires, qu’est-ce que c’est ?

Les métabolites secondaires sont des composés phytochimiques non directement impliqués dans les processus vitaux de bases (croissance, la division cellulaire, la respiration, la photosynthèse, reproduction), contrairement aux métabolites primaires. Les métabolites secondaires vont avoir des fonctions spécifiques en réponse à une adaptation à un environnement. Certains des principaux rôles pour la plante sont :

  • La protection des plantes contre ravageurs et pathogènes
  • L’allélopathie (compétition plante-plante)
  • La symbiose plante-microbe au niveau des nodules racinaire
  • La couleur, l’odeur et le gout. Ils peuvent donc servir d’attractifs pour les pollinisateurs.

Les métabolites secondaires sont composés de 3 principales catégories qui sont les terpènes, les composés phénoliques et les alcaloïdes (ou composés azotés).

Les métabolites secondaires présents dans les plantes ont une forte utilisation en médecine pour des problèmes d’anxiétés et de stress, mais aussi pour atténuer des symptômes de maladies chroniques ou encore, prévenir diverses maladies qui vont de la migraine au cancer.

Les terpènes

Avec plus de 25 000 composés, les terpènes sont la classe la plus importante de métabolites secondaires. Naturellement produit par les plantes, ils sont caractérisés par une nature volatile et une forte odeur. Ils vont donner aux fleurs les parfums qui les caractérisent. De plus, ils ont beaucoup d’autres fonctions au niveau de la photosynthèse (constituant de la chlorophylle), de la photoprotection (caroténoïde) ou encore au niveau de la pigmentation et de la capacité antioxydante en tant que constituant de la vitamine A.

Certaines études ont montré la relation entre la lumière et la synthèse de terpène (Loveys et Wareing, 1971 ; Gleizes et al., 1980 ; Yamaura et al., 1991, Schnarrenberger et Mohr (1970), et Tanaka et al (1989)). En effet, on observe une régulation de la synthèse des monoterpène et caroténoïdes par le phytochrome, recepteur de la lumière rouge. Par l’intermédiaire des caroténoïdes les terpènes vont aussi être lié à l’absorption de la lumière bleue.

Composés phénoliques

Les phénols, groupe omniprésent et varié des métabolites secondaires retrouvé chez les plantes, comporte plus de 10 000 composés largement répandus dans le règne végétal. La diversité des composés phénoliques va des molécules simples (flavonoïdes, acide phénoliques, phénylpropanoïdes) à des molécules fortement polymérisées (lignine, tanin, mélanine).

Les composés phénoliques vont être synthétisés en réponse à des stress abiotiques ou biotique. Ils sont souvent synthétisés en réponse à des attaques de pathogènes et d’insecte, de température élevée ou encore en réponse à une trop forte intensité ou à des longueurs d’onde nocives. Par exemple, les anthocyanines sont une classe de flavonoïdes visibles sous la couleur pourpre/rouge des tissus foliaires. Présents en grande quantité dans les feuilles, ils agissent principalement comme écran solaire. Par leur activité antioxydante, anticancéreuse, anti-inflammatoire et cardioprotectrice, les composés phénoliques sont bénéfiques pour la santé humaine.

Les concentrations en composés phénoliques d’une plante peut être modifiés par la qualité d’un spectre lumineux. Par exemple, le bleu induit une augmentation des composés phénoliques tels que les flavonoïdes (Azad et al. 2018 ; Park et al. 2019).

Conclusion

Dans un environnement contrôlé, nous pouvons manipuler la synthèse de métabolites secondaires pour influencer les mécanismes de défenses naturelle chez la plante ou encore augmenter la qualité de la plante. En effet, les métabolites secondaires vont être synthétisés en fonction de l’environnement. L’un de ces facteurs environnementaux est la lumière. Cependant, il y a compromis entre croissance et synthèse de métabolites secondaires.