Jaouad Bouayed

Exogenous antioxidants—Double-edged swords in cellular redox state Health beneficial effects at physiologic doses versus deleterious effects at high doses

The balance between oxidation and antioxidation is believed to be critical in maintaining healthy biological systems. Under physiological conditions, the human antioxidative defense system including e.g., superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), glutathione (GSH) and others, allows the elimination of excess reactive oxygen species (ROS) including, among others superoxide anions (O2.-), hydroxyl radicals (OH.), alkoxyl radicals (RO.) and peroxyradicals (ROO.). However, our endogenous antioxidant defense systems are incomplete without exogenous originating reducing compounds such as vitamin C, vitamin E, carotenoids and polyphenols, playing an essential role in many antioxidant mechanisms in living organisms. Therefore, there is continuous demand for exogenous antioxidants in order to prevent oxidative stress, representing a disequilibrium redox state in favor of oxidation. However, high doses of isolated compounds may be toxic, owing to prooxidative effects at high concentrations or their potential to react with beneficial concentrations of ROS normally present at physiological conditions that are required for optimal cellular functioning. This review aims to examine the double-edged effects of dietary originating antioxidants with a focus on the most abundant compounds, especially polyphenols, vitamin C, vitamin E and carotenoids. Different approaches to enrich our body with exogenous antioxidants such as via synthetic antioxidants, diets rich in fruits and vegetables and taking supplements will be reviewed and experimental and epidemiological evidences discussed, highlighting that antioxidants at physiological doses are generally safe, exhibiting interesting health beneficial effects.

Total phenolics, flavonoids, anthocyanins and antioxidant activity following simulated gastro-intestinal digestion and dialysis of apple varieties: Bioaccessibility and potential uptake

In the present study, an in vitro model simulating gastrointestinal (GI) digestion, including dialysability, was adapted to assess free soluble polyphenols from apples (four varieties). Results indicated that polyphenol release was mainly achieved during the gastric phase (ca. 65% of phenolics and flavonoids), with a slight further release (<10%) during intestinal digestion. Anthocyanins present after the gastric phase (1.04-1.14mg/100g) were not detectable following intestinal digestion. Dialysis experiments employing a semipermeable cellulose membrane, presenting a simplified model of the epithelial barrier, showed that free soluble dialysable polyphenols and flavonoids were 55% and 44% of native concentrations, respectively, being approximately 20% and 30% lower than that of the GI digesta. Similar results were found for the antioxidant capacity of dialysable antioxidants, being 57% and 46% lower compared to total antioxidants in fresh apples (FRAP and ABTS test, respectively). It is suggested that some polyphenols are bound to macromolecular compounds that are non-dialysable, that the presented method allowed the study of free soluble polyphenols available for further uptake, and that both chemical extraction and concentrations in final digesta would overestimate polyphenol availability.

Chlorogenic acid, a polyphenol from Prunus domestica (Mirabelle), with coupled anxiolytic and antioxidant effects

BACKGROUND Oxidative stress is linked to neurodegenerative diseases, cancer, cardiovascular diseases and to some behaviors, such as anxiety and depression. In particular, recent research observed a close relationship between oxidative stress and anxiety. METHODS We investigated the anxiolytic effect of chlorogenic acid, a dietary antioxidant present in fruits, in mouse models of anxiety including the light/dark test, the elevated plus maze and the free exploratory test. Moreover, the antioxidative effect of chlorogenic acid on peripheral blood granulocytes was investigated. RESULTS Chlorogenic acid (20 mg/kg) induced a decrease in anxiety-related behaviors suggesting an anxiolytic-like effect of this polyphenol. The anti-anxiety effect was blocked by flumazenil suggesting that anxiety is reduced by activation of the benzodiazepine receptor. In vitro, chlorogenic acid protected granulocytes from oxidative stress. CONCLUSIONS Chlorogenic acid is one of the most abundant polyphenols in fruits. We demonstrated in vivo and in vitro for the first time, that chlorogenic acid has anxiolytic effects coupled with antioxidant activity. Thus, fruits such as plums (Mirabelle), apples and cherries may provide health-promoting advantages to consumers.

The Impact of High Anxiety Level on Cellular and Humoral Immunity in Mice

Background/Aims: In the present study, we aimed to examine whether a high anxiety level affects various parameters of immunity in mice. Methods: We used the behavioral light/dark choice test to evaluate whether high anxiety has an impact on various parameters of cellular (granulocytes, monocytes, total lymphocytes, TCD4+, TCD8+ and NK numbers) and humoral (IgA, E and G concentrations) immunity. Secondly, we investigated whether the cellular and humoral immune systems of mice with contrasting levels of anxiety responded differently to stressors (such as physical restraint) by monitoring blood markers of the both types of immunity. Results: High levels of anxiety inhibited part of the cellular and humoral immune systems by significantly decreasing total lymphocytes numbers (including TCD4+ and TCD8+) and immunoglobulin (A and E) concentrations. However, no significant changes in the number of granulocytes, monocytes or NK cells were observed. As a consequence, overall, our results suggest that high anxiety led to a decrease in the efficiency of the immune system of anxious mice. On the other hand, our findings also showed that restraint stress (acute and subacute) produced the same immunological profile as high anxiety in mice. This was independent of the animals’ anxiety status. At the same time, we observed that restraint stress produced significant increases in the levels of granulocytes and monocytes. Conclusions: High anxiety and restraint stress exerted adverse effects on cellular and humoral immunity in mice. While the effect of restraint stress was independent of the anxiety levels in mice, this stress led to an aggravation of the immune response from the high degree of anxiety. Therefore, anxious subjects could be more vulnerable to infections and inflammation, particularly when they are exposed to stressful situations.

Chemical Composition and, Cellular Evaluation of the Antioxidant Activity of Desmodium adscendens Leaves

Desmodium adscendens plant is widely used as juice or tea in various parts of the world against a wide range of diseases. This study determines the quality and the quantity of polyphenols, flavonoids, anthocyanins, and tannins in D. adscendens leaves by UV-spectrophotometry and RP-HPLC methods. In addition, the antioxidant capacity of these phenolic compounds is evaluated by ABTS (2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic)), DPPH (2,2-diphenyl-1 picrylhydrazyl), and Cellular tests. D. adscendens leaves are mainly composite of flavonoid compounds with 12.8 mg of catechin equivalent (CE)/g dw. The amounts of total polyphenol compounds are 11.1 mg of gallic acid equivalent (GAE)/g dw. The quantity of total anthocyanin and total tannin compounds is not considerable 0.0182 mg CgE/g dw and 0.39 mg CE/g dw, respectively. A direct correlation between phenolic compounds and antioxidant activity is observed (R 2 = 0.96). The RP-HPLC analyses reveal that the main phenolic compound identified in the methanol-water extract is quercetrin dihydrat (2.11 mg/mL). According to the results, it is observed that D. adscendens leaves possess a considerable scavenging antioxidant and antiradical capacity, therefore these antioxidant properties might increase the therapeutic value of this medicinal plant.

Subacute oral exposure to benzo[α]pyrene (B[α]P) increases aggressiveness and affects consummatory aspects of sexual behaviour in male mice

Benzo[alpha]pyrene (B[alpha]P) is a neurotoxic pollutant which is also able to affect some behaviour and cognitive function. Here we report that a subacute oral exposure to B[alpha]P increases aggressiveness and affects copulatory behaviour in male mice. Indeed, after 3 weeks of exposure to B[alpha]P at 0.02 and 0.2mg/kg, we have observed that B[alpha]P 0.02 mg/kg-treated male mice are more aggressive than control mice in resident-intruder test because a significant decrease in the latency time of the first attack and a significant increase in the number of attacks in B[alpha]P 0.02 mg/kg-treated mice were found. On the other hand, we have found that subacute exposure (4 weeks) to B[alpha]P, does not affect the appetitive aspects and sexual motivation in copulatory behaviour because the latency to the first mount between control and B[alpha]P-treated male mice was not significantly different. We have nevertheless, surprisingly found that B[alpha]P (0.02-0.2)mg/kg-treated mice have performed significantly more sexual behavioural acts including mounting, intromission latency and intromission frequency than control mice. Although these last results suggest that B[alpha]P improves the consummatory aspects of sexual behaviour, we cannot conclude that this neurotoxic pollutant has advantage of sexual function because B[alpha]P has been shown to alter the monoaminergic neurotransmitter system and causes endocrine dysregulation via toxic effect.

Aperçu ethnobotanique et phytopharmacologique sur Carthamus tinctorius L.

Carthamus tinctorius L., appele en francais carthame, faux safran, safran bâtard, safran mexicain, safran des teinturiers, plante aujourd’hui cultivee, est selon Saito [25] originaire d’Egypte. Il est cultive dans certaines zones de Catalogne, Murcie, dans la Communaute de Valence et d’Andalousie. Le genre Carthamus regroupe des plantes presque toutes mediterraneennes de la famille des Asteraceae, assez proches des chardons. C’est une plante annuelle ou vivace tinctoriale et oleagineuse, le plus souvent epineuses. Le carthame est apparente au chardon et mesure 0,60 a 1,50 m de hauteur, il fleurit en ete, pendant toute la gare. Le carthame peut encore se rencontrer dans les regions mediterraneennes ou il etait cultive et ou il s’est acclimate. Il pousse dans des sols normaux en plein soleil et supporte un sol sec, il ne craint ni la secheresse ni les sols pauvres et caillouteux. La croissance de la plante a lieu sur environ cinqmois. Plante buissonneuse ornee de fleurs nombreuses de couleur jaunes, oranges et rouges. Elle a un systeme racinaire puissant, produit de nombreuses tiges claires avec des capitules terminaux. Chaque capitule, comme pour les autres chardons, comprend de nombreuses fleurs, chacune pouvant produire potentiellement un seul akene. Chaque capitule peut produire de 20 a 100 akenes de forme semblable a celle des akenes de tournesol. Le fruit est compose d’une amete entouree d’une coque fibreuse epaisse difficile a enlever. Les akenes sont de la grosseur d’un gros grain d’orge, de couleur blanche ou brunâtre et blanc rayee de gris, de brun ou de noir [2]. Les fruits sont prismatiques, avec une base etroite et une longueur inferieure a 1 cm. Les feuilles sont ovales et lanceolees. Le nom Carthamus est un emprunt a l’arabe qartam et correspond a une racine semitique signifiant « teindre ». Le terme est lie aux vertus tinctoriales des fleurs de Carthamus tinctorius, aux particularites assez semblables a celles du safran. D’apres Carr et al. [6] sous la dynastie des Pharaons, les fruits de carthame etaient utilises en Egypte. Les Hebreux connaissaient et utilisaient la teinte jaune-orange des fleurs pour teindre les etoffes. De meme, la fleur de cette plante appelee en sankrit « karambha » etait employee en Inde pour teindre les tissus. Dans les ouvrages de la medecine islamique, on trouve cette plante sous les noms « habb-al-qartam » et « qartam ». Abu mansur Ali al-Herawi [1] et Avicenne [4] ecrivent « qartam » en persan, c’est kojila, il est moyennement chaud, augmente le liquide seminal et il est bon pour les poumons et l’estomac et soulage les douleurs articulaires.

Validation et contribution à l’étude de l’effet antihyperglycémique d’une plante médicinale, le Momordica charantia L.

RésuméMomordica charantia (L.) [Cucurbitaceae], connu sous le nom de concombre amer ou karela, est une plante alimentaire et médicinale, utilisée en Ayurveda pour le traitement de différentes maladies, dont le diabéte. Dans cette étude, l’activité antihyperglycémique du fruit de cette plante a été démontrée chez les souris rendues diabétiques par l’alloxane monohydrate. Deux extraits de fruits frais et secs ont été préparés, et leurs effets sur le taux de glucose sanguin ont été comparés à une molécule antidiabétique de référence, la glibenclamide. L’extrait aqueux du fruit frais à la dose de 200 mg/kg a montré une diminution significative de la glycémie (62 %), un effet comparable à celui obtenu par la glibenclamide à la dose de 10 mg/kg. Les deux extraits à différentes doses n’ont pas montré de signe de toxicité. Ainsi, l’extrait aqueux de Momordica charantia, une plante comestible, semble être une alternative sûre à la réduction de la glycémie et un traitement auxiliaire et complémentaire pour limiter les effets secondaires des traitements allopathiques avec les médicaments synthétiques.AbstractMomordica charantia (L.) [Cucurbitaceae], more commonly known as the bitter cucumber or bitter melon, is a plant used for food and medicine. In the Ayurvedic tradition it is used to treat a range of disorders, including diabetes. This study has demonstrated the plant’s anti-hyperglycaemic effect in mice with alloxan monohydrate induced diabetes. Two extracts were prepared, from both the fresh and the dried fruit of the plant, and their effects on blood sugar levels were compared with the reference anti-diabetes molecule glibenclamide. Aqueous extract of the fresh fruit at a dose of 200 mg/kg demonstrated a significant reduction in glycemia (62%), comparable with that of glibenclamide at a dose of 10 mg/kg. The two extracts at different doses showed no signs of toxicity. Thus, aqueous extract of the edible plant M. charantia would appear to be a viable alternative for reducing glycemia as well as providing an auxiliary and complementary treatment which would limit the secondary effects of allopathic remedies using synthetic drugs.

Aperçu ethnobotanique et phytopharmacologique sur Cichorium intybus L.

Cichorium intybus connu sous plusieurs noms vernaculaires, dont la chicorée sauvage, la chicorée amère, est une plante de la famille des Asteraceae, appartenant au genre Cichorium, cultivée soit pour ses feuilles (salades, endives), soit pour ses racines (succédané de café). Cette plante était mentionnée en 4000 avant Jésus-Christ sur les papyrus égyptiens. D’après Carr et al. [4], en Égypte, la chicorée état déjà cultivée sur le bord du Nil. Selon Zohary [34], une autre espèce, Cichorium pumilum Jacq., était connue des Hébreux et mentionnée dans la Bible. Mais d’après Duke [8], la plante citée dans la Bible n’est que Cichorium intybus L. C’est une plante herbacée, plus ou moins pubescente, vivace, de 50 cm à 1 m de haut, très commune dans les prés, les champs incultes, elle se rencontre fréquemment sur les bords de chemins, les terrains caillouteux. On peut la trouver jusqu’à 1 500 m d’altitude. Elle est originaire d’Europe, d’Asie et d’Afrique du Nord et cultivée en Amérique du Nord. Elle présente des feuilles basales profondément découpées, des feuilles intermédiaires entières lancéolées, embrassant la tige, et des feuilles supérieures réduites à des bractées. Les inflorescences sont des fleurs ligulées, bleues et groupées en capitules. Les feuilles apparaissent à l’automne et dessèchent à floraison en juillet/août. Les fruits (akènes), surmontés d’une couronne de poils (pappus), ont une saveur très amère (latex). La racine est pivotante. Les tiges sont rigides, anguleuses, faisant apparaı̂tre du latex à la cassure, très peu feuillées, cannelées de 50 cm à 1 m de hauteur, à rameaux raides, divergents, pubescents, elles paraissent au mois de juillet, en même temps que les rosettes se dessèchent, et bientôt elles se couvrent de fleurs d’un bleu céleste. Toutes les parties de la plante sont amères. C’est aussi une plante fourragère. Les fleurs s’ouvrent vers 6 heures et se referment vers midi. La chicorée était également cultivée dans le Khorassan (aujourd’hui partagé entre l’Iran et l’Afghanistan). Selon Qassem bin Yussof Abu Nasri Herawi [26], elle se cultive entre février et mars, elle a besoin d’un arrosage régulier et d’un engrais animal. On sèche ses racines à l’ombre.

Notes ethnobotanique et phytopharmacologique sur Eryngium creticum L.

Le genre Eryngium, appartenant à la sous-famille Saniculoidée des Apiacées, avec environ 250 espèces, a une répartition cosmopolite [22, 23] et est connu pour contenir des acétylènes, des flavonoı̈des, des coumarines et des saponines triterpènes [13]. Eryngium creticum, connue sous le nom commun de Field Eryngo, est une plante vivace ou bisannuelle glauque, appartenant à la famille des Umbelliferées. Elle pousse dans les champs et les endroits rocailleux, le plus souvent dans des sols secs. Elle atteint une hauteur maximale de 20-50 cm et est largement répartie en Jordanie [3]. Les fleurs sont hermaphrodites (possédant à la fois des organes mâles et femelles) et sont pollinisées par les abeilles, les mouches et les coléoptères. La plante est auto fertile. Elle a besoin d’un sol bien drainé et ensoleillé [10]. Elle préfère un sol sablonneux mais tolère la plupart des types de sol [14], acides, neutres ou basiques (alcalins). Elle ne peut pas pousser à l’ombre et les parterres cultivés constituent son habitat. Les jeunes feuilles basales sont comestibles cuites [16, 19]. En anglais la plante est connue sous le nom de Snake root.