Propriétés biochimiques et pharmacologiques des amines biogènes

2.3 Biosynthèse et fonctions

Les amines biogènes apparaissent généralement à la suite de décarboxylations d’acides aminés libres avec les enzymes microbiennes. La décarboxylation des acides aminés se produit par l’élimination du groupe α-carboxyle . Leurs occurrences sont les suivantes : histamine de l’acide aminé histidine, tyramine de l’acide aminé tyrosine, tryptamine et sérotonine de l’acide aminé tryptophane, phényléthylamine de l’acide aminé phénylalanine, putrescine de l’acide aminé ornithine, cadavérine de l’acide aminé lysine et agmatine de l’acide aminé arginine (Figure 3) .

Les amines biogènes jouent un rôle essentiel dans la stabilisation de la membrane cellulaire, les fonctions immunitaires et la prévention des maladies chroniques, car elles participent à la synthèse des acides nucléiques et des protéines . En outre, ils sont des composés créés comme la régulation de la croissance (spermine, spermidine, et cadavérine), la transmission neuronale (sérotonine), et les médiateurs de l’inflammation (histamine et tyramine) .

L’histamine, un composant standard de l’organisme, se compose de l’acide aminé histidine comme un résultat de l’activité histidine décarboxylase dépendant du phosphate de pyridoxal (Figure 3) . La distribution et la concentration de l’histamine dans les tissus de tous les vertébrés sont très instables. L’histamine prend en charge certaines fonctions liées à l’équilibre de la température corporelle et à la régulation du volume et du pH de l’estomac, ainsi que les activités cérébrales, car elle participe à des fonctions essentielles telles que la neurotransmission et la perméabilité vasculaire. Cependant, elle joue également un rôle dans le déclenchement des réactions allergiques .

La tryptamine est constituée de l’acide aminé tryptophane suite à l’activité de la L-aminoacide aromatique décarboxylase (Figure 3) . La tryptamine est un alcaloïde monoamine trouvé dans les plantes, les champignons et les animaux . La tryptamine, présente à l’état de traces dans le cerveau des mammifères, augmente la pression artérielle ainsi que joue un rôle de neurotransmetteur ou de neuromodulateur .

L’acide aminé de la phénylalanine synthétise la phényléthylamine par l’intermédiaire de la L-acide aminé aromatique décarboxylase chez l’homme, certains champignons et bactéries ainsi que plusieurs espèces végétales et animales (Figure 3) . Elle fonctionne comme un neurotransmetteur dans le système nerveux central humain .

La tyramine, constituée d’acide aminé tyrosine suite à l’activité de la tyrosine décarboxylase, est généralement présente en faible quantité (Figure 3) . La tyramine entraîne plusieurs réactions physiologiques telles que l’augmentation de la pression artérielle, la vasoconstriction , la sécrétion de noradrénaline active par la tyramine, etc, car le système nerveux sympathique contrôle plusieurs fonctions de l’organisme . La tyramine, stockée dans les neurones, provoque l’augmentation de la larme, de la salivation et de la respiration ainsi que la mydriase .

Le tryptophane synthétise la sérotonine à la suite des activités enzymatiques de la tryptophane hydroxylase et de la décarboxylase de l’acide L-aminé aromatique (figure 3) . La sérotonine, l’un des neurotransmetteurs cruciaux du système nerveux central, joue un rôle dans de nombreux mécanismes physiologiques critiques, tels que le sommeil, les troubles de l’humeur, la régulation de l’appétit, le comportement sexuel, la régulation du flux sanguin cérébral et la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique. En outre, elle peut être synthétisée par l’arginine à travers l’agmatine et la carbamoylputrescine (Figure 3) . La putrescine, produite par les bactéries et les champignons, contribue à la croissance cellulaire, à la division cellulaire et à la tumorigenèse car elle est la substance préliminaire de la spermidine et de la spermine .

La cadaverine, synthétisée par la lysine suite à l’activité enzymatique de la lysine décarboxylase, prend en charge les formations de diamine et de polyamine (Figure 3) .

La spermidine synthase catalyse la formation de la spermidine à partir de la putrescine (Figure 3) . La spermidine est un précurseur d’autres polyamines telles que la spermine et l’isomère structurel thermospermine . La spermidine, qui régule plusieurs processus biologiques cruciaux (Na+-K+ ATPaz), protège le potentiel membranaire et contrôle le pH et le volume intracellulaires. En outre, la spermidine, une polyamine présente dans le métabolisme cellulaire, a un rôle dans les inhibitions de la synthase d’oxyde nitrique neuronale et les développements des tissus intestinaux .

La spermine, dont l’acide aminé précurseur est l’ornithine, est formée à partir de la spermidine par l’enzyme spermine synthase (Figure 3) . La spermine est présente dans plusieurs organismes et tissus, car c’est une polyamine qui se trouve dans toutes les cellules eucaryotes et qui a un rôle dans le métabolisme cellulaire . Elle joue un rôle dans les développements des tissus intestinaux et stabilise la structure hélicoïdale des virus .

L’agmatine est une amine biogène formée par l’activité enzymatique arginine décarboxylase de l’acide aminé arginine (Figure 3) . L’agmatine participe au métabolisme des polyamines sur la putrescine hydrolysée par l’enzyme agmatine et a plusieurs fonctions telles que la régulation de la synthèse de l’oxyde nitrique, le métabolisme des polyamines, et la métalloprotéinase matricielle et l’activité enzymatique conduisant à la production de H2O2 ,

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