Phlorotanin

Le rôle structurel des phlorotanins dans la paroi cellulaire est une fonction primaire de ces composés phénoliques[14] - [5]. Toutefois, comme des recherches ont démontré que les phlorotanins sont plus abondants dans le cytoplasme que dans la paroi cellulaire, ce rôle primaire pourrait toutefois ne pas être le principal[23].

Les phlorotanins présents dans le cytoplasme, de même que ceux exsudés, semblent jouer un rôle dans la reproduction des algues brunes en contribuant à la formation de la paroi cellulaire du zygote[8], et peut-être en évitant la fertilisation multiple en inhibant le mouvement des spermatozoïdes[5].

Des études ont démontré que les phlorotanins semblent protéger les algues brunes de plusieurs manières. Voici quelques exemples.

Idotea balthica, une espèce d'isopode sur laquelle l'effet des phlorotanins a été testé.

Comme certaines études ont démontré que l'herbivorie peut induire la synthèse de phlorotanins. Il a été suggéré que ces derniers jouent un rôle défensif contre les herbivores, notamment en réduisant la digestion chez certains poissons par la formation d'un complexe phlorotannins-protéines[11]. Toutefois, les résultats des recherches menées en ce sens montrent que cette relation est ambiguë[24] - [25] - [26]. Le rôle dissuasif des phlorotanins quant à l'herbivorisme pourrait être hautement dépendant à la fois de l'espèce de l'algue et de l'herbivore[27].

Les phlorotanins sont principalement localisés à la périphérie des cellules, en tant que composants de la paroi cellulaire. Aussi, ils absorbent la lumière à des longueurs d'onde entre 280 et 320 nm[28], correspondant aux UV-B, et montrent des pics d'absorption à 200 et 265 nm[3], ce qui correspond à des longueurs d'onde incluses dans les UV-C. Des études in situ ont démontré que la production de phlorotanins est positivement influencée par l'intensité du rayonnement solaire chez Ascophyllum nodosum et Fucus vesiculosus[29]. Pour ces raisons, il a été suggéré que les phlorotanins jouent un rôle photoprotecteur[30]. Des études menées avec les espèces Lessonia nigrescens[30] et Macrocystis integrifolia[31] montrent que les radiations UV-A et les UV-B peuvent induire la synthèse de phlorotanins solubles et que cette dernière est corrélée avec la réduction de l'inhibition de la photosynthèse, de même qu'avec la réduction des dommages à l'ADN, deux des principaux effets de la radiation ultraviolette sur les cellules végétales. De plus, le fait que ces composés phénoliques sont exsudés dans le milieu environnant permet de réduire l'exposition aux UV auxquels sont soumis les méiospores des algues, le phytoplancton et les autres habitants des forêts de kelp, où la biomasse algale est élevée et où l'eau est moins brassée[31].

Les phlorotanins pourraient aussi être impliqués dans la séquestration de métaux lourds tels les ions Sr²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Be²⁺, Mn²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺ et Cu²⁺[32]. Toutefois, si les propriétés chélatrices de certains phlorotanins ont été démontrées in vitro, des études in situ suggèrent que ces caractéristiques sont propres à certaines espèces[33] - [34].

Des études ont démontré que les phlorotanins peuvent agir en tant qu'antibiotique contre certaines espèces de dinoflagellés[35].

Source[40].

Les phlorotannins comme le dieckol, eckol et eckstolonol de l'algue brune Ecklonia cava ou encore le diphlorethohydroxycarmalol de l'algue brune Ishige okamurae possèdent des propriétés antioxydantes. Ces composés sont utilisés pour la protection aux UV en diminuant les dommages à l'ADN par les UV-B. En effet, ces phloratannins contenus dans ces algues brunes permettent le contrôle de la fragmentation nucléaire dans les cellules de fibroblaste, composant essentiel à la souplesse et la cohérence du derme. D'autres mécanismes seraient aussi contrôlés par les phlorotannins d'algues brunes comme le blocage de l'apoptose ou encore le blocage des mauvais fonctionnements de la mitochondrie.

Source[41].

Des métabolites secondaires comme le 7-phloeckol ou le dieckol provenant d'algues brunes interviennent dans l'augmentation de la croissance capillaire. Il a été démontré qu'il y aurait une augmentation de la prolifération des follicules pileux chez l'humain lorsque l'on traite ces derniers avec ces métabolites secondaires.

Source[42].

L'alcool 4-hydroxyphenethyl de l'algue brune Hizikia fusiformis via son activité inhibitrice de la tyrosinase intervient au niveau de la biosynthèse de la mélanogenèse pour en inhiber la synthèse de mélanine, pigment de la peau lui donnant sa couleur plus ou moins colorée et protégeant la peau des effets néfastes des UV. La concentration inhibitrice médiane (IC50) de ce phlorotannin est plus faible que les composés actuels utilisés en tant qu'agent blanchissant de la peau en Asie tels que l'acide kojique ou encore l'arbutine et semblerait donc être plus efficace. Cette inhibition de la synthèse de mélanine par ces phlorotannins passerait par la voie de signalisation cellulaire ERK.

Source[43].

Les métalloprotéinases matricielles (MMPs) sont des constituants de la matrice extra cellulaire (MEC) avec une activité protéolytique permettant le remodelage et la dégradation du derme. Il a été montré que certains phlorotannins comme l'eckol et le dieckol de l'algue brune Ecklonia stolonifera et le 6,6'-bieckol et le dioxinodehydroeckol de l'algue brune Ecklonia cava inhibent l'activité protéolytique de ces MMPs à l'origine de la dégradation du collagène et donc de l'apparition des rides. Cette inhibition de la dégradation du collagène par ces phlorotannins passerait par la voie de signalisation cellulaire NF-kB.