La physostigmine est un métabolite secondaire produit par la vigne tropicale africaine Physostigma venosum, connue sous le nom de haricot de calabar. Ce composé est utilisé comme médicament chez l’homme pour traiter à la fois le glaucome et la myasthénie grave, et était autrefois considéré comme un traitement de la maladie d’Alzheimer. Il fonctionne comme un inhibiteur réversible de la cholinestérase, la protéine qui dégrade l’acétylcholine. La plupart des mouvements du corps reposent sur le transfert de signaux des cellules nerveuses aux muscles par l’intermédiaire de l’acétylcholine.
Les inhibiteurs de la cholinestérase, appelés anticholinestérases, inhibent la dégradation de l’acétylcholine. Généralement, ils sont très toxiques pour les animaux car ils forment un complexe irréversible avec la cholinestérase. Les muscles continuent de se contracter et la paralysie et la mort peuvent s’ensuivre. De nombreux insecticides utilisent ce mode d’action, tout comme certains gaz neurotoxiques. En revanche, la physostigmine se lie de manière réversible à la cholinestérase, ce qui lui permet d’être utilisée comme médicament chez l’homme.
Le sulfate de physostigmine est la forme utilisée comme médicament aux États-Unis et est utilisé dans le traitement du glaucome. La physostigmine est efficace pour évacuer le liquide supplémentaire de l’œil. Il fonctionne également comme un myotique, provoquant une contraction des pupilles. Cette propriété peut également aider dans le traitement du glaucome. Parfois, il est utilisé comme myotique après que les yeux aient été dilatés lors d’un examen de la vue.
La myasthénie grave, maladie de l’affaiblissement musculaire, peut être traitée efficacement avec cette anticholinestérase. L’action de ce trouble empêche l’acétylcholine de remplir sa fonction d’activation des muscles. Ainsi, un traitement par la physostigmine peut aider à soulager les symptômes de cette maladie.
Des essais cliniques ont été menés avec la physostigmine pour déterminer si elle pouvait améliorer le fonctionnement des patients atteints de la maladie d’Alzheimer, car il y avait une hypothèse selon laquelle les symptômes de la maladie étaient dus à un manque de quantités adéquates d’acétylcholine. Le traitement avec ce composé a provoqué une augmentation faible mais mesurable des capacités cognitives. Les patients ont cependant souffert d’effets secondaires drastiques et la plupart d’entre eux ont abandonné les tests. La conclusion était que ce médicament ne serait pas utile pour traiter la maladie d’Alzheimer.
Une propriété supplémentaire de la physostigmine est qu’elle peut traverser la barrière hémato-encéphalique et affecter le système nerveux central (SNC). Cela lui permet d’être utilisé pour traiter les surdoses de médicaments qui provoquent la production d’une trop grande quantité d’acétylcholine. C’est ce qu’on appelle un effet cholinergique. Des surdosages des composés végétaux atropine et scopolamine peuvent provoquer cet effet. Une source courante et potentiellement mortelle de ces drogues est la consommation ou l’inhalation de stramoine, Datura stramonium, en tant que tentative d’hallucinogène.
La synthèse chimique de la physostigmine est une entreprise très difficile, compte tenu de la complexité de la molécule. Une complication supplémentaire est qu’il existe deux formes du composé, appelées stéréoisomères, mais une seule forme est active en tant que médicament. Les chimistes ont découvert un moyen de synthétiser ce produit chimique en laboratoire en 1935, et un certain nombre de méthodes différentes ont été développées. Généralement, ce produit chimique est isolé à partir de graines mûres et sèches de la plante de haricot de calabar, plutôt que d’être synthétisé à partir de zéro.