Post on 20-Jul-2015
Champignons toxinognes et mycotoxicosesMelle BOUFADI
Champignons induisant des manifestations cliniques chez lhommeDiffrences essentielles entre champignons
Vnneux (toxiques) : myctismes Toxinognes : mycotoxicoses Pathognes stricts mycoses Opportunistes Allergnes : allergies fongiques
Champignons sur les denres alimentaires
Champignons bnfiques : industriesfromagres (Penicillium, Geotrichum) et viticoles (levures sauvages ou slectionnes)
Champignons sur les denres alimentaires
La contamination initiale des denresalimentaires non soumises strilisation ou pasteurisation, par des spores de moisissures est invitable
Champignons sur les denres alimentaires
Champignons indsirables :moisissures (Rhizopus, Aspergillus, Penicillium, etc.) banales ou toxiques (Aspergillus flavus, Aspergillus ochraceus, Penicillium expansum, etc.)
Champignons sur les denres alimentaires
Le dveloppement des moisissures sur lesdenres alimentaires peut conduire :
A une dprciation de leur valeur nutritionnelle etune altration de leurs caractres organoleptiques,
A des risques pour le consommateur (animal ouhomme) et le manipulateur : mycoses (Aspergillus fumigatus), allergies (foin moisi), mycotoxicoses
Mycotoxines
Mtabolites secondairesde faible poids molculaire
Mycotoxines
Fixes au niveau des spores ou excrtes
dans le milieu contamin (aliments, eau) toxicit potentielle ou relle pour les hommes et les animaux par :
Inhalation Ingestion Plus rarement, par contact
Mycotoxines
Mycotoxines inhales partiellement solublesdans leau pulmonaire des alvoles : circulation gnrale troubles gnraux respiratoires et/ou spcifiques dorganes (milieux professionnels industriels et agricoles ; domestique ?)
Mycotoxines
Les connaissances concernent surtoutles mycotoxicoses par ingestion (population gnrale)
Conditions physico-chimiques de dveloppement
Disponibilit en eau Temprature Composition gazeuse Influence du substrat
Disponibilit en eau Germination conditionne par lactivit en eau (aw) dans la sporeCroissance du myclium conditionne par leau disponible dans le substrat Classification en :
Xrophiles : Aspergillus restrictus, A. glaucus, A. versicolor
Msophiles : Aspergillus flavus, A. nidulans, A. fumigatus, Penicillium expansum, P. cyclopiumHygrophiles : Cladosporium, Fusarium, Mucorales
Temprature
Conditionne la comptitivit Rle prpondrant sur la croissance, ledveloppement et la physiologie
Eventail trs large (optima : 20 25C) Croissance / survie
Temprature Cladosporium herbarum : crot 6C et survit 20C
Aspergillus flavus : survit 35C dans les tunnelsde ptes
Aspergillus fumigatus tolre 55C Byssochlamys germe aprs 10 min 85C Ascospores de Neurospora germent aprs 20 min 130C (four de boulangerie)
TempratureClassification en :
Thermophiles : Byssochlamys, Aspergillusfumigatus,
Thermotolrants : Aspergillus niger, Msophiles : Penicillium chrysogenum,Aspergillus versicolor,
Cryophiles : Cladosporium, Alternaria,
Composition gazeuse
Moisisures arobies Arobies tolrantes Rle limitant et slectif du rapport O2 / CO2 Aptitude au confinement : Penicilliumroqueforti
Anarobies rares : Byssochlamys nivea
Influence du substrat Rupture des dfenses naturelles (graines, fruits, etc.) Rsistance mcanique au tassement (volume dairintergranulaire en stockage)
Slection naturelle des espces cellulolytiques :Stachybotrys sur pailles
Spcificit dhte : Penicillium expansum sur pommes A contrario : Penicillum roqueforti sur glose !
Conditions biologiques de dveloppement
Intensit de la sporulation Longvit des spores Comptitivit entre espces biologiques : Fongiques : Trichoderma viridae est presqueexclusif
Bactriennes : vitesse de croissance, pH, aw
MycotoxicognseGrande diversit de familles chimiques (consquence du mtabolisme secondaire)
Drivs des acides amins
Alcalodes de lergot de seigle, acide aspergillique, gliotoxine, roquefortine, sporidesmines
Voie des polyactatesAflatoxines, acide pnicillinique, citrinine, fumonisines, ochratoxines, patuline, strigmacystine, zaralnone
Drivs des terpnesDiactoxyscirpnol, doxynivalnol, trichothcnes, verrucarines
Moisissure ? mycotoxine
La prsence un moment donn dune La prsence dune moisissure mme
moisissure toxinogne est ncessaire pour quil y ait ventuellement production de mycotoxine toxinogne nimplique pas obligatoirement la prsence de mycotoxine obligatoirement labsence de mycotoxine
Labsence de moisissure nimplique pas
Exemple de produits contamins par des moississures toxinognesDenresBl, farine, pain, mas, chips
Espces toxiques contaminantes- Aspergillus flavus, A. ochraceus, A. versicolor - Penicillium citrinum, P. citreoviride, P. cyclopium, P. martensii, P. patulum, P. pubertum - Fusarium moniliforme
Mycotoxines probablesAflatoxines, Ochratoxine A Strigmatocystine Acide pnicillique Patuline Dsoxynivalnol (DON) Zaralnone Fumonisine Aflatoxines, Ochratoxine A Strigmatocystine Trichothcnes Cytochalasines Patuline Acide cyclopiazonique
Arachide, noix
- Aspergillus flavus, A. ochraceus, A. versicolor - Penicillium citrinum, P. cyclopium, P. expansum
Exemple de produits contamins par des moississures toxinognesDenres Espces toxiques contaminantes Mycotoxines probablesAflatoxines, Ochratoxine A Strigmatocystine Acide pnicillique Patuline Aflatoxines, Ochratoxine A Strigmatocystine Acide pnicillique Patuline, Pnitrem A
Tourte la - Aspergillus flavus viande, viande - Penicillium viridicatum, P. roqueforti, P. cuite, patulum, P. commune fromage, cacao, houblon Viandes, porc sal, fromage - Aspergillus flavus, A. ochraceus, A. versicolor - Penicillium viridicatum, P. cyclopium
Poivre noir et rouge, ptes
- Aspergillus flavus, A. ochraceus
Aflatoxines, Ochratoxine A
Exemple de produits contamins par des moississures toxinognesDenresFves, orge, mas, sorgho, soja
Espces toxiques contaminantes- Aspergillus flavus, A. ochraceus, A. versicolor - Penicillium citrinum, P. cyclopium, P. viridicatum, P. expansum, P. islandicum, P. urticae - Fusarium moniliforme - Alternaria
Mycotoxines probablesAflatoxines, Ochratoxine A Strigmatocystine Acide pnicillique Citrinine Patuline Grisofulvine Alternariol Aflatoxines, Ochratoxine A Strigmatocystine Acide pnicillique Citrinine, Pnitrem A
Ptisserie rfrigre ou congele
- Aspergillus flavus, A. versicolor - Penicillium citrinum, P. cyclopium, P. viridicatum, P. martensii, P. citreoviride, P. urticae, P. palitans, puberulum, P. roqueforti
Exemple de produits contamins par des moississures toxinognesDenres Espces toxiques contaminantes Mycotoxines probablesAflatoxine, Ochratoxine A Acide kojique Patuline, Pnitrem A Acide pnicillique Trichothcnes Patuline
Denre - Aspergillus alimentaire - Penicillium (stockage domestique) - Fusarium oxysporum Pomme et produits drivs de pomme - Penicillium expansum
Moisissures et mycotoxines retrouves dans divers alimentsChampignonAspergillus
ToxinesAflatoxines, strigmatocystine, ochratoxine A
DenresMas, arachides, graines de coton, graines de potiron, riz, haricot, tissus danimaux (jambon, lard, saucisses, lait et drivs Bl, mas, orge, riz, seigle, avoine, noix
Fusarium
Trichothcnes (dsoxynivalnol = DON, nivalnol = NIV, toxine T2, diactoxyscirpnol = DAS), zaralnone, fumonisine, fusarine, moniliformine
PenicilliumAlternaria Claviceps
Patuline, citrinine, pnitrem A, acide cyclopiazonique, ochratoxine AAlternariol, acide tnuazonique Alcalodes de lergot
Fruits et jus de fruits, bl, riz, fromage, noixFruits, lgumes et produits drivs de pommes et tomates Bls et drivs, seigle
Moisissures prsentes dans les fourrages et produits en siloEspce fongiqueAspergillus flavus, A. parasiticus Aspergillus ochraceus Aspergillus fumigatus Aspergillus versicolor Penicillium veridicatum, P. cyclopium Penicillium aurantogriseum Penicillium roqueforti Pithomyces chartarum Wallamia sebi Stachybotris atra
MycotoxineAflatoxines, acide cyclopiazonique Ochratoxine A Fumigaclavines, gliotoxine Strigmatocystine Ochratoxine A, citrinine, acide cyclopiazonique Verrucosidine, viomelline, xanthomgnine Fumiclavine, roquefortine, PR toxine Sporodesmine Walleminol A Satratoxines
Espce fongiqueFusarium culmorum, F. graminearum, F. sporotrichoides Fusarium moniliforme Claviceps
MycotoxineDsoxynivalnol (DON), toxine T2, diactoxyscirpnol (DAS), zaralnone Fumonisine, moniliformine Ergotamine, ergostine, ergocrystine, acide lysergique Acide tnuazonique, alternariol Lolitrem, paxilline Ergopeptine Phomopsines
Alternaria Acremonium lolii Acremonium coenophialum Phomopsis leptostromiformis
Expression des mycotoxicosesCutaneErgotisme Eczma facial des ruminants Dermatose des manipulateurs de cleri (Gangrne sche de la ftuque) (Hyperkratose des bovins)
NerveuseClavatoxicose Diplodia-toxicose
VasculosanguineAleucie toxique alimentaire Fusariotoxicose
GnitaleZaralnone toxicose Phytooestrognes : coumestrol
Hpato-biliaire et rnaleAflatoxicose Eczma facial des ruminants Ochratoxicose ( citrinine) (Nphropathie endmique des Balkans) Phomopsistoxicose (lupinose)
Sialorrhe des ruminants Leucoencphalomalacie des quids (Maladie des tremblements)
Stachybotriotoxicose Maladie du mlilot g
Formes aigus de mycotoxicoses chez les animaux domestiquesMycotoxicoseFusariose Vomitoxicose T2 toxicose DAS toxicose
Espces fongiquesFusarium moniliforme Fusarium sporotrichoides Fusarium Fusarium
MycotoxinesFumonisine B1 Dsoxynivalnol Toxine T2
Espces animalesPorc Porc Porc, veau, volailles
Syndrome primairedme pulmonaire Entrite, vomissements Ncrose dermique, gastroentrite Ncrose du tube digestif, hmorragies Incoordination des mouvements Oestrognisme
Diactoxyscirpnol Porc
Leucoencphalom alacie F2 toxicose
Fusarium moniliforme Fusarium graminearum
Fumonisine B1 Zaralnone
Cheveau Porc
Formes aigus de mycotoxicoses chez les animaux domestiquesMycotoxicoseAflatoxicose Ergotisme
Espces fongiquesAspergillus spp. Claviceps
MycotoxinesAflatoxines Acide lysergique
Espces animalesVolailles, veau, porc, chien Veau, mouton, poulet
Syndrome primaireHpatite, hmorragies, mort Gangrne, crise nerveuse, baisse de la reproduction Photosensibilisation, cholangiome Nphropathie Ncrose dermique, gastroentrite, dpression du systme hmatopotique Ataxie, prostration Salivation, diarrhe, polyurie
Eczma facial Ochratoxicose Stachybotryotoxicose
Phitomyces Chartarum Aspergillus ochraceus Penicillium viridicatum Stachybotrys atra
Sporidesmines Ochratoxine A Satratoxine, verrucarine
Mouton, veau Porc, dindons, volailles Chevaux
Trmor Slaframine toxicose
Acremonium spp.
Pnitrem A Slaframine
Veau, mouton, chien Veau, mouton
Implication de mycotoxines dans des pidmies chez lhommeMaladie (aigu)Ergotisme gangrneux
SymptmesVasoconstriction,
Espces fongiquesClaviceps purpurea, C. fusiformis
MycotoxinesAlcalodes de lergot
Substrats
Pays
Seigle, crales Ethiopie, Inde
gangrne
Aleucie toxique alimentaire (ATA)Maladie de Kaschim-Beck Onyalai
Brlures digestives, nauses, vomissementsArthrite osseuse Hmorragie du rhino-pharynx et tube digestifAnomalie cardiaque, mort par dpression respiratoire
Fusarium spp.
Trichothcnes
Crales, pain
Russie, Japon, Core
Fusarium spp. Phoma sorghina Penicillium
Trichothcnes Acide tnuazonique Citroviridine
Crales Millet
Chine Afrique du Sud
Bribri cardiaque
Riz
Japon
Implication de mycotoxines dans des pidmies chez lhommeMaladie (aigu)Kwashiorkor
SymptmesDnutrition nergtique Accumulation dacides gras : foie, rein, cur, encphalopathie, dme Somnolence, perte dquilibre, troubles nerveux
Espces fongiquesAspergillus parasiticus Aspergillus parasiticus
MycotoxinesAflatoxines
SubstratsCrales
PaysKenya, Soudan (enfant) Thalande (enfant)
Syndrome de Reye
Aflatoxines
Crales
Kodua
Aspergillus flavus
Acide cyclopiazonique Aflatoxines
Millet
Inde
Hpatite aigu
Jaunisse, dme Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus Allergie cutane Sclerotinia
Crales (mas)
Inde, Afrique
Dermatite
Psoralne
Cleri
Implication de mycotoxines dans des pidmies chez lhommeMaladie (chronique)Cancer de lsophage Cirrhose (enfant) Hpatocarcinomes Nphropathie endmique
SymptmesTumeurs
Espces fongiquesFusarium spp.
MycotoxinesFumonisine, fusarine C
SubstratsCrales
PaysAfrique du Sud
Ncrose du foie Aspergillus spp. Aflatoxine
Crales
Inde
Tumeur du foie
Aspergillus spp. Aflatoxine
Crales
Afrique, Inde
Ncroses des tubules et glomrules
Penicillium verrucosum Aspergillus ochraceus
Ochratoxine A
Crales
Ex-Yougoslavie, Bulgarie
Aflatoxines
Mycologie Aspergillus flavus Aspergillus parasiticus Penicillium verrucosumPenicillium verrucosum Aspergillus flavus
Aspergillus parasiticus
SubstratsNombreux produits agricole (arachides, crales, tourteaux darachides, cacahutes, )
Incidence importante dans la nourriture animale et humaine en rgions tropicales
Conditions de croissance des souches toxinognes Tempratures : Minimale : 12 C Maximale : 42 C Optimale : 28 30 C
Humidit relative en eau :80 %
Infection au champ, maissurtout au stockage
ToxinognseLa croissance des champignons toxinognes et la production daflatoxines sont influences par diffrents facteurs :
Le type de substratLa teneur en humidit La temprature
Les dommages ventuels du substratLhumidit relative de lenvironnement
Structures et proprits physicochimiques
1963 : Asao propose la structure chimique desaflatoxines : ce sont des flavocoumarines
Stables la chaleur (250 C), au froid, lalyophilisation
Instables la lumire et aux UV Hydrolysables en milieu alcalin Solubles dans les solvants peu polaires (mthanol)
Biosynthse 1992 : Chang dcouvre le gne responsable de labiosynthse des aflatoxines
Le cluster (zone regroupant les gnes) des aflatoxines est
situ sur un fragment de 7,5 kb dun chromosome de 4,9 Mbtapes gnrant des intermdiaires issus de diverses ractions chimiques et enzymatiques sous le contrle du cluster aflR
La biosynthse des aflatoxines est compose de 4 grandes
Mtabolisme
Absorption Voie orale Leur lipophiliegouverne leur absorption par un phnomne de diffusion passive
Maximale un pH 5 et au niveau du jjunum
Voie respiratoire
Distribution
Liaisons non covalentes avec lalbumine etlhmoglobine cytoplasme
Phnomne de diffusion pour pntrer dans le Stockage dans lorganisme par liaisonscovalentes avec molcules tissulaires
Passage trans-placentaire
MtabolisationPour tre toxique ou mutagne, laflatoxine doit tre mtaboliseLa mtabolisation est principalement ralise par lintervention des cytochromes hpatiques :
Epoxydation par lintervention de cytochromes P450 hpatique et pulmonaire Hydroxylation O-dmthylation Epoxyde hydrolase ou glutathion-Stransfrase Rduction en aflatoxicol par la NADPH rductase
EliminationPar voie biliaire
Reprsente 60 % de llimination totale Surtout des mtabolites conjugus Parfois aflatoxine B1 sous forme libre
Par voie urinaire
Prsence dautres mtabolitesServent de marqueurs dans les intoxications
Par voie lacte
Uniquement aflatoxine M1Problmes pour lallaitement Problmes pour les denres base de lait
Biotoxicologie
Action sur les synthses cellulairesAction sur lADN
Laflatoxine B1 ou son poxyde peut sintercaler au sein de lADN Laflatoxine B1 se fixe plus fortement dans les zones transcrites Cette fixation dpend de la squence nuclotidique et de la taille du fragment Le site prfrentiel est au niveau de la guanine dans les squences contenant des cytosines
Action sur les synthses cellulairesAction sur lARN
Laflatoxine B1 a une grande affinit pour lARNnuclaire et cytoplasmique et elle en affecte le mtabolisme par inhibition de lactivit de lARNpolymrase
Leffet varie en fonction de la dose daflatoxine B1
Action sur les protines
La synthse des protines intra- etextracellulaires est rduite
Action sur les mtabolismesMtabolisme des glucides
Rduction du glycogne hpatique Interfrence avec le mtabolisme nergtiquedes cellules animales
Inhibition de la consommation doxygne destissus
Action sur les mtabolismesMtabolisme des lipides
Accumulation de lipides dans le foie Diminution des concentrations sriques du cholestrol,des triglycrides, des phospholipides
Perturbation de la synthse et le transport des lipides Perturbation de labsorption et la dgradation des lipides
ImmunotoxicitEffets immunosuppresseurs aprs ingestion (et inhalation)Prdisposition une surinfection par diminution des dfenses immunitaires
Tratognicit
Malformations ftales
Prvention
Prvention : lutte contre la contaminationAvant la rcolte
Utilisation de souches aspergillaires nonaflatoxicognes :
Agent biocomptitif En plein essor Uniquement dans les pays industrialiss carcoteuse
Prvention : lutte contre la contamination
Autres moyens limination des pieds desschs Irrigation suffisante Slection de varits de culture
Prvention : lutte contre la contaminationLors de la rcolte
Le ramassage A maturation Manuel ou mcanique
Le nettoyage et la sparation Dbut du traitement industriel (taux rsidueldaflatoxines possible)
Prvention : lutte contre la contamination
Le schage Teneur en humidit < 9 % Souvent lair libre en Afrique
Le stockage Dans des silos le plus souvent Atmosphre contrle (temprature, humidit, CO2, )
Prvention : lutte contre la contaminationLe triage
Manuel Dans les pays sous dvelopps Analyses macroscopiques et morphologiques
Mcanique Slection par pression dpression Procds Sortex, Zig-Zag, Wogan
Prvention : dtoxificationLes traitements physiques
Inactivation thermique
Inactivation totale partir de 267 CDiminution de la qualit et de la quantit des protines
IrradiationRayon gamma, UV, micro-ondes
Adsorption par les solvants
Utilisation de boue, de charbon activ,
Prvention : dtoxificationLes traitements chimiques
Moins coteux que les autres techniques Applicables sur les aliments, les concentrs,
Existence de deux sites douverture entranant linactivation de laflatoxine B1
Prvention : dtoxificationLes traitements chimiques
Ammoniation : mthode de rfrence Bisulfites Chlore : effets mutagnes Ozone : peu dinformation Hypochlorite de sodium : grande efficacit Peroxyde dhydrogne (uniquement en milieu liquide basique) : modification de la qualit protique (et donc de la valeur nutritive)
Prvention : dtoxificationLa dcontamination biologique
Bioconversion : Mucor griseocyanus
Ochratoxine A
Mycologie Genre Aspergillus Aspergillus ochraceus Aspergillus niger Aspergillus carbonarius
MycologieAspergillus ochraceus
Croissance : temprature optimale de 24 37 C ; pH de 3 10 Sur milieux de Czapek : colonies granuleuses de couleur ocre,revers brun jauntre
Mycologie Genre Penicillium Penicillium verrucosum ouPenicillium viridicatum
Principal producteur
dochratoxine A en climats temprs (20 C) vert - gris et revers orangebrun sur milieu CYA
Thalle velout vert - bleu
Patuline
Mycologie
La patuline est produites par desclaviforme,
divers champignons appartenant aux genres :
Penicillium : P. expansum, P. patulum, P. Aspergillus : A. clavatus, A. gigantus, A. terreus Paecilomyces variotii Byssochlamys : B. nivea, B. fulva
Penicillium expansum
Principal responsable des contaminations Colonie verte terne, avec un myclium blanc en marge et un exsudat orange brun caractristique Champignon bi ou triverticill, avec un conidiophore lisse, des mtules et des phialides rassembles en verticilles et des conidies elliptiques
Conclusion
Connaissances scientifiques trsinsuffisantes : requirent la collaboration de mycologues, mdecins, pharmaciens, vtrinaires et toxicologues
Conclusion Principaux axes de recherche : Ecologie des champignons et conditions de scrtion Moyens prventifs de lutte Mthodes chimiques et biologiques de dtection rapide Dtoxification sans dnaturation Recherche des mycotoxines comme causes possiblesde maladies humaines mal connues