Mycotoxines: Définitions et Classification

Mycotoxines (2022/2023)

• Les mycotoxines sont des substances toxiques produites par des champignons, posant des risques pour la santé humaine et animale.

Plan d'étude

• Introduction aux mycotoxines et aux moisissures.
• Définitions des moisissures et des mycotoxines.
• Classification des mycotoxines.
• Méthodes de détection et d'analyse des mycotoxines.
• Conseils pour éviter la consommation de mycotoxines.

Introduction

• Les champignons peuvent être vénéneux (toxiques ou mortels), toxinogènes (produisant des toxines), pathogènes stricts, opportunistes ou allergènes.
• Mycétisme: intoxications provoquées par l'ingestion de macromycètes toxiques.
• Mycotoxicoses: intoxications alimentaires causées par la consommation d'aliments contaminés par des micromycètes ayant sécrété des substances toxiques.
• La reconnaissance des mycotoxicoses, intoxications alimentaires dues à des substances toxiques produites par des moisissures, est récente

Définitions

• Moisissures: organismes unicellulaires, microscopiques et ubiquitaires.
• Les moisissures sont des saprophytes dégradant la matière organique morte ou vivante.
• Mycotoxines: substances issues du métabolisme secondaire des moisissures, de faible poids moléculaire, pouvant contaminer les plantes et les aliments et présentant un danger pour l'homme et les animaux.
• Les mycotoxines, une fois ingérées, inhalées ou absorbées, peuvent causer des problèmes de santé ou la mort.
• Plus de 300 métabolites secondaires ont été détectés, mais seulement une trentaine présentent des propriétés toxiques significatives.
• Les mycotoxines sont des contaminants naturels courants dans les céréales, les fruits, les noix, les amandes, les grains, les fourrages et les aliments transformés pour l'alimentation humaine et animale.
• Plus de 150 espèces de champignons toxinogènes produisent des mycotoxines, notamment les genres Aspergillus, Fusarium, Penicillium et Claviceps.

Moisissures et mycotoxines d'importance mondiale

• Aspergillus parasiticus produit des aflatoxines B1, B2, G1 et G2.
• Aspergillus flavus produit des aflatoxines B1 et B2.
• Fusarium sporotrichioides produit la toxine T-2.
• Fusarium graminearum produit du déoxynivalénol (ou nivalénol) et de la zéaralénone.
• Fusarium moniliforme (F. verticillioides) produit de la fumonisine B1.
• Penicillium verrucosum et Aspergillus ochraceus produisent de l'ochratoxine A.
• Les mycotoxines peuvent être présentes dans les spores, le mycélium, l'environnement immédiat, les denrées alimentaires ou tout autre milieu où la colonie se développe.
• Une même mycotoxine peut être produite par différents champignons.
• Un même champignon peut produire plusieurs mycotoxines.
• La présence de champignons producteurs de mycotoxines dans un aliment ne signifie pas nécessairement que des mycotoxines sont présentes.
• Un aliment peut contenir des mycotoxines même si le champignon n'est plus présent.

Classification

• Les mycotoxines sont classées en trois groupes selon leurs effets toxiques: mutagènes, cancérogènes et tératogènes.

Aflatoxines

• Les aflatoxines produites par Aspergillus flavus, A. parasiticus et A. nomius sont des métabolites secondaires.
• Elles se trouvent abondamment dans les oléagineux, le coton et les céréales.
• La présence d'aflatoxines dans le lait a été largement étudiée, révélant que l'aflatoxine B1 (AFB1) est transformée en aflatoxine M1 (AFM1) chez les vaches laitières.
• Les aflatoxines sont des composés organiques non protéiques composés d'assemblages de coumarine et de furannes, appelés flavocoumarines.
• La découverte des aflatoxines a stimulé l'intérêt scientifique pour leur toxicité.
• Les aflatoxines sont hépatotoxiques et classées dans le groupe I des substances cancérigènes.

Ochratoxines

• Les ochratoxines sont produites par A. ochraceus et certaines espèces de Penicillium.
• Les ochratoxines ont été détectées dans le maïs, l'orge, le blé, l'avoine, les haricots, les pois moisis et les fruits secs, ainsi que dans les céréales, les boissons (vins, jus de fruits, bière, etc.) et dans la viande de porc et la volaille via la chaîne alimentaire.
• Les ochratoxines sont des toxines contenant une isocoumarine, parfois chlorée, liée à une molécule de L-phénylalanine.
• L'ochratoxine A est connue pour sa néphrotoxicité et pourrait être un facteur dans la néphropathie endémique des Balkans (NEB).
• L'ochratoxine A est classée dans le groupe 2B par le CIRC, étant potentiellement cancérigène pour l'homme, immunotoxique, tératogène et neurotoxique.

Patuline

• La patuline est une mycotoxine produite par divers genres de moisissures, dont Aspergillus et Penicillium, comme A. clavatus et Penicillium expansum.
• La patuline est une lactone hétérocyclique insaturée avec un poids moléculaire de 154 g/mol.
• Des effets neurotoxiques de la patuline ont été notés lors de son utilisation comme antibiotique dans les années 1950.
• La patuline modifie les niveaux d'hormones thyroïdiennes et sexuelles, augmentant la sécrétion de testostérone et de LH, mais sans affecter la TSH, la T3 et la GH, avec une action sur la réponse cellulaire.
• La patuline cause une diminution des lymphocytes T et une réduction de l'activité oxydative des macrophages.

Toxines de Claviceps purpurea

• Les champignons du genre Claviceps peuvent contaminer les céréales et les graminées fourragères dans le monde entier.
• L'ergotisme, causé par l'ergot du seigle (C. purpurea), était responsable du feu de Saint-Antoine chez l'homme.
• Plus de 40 alcaloïdes ont été isolés de sclérotes de Claviceps.
• L'ergotisme est la mycotoxicose la plus ancienne, provoquant des délires, des douleurs intenses, des gangrènes et des infirmités graves.
• Des épidémies ont sévi entre le VIIIe et le XVIe siècle en raison de la consommation de farines contaminées par les sclérotes de ces champignons.
• Le CIRC classe ces toxines dans le groupe III.

Analyse et détection des mycotoxines

• La fiabilité des résultats d'analyse dépend de la représentativité des échantillons, de la fiabilité de la méthode d'analyse (HPLC) et de l'analyse critique des résultats.

Comment éviter de consommer des mycotoxines

• Éviter de consommer des fruits ou des légumes présentant des signes de moisissure ou de pourriture, même après avoir retiré les parties endommagées ou après une cuisson lente.

Embranchement des Ascomycota

Introduction

• Les Ascomycotina (Ascomycètes) tirent leur nom de la présence, lors de la reproduction sexuée, d'un sporocyste spécialisé nommée Asque, à l'intérieur duquel s'individualisent les ascospores.
• Ce groupe de champignons est le plus important avec environs 35000 espèces en majorité microscopiques ou submicroscopiques.

Caractères généraux

• Appareil végétatif : le thalle peut être unicellulaire levuriforme (cas de levures), ou pluricellulaire (filamenteux).
• Les Ascomycètes sont caractérisés par des filaments cloisonnés (hyphes).
• Les cloisons transversales sont interrompues par des pores permettant les échanges entres les articles de l'hyphe.
• Ces échanges sont réglés par des bouchons de glucanes « corps Woronin » (chez les Euascomycètes).

Reproduction

• La reproduction asexuée ou végétative est prédominante chez les Ascomycota.
• Fragmentation du thalle donnant naissance à des arthrospores.
• Bourgeonnement du thalle levuriforme et production de blastospores.
• Sporulation directe : production de spores exogènes «conidies ou conidiospores» par des sporocystes spécialisés (cellules conidiogènes appelés phialides).

Reproduction sexuée

• La reproduction sexuée des Ascomycètes aboutit à la formation d'un asque, structure en forme de sac dans laquelle se forment les ascospores. Les asques se forment à l'intérieur d'une structure complexe appelée ascome ou ascocarpe.
• Cycle de reproduction : cycle de reproduction des Ascomycota commence à la germination d'une ascospore qui donne des filaments sur lesquels apparaissent les organes reproducteurs femelle (gamétocystes femelles) ou ascogones coiffés chacun d'un trichogyne, et des gamétocystes mâles ou spermatocystes..
• La fécondation se fait par trichogamie: accolement du spermatocyste au trichogyne et injection des noyaux fécondants mâles.
• La cloison séparent l'ascogone du trichogyne se résorbe et le contenu des 2 cellules se mêle : plasmogamie.
• Chez les champignons supérieurs, la fusion des noyaux (caryogamie) ne suit pas immédiatement la plasmogamie. Entre les deux s'intercale une phase diploïde particulière durant laquelle le mycélium est constitué de cellules à 2 noyaux complémentaires qui se divisent de façon simultanée (dicaryophase).
• Ces cellules, ou dicaryons, constituent le mycélium dit secondaire par opposition au mycélium haploïde dit primaire.
• Il s'est ainsi formé un zygote plurinucléé dicaryotique appelé cénozygote, qui ensuite germe et émet des filaments à l'intérieur desquels migrent les dicaryons.
• Simultanément, des hyphes mycéliennes haploïdes du pied de l'ascogone se multiplient et forment des paraphyses (éléments mycéliens stériles) à rôle nutritif et une enveloppe protectrice ou ascothèque.
• A l'extrémité de certaines hyphes dicaryotiques, les cellules subissent la caryogamie et deviennent ainsi des cellules ascogènes, cette dernière subissant une méiose suivie d'une mitose pour donner 08 ascospores.

Différents types d'Ascocarpes

• Cleïstothèce: ascocarpe entièrement fermé, formé d'asques indéhiscents, les ascospores sont libérés par décomposition du Cleïstothèce et la paroi des asques.
• Périthèce: ascocarpe en forme de bouteille, déhiscent par l'ostiole et possédant sa propre paroi.
• Locule: ascocarpe déhiscent par l'ostiole, portant des asques dans des locules, ne possède pas de paroi propre.
• Apothécie: ascocarpe étalé en forme de disque ou de soucoupe complètement ouverte formé d'asques déhiscents et bien ordonnés.

Classification

• La classification la plus récente subdivise l'embranchement des Ascomycota en 3 sous-embranchements : Taphrinomycotina = Archiascomycètes, Saccharomycotina = Hemiascomycètes et Pezizomycotina = Euascomycètes.

Taphrinomycotina

• Ensemble d'organismes le plus souvent levuriformes, mais parfois filamenteux. On connait 150 espèces dont une seule pathogène pour l'homme: Pneumocystis jiroveci
• C'est un champignon parasite. Cet organisme parasite était classé comme protozoaire, son appareil végétatif est unicellulaire appelé trophozoites. Il provoque une maladie, la pneumocystose, qui touche les personnes au système immunitaire affaibli.

Saccharomycotina

• Les Saccharomycètes (160 espèces connues) se limitent pratiquement aux Saccharomycétacées, famille des Levures, dont le type est la levure de bière ou levure de boulanger, Saccharomyces cerevisiae.
• Les Saccharomycètes se présentent sous formes d'éléments levuriformes. Elles se multiplient continuellement par vois asexuée : bourgeonnement donnant naissance à des blastospores.
• Les intérêts et utilisations : agents de fermentation : préparation de l'alcool, du pain, ...
• En génie génétique : fabrication d'un vaccin contre l'hépatite B, synthèse de l'insuline, ...
• En thérapeutique : traitement adjuvant préventif ou curatif.
• Pathogénicité: Certaines levures sont des agents pathogènes pour l'homme tel que : Candida albicans (champignon opportuniste) responsables de candidoses chez les immunodéprimés.

Pezizomycotina

• C'est le groupe le plus évolué des Ascomycètes, chez lequel les asques sont protégés dans un sporophore ou ascocarpe à structures très diversifiées. On distingue les Euascomycètes à: Cleistothèces : fructification (Ascocarpe) fermée (Plectomycètes).
• Périthèces: fructification (Ascocarpe) en bouteille ouverte par un ostiole (Pyrénomycètes).
• Apothécies: fructification (Ascocarpe) en coupe (Discomycètes).
• Les Plectomycètes sont caractérisés par un ascocarpe en cléistothèce. L'ordre le plus important est celui des Eurotiales (Aspergillus et Pénicillium).
• Morphologie : L'appareil conidiogène des Eurotiacées est parmi les plus évolué : la formation des conidies se fait à partir de phialides, provenant elles-mêmes d'articles intermédiaires, les métules.
• Les Aspergillus sont responsables d'affections pulmonaires graves « aspergillose ».

Pyrénomycètes

• Les Pyrénomycètes sont caractérisées par un ascocarpe en périthèce.
• Exemple: Claviceps purpurea (l'ergot de seigle) C'est un champignon parasite submicroscopique qui vit sur l'ovaire de nombreuses graminées: blé, seigle, orge...
• La consommation de farines préparées avec des grains ergotés provoque des troubles graves, l'ergotisme.
• L'ergotisme peut se manifester sous deux formes : Gangreneuse : atteinte des extrémités des membres et Convulsive : atteinte du système nerveux central.
• L'ergot de seigle contient diverses substances de nature indolique pharmacologiquement actives (ergotamine : analgésique prescrit en cas de migraine).

Discomycètes

• Les Discomycètes sont caractérisés par un ascocarpe en Apothècie.
• Cette classe englobe les espèces macroscopiques des Ascomycota. Elle est divisé en deux ordres: les Pézizales et les Tubérales.
• Ordre des Pézizales: Famille des Humariacées: Exemple: la pezize orangée (Peziza aurantia) Elle est caractérisée par une apothécie sessile isolée. Elle est comestible après cuisson car elle renferme une hémolysine thermolabile.
• F: Helvellacées: Exemple: Oreille de chat (Helvella crispa) Elle est caractérisée par un hyménium externe recouvrant une mince lame et elle comestible après cuisson.
• F: Morchellacées: Exemple: Morille commune (Morchella esculenta) Ils sont caractérisés par une fructification volumineuse qui porte dans sa partie supérieure de nombreuse apothécie. Cette espèce est comestible à condition d'être suffisamment cuite.
• Ordre des Tubérales: Les Tubérales sont des discomycètes très particuliers vivant en symbiose avec les racines des plantes supérieures. L'adaptation à la vie souterraine (mode de vie hypogée) a provoqué de profondes modifications de l'ascocarpe (L'apothécie ouverte primitivement se referme).
• Les Tubérales les plus connues sont les Truffes. Ils sont riches en vitamine A et peuvent être utilisés pour le traitement de certaines affections oculaires.

Les Champignons Toxiques

Introduction

• Il existe un grand nombre de champignons comestibles quelques Ascomycetes).
• De plus, les champignons constituent une source nutritive riche en mucilages fibres et vitamines et d'autres qui sont toxiques pour l'homme et peuvent conduire à la mort.
• Il existe deux types d'intoxications fongiques :
• Intoxication indirecte (Mycotoxicose): ingestion des aliments souillés par des toxines
• Intoxication directe (Mycétisme): L'ensemble des intoxications causées par la consommation des champignons supérieurs.

Épidémiologie

• L'intoxication peut être Accidentelle par confusion ou méconnaissance, Criminelle ou Volontaire suicidaire ou toxicomanes.

Syndrome à courte durée d'incubation (<6h)

• Syndrome résinoïdien ou gastro-intestinal : Il d'intoxications fréquentes et bénignes une attention particulière devrait se porter aux enfants et aux personnes agées.
• Le syndrome résinoïdien comprends toutes les situations dans lesquelles des troubles digestifs isolés surviennent moins de six heures après un repas de champignons.
• Les espèces comestibles peuvent être ingérées en quantité excessive ou le champignon est ingéré cru.

Clinique

• une Symptomatologie gastro-intestinale majeure, avec des douleurs abdominales, des nausées, des vomissements et une diarrhée d'intensité variable.
• Traitement : un traitement symptomatique ou des antispasmodiques.
• Champignons responsables : Plus de 300 espèces.
• Ex: Entoloma lividum et Boletus satanas
• Syndrome muscarinien : est également appelé syndrome sudorien.
• Les intoxiqués transpirent abondamment et la toxine est la muscarine.
• Les signes cliniques apparaissent entre quinze minutes et deux heures après l'ingestion.
• Les premiers signes sont des troubles digestifs ensuite avec des sueurs profuses et bradycardie.
• Le traitement est Symptomatique et Antidotal et il existe est spécifique à la muscarine: atropine.

Syndromes panthérinien ou myco-atropinique

• est aussi appelé "folie panthérinienne toxines sont des Acide iboténique et le muscimol.
• Les symptômes apparaissent trente minutes à trois heures après l'ingestion, avec une phase ébrieuse qui est recherchée par les toxicomanes.
• des tremblements, une tachycardie et une mydriase et il n'existe pas d'antidote spécifique à ces toxines.
• Syndromes coprinien: On l'appelle aussi "flush syndrome provoque une intoxication assez rare car il faut qu'il y ait une consommation concomitante d'alcool.

Syndromes à longue durée d'incubation

• Syndrome Phalloïdien: responsable de 90 à 95 % des intoxications mortelles causées par les champignons et les toxines sont les amatoxines
• Trois phases : une phase d'agression, une phase de rémission apparente et une phase d'atteinte du foie et des reins, il faut donc avoir une hospitalisation en réanimation.
• Syndrome orellanien : le plus rare mais la mortalité est grande et l'organe ci ble est le rein!
• Syndrome gyromitrien : C'est totalement imprévisible avec de grosses variabilités individuelles.

Basidiomycota

Introduction

• Les basidiomycètes représentent un groupe majeur de champignons caractérisés par la formation de basides, structures spécialisées produisant des basidiospores exogènes.

Caractéristiques structurales

• Le mycélium, la baside et la basidiospore sont des composantes essentielles.
• Le mycélium peut être monocaryotique, dicaryotique ou tertiaire, reflétant différents stades de développement et d'organisation.
• Les degrés de différenciation du mycélium comprennent des formes primaires, secondaires et tertiaires, chacun ayant un rôle spécifique dans le cycle de vie du champignon.

Cycle de développement

• Le cycle de développement implique une alternance de reproduction asexuée et sexuée.
• Les basidiomycètes présentent des mécanismes d'hétérothallisme, nécessitant la compatibilité entre différents mycéliums pour la reproduction sexuée.
• La fécondation se fait par périttogamie et peut nécessiter la dicaryotisation du mycélium pour la formation des carpophores.
• De nombreuses épéses ont un rôle à jouer dans les structures cellulaires comme le dolipore.

Classification

• La classification des basidiomycètes peut être basée sur des critères traditionnels ou phylogénétiques.
• Les classifications traditionnelles tiennent compte de la morphologie de la baside et du développement de l'hyménium.
• La classification phylogénétique utilise des données moléculaires pour établir des relations évolutives entre les différents groupes de basidiomycètes.

Exemples de champignons basidiomycètes

• Basidiomycètes utiles: les champignons mycorrhiziens précieux pour la croissance des plantes supérieures.
• Basidiomycètes comestibles: les champignons appréciés dans la gastronomie.
• Basidiomycètes nuisibles: les charbons et rouilles qui causent des maladies des plantes.
• Basidiomycètes dangereux: les espèces toxiques et mortelles.

Conclusion

• Les basidiomycètes représentent un groupe diversifié et complexe de champignons.
• Ils se distinguent par leurs sporocystes spécialisés,leurs hyphes cloisonnées à dolipores et par leurs types de mycéliums.
• Une formation des anses de connexion lors de la division cellulaire apicale.
• Bon nombre de basidiomycètes ont des carpophores développés.