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Caractères culturaux généraux
Les Aspergillus présentent une croissance rapide sur milieu de Sabouraud additionné d’antibiotiques. Ils sont cependant en majorité inhibés par l’actidione. Après 24 à 48h de culture, on peut observer des colonies plates, formées de courts filaments aériens blancs. C’est suite à la maturation des structures conidiogènes (48 à 96h) que les colonies présentent leur teinte caractéristique : brune, verte, jaune, ou même noire selon les espèces. La couleur de la culture permet une orientation rapide du diagnostic d’espèce. Les Aspergillus se développent bien sur les milieux classiques de mycologie comme celui de Sabouraud. Mais si nécessaire, leur fructification peut être stimulée par repiquage de la colonie sur une gélose au malt, ou sur milieu de Czapek qui constituent leurs milieux de référence. Enfin, les Aspergillus poussent à 22-25 °C et à 37 °C pour les espèces qui sont thermophiles [3].
Morphologie microscopique
Les Aspergillus sont caractérisés par un thalle végétatif formé de filaments mycéliens hyalins. Ces filaments sont de diamètre fin et régulier, ils sont septés et ramifiés. L’identification du genre Aspergillus repose sur la mise en évidence des têtes aspergillaires (Figure 1) à l’examen microscopique. En effet, sur les filaments végétatifs prennent naissance des filaments dressés non cloisonnés appelés conidiophores. Ces conidiophores se terminent par une vésicule de forme variable sur laquelle sont disposées les cellules conidiogènes ou phialides. La conidiogénèse s’effectue sur le mode blastique phialidique, par bourgeonnement à l’apex des phialides d’une série de spores ou conidies qui restent collées les unes aux autres en chaînes non ramifiées, basipètes, la plus jeune étant à la base de la chaîne. Les spores unicellulaires sont de forme variable, globuleuses, subglobuleuses ou elliptiques. Elles peuvent être lisses ou recouvertes d’aspérités plus ou moins marquées, et sont de pigmentations diverses. Les phialides sont soit directement insérées sur la vésicule (têtes unisériées), soit portées par des petits articles insérés sur la vésicule : les métules (têtes bisériées). L’ensemble : vésicule (avec ou sans métules) / phialides / conidies, constitue la tête aspergillaire caractéristique du genre Aspergillus [4].
Les principales espèces
Aspergillus fumigatus est l’espèce la plus pathogène, responsable d’environ 80 à 90% des aspergilloses humaines. D’autres espèces sont aussi impliquées. Par ordre décroissant de fréquences, A. flavus, A. niger, A. terreus, A. nidulans [10].
Aspergillus fumigatus
C’est l’agent le plus fréquemment rencontré dans les aspergilloses humaines et animales.
Cette espèce est retrouvée partout dans le monde, mais plus particulièrement dans les régions tropicales et subtropicales. De plus, sa bonne tolérance aux températures élevées peut expliquer l’abondance de cette moisissure dans les composants et autres matériaux de nature organique dans lesquels interviennent des phénomènes de décomposition avec élévation de température (silos à grains, foins en balle, arachides, bagasses, …) [5].
Caractères culturaux/ Aspect macroscopique
La croissance est rapide, les colonies atteignent 4 à 5 cm en une semaine. On observe alors un mycélium extensif hyalin, plus ou moins immergé dans la gélose. Après maturation des structures conidiogènes, la surface de la colonie (soit le recto) se colore en vert bleuté, puis vert foncé, et plus tardivement en gris-vert foncé (cette coloration est caractéristique de l’espèce) et prend une texture superficielle rase à poudreuse, voire cotonneuse, avec de courtes mèches mycéliennes blanches. Certaines souches peuvent présenter une texture feutrée ou même floconneuse moins caractéristique. Le revers de la colonie (soit le verso) est incolore, jaune, vert ou brun-rouge suivant les souches. Cette espèce est clairement thermophile. Elle a une croissance très rapide à 37 °C (24 à 48h). Cependant l’optimum thermique est à 40-42 °C, mais il se développe très bien à 45°C et pousse jusqu’à 57°C. Par contre, cette espèce ne pousse pas en présence d’actidione [5, 6].
Morphologie microscopique
La multiplication de cette espèce est végétative. Il n’y a pas de reproduction sexuée connue, ni présence de « Hülle cells ». On observe alors des têtes conidiennes typiques, en forme de colonnes plus ou moins allongées, unisériées. Les conidiophores érigés sont produits directement par des hyphes végétatives basales et par des hyphes aériennes. Ils présentent une paroi lisse, colorée en vert-brun, surtout au niveau de la partie terminale. Les conidiophores s’élargissent progressivement pour donner la vésicule (20 à 30 µm), qui est aussi pigmentée. La vésicule n’est donc pas nettement individualisée par rapport au conidiophore. Elle porte directement, à sa partie supérieure plus ou moins hémisphérique, de nombreuses phialides disposées de façon parallèle à l’axe du conidiophore. Ces phialides sont donc dressées et très groupées. Les conidies ou phialospores, sont verdâtres, échinulées, globuleuses ou subglobuleuses et finement verruqueuses (Figure 2). Leur taille réduite (2 à 3 µm) les range parmi les plus petites du genre Aspergillus [5, 6].
Figure 2 : Aspergillus fumigatus, culture sur gélose de Sabouraud à 8 jours : (1 recto et 2 en verso) et têtes aspergillaires (objectif 20 en 3, objectif 30 en 4) [10]
Aspergillus flavus
Ce champignon est présent dans toutes les régions du globe, mais on le trouve plus fréquemment dans les zones tropicales et subtropicales. On le trouve dans différents types de sols, et plus particulièrement dans les sols cultivés. Dans les zones tropicales, il se développe dans le fruit de l’Arachis hypogea (Arachide), c’est pourquoi une attention toute particulière doit être accordée à la contamination des produits alimentaires qui en dérivent, car de nombreuses souches peuvent produire des aflatoxines. Ce champignon se développe également souvent sur les graines de céréales (maïs, avoine…) [7].
Caractères culturaux/ Aspect macroscopique
Aspergillus flavus est facilement isolé sur milieu de Sabouraud. Sur milieu de Czapek, les colonies sont typiquement vert-jaunes (d’abord blanche, puis jaune, et enfin vert-jaune). Leur aspect est généralement granuleux dans les zones centrales et plus poudreux en périphérie. Le verso est de couleur variable puisque, selon les isolats, il est presque incolore, rosé, ou brun-rouge (Figure 3). Cette espèce a une croissance rapide (2 à 3 jours). Il se développe entre 10 et 42 °C (voire 48°C exceptionnellement) avec un optimum thermique à 37 °C. Son développement est inhibé par l’actidione [7].
Morphologie microscopique
La multiplication d’A. flavus est végétative. Il n’y a pas de reproduction sexuée connue, ni présence de « Hülle cells ». On observe alors des structures conidiogènes (ou conidiophores) qui se développent rapidement à partir du mycélium végétatif incolore. Ces structures sont caractérisées par un filament dressé appelé stipe. Ce stipe (700 à 1000 µm de longueur) possède une paroi épaisse, hyaline et verruqueuse surtout vers la zone supérieure qui se termine par une vésicule sphérique de 10 à 60 µm de diamètre. Les cellules conidiogènes (ou phialides) sont, soit insérées directement sur la vésicule, soit portées par des métules. Dans une même colonie, on peut observer les deux types, parfois sur la même vésicule. Les conidies sont produites en longues chaînes qui forment une structure irrégulièrement radiée. Elles sont typiquement de couleur vert-jaune, globuleuses à subglobuleuses, échinulées, et mesurent 3,5 à 4,5 µm de diamètre. La tête aspergillaire est donc unisériée ou bisériée, mesure 300 à 400 µm de long, est radiée puis se scinde en plusieurs colonnes sporales mal individualisées [7].
Aspergillus niger
Cette espèce est extrêmement commune dans le monde entier. Ce champignon est ubiquitaire et peut contaminer les substrats les plus divers. Toutefois, dans les régions tempérées, on observe un pic atmosphérique en été, qui peut s’expliquer par son affinité pour les plantes herbacées.
Caractères culturaux/ Aspect macroscopique
Aspergillus niger croît facilement sur milieu de Czapek, une colonie peut atteindre 3 à 4 cm en 10 jours, avec le mycélium extensif hyalin en grande partie immergé dans la gélose. Les colonies apparaissent d’abord blanches, puis jaunes, et enfin granuleuses noires. En effet, ce champignon produit également du mycélium aérien blanc et de très nombreuses structures sporifères érigées, pulvérulentes, brun-noir, qui sont généralement disposées en cercles concentriques. Le verso est incolore à jaune. Un exsudat jaune pâle peut être produit en toutes petites gouttelettes. Cette espèce a une croissance rapide, avec un optimum thermique compris entre 25 et 30°C, mais il peut pousser jusqu’à 42°C. Son développement est aussi inhibé par l’actidione [8, 9].
Morphologie microscopique
La multiplication d’A. niger est végétative. Il n’y a pas de reproduction sexuée connue, ni présence de « Hülle cells ». On observe alors des têtes conidiennes larges, brun-rouge très sombre à noir, tout d’abord sphériques et secondairement radiées. Elles sont portées par de longs conidiophores (1,5 à 3 mm de long) qui présentent une paroi épaisse, lisse et incolore. La vésicule est globuleuse, brune, et de grande taille (40 à 70 µm de diamètre). Les phialides, très serrées, sont insérées sur la vésicule par l’intermédiaire de métules disposées sur tout le pourtour de la vésicule. Métules et phialides sont légèrement teintées de brun. Les conidies sont produites en très longues chaînes qui, au fil du temps, ont tendance à se regrouper en plusieurs colonnes compactes. Elles sont typiquement globuleuses, brunes, échinulées à très verruqueuses, et mesurent 3,5 à 5 µm de diamètre. La pigmentation n’est pas répartie de façon uniforme sur toute la surface de la conidie, mais correspond à des granulations ornementales regroupées en crêtes irrégulièrement distribuées. La tête aspergillaire est donc bisériée radiée, et noire à maturité [8, 9].
Aspergillus versicolor
C’est une espèce cosmopolite. Elle est cependant plus fréquente dans les zones tempérées et froides. On la retrouve dans l’atmosphère, mais aussi dans de nombreux types de sols, sur des débris végétaux, ou différentes graines. Certaines souches produisent des toxines comme la stérigmatocystine ou l’acide cyclopiaxonique.
Caractères culturaux/ Aspect macroscopique
Aspergillus versicolor a une croissance plutôt lente. Sur milieu de Czapek, la colonie atteint 1 à 2 cm en une dizaine de jours. Toutefois la croissance est plus rapide sur milieu au malt. Le mycélium a une surface veloutée avec quelques zones à aspect poudreux. La couleur de la colonie varie selon les souches, les zones et l’âge du champignon. Ces colonies peu extensives sont d’abord blanches puis de couleurs variées : rosée, jaunâtre, ocre ou verte, parfois sur la même colonie. Le verso de la colonie varie aussi : il peut être incolore, jaune ou rouge. L’optimum thermique pour la croissance est de 25 à 30 °C ; cependant ce champignon peut pousser de 4 à 40 °C. La croissance du champignon est inhibée par l’actidione. Toutefois, certaines souches y sont résistantes [10].
Morphologie microscopique
La multiplication d’A. versicolor est végétative. Il n’y a pas de reproduction sexuée connue. Toutefois, on peut observer de temps en temps des « Hülle cells » semblables aux cellules en noisette d’Emericella nidulans. Les conidiophores sont caractérisés par des filaments dressés (stipes). Ils ont une paroi lisse et sont incolores à jaunes. Ils mesurent entre 500 et 700 µm de long et se terminent par une vésicule de forme ovale. Cette vésicule (12 à 16 µm de diamètre) porte sur toute sa surface des métules, qui portent elles-mêmes les phialides. Ces phialides produisent de longues chaînes de conidies globuleuses, échinulées, de 2 à 3 µm de diamètre. Les têtes aspergillaires sont donc bisériées, radiées. En outre, on a observé à côté des têtes aspergillaires, la présence de pinceaux évoquant un Penicillium, c’est-à-dire des bouquets de 2 à 3 phialides disposées en verticilles à l’extrémité de conidiophores courts, fins et cloisonnés [10].
Le Genre Penicillium
Caractères culturaux généraux
Généralement, la croissance est rapide (de 48 à 72 heures) sur milieu classique tel que le milieu de Sabouraud. Elle est habituellement inhibée par l’actidione, de même que par une température de 37 °C. Les colonies, d’aspect poudreux en général, blanches initialement, prennent souvent une teinte bleu-vert avec une bordure blanche, bien que certaines espèces tendent vers le jaune ou le brun. La colonie est souvent plissée. Le revers est habituellement incolore (Figure 6), mais certaines espèces produisent un pigment parfois diffusible comme P. marneffei [10].
Morphologie microscopique
Au plan microscopique, il s’agit de champignons dont les filaments hyalins et septés ont un diamètre compris entre 1,5 et 3 µm. Les conidiophores, ramifiés ou non, donnent naissance à des métules. Ces métules forment elles-mêmes des phialides cylindriques organisées en pinceaux, qui produisent les conidies (spores) arrangées en chaînes non ramifiées. Les spores sont lisses ou rugueuses, d’un diamètre variant de 2,5 à 5 µm. C’est l’ensemble de cette structure caractéristique, en forme de pinceau, qui donne le nom au genre Penicillium [10].
Le genre Fusarium
Caractères culturaux généraux
Sur milieux usuels le thalle des Fusarium donne un mycélium plus ou moins aérien. De couleur rarement blanche ou crème, il peut être ochracé ou plus souvent de coloration vives : rose, rouge ou violet. Chez certaines espèces les conidiophores sont regroupés et forment des coussinets (sporodochies) sur le thalle (Figure 7). Les conidies peuvent former une masse d’aspect graisseux (pionnotes) sur les coussinets ou sur l’ensemble du thalle [16].
Morphologie microscopique
Les espèces de Fusarium se différencient essentiellement sur la forme de leurs macroconidies. Ce caractère est complété par la présence ou l’absence de chlamydospores ainsi que par la présence, l’absence ou la forme des microconidies. L’étude des phialides peut s’avérer utile voire indispensable.
• Macroconidies (nombre de loges, forme peu ou pas incurvée, forme de la cellule basale) :
Ce sont des spores pluricellulaires fusiformes plus ou moins courbées. La cellule apicale est plus ou moins crochue et la cellule basale est pédicellée. Elles peuvent être absentes et dans ce cas on risque de confondre le genre Fusarium avec le genre Acremonium.
• Microconidies (formes, abondance) :
Les microconidies sont dispersées parmi le mycélium, elles sont de petite taille par rapport aux macroconidies et sont le plus souvent constituées d’une (parfois deux) cellule(s) de forme(s) variable(s) (fusiformes, piriformes, ellipsoïdes, ovoïdes ou subglobuleuses).
• Chlamydospores (présence ou absence et disposition) :
Certaines espèces n’en produisent jamais. Les chlamydospores peuvent être terminales, ou intercalaires, isolées ou en groupes ou en chaînes.
• Phialides (monophialides, polyphialides) :
Elles sont portées par l’extrémité du conidiophore ; elles sont étroites plus ou moins effilées.
A ces structures, on peut ajouter pour les espèces qui possèdent des téléomorphes (rarement observés) :
• Ascocarpe :
C’est un périthèce, formation close, s’ouvrant par un ostiole, plus ou moins en forme de bouteille.
• Asques et ascospores :
Les asques formés sur l’hyménium sont cylindriques, unituniqués à apex indifférencié. Les ascospores sont ellipsoïdes à fusiformes généralement tétracellulaires dans le genre Gibberella ou naviculées et généralement bicellulaires dans le genre Nectria [16].
Potentiel toxinogène du genre Fusarium
Le genre Fusarium comprend des espèces capables de produire de nombreuses mycotoxines : les trichothécènes, la zéaralénone et les fumonisines (Tableau IV).
– Fusarium poae, F. sporotrichioides, F. crookwellense, F. culmorum, F. graminearum produisent des trichothécènes de types A et B ;
– Fusarium verticillioides (moniliforme) et F. proliferatum synthétisent les fumonisines ;
– Fusarium culmorum, F. graminearum F. oxysporum et F. sporotrichioides
produisent de la zéaralénone [28].
Conditions de développement des moisissures
Température
Les champignons ayant une large gamme de température de croissance présentent un avantage compétitif par rapport aux autres organismes. C’est le cas notamment d’Aspergillus fumigatus, capable de se développer à des températures comprises entre 12 et 52 °C. Cependant, les moisissures présentes en environnement intérieur sont majoritairement mésophiles : leur croissance est optimale à des températures proches de la température ambiante des locaux [21].
Humidité
Dans les environnements intérieurs, les éléments nutritifs sont généralement abondants et la température est habituellement modérée. L’humidité est donc souvent le facteur limitant pour la germination des spores et le développement des moisissures. Comme tout organisme vivant, les champignons ont besoin d’eau disponible pour de nombreuses activités physiologiques et métaboliques.
Il existe différents termes pour décrire la présence d’eau dans les matériaux. L’activité de l’eau est souvent utilisée : notée Aw, elle se définit comme le rapport entre la pression partielle de l’eau dans un matériau sur la pression de vapeur saturée de l’eau pure à la même température. Théoriquement, les limites pour la croissance microbienne s’étendent de 0,65 à 1, avec une limite inférieure absolue de 0,55. Les moisissures communément rencontrées dans les bâtiments peuvent croître, selon les espèces, à des taux d’activité de l’eau (Aw) dans les matériaux allant de 0,70 Aw à 0,95 Aw. Cependant, il n’existe pas de techniques utilisables sur le terrain permettant de fournir des mesures directes d’activité de l’eau [22].
Facteurs nutritionnels
Les moisissures sont des microorganismes hétérotrophes, elles exigent donc la présence des éléments nutritifs de base (carbone, azote et ions minéraux) dans le milieu qui assure leur croissance. Les moisissures possèdent une panoplie enzymatique extrêmement riche qui leur permet d’utiliser plus efficacement encore que les bactéries les substrats les plus complexes. Leur digestion doit commencer dans le milieu extérieur par des enzymes excrétées (extracellulaires) ou liées à la paroi, car seules les molécules de taille relativement petite peuvent franchir les parois et gagner le cytoplasme [23, 24].
Source d’azote
La plupart des moisissures assimilent l’ammoniaque sous forme de sels (NH4+) dont la présence réprime l’utilisation d’autres sources azotées (nitrate, acides aminés, protéines). L’ammoniaque est transformée en acide glutamique, en glutamine ou en d’autres acides aminés par transamination, alors que seules certaines espèces utilisent le nitrate, d’autres ne peuvent croître qu’en présence d’azote organique et aucune moisissure ne peut fixer l’azote atmosphérique [23, 24].
Eléments minéraux
La présence des ions minéraux et métaux dans le milieu de culture est nécessaire pour la croissance et la reproduction de plusieurs espèces fongiques, il s’agit essentiellement de sulfate, de magnésium, de potassium, de sodium et de phosphore avec des concentrations plus au moins différentes selon l’espèce. Des traces d’éléments tels que le fer, le cuivre, le manganèse, le zinc et le molybdène, sont nécessaires à la plupart des moisissures pour la production des cytochromes, des pigments, des acides organiques, etc. [23, 24].
Source de carbone et d’énergie
Pratiquement tous les composés organiques peuvent être utilisés comme source de carbone et d’énergie par les moisissures. La plupart d’entre elles peuvent métaboliser le glucose et le saccharose avec quelques polysaccharides comme l’amidon et la cellulose. Certains d’entre elle produisent des lipases extracellulaires capable d’hydrolyser les lipides en glycérol et acide gras qui peuvent être assimilés par beaucoup d’espèces fongiques, alors que seulement certaines espèces utilisent les acides organiques et l’éthanol [23, 24].
Facteurs biologiques et chimiques
Oxygène
La quantité d’oxygène mise à la disposition des moisissures est un facteur important de développement. La plupart sont aérobies, les plus exigeantes vivent dans les régions périphériques des substrats, les moins exigeants peuvent se développer en profondeur comme Fusarium oxysporum et Aspergillus fumigatus. Certaines peuvent même supporter une anaérobiose très stricte comme Neocallimastix [25].
pH
La grande majorité des champignons filamenteux se développent dans une zone de pH de 4.5– 8.0, bien qu’ils soient capables de croître dans une large gamme de pH avec une tendance à croître dans des milieux légèrement acides. C’est le cas de Fusarium culmorum, Trichoderma harzianum et Aspergillus oryzae. Cependant, les enzymes extracellulaires produites dans des milieux complexes peuvent avoir des optima de pH d’activité très différents (plus acides ou plus basiques). Par ailleurs, les champignons modifient souvent le pH du milieu par absorption sélective et échange d’ions, production de CO2 ou de NH3 ou par production d’acides [26].
Activité en eau (Aw)
L’Aw d’un aliment dépend de sa composition chimique, c’est-à-dire de la quantité d’eau retenue par les sels, sucres et protéines, ainsi que de ses caractéristiques physiques (porosité, polarité). Ce paramètre peut varier de 0 (pour les substrats dans lesquels toute l’eau est retenue) à 1 (pour l’eau pure).
Les moisissures sont, de façon schématique, plus xérotolérantes que les autres microorganismes (bactéries, levures). La plupart des moisissures se développent bien pour des activités en eau voisines de 0,85. Par conséquent, beaucoup de produits dont l’activité hydrique ne permet pas la croissance bactérienne peuvent être colonisés par les moisissures. Les moisissures appartenant aux genres Aspergillus et Penicillium sont généralement capables de se développer à des Aw voisines de 0,7 à 25°C ; elles peuvent donc se développer dans les aliments pauvres en eau comme les céréales au cours de stockage, les fruits secs, les produits dont l’activité hydrique a été réduite (produits de salaison sèche, confitures, …). Par comparaison, les Fusarium ne peuvent se développer qu’à des Aw supérieures à 0,9. Il s’agit donc d’espèces se développant au champ, sur les plantes vivantes [27].
Lumière
Les radiations du spectre visible (380 – 720) n’ont en général pas d’action sur la croissance végétative des champignons mais peuvent agir sur la sporulation. La plupart des moisissures n’exigent pas de lumière pour leur croissance, ni pour la germination de leurs spores [28].
Les principales mycotoxines
Les principales mycotoxines peuvent être produites par 5 types de champignons : Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Claviceps et Alternaria. Compte tenu de leurs propriétés toxiques chez l’homme et l’animal et de leur fréquence de contamination des matières premières et des aliments, les mycotoxines les plus importantes sont les aflatoxines, l’ochratoxine A, les fumonisines, les trichothécènes et la zéaralénone [28].
Les aflatoxines
Contamination des aliments
Les aflatoxines sont produites principalement par trois espèces appartenant au genre Aspergillus : A. flavus, A. nomius et A. parasiticus. Aspergillus flavus produit essentiellement les aflatoxines du groupe B tandis qu’Aspergillus parasiticus sécrète les quatre aflatoxines principales appartenant aux groupes B et G. Ce sont des espèces fréquemment retrouvées dans les zones chaudes et humides. Elles ont été mises en évidence dans les denrées alimentaires telles que les noix (arachides, pistaches, noisettes, …), les grains (maïs, millet, sorgho, …), le coton, les épices ainsi que le lait. La prolifération fongique et la production d’aflatoxines ont lieu au champ et au moment du stockage. La contamination par la moisissure et la toxinogenèse sont facilitées par les mauvaises conditions de stockage, de transport et d’hygiène. En effet, l’humidité excessive, la sécheresse, les températures élevées sont autant de facteurs facilitant la croissance fongique et la toxinogenèse [29].
Les conditions optimales de croissance et de production d’aflatoxines nécessitent une activité en eau faible, de l’ordre de 0,84 à 0,86, ainsi qu’une température comprise entre 25 et 40 °C. Par ailleurs, une contamination conjointe avec une autre mycotoxine peut avoir un effet amplificateur sur la production d’une des toxines. C’est le cas de la production d’aflatoxines si le substrat est déjà contaminé par des fumonisines [30].
Effets toxiques des aflatoxines
Les aflatoxines possèdent des propriétés cancérogènes, hépatotoxiques, tératogènes et immunotoxiques. Les effets d’une toxicité aiguë varient d’une espèce animale à l’autre suivant l’âge, le sexe, l’état général et le mode de contamination. Chez l’animal, l’intoxication aiguë se traduit par un malaise, une perte d’appétit, un ictère, de l’ascite puis par le décès rapide de l’individu. Le foie présente un aspect décoloré, un volume augmenté, des lésions nécrotiques ainsi que des foyers d’infiltration graisseuse. Des lésions rénales et une congestion des poumons sont aussi observables. Chez l’Homme, les cas de toxicité aiguë sont rares. Les derniers cas d’intoxication aiguë remontent aux débuts des années 2000 au Kenya, et ont été attribués à l’ingestion de maïs contaminés. L’exposition à des doses massives d’aflatoxines entraîne un ensemble de symptômes ressemblant à une hépatite aiguë : vomissements, ictère, douleurs abdominales, hépatomégalie et œdèmes. Dans le cas d’une intoxication chronique, le foie est la cible privilégiée des aflatoxines. Elle est fréquemment observée chez les animaux d’élevage (volailles, porcs, ruminants…). La toxicité chronique se manifeste par une diminution de la prise alimentaire, une asthénie voire un coma dans les cas très sévères. De même que pour une intoxication aiguë, le foie est pâle et présente des lésions de fibrose et parfois de cirrhose.
Outre son rôle dans l’apparition d’hépato-carcinomes, l’exposition chronique aux aflatoxines semble être à l’origine de troubles de la reproduction et de malformations fœtales [30, 31].
L’ochratoxine A
Contamination des aliments
Il existe une vingtaine de micromycètes capables de produire de l’ochratoxine A. Aspergillus ochraceus et Penicillium verrucosum sont les deux principales espèces productrices d’ochratoxine A. P. verrucosum et A. carbonarius sont plutôt retrouvés sous les climats froids et tempérés tandis qu’A. ochraceus croît préférentiellement dans les régions chaudes et tropicales. Ce sont des moisissures connues pour se développer de préférence sur les oléagineux et les céréales comme le maïs, le blé, le seigle, l’orge et l’avoine. Mais elles peuvent contaminer toutes sortes de denrées alimentaires telles que les abats, les viandes, le cacao, les fruits secs, le lait de vache, les farines, … L’ochratoxine A est parfois présente en quantité importante dans le café, car elle résiste très bien à la torréfaction qui soumet les grains de café à une très forte chaleur pendant une courte période [32].
L’ochratoxine A est un contaminant fréquent des vins : A. carbonarius est le premier responsable de la production d’ochratoxine A dans les vignobles méditerranéens. La production d’ochratoxine A est assujettie aux conditions climatiques (humidité, température, …).
Les champignons producteurs d’ochratoxine A peuvent également sécréter d’autres mycotoxines. La présence simultanée d’autres toxines, dans le même milieu, aurait pour conséquence un phénomène de synergie augmentant les effets néfastes. Ainsi l’ochratoxine A peut cohabiter avec la citrinine, les aflatoxines ou encore les fumonisines [33, 34].
Effets toxiques de l’ochratoxine
La toxicité de l’ochratoxine A est très variable : elle dépend avant tout de l’espèce contaminée, du sexe et de la voie d’administration. L’ochratoxine A est surtout reconnue pour sa toxicité rénale. Elle a un effet un néphrotoxique puissant ; les signes d’une atteinte rénale apparaissent rapidement à faibles doses [33].
Le rein est donc l’organe cible de l’ochratoxine A. Ce dernier agit en inhibant les mécanismes de transports anioniques des membranes des cellules tubulaires, par arrêt de la production d’adénosine triphosphate (ATP) par les mitochondries. L’ochratoxine A est filtrée et réabsorbée dans les tubules proximaux et s’y accumule, diminuant ainsi son élimination dans les urines. Elle serait en cause dans la néphropathie endémique des Balkans caractérisée par une insuffisance rénale chronique et une tubulonéphrite interstitielle. Elle serait aussi à l’origine de cancers rénaux et hépatiques chez l’Homme. Bien que son pouvoir cancérogène soit établi chez l’animal, l’ochratoxine A est classée comme cancérogène possible pour l’Homme par le centre international de recherche sur le cancer. Chez l’animal, l’ochratoxine A est responsable d’anomalies et de malformations morphologiques. L’ochratoxine A traverse aisément le placenta et s’accumule ainsi dans les tissus fœtaux. On observe chez les porcins et les volailles, soumis à une dose massive et unique d’ochratoxine A, une augmentation de la mortalité fœtale. Au niveau immunitaire, l’ochratoxine A permet la déplétion cellulaire des organes lymphoïdes tels que la rate et le thymus. À cet aspect immunotoxique s’additionne une atteinte de la moelle osseuse qui se traduit par une modification des différentes lignées de globules blancs et du nombre de cellules immunitaires (lymphopénie).
L’ochratoxine A inhibe la prolifération des lymphocytes T et B, et empêche la production d’interleukine 2 qui a pour rôle de stimuler la réponse immunitaire de l’organisme [35, 36, 37]
Les fumonisines
Contamination des aliments
Les fumonisines sont des mycotoxines uniquement produites par des micromycètes du genre Fusarium, les deux espèces les plus actives étant Fusarium proliferatum et Fusarium moniliforme (aussi nommé Fusarium verticilloides). Cette dernière est une moisissure endophyte, c’est-à-dire qu’elle peut coloniser une plante sans que celle-ci ne développe de signes visibles. Un plant peut donc être contaminé et pourtant paraître sain [38].
Les Fusarium infestent feuilles, grains et racines. Ce sont des parasites courant des végétaux et plus particulièrement du maïs. De plus, ce sont des espèces cosmopolites adaptée aussi bien aux climats tempérés qu’aux régions chaudes et humides. Ils sont un peu moins présents dans les régions froides. L’infestation du végétal par Fusarium spp. peut être exogène ; elle se produit via des éléments extérieurs tels que les insectes, les oiseaux ou encore le vent. Mais l’infestation peut aussi être endogène ; dans ce cas la semence est contaminée avant la germination. Les moisissures du genre Fusarium sont thermotolérantes, ce qui signifie qu’elles peuvent se développer dans une fourchette de températures comprises entre 5 et 40 °C, et de façon optimale pour une température de 35 °C. Au-delà de 40 °C, plus aucune croissance n’est observée. Par ailleurs, la toxine n’est plus produite à partir de 35 °C ; elle peut être produite dès 4 °C, bien qu’une température de 20 °C soit optimale pour sa production. La demande en eau libre (Aw) pour la toxinogenèse est bien supérieure à celle nécessaire à la croissance du champignon. Ainsi, la production de toxines peut être divisée par 300 lorsque la valeur de l’activité de l’eau passe de 1 à 0,9. Par ailleurs, l’humidité du substrat doit être de 32 % pour que la production de fumonisines soit maximale. Comme pour la moisissure, la toxine résiste très mal aux atmosphères confinées ou modifiées, riches en diazote ou en dioxyde de carbone [38, 39].
Effets toxiques des fumonisines
Chez toutes les espèces animales étudiées, la principale cible de la fumonisine est le foie. Des atteintes rénales ont aussi été observées chez le porc et le rat, ainsi que des atteintes cérébrales chez le cheval.
L’exposition aiguë aux fumonisines chez les équidés induit l’apparition d’une leucoencéphalomalacie équine. Cette affection se traduit par l’apparition de lésions nécrotiques dans les substances blanches et grises du tissu cérébral. Cette maladie mortelle n’a été pour le moment observée que chez les chevaux ayant consommé du maïs ou de l’avoine contaminés. Chez le porc, l’exposition aiguë se manifeste par le développement d’un œdème pulmonaire. Chez l’Homme, la fumonisine serait responsable de douleurs abdominales et de diarrhées. Dans les études menées chez le rat, des effets néphrotoxiques et hépatotoxiques ont été observés suite à une exposition chronique à la fumonisine. L’atteinte rénale se manifeste par une diminution du volume du rein et par des lésions au niveau des tubules proximaux. D’autres effets ont été observés, comme une nécrose du myocarde associée à un œdème pulmonaire sévère. Ces études ont aussi démontré la non-génotoxicité des fumonisines. Toujours chez les rongeurs, l’apparition de cancers varie en fonction de l’espèce, de l’âge, du sexe et de la souche fongique en jeu. L’apparition d’adénomes et de carcinomes a été associée à la consommation de denrées contaminées.
Les données actuelles indiquent que la fumonisine a un impact immunologique par altération de la synthèse des cytokines et de la réponse immunitaire à médiation cellulaire, ouvrant ainsi la porte à diverses infections opportunistes [40, 41].
Les trichothécènes
Contamination des aliments
Les trichothécènes sont majoritairement produits par des champignons appartenant aux genres Fusarium, Trichoderma, Strachybotris, Acremonium (ex Cephalosporum) et Trichothecium. Les Fusarium restent les mycètes les plus prolifiques.
Des régions humides et froides du Nord de l’Amérique aux régions tempérées de l’Europe, les trichothécènes sont présents dans le monde entier. Les Fusarium affectent surtout les cultures céréalières (blé, orge, avoine, maïs, riz, millet) mais aussi les fruits (bananes, fruits à noyaux). Les mycètes du genre Fusarium sont endophytes et ne se développent que sur les végétaux vivants. La contamination peut survenir en cours de culture (F. graminearum, F. nivale), lors de la récolte (F. tricinctum) ou lors du stockage (Trichoderma), dans des conditions d’humidité importante. La grande diversité des trichothécènes et de leurs moisissures productrices fait que les conditions de toxinogenèse et de croissance fongique sont complexes et partiellement identifiées. Ces conditions dépendent des espèces concernées. Par exemple, F. tricinctum, produisant entre autres la toxine T-2, se développe pour des températures allant de -2 °C à 35 °C, et pour un Aw supérieur à 0,88, tandis que F. roseum préfère les températures supérieures à 20 °C. Toutefois, il semblerait que pour la plupart des Fusarium, les épisodes de refroidissement et de pluies permettent d’accélérer le développement fongique et la production de toxines [42].
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Table des matières
Première partie : Rappels bibliographiques
I. Principaux genres fongiques impliqués dans la contamination des aliments
I.1. Le genre Aspergillus
I.1.1. Caractères culturaux généraux
I.1.2. Morphologie microscopique
I.1.3. Les principales espèces
I.1.4. Potentiel toxinogène du genre Aspergillus
I.2. Le Genre Penicillium
I.2.1. Caractères culturaux généraux
I.2.2. Morphologie microscopique
I.2.3. Potentiel toxinogène du genre Penicillium
I.3. Le genre Fusarium
I.3.1. Caractères culturaux généraux
I.3.2. Morphologie microscopique
I.3.3. Principales espèces
I.3.4. Potentiel toxinogène du genre Fusarium
II. Conditions de développement des moisissures
II.1. Température
II.2. Humidité..
II.3. Facteurs nutritionnels
II.4. Facteurs biologiques et chimiques
III. Les principales mycotoxines
III.1. Les aflatoxines
III.1.1. Contamination des aliments
III.1.2. Effets toxiques d’aflatoxines
III.2. L’ochratoxine A
III.2.1. Contamination des aliments
III.2.2. Effets toxiques de l’ochratoxine
III.3. Les fumonisines.
III.3.1. Contamination des aliments
III.3.2. Effets toxiques des fumonisines
III.4. Les trichothécènes
III.4.1. Contamination des aliments
III.4.2. Effets toxiques des trichothécènes
III.5. La zéaralénone
III.5.1. Contamination des aliments
III.5.2. Effets toxiques de zéaralénone
Deuxième partie : Travail expérimental
I. Cadre, type et période d’étude
I.1. Cadre d’étude
I.2. Type et période d’étude
I.3. Denrées alimentaires contrôlés
II. Matériels et méthodes d’étude
II.1. Matériels de l’étude
II.1.1. Matériels classiques de laboratoire
II.1.2. Milieu d’isolement et de dénombrement des moisissures
II.1.3. Réactifs
II.2. Méthodes
II.2.1. L’échantillonnage
II.2.2. Prise d’essai, suspension-mère et dilutions
II.2.3. Ensemencement et incubation
II.2.4. Préparation des cultures positives
II.2.5. Identification
II.2.6. Analyse statistique
III. Résultats et discussion
III.1. Résultats
III.1.1. Données générales
III.1.2. Distribution des échantillons positifs
III.1.3. Fréquence d’isolement des différentes espèces fongiques
III.1.4. Place des genres Aspergillus, Penicillium et Fusarium
III.1.5. Distribution des genres Aspergillus, Penicillium et Fusarium en fonction de la nature de l’échantillons
III.2. Discussion
Conclusion
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