Notions generales sur les aflatoxines

Les aflatoxines sont définies comme étant des métabolites secondaires produits par les moisissures appartenant au genre Aspergillus spp (Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus), qui sont des champignons pouvant se développer et produire les aflatoxines plus facilement dans les climats chauds et humides des pays tropicaux (Kurtzman et al., 1987). Ces espèces fongiques sont ubiquitaires et peuvent se développer sur les aliments si la température et l’humidité leur sont favorables au champ, pendant le stockage ou lors de la transformation. Plusieurs aflatoxines sont présentes dans les aliments ; la plus fréquente est l’aflatoxine de type B1, reconnue comme étant l’un des plus puissants cancérogènes d’origine naturelle et ayant pour organe cible le foie (IARC, 1993). Selon les études épidémiologiques, il a été constaté que les carcinomes hépatocellulaires qui se développent après une exposition à l’aflatoxine de type B1, surviennent quasi exclusivement chez les patients infectés par le virus de l’hépatite B ; ce qui suggère un effet synergique entre l’aflatoxine B1 et l’infection par le virus de l’hépatite B (Sudakin, 2003). Tout comme les aflatoxines, les mycotoxines sont elles aussi des métabolites secondaires produits par des moisissures qui colonisent les cultures. Elles constituent un important problème de santé publique à cause de leurs effets cancérogènes, génotoxiques, mutagènes, neurotoxiques, néphrotoxiques et immunosuppresseurs chez l’homme (CAST, 2003 ; AFSSA, 2009). Or, les mycotoxines et en particulier les aflatoxines sont considérées comme des contaminants inévitables des aliments, puisque les moyens de prévention et de traitement qui sont disponibles, ne peuvent pas complètement éliminer leur présence dans les aliments.

RAPPELS SUR LES MYCOTOXINES

Les mycotoxines peuvent être définies comme étant des produits du métabolisme secondaire des moisissures (champignons microscopiques) pouvant se développer sur la plante au champ, avant et pendant la récolte, ou en cours de stockage, et qui présentent des effets toxiques à l’égard de l’homme et des animaux (Moreau, 1994). La présence de moisissures ne signifie pas nécessairement la formation de mycotoxines ; il existe des souches produisant des mycotoxines et des souches qui n’en produisent pas ou peu (Pfohl-leszkowicz, 1999).

Plusieurs espèces de moisissures, appartenant aux trois principaux genres Aspergillus spp, Fusarium spp, ou Penicillium spp, sont présentes dans l’air ambiant, le sol, les cultures. Elles synthétisent les mycotoxines et sont capables de se développer sur différents types d’aliments tels que les oléoprotéagineux, les fruits, les noix, les amandes, les graines, les fourrages et en particulier les céréales telles que le maïs, le blé, le sorgho, et le mil (Castegnaro et al., 2002). Or, seule une vingtaine de mycotoxines possèdent de réelles propriétés toxiques préoccupantes (Saine, 2001 ; Adebanjo et Bankole, 2003). Parmi les groupes de mycotoxines considérés comme importants du point de vue agro-alimentaire et sanitaire, on distingue les aflatoxines de type B1, B2, G1, G2, et M1 ; les ochratoxines dont l’ochratoxine A ; la patuline ; les fumonisines dont le fuminosine B1 ; la zéaralénone et les trichothécènes de type A et B (Frémy, 2009). Cependant, les mycotoxines possèdent des effets à court terme ainsi que des effets chroniques à long terme chez l’homme, et peuvent être ingérées, inhalées ou absorbées par voie cutanée (Moll, 1995 ; FAO, 1999). À cet effet, on y trouvera des effets immunotoxiques causés par la patuline et la fumonisine; les effets hépatotoxiques causés par les aflatoxines de type B1 et M1 et la fumonisine B1 ; les effets cancérogènes dus aux aflatoxines, à l’ochratoxine A et à la fumonisine B1; et les effets néphrotoxiques dus à l’ochratoxine A (Saine, 2001). Il a été également mentionné les effets neurotoxiques causés par la patuline et la fumonisine B1 ; les effets immunosuppresseurs dus aux trichothécènes de groupe A et B, à la fumonisine B1 et à la patuline ; enfin les effets oestrogéniques et tératogènes causés par la zéaralénone (Saine, 2001). Du fait de leur forte production et de leur concentration élevée dans les aliments, les mycotoxines sont considérées comme des substances dangereuses et potentiellement cancérogènes pour l’homme.

LES AFLATOXINES 

Origine et facteurs de production des aflatoxines 

On distingue plusieurs conditions favorables au développement de la moisissure du genre Aspergillus spp et à la production d’aflatoxines qui sont (Castegnaro et Pfohl-Leszkowicz, 2002) :

➤ La nature du substrat qui correspond aux végétaux riches en glucides et en cellulose ;
➤ La teneur en eau du substrat ou activité en eau notée (AW) dont la teneur optimale est comprise entre 0,84 et 0,86. La moisissure ne se développe pas si l’Aw est inférieure à 0,6 ;
➤ La température optimale de croissance comprise entre 25 et 40°C ;
➤ Le pH tel que le pH acide (inférieur à 4) qui n’est pas favorable à la croissance des moisissures ;
➤ La présence d’oxygène dans le substrat favorisant la croissance des moisissures aérophiles.

D’après les études réalisées par Moreau (1994), la moisissure Aspergillus flavus produit principalement l’aflatoxine de type B1 (AFB1) et l’aflatoxine de type B2 (AFB2), alors que Aspergillus parasiticus et Aspergillus nomis produisent l’aflatoxine de type G1 (AFG1) et l’aflatoxine de type G2 (AFG2). L’aflatoxine de type M1 (AFM1) est le métabolite de l’AFB1 que l’on retrouve dans le lait. Les autres aflatoxines (AFs) sont abondantes dans les oléagineux tels que l’arachide et les noix, les céréales notamment le blé et le maïs (Guerre et al., 2000). Néanmoins, les trois principales souches d’Aspergillus (A. flavus, A. parasiticus et A. nomis) sont connues pour leur capacité à produire les aflatoxines dans des conditions climatiques chaudes et humides très favorables (Garon et al., 2006).

Structure et propriétés physico-chimiques des aflatoxines 

La structure des aflatoxines (AFs) a été analysée par Pfohl Leszkowicz en 1999. Parmi les nombreuses AFs isolées, seules quatre ont été trouvées comme contaminants naturels à savoir les aflatoxines B1, B2, G1 et G2 (OMS, 1980 ; Pfohl Leszkowicz, 1999). Les aflatoxines de type « B » renferment un noyau pentacyclique carboné, alors que celles de type « G » ont un noyau hexacyclique et hétérogène avec un atome d’oxygène de plus (OMS, 1990). Toutes les aflatoxines se rattachent à l’un de ces deux types de structures (Aflatoxines de type B ou Aflatoxines de type G) et ne diffèrent entre elles que par la position de divers radicaux sur le noyau.

S’agissant des propriétés physico-chimiques, les AFs sont des molécules de faibles poids moléculaires (312 à 330 g/mol), peu solubles dans les solvants organiques polaires tel que l’eau, mais très solubles dans les solvants organiques de polarité moyenne comme le chloroforme, le méthanol, le dimethylsulfoxide (Cole et Cox, 1981). Elles sont insolubles dans l’hexane, l’éther de pétrole et l’éther éthylique (Northdt et al., 1976 ; FAO/OMS, 1992). Sous la lumière ultra-violette (UV) longue, les AFs sont instables en présence d’oxygène avec des pH extrêmes ; ainsi, les aflatoxines B1 (AFB1) et les aflatoxines B2 (AFB2) émettent une fluorescence bleue alors que les aflatoxines G1 (AFG1) et les aflatoxines G2 (AFG2) émettent une fluorescence vert jaune. Ces couleurs de fluorescence sont à l’origine du nom des aflatoxines (B pour « Blue » et G pour « Green »). L’aflatoxine M1 (AFM1) émet une fluorescence bleu-mauve (Castegnaro et al., 2002).

Par oxydation, le cycle lactone des aflatoxines devient sensible à une hydrolyse alcaline, mais en cas de neutralisation, il peut se reformer. L’AFB1 résiste au chauffage des huiles tandis que l’AFM1 résiste à la pasteurisation (Asao et al., 1965 ; Castegnaro et al., 2002).

Substrats des aflatoxines 

L’Afrique est un producteur majeur de diverses céréales, de graines et fruits d’oléagineux, ainsi que de leurs sous-produits. L’agriculture étant le moteur de croissance en Afrique, elle demeure largement pratiquée par une grande majorité des agriculteurs. De nombreux produits alimentaires destinés à la consommation humaine peuvent contenir des aflatoxines, car les moisissures du genre Aspergillus spp productrices d’AFs, sont des contaminants fréquents de nombreux substrats (Castegnaro et al., 2002) que sont :

➤ Les grains et farines de céréales tels que le blé, le maïs, le riz, le mil, le millet, le sorgho ;
➤ Les oléagineux tels que les graines oléagineuses (arachide, tournesol, lin colza) et les fruits oléagineux (noix, noisettes, amandes, pistaches) ;
➤ Les épices comme le clou de girofle, le poivre, le curry et le gingembre
➤ Les figues, les dattes, le cacao, le café ;
➤ Le lait provenant d’animaux nourris avec du grain contaminé par les aflatoxines.

Toutefois, le maïs et l’arachide sont des aliments de base majeurs, parce qu’ils sont cultivés dans des zones agro-écologiques et dans des systèmes agricoles favorables d’Afrique subsaharienne. Ils sont donc fortement consommés par les populations ayant des préférences et des contextes socio-économiques divers.

METABOLISME DES AFLATOXINES

Les aflatoxines sont absorbées au niveau du duodénum. Chez l’homme, l’absorption pourrait représenter près de 90% de la dose ingérée. Après leur absorption digestive par ingestion des aliments contaminés, les AFs arrivent au foie par la veine porte. La distribution à partir du plasma dans les hépatocytes, est réalisée par diffusion passive à travers les membranes (Hupp et Lane, 1994). Ensuite, les aflatoxines en particulier l’AFB1 vont subir un métabolisme hépatique qui se déroule en deux phases :
– La phase I de biotransformation met en jeu des isoenzymes des mono oxygénases à cytochrome P450 (CYP450s). Les CYP450s sont classées au sein des familles identifiées par les numéros suivants (1, 2, 3, 4,5) et de sous familles identifiées par des lettres telles que (A, B, C, D) (Scheidegger et Payne, 2003). Les CYP450 1A2 et CYP450 3A4 métabolisent l’AFB1 lors des réactions d’époxydation sous l’action de la Prostaglandine-H-Synthétase (PGHS) pour former le métabolite toxique appelé AFB1-8,9-époxyde (Scheidegger et Payne, 2003). L’activation de l’AFB1 dans le foie se fait par le CYP450 1A2 qui forme au travers des réactions d’oxydation et d’hydroxylation successives, le métabolite aflatoxine M1 (AFM1) présent dans le lait (Wild and Turner, 2001 ; Frémy et al., 2009) ; tandis que le CYP450 3A4 se trouve impliqué dans la synthèse de la 3α-hydroxy-AFB1 (aflatoxine Q1 ou AFQ1) par oxydation, puis hydroxylation de l’AFB1 (Wild and Turner, 2001). Deux autres voies de métabolisations enzymatiques de l’AFB1 interviennent également. À cet effet, le CYP450 catalyse l’AFB1 par une oxydation suivie d’une 4-O-déméthylation pour former l’aflatoxine P1 (AFP1) ; mais aussi par une réduction de la fonction cétone en C1 de l’AFB1, en présence de la nicotine adénine dinucléotide phosphate (NADPH) réductase pour former l’aflatoxicol (AFOL) (Scheidegger et Payne, 2003 ; Frémy et al., 2009). L’AFB1-8,9-époxyde peut être hydroxylée en position C9 pour former la 8,9- dihydroxyaflatoxine B1 ou AFB1-8,9-dihydrodiol (Frémy et al., 2009). Par contre, l’AFOL peut être de nouveau oxydé pour former l’AFB1 ; c’est pourquoi l’aflatoxicol est considéré comme la forme de stockage de l’AFB1. Aussi, l’AFM1 et l’AFQ1 peuvent subir des réactions de réduction pour former respectivement l’aflatoxicol M1 et l’aflatoxicol H1 (Lopez et al., 2003 ; Frémy et al., 2009).
– La phase II du métabolisme correspond aux réactions de conjugaison de l’AFB1-8,9-époxyde (métabolite toxique de l’AFB1). Elle comprend la conjugaison de l’AFB1-8,9-époxyde au glutathion par des glutathion-Stransférases (GST). La conjugaison à l’acide glucuronique des métabolites hydroxylés de l’AFB1 (AFM1 et AFQ1) aboutit à la formation de dérivés glucurono-conjugués ; mais cette voie de détoxification demeure inefficace (Guerre, 2000 ; Galtier et al., 2006).

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : NOTIONS GENERALES SUR LES AFLATOXINES
I. RAPPELS SUR LES MYCOTOXINES
II. LES AFLATOXINES
II.1. Origine et facteurs de production des aflatoxines
II.2. Structure et propriétés physico-chimiques des aflatoxines
II.3. Substrats des aflatoxines
III. METABOLISME DES AFLATOXINES
IV. MECANISME D’ACTION TOXIQUE DES AFLATOXINES
V. IMPACTS DES AFLATOXINES
V.1. Impacts sanitaires des aflatoxines chez l’homme
V.1.1. Intoxication aiguë
V.1.2. Intoxication chronique
V.2. Impacts socio-économiques des aflatoxines
VI. METHODES D’ANALYSE DES AFLATOXINES
VI.1. Echantillonnage
VI.2. Extraction et purification de l’échantillon
VI.3. Identification des aflatoxines par le test à l’Ultra-Violet
VI.4. Dosage des aflatoxines par la chromatographie liquide haute performance
VII. VALEURS TOXICOLOGIQUES DE REFERENCE
VIII. REGLEMENTATIONS SUR LES AFLATOXINES
DEUXIEME PARTIE : CONTAMINATION DES ALIMENTS PAR LES AFLATOXINES EN AFRIQUE CENTRALE ET EN AFRIQUE DE L’OUEST
I. CONSOMMATION DES ALIMENTS
I.1. Production des aliments
I.2. Importations et exportations des aliments
I.3. Niveau de consommation des aliments (céréales et oléagineux)
II. CONTAMINATION DES ALIMENTS
II.1. Sources de la contamination des aliments par les aflatoxines
II.2. Niveau de contamination des céréales et arachides par les aflatoxines
III. EXPOSITION HUMAINE AUX AFLATOXINES
TROISIEME PARTIE : METHODES DE PREVENTION ET DE TRAITEMENT DE LA CONTAMINATION DES ALIMENTS PAR LES AFLATOXINES
I. PREVENTION DE LA CONTAMINATION DES ALIMENTS PAR LES AFLATOXINES
II. METHODES DE TRAITEMENT DE LA CONTAMINATION DES ALIMENTS PAR LES AFLATOXINES
II.1. Méthodes de tri des aliments
II.1.1. Méthode de tri manuel des gousses et graines
II.1.2. Méthode de tri mécanique des graines
II.2. Méthodes physiques
II.2.1. Inactivation par la chaleur
II.2.2. Traitement par irradiation
II.3. Les méthodes chimiques
II.3.1. Traitement par les agents oxydants
II.3.2. Traitement par les acides et les bases
II.3.3. Utilisation des silicates d’aluminium
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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