toxiques et antinutriments des aliments - UTC

TOXIQUES ET ANTINUTRIMENTS DES
ALIMENTS
Cours de toxicologie approfondie
ISAB-Agrosanté
J.-P. BONHOURE
1 - INTRODUCTION
 Les substances nocives des aliments peuvent être classées
en deux groupes :
– 1 : Les antinutriments dont l ’effet toxique est de rendre moins
disponibles les nutriments, ou d ’entraîner des pertes
supplémentaires. Il en résulte un déséquilibre de la couverture des
besoins, qui, non compensé, conduit à un état de carence
pathologique.
– Exemples : substances goîtrogènes, inhibiteurs d ’enzymes
digestives
– 2 : Les toxiques, dont l ’effet néfaste n ’est pas compensable par
un apport supplémentaire de nutriments.
2 - SUBSTANCES ANTINUTRITIVES
 - Découverte due à la discordance entre les valeurs nutritives
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théoriques et celles mesurées sur l ’Homme ou les animaux.
- Effets souvent inaperçus dans le cas d ’une alimentation pléthorique
- Dans le cas contraire, la carence peut être compensée par apport de
nutriments déficitaires.
- Limites, toutefois, dans les cas de carence extrême : le délabrement
de l ’organisme n ’est plus simplement compensable.
- Trois types d ’actions :
– Sur l ’utilisation digestive ou métabolique des protéines
– Sur l ’assimilation d ’éléments minéraux
– Sur les vitamines (inactivation, ou augmentation du besoin)
 - Souvent, les actions sont multiples (exemple des tannins)
2.1. Inhibiteurs enzymatiques
 - Extrêmement répandus , interfèrent sur les protéases et les
carbohydrases.
 - Jouent chez les végétaux :
– Soit un rôle protecteur en inhibant les systèmes enzymatiques des
prédateurs
– Soit un rôle régulateur intervenant dans les processus de stockage
 - Historiquement, la première substance découverte fut un polypeptide
extrait du pancréas du veau, inhibant la trypsine et protégeant le
pancréas contre l ’activité protéolytique de ses propres enzymes.
 - Beaucoup d ’antiprotéases dans les aliments d ’origine animale, mais
l ’apport principal en alimentation humaine vient des graines de
légumineuses et des céréales.
2.1. Inhibiteurs enzymatiques
 - Nature chimique = tannins (polyphénols), très thermostables ; ou
nature protéique, plus instables, en général, à la chaleur.
 - Tannins : localisés au niveau des téguments des végétaux, activité liée
à leur aptitude à former avec les protéines des complexes stables.
Absence de spécificité évidente.
 - Inhibiteurs de nature protéique : Très spécifiques, surtout localisés
dans les organes reproducteurs, de manière non uniforme :
– Dans l ’œuf : à la périphérie du blanc
– Dans les graines : à la surface de l ’embryon
– Rôle réel de défense des réserves nutritives de l ’embryon contre les
attaques extérieures.
2.1.1. Anticarbohydrases
 - Très fréquentes dans les produits végétaux
 - Souvent anti-cellulases et anti-pectinases (sans effet en alimentation
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humaine)
- Plus importants : anti-amylases et anti-invertases qui peuvent poser
des problèmes nutritionnels
- Bien que de nature protéique, ces inhibiteurs sont souvent assez
stables à la chaleur : activité encore importante au cœur de
préparations cuites.
- Pomme de terre, maïs : inhibiteurs des invertases qui jouent un rôle
régulateur dans le stockage des polysaccharides par la plante
- Blé, légumineuses : inhibiteurs des amylases très actifs sur les
enzymes digestives
2.1.1. Anticarbohydrases
 - Substances préconisées dans le traitement du diabète ou de l ’obésité
: fabrication de comprimés tels qu ’un seul pourrait inhiber la digestion
de 100 g d ’amidon….MAIS :
– pH optimal beaucoup plus bas que celui de l ’intestin
– Destruction au moins partielle par les enzymes gastriques
– Régulation compensatrice de la synthèse de l ’amylase pancréatique…
  Pas d ’effets réels scientifiquement constatables….
  Pas de réel avenir pour ces « bloqueurs d ’amidon » (sauf, peut-
être, chez la clientèle habituée du « Télé-achat » !
2.1.2. Antitrypsines d ’origine animale
 1°) Blanc d ’œuf
– Facteur antitryptique = ovomucoïde, qui est une glycoprotéine de PM
voisin de 29000. Représente 0,5 % de l ’œuf entier (1,5 % du blanc).
– 2 moles d ’ovomucoïde inhibent une mole de chymotrypsine, d ’où
réduction importante de la digestion des protéines
– Réduction importante d ’activité par la chaleur :
• 96 % de CUD pour un régime à 40 % d ’albumine bouillie,
contre 50 % seulement si l ’albumine n ’est pas bouillie.
 2°) Colostrum
– Rôle : empêcher la destruction par les protéases digestives des anticorps
du colostrum.
– Richesse variable selon les provenances : 1 ml de colostrum inhibe 2000
µg de trypsine (truie), 600 µg (vache), 35 µg (femme)
2.1.2. Antitrypsines d ’origine animale
 3°) Lait
– Facteur antitrypsique très actif à 37°C, pH optimum de 8,5
– Facteur inhibé par la chaleur, mais la température joue le rôle majeur (par
rapport au temps)
– Inhibition effective à partir de 80°C
– 30 minutes à 70°C = pas d ’effet
– 3 secondes à 85°C = réduction de moitié de l ’effet
– Tolérance au lait logiquement bien meilleure quand celui-ci a été bouilli
– A l ’origine (possible) de l ’intolérance au lait de ferme.
2.1.3. Antitrypsines d ’origine végétale
 - Légumineuses 2 à 3 fois plus riches que les céréales en protéines
 - Disponibilité de ces protéines malheureusement assez faible
 - Exemple du soja : digestibilité et efficacité nutritive très augmentées
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par autoclavage : -globuline de PM 24000
- inhibe non seulement la trypsine, mais aussi l ’activation du
chymotrypsinogène.
- Inhibiteurs de même nature dans les haricots, les cacahuètes, les
petits pois, les lentilles, mais à l ’activité très variable.
- Dans tous les cas, augmentation de la perte fécale d ’azote, également
sous l ’influence de la stimulation de la sécrétion pancréatique.
- Hypertrophie pancréatique à incidence variable selon les espèces :
l ’Homme semble peu concerné
2.1.3. Antitrypsines d ’origine végétale
 - Effets des légumineuses crues sur la croissance surtout visibles chez
le jeune animal, ou lors de l ’administration de rations à faibles teneurs
en protéines.
 - Inhibiteurs à faible effet antitrypsique pouvant avoir des effets très
importants sur la croissance  Hypothèse de la coexistence de deux
facteurs, isolés simultanément, aux activités différentes :
– Une fraction contenant l ’inhibiteur proprement dit
– Une fraction peu inhibante, mais très active sur la croissance : en fait
hémagglutinines, connues par ailleurs de longue date.
2.2. Substances interférant avec
l ’assimilation de minéraux indispensables
 - Rôle important sur le plan nutritionnel
 - Carences en minéraux aux conséquences souvent dramatiques
 - Effets antithyroïdiens les plus connus : perturbation des mécanismes
d ’absorption d ’iode, conduisant à un dysfontionnement de la thyroïde
 - Effets plus généraux sur les cations métalliques divalents : Ca2+, mais
aussi Fe2+, avec des conséquences variées
 - Quelques substances aux effets multiples dans le domaine : acide
oxalique, acide phytique...
2.2.1. Antithyroïdiens
 - Goitre = affection très répandue sur la planète (800 M de personnes

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atteintes, à des degrés divers)
- Fréquences dépassant toutes les prévisions basées sur les carences
d ’iode : recherche effectuée sur d ’autres facteurs, et corrélation vite
trouvée avec la consommation de crucifères.
- Premier aliment visé : le Chou
- Chez l ’Homme, 500 g de chou quotidien pendant deux semaines
abaissent significativement l ’absorption d ’iode radioactive.
- D ’autres végétaux peuvent avoir des effets semblables : rutabaga,
manioc, soja, ail….
- Mécanisme en deux étapes :
– 1°) Diminution de l ’activité thyroïdienne avec chute de l ’hormone
circulante
– 2°) Activation de la sécrétion de thyréotropine  hyperplasie = goitre
2.2.1. Antithyroïdiens
 - Pour le Chou, 4 facteurs identifiés (sous forme de glucosides) :
– Anthocyanes (surtout dans le chou rouge), assimilables à des
polyphénols. Les polyphénols agissent en compétition avec la tyrosine en
fixant l ’iode, et diminuent de ce fait la biosynthèse de la thyroxine. La
situation peut être rétablie en augmentant l ’apport d ’iode.
– Thiocyanates R-S=C=N (50 mg/kg), isothiocyanates R-N=C=S (100
mg/kg) : ions de taille très proche de l ’iode, inhibant le transport actif au
niveau de la thyroïde et d ’autres tissus. Augmentation de la perte par
excrétion, compensable par augmentation de l ’apport.
– Thiooxazolidines (10 mg/kg) : interférent peu avec l ’absorption d ’iode,
et ne peuvent être contrées dans leurs effets que par l ’administration
d ’hormones thyroïdiennes
– THIOOXAZOLIDINE :
R
O
S
N
H
2.2.1. Antithyroïdiens
 - Thiocyanates, isothiocyanates et thiooxazolidines sont libérés des
thioglucosides par l ’action d ’une thioglucosidase, la myrosinase
 - La myrosinase est inhibée par chauffage (15 mn à 90°C), mais cela
n ’est pas suffisant : les enzymes du tube digestif prennent le relais et
libèrent, in fine, les principes actifs.
 - Le Chou n ’est pas , loin s ’en faut, la seule source d ’antithyroïdiens.
 - Cinq familles de composés peuvent jouer ce rôle :
–
–
–
–
–
Thio-oxazolidones
Isothiocyanates
Thiocyanates
Glucosides cyanogénétiques
Polyphénols
2.2.1. Antithyroïdiens
 1 - Thiooxazolidones
– Progoitrine présente dans le rutabaga. L ’aglycone est la goitrine
(5-vinyl 2-thiooxazolidone)
– Mécanisme proche de la thiourée, utilisé dans le traitement de
l ’hyperthyroïdisme chez l ’Homme
– Graines de crucifères généralement riches en précurseurs de
thiooxazolidones, qui se retrouvent dans les tourteaux et posent un
réel problème en alimentation animale.
– Détoxification partielle possible par extraction à l ’eau
2.2.1. Antithyroïdiens
 2 - Isothiocyanates
– Produits toxiques majeurs de l ’hydrolyse des thioglucosides, de
formule générale R-N=C=S.
– Allylisothiocyanate de la moutarde goitrigène chez le Rat
– Cheiroline (3-méthylsulfonylpropyl isothiocyanate), présente dans
les crucifères australiennes, à l ’origine de goitres endémiques chez
les animaux au pâturage.
– Formation de dérivés thiocarbamyl avec les groupes amino des
acides aminés : mécanisme proche des thiourées.
2.2.1. Antithyroïdiens
 3 - Thiocyanates
– Proviennent aussi de l ’hydrolyse de certains thioglucosides
– Eventuellement synthétisés in vivo (les thiocyanates sont des
composés normalement présents dans les fluides de l ’organisme),
à partir de donneurs de soufre, de cyanures ou de nitrites.
– Goitrigènes prouvés (20 à 30 % de contribution aux activités
antithyroïdiennes)
– Utilisation médicale comme antihypertenseur ayant entraîné
l ’apparition de goitres chez de nombreux patients.
2.2.1. Antithyroïdiens
 4 - Glucosides cyanogénétiques
– Présents dans les fruits de nombreuses espèces de plantes :
•
•
•
•
•
Noyaux (amande) des fruits du genre Prunus
Pépins
Amandes (amygdaline)
Baies de laurier-cerise….
Certains aliments essentiels : tapioca et manioc
– Dans le manioc, le glucoside est la linamarine, dont l ’aglycone est
l ’-hydroxybutyronitrile.
– L ’aglycone est libérée des l ’absorption par une -glucosidase
– Une oxynitrilase libère enfin l ’acétone et l ’acide cyanhydrique
HCN
2.2.1. Antithyroïdiens
 4 - Glucosides cyanogénétiques
–
–
–
–
1 kg de manioc frais peut libérer 400 mg d ’acide cyanhydrique
Traitements traditionnels abaissent la dose à 50 mg/kg
Malgré cela, cas de goitres très nombreux
Les cyanures ne sont pas directement en cause, mais plutôt leur
métabolisation en thiocyanates.
– De plus effet toxique direct des cyanures : action anoxyante
débouchant sur des troubles neurologiques
– Intoxications aiguës rares avec ces composés, quelques cas avec le
laurier-cerise (mais cette fois, par l ’acide cyanhydrique dégagé)
2.2.1. Antithyroïdiens
 5 - Polyphénols
– Entrent en compétition avec la tyrosine, car donnent des produits
de substitution avec l ’iode.
– Parmi les goitrigènes connus, on trouve dans les fruits :
• Des glucosides : rutine; quercétine, hespéridine
• Des pigments : anthocyanes, flavones
– Arachidoside des arachides (pigment rouge du tégument) :
responsable de nombreux goitres en Inde.
– Aspect antithyroïdien n ’est qu ’une des multiples facettes
antinutritionnelles des polyphénols.
2.2.2. Acide oxalique
 - Acide oxalique HOOC - COOH présent dans de nombreuses plantes,

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libre ou sous forme de sels de Na, K ou Ca.
- Oxalate de Ca à peu près insoluble dans l ’eau : effets toxiques dus à
l ’interférence avec l ’assimilation du calcium et la formation de
calculs rénaux.
- Seuil toxique très bas : DL50 = environ 5 g chez l ’adulte
- Consommation un peu élevée de rhubarbe = 1/10 de la dose léthale
- Problème nutritionnel majeur = disponibilité du calcium de la ration
- 2,25 g d ’acide oxalique précipitent 1 g de calcium
- Chiffre important : ratio (g d ’acide oxalique/kg d ’aliment : g de
calcium/kg d ’aliment)
2.2.2. Acide oxalique
 - Rapports très élevés pour certains aliments :
– Rhubarbe : 1/0,04
– Epinards : 1/0,1
– Pommes de terre : 0,15/0,03
– Cacao : 0,8/0,12
– Thé : 1,3/0,5
 - Si rapport > 2,25, l ’aliment n ’apporte pas de calcium, mais en plus,
il peut être considéré comme décalcifiant.
 - effet antinutritif surtout gênant en période de croissance ou
d ’allaitement
2.2.3. Acide phytique
 - Ester hexaphosphorique du cyclohexanol (acide inositol
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hexaphosphorique)
- Sels de métaux alcalins solubles dans l ’eau, sels de métaux divalents
insolubles : 1 g d ’acide phytique complexe irréversiblement 1 g de
calcium.
- Présent, à raison de 2 à 5 g/kg dans les céréales, les légumineuses et
les oléagineuses, surtout dans le péricarpe.
- Par action acide à chaud, ou action d ’une enzyme, la phytase, il y a
hydrolyse libérant l ’inositol et l ’acide phosphorique
- Phytase naturellement présente dans les aliments riches en acide
phytique
- Optimum d ’activité phytasique à pH 5,5 et 60°C
2.2.3. Acide phytique
 - Acide phytique = mauvaise source de phosphates, non libérés ou sous

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forme insoluble
- Pain blanc : CUD du phosphore = 69 %, contre 51 % pour le pain
complet (plus riche en acide phytique)
- Augmentation de la perte fécale en Ca, accélère la décalcification de
l ’organisme, même en présence d ’un apport normal en Ca et en
vitamine D
- 200 g de pain complet = perte équivalent à 200 ml lait
- Atteinte sur l ’utilisation digestive d ’autres oligo-éléments précieux
(divalents) : Cu, Zn, Mg, Fe...
2.3. Substances antivitaminiques
 2.3.1. Antithiamines
– Deux facteurs bien distincts dans les aliments :
• Un protéique et thermolabile, présent dans les viscères et la chair
d ’animaux aquatiques, la thiaminase I
• Les autres étant des substances à petit PM, thermostables, dont la
thiaminase II (extraite de la fougère, et proche de l ’hémine), mais
aussi des dérivés phénoliques dont l ’acide caféique
– Les facteurs antithiamine hydrolysent la molécule
– Thiaminase I mise en évidence dans les cas de paralysie, troubles
neurologiques affectant les renards alimentés avec du poisson cru
– Depuis, découverte dans de nombreuses bactéries du tube digestif,
mais aussi dans des poissons, crustacés, mollusques...
2.3. Substances antivitaminiques
 - Thiaminase II concerne surtout les herbivores alimentés avec de la
fougère
 - Pour les composés phénoliques, la présence de substituants en ortho
ou en para est essentielle : rôle éminent de l ’acide caféique (acide 3,4
dihydroxycinnamique), très abondant dans de nombreux produits
 - Consommation de café diminue l ’excrétion basale de thiamine :
signe de la destruction de la vitamine B1 présente dans l ’organisme
2.3. Substances antivitaminiques
 2.3.2. Acide ascorbique oxydase
– Enzyme de PM 15000, à 6 atomes de Cu, catalyse l ’oxydation de
l ’acide ascorbique en acide déhydroascorbique, puis en acide
dicétogulonique
– Présente dans la pulpe des cucurbitacées, dans le chou, les carottes,
les pommes, les tomates, les petits pois (assez peu riches en
vitamine C). Optimum entre 15 et 30°C pour pH entre 5,6 et 5,9.
– Inhibition rapide par la température : 1 minute à 100°C ou 3
minutes à 85°C = blanchiment, qui de plus, stabilise la couleur en
détruisant la PPO (Polyphénoloxydase)
– Le blanchiment inhibe totalement l ’enzyme, mais ne détruit
pratiquement pas l ’acide ascorbique
2.3. Substances antivitaminiques
 2.3.3. Antibiotine
– Découverte d ’un facteur toxique dans le blanc d ’œuf, provoquant
des dermatoses chez le Rat, à l ’origine de la mise en évidence de
la vitamine H (biotine)
– Facteur toxique = avidine, PM = 60000. Elle complexe solidement
deux molécules de biotine et les rend indisponibles
– Inhibition par ébullition prolongée (plusieurs minutes)
– Consommation exagérée d ’œufs crus pouvant conduire à des
déficiences, mais on a peu de constatations de tels cas.
2.3. Substances antivitaminiques
 2.3.4. Niacinogène
– Précurseur de l ’acide nicotinique (vitamine PP), présent dans le
maïs. Ne libère la vitamine active que par hydrolyse alcaline.
– Développement de la pellagre en Europe étroitement lié à
l ’introduction du maïs : problème ardu pour trouver la liaison,
d ’autant plus que les Indiens gros consommateurs ne souffraient
pas du tout du mal, et que les dosages de vitamine PP montraient
des taux très élevés dans le maïs.
– Pratique indienne des « tortillas » traditionnelles : le maïs est traité
par la bouillie de chaux pendant 30 minutes à 80°C, puis laissé une
nuit à température ordinaire.
– Dans ces conditions, le niacinogène est complètement libéré (mais
d ’autres principes nutritifs sont très altérés…)
2.4. Substances à effets multiples
 2.4.1. Tannins
– Tannins = polyphénols, souvent sous forme de glucosides
– Très grande abondance dans la plupart des végétaux : mécanisme
de défense non spécifique de la plante
– Propriété principale : facilité à se combiner aux protéines =
propriété mise à profit dans le tannage des peaux : la protéine
devient indisponible pour le prédateur…ou le consommateur
– Responsables de la saveur astringente des végétaux
– Usages également en brasserie, ou comme additifs anti-oxydants
(gallates)
– DJA = 500 mg/jour, facilement dépassée (0,2 à 1 g/100 g dans les
fruits frais ; 0,5 à 2 g/100 g dans les légumes)
2.4. Substances à effets multiples
 2.4.1. Tannins
– Effet d ’astringence responsable d ’une moindre consommation des
aliments à forte teneur en tannins
– Effets antinutritifs : augmentation de la perte fécale d ’azote
– Trois sources possibles :
• Présence dans l ’aliment de complexes tannins-protéines résistants à
l ’attaque des enzymes digestives
• Inhibition non spécifique des enzymes par les tannins libres
• Action des tannins sur la muqueuse digestive avec augmentation des
sécrétions
– Difficile de faire le partage entre ces trois modes potentiels : il
semble toutefois que la plus grosse part des pertes soit d ’origine
endogène
2.4. Substances à effets multiples
 2.4.1. Tannins
– Autre effet important : aptitude des polyphénols à complexer les
ions métalliques di- et trivalents : indisponibilité du fer, notamment
(exemple du thé)
– Effet éventuellement positif en cas de contamination par les
métaux lourds
– Diminuent également les disponibilités des vitamines B1 et B12
– Réserves hépatiques de vitamine A également touchées par
l ’absorption de tannins (mais va de pair avec le rôle de protecteur
hépatique souvent constaté avec les tannins)
2.4. Substances à effets multiples
 2.4.2. Les fibres
– Fibres = constituants hydrocarbonés de structure polymérique, non
dégradés par les enzymes digestives, et dénués de capacité
nutritive.
– On distingue :
• Celluloses = homopolysaccharides formés de glucoses liés en  1-4
• Hémicelluloses = hétéropolysaccharides constitués de xylanes,
galactanes, mannanes…
• Pectines = polysaccharides à base d ’acide galacturonique et de
rhamnose
• Lignines = polymères du phénylpropane
– Taux de fibres dans une ration dépend de la nature et de
l ’importance des aliments d ’origine végétale
2.4. Substances à effets multiples
 2.4.2. Les fibres
– Dans nos pays développés : 4 à 12 g/jour
– Rôle nutritionnel : ballast augmentant le volume de la fraction non
digestible ; pouvoir hygroscopique important qui facilite la
mobilité et le transit digestif
– Indéniablement, effet positif par limitation de la transformation par
les bactéries digestives d ’acides biliaires en dérivés cancérigènes :
diminution du risque de cancer du côlon. Rôle indirect également
sur le taux de cholestérol.
– Effets indésirables cependant bien réels :
• diminution de la disponibilité digestive de minéraux
• augmentation de la perte endogène en protéines et lipides
2.4. Substances à effets multiples
 2.4.2. Les fibres
– Effet important sur la disponibilité du calcium, sous l ’action des
celluloses, mais surtout des hémicelluloses (et des pectines ?).
– Fe, Cu et Zn sont également touchés par ce phénomènes de
chélation des ions.
– Action trophique sur l ’épithélium digestive par augmentation du
volume des fractions non digestibles : perte endogène de protines
plus importante :
• Exemple : CUDN de la farine blanche supérieur de 10 % à celui de la
farine entière
2.5. Substances augmentant les pertes
cataboliques
 - Détoxication métabolique utilise certaines molécules nutritives
importantes pour l ’étape de conjugaison
 - Parmi ces molécules, on trouve :
–
–
–
–
Le glucose  acide glucuronique
Glycine, cystéine, glutamine, méthionine
Ions sulfates
Vitamine A
 - Pertes à prendre en compte lors d ’intoxications chroniques, comme
l ’alcoolisme ou le tabagisme, ou encore la prise régulière de certaines
substances médicamenteuses
3. TOXIQUES DES ALIMENTS
 3.1. Alcaloïdes
– Au total 6000 substances, qui ont en commun :
• de comporter un hétérocycle azoté
• d ’être douées d ’activités biologiques importantes dues à leur
mimétisme hormonal et à leur intervention dans des grandes
réactions du métabolisme cellulaire
– Très répandus dans le règne végétal :
• 25 % des plantes en contiennent
• Leur concentration peut y être très élevée (jusqu ’à 10 % dans
certaines fleurs)
– Leur caractère basique (à l ’origine de leur nom) est, en fait, très
variable d ’une molécule à l ’autre
3.1. Alcaloïdes
 - Peu d ’alcaloïdes ont de réelles implications nutritionnelles : leur
saveur très amère est un très puissant dissuasif
 - Ingestions accidentelles fréquentes : ciguë (conine) à la place du
persil, par exemple  action nicotinique sur le SNC et mort par
paralysie des muscles respiratoires.
 - Utilisations volontaires, parfois : cocaïne dans les feuilles de coca,
qui insensibilise la muqueuse digestive et abolit la sensation de faim
 - Le rôle des pseudoalcaloïdes paraît plus important
3.2. Pseudoalcaloïdes
 3.2.1. Solanine
– Glucoalcaloïde de structure triterpénoïde
– Présent dans les pommes de terre, rôle protecteur pour les
tubercules
– Normalement, concentrations < 50 mg/kg, mais les infections
parasitaires ou l ’exposition du tubercule à la lumière peuvent
multiplier cette concentration par 5
– Solanine = inhibiteur des cholinestérases, mais aussi éventuel
tératogène (agent causal de la Spina bifida chez l ’Homme ?)
– Espèce humaine globalement peu sensible, au contraire du Chien
3.2. Pseudoalcaloïdes
 3.2.2. Xanthines
– Caféine, théobromine, théophylline
– Alcaloïdes présents dans le caféier, le cacaoyer, le théier, le maté,
la noix de kola
– Stimulants du SNC
– Action sur les zones cérébrales contrôlant l ’activité psychique
– Facilitent le travail intellectuel, diminuent la fatigue par action sur
les zones motrices
– Néanmoins, les réactions cérébrales obtenues sont moins
satisfaisantes si les xanthines sont absorbées à forte dose
– Caféine = xanthine la plus consommée (120.000 t/an !!!)
3.2. Pseudoalcaloïdes
 3.2.2. Xanthines
– DL50 chez l ’homme voisine de 10 g
– Une tasse de café = environ 250 mg : provoque chez le buveur non
habitué une augmentation du taux de rénine plasmatique de 57 %,
de noradrénaline de 75 %, d ’adrénaline de 20 %
– Pas de réels résultats quant aux répercussions sur les maladies
cardio-vasculaires
– Principaux effets relatés : palpitations cardiaques, tremblement
(effet symphaticomimétique)
– L ’habitude fait reculer ces symptômes : phénomène
d ’accoutumance commun à tous les alcaloïdes
3.3. Glycyrrhizine
 - Extraits de réglisse (Glycyrrhiza Glabra) contiennent entre 2,2 et 9,3
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
% d ’acide glycyrrhétique (structure triterpénoïde), aglycone de la
glycyrrhizine.
- Propriétés pharmaceutiques bien connues, mais nombreuses
utilisations comme aromatisant et sucrant (pouvoir sucrant 50 fois
supérieur à celui du saccharose)
- Dans les boissons désaltérantes, la concentration atteint 200 à 700
mg/L
- DL50 > 5 g/kg (donc très élevée)
- A forte dose, effets hypertensifs et rétention d ’eau et de sodium chez
le Rat, éventuellement lésions rénales et vasculaires
3.3. Glycyrrhizine
 - Chez l ’Homme :
– Cas d ’hypertension avec hypokaliémie chez de gros consommateurs
d ’extrait de réglisse (50 à 100 g/jour), ou de boissons à plus de 0,5 g/l de
glycyrrhizine
– Parfois, signes de myopathie
– Estimation : 1,2 % des malades hospitalisés avec HTA le doivent à une
consommation élevée de produits à la réglisse
– A > 1 g pendant 10 jours, entraîne un pseudo-aldostéronisme évoquant le
syndrome de Conn
– A > 5 g, troubles musculaires (quadriplégie, convulsions), oedèmes,
troubles cardiaques, myoglobinurie…
– Tolérance encore moindre chez les déficients hépatiques : risque pour les
alcooliques sevrés, ou les diabétiques (polydypsie)
4 - CANCEROGENES DES ALIMENTS
 - Beaucoup de confusion et de flou sur leur impact réel
 - Nombreuses controverses sur l ’implication de tel ou tel aliment
 - Plus de sûreté quant à la prévention
 - Rôle bénéfique plutôt bien reconnu :
– D ’une moindre consommation de graisses
– D ’une augmentation de la consommation de produits végétaux
– D ’agents protecteurs (plus controversés) :
• Fibres
• Carotène
• Vitamine E et polyphénols
 - Quelques substances sont toutefois lourdement soupçonnées...
4.1. Les hydrazines
 - Formule générale : R-NH-NH-R ’
 - Molécules hautement réactives, puissamment réductrices
 - Monométhylhydrazine, cancérogène puissant, produit d ’hydrolyse

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

de la gyromitrine, présente à 1,5 g/kg dans Gyromitra esculenta =
fausse morille
- Substance toutefois très volatile (évaporée par ébullition de 10 mn)
- Champignon de couche (Agaricus bisporus) contient 3 g/kg frais
d ’agaritine, qui libère la 4-hydroxyméthylphénylhydrazine, mutagène
- Métabolisation libère un diazonium = puissant cancérogène (une dose
de 400 mg/kg = 30 % de tumeurs de l ’estomac, chez le Rat)
- Toxicité aiguë non négligeable (champignons crus, ou consommés
avec leur eau) : 6 h après l ’ingestion, douleurs abdominales, N-V-D,
éventuelles complications hépatiques
4.2. Méthylazoxyméthanol
 - Aglycone de la cycasine, glycoside de la noix de cycade (régions




tropicales, plante « de disette »)
- Neurotoxicité importante, mais détoxification traditionnelle par
lavage prolongé à l ’eau courante
- Chez l ’animal, l ’absorption se traduit par une fréquence très élevée
de tumeurs du foie et du rein, l ’injection n ’ayant pas d ’effets
toxiques (forte élimination rénale)
- En fait, c ’est la flore intestinale qui hydrolyse la cycasine en
méthylazoxyméthanol
- Composé migrant facilement dans le lait, traversant le placenta :
malformations fœtales et toxicité chez les nouveaux-nés
4.3. Photosensibilisateurs
 - Photosensibilité = réaction cutanée consécutive à l ’exposition à la
lumière solaire, sous l ’influence de substances photodynamiques (dont
certaines d ’origine alimentaire)
 - Molécules devenant fluorescentes par absorption d ’un photon, ce qui
leur permet d ’activer d ’autres molécules : érythème des régions
cutanées exposées à la lumière, mais aussi augmentation de la
production de radicaux oxygénés potentiellement mutagènes et
cancérigènes
 - Principaux végétaux suspects : Ombellifères, par les furocoumarines
(psoralènes, angélicine), mais aussi panais (40 mg/kg), le persil, le
céleri, les figues, la bergamote : formation de ponts entre chaînes
d ’ADN induisant des mutations
4.4. Safrol
 - Safrol = 4-allyl 1, 2-méthylènedioxybenzène ; liquide huileux, à
odeur de safran, surtout trouvé dans le sassafras, à petites doses dans la
noix de muscade et la cannelle.
 - Autrefois, agent de sapidité dans les boissons, interdit depuis la mise
en évidence d ’effets cancérogènes
 - Composé actif = métabolite : 1 ’-hydroxysafrol
 - Forte réaction avec les constituants cellulaires nucléophiles, addition
facile sur la guanine et l ’adénine
4.5 Estragol
 - Estragol = 1-allyl 4-méthoxybenzène, isolé à partir de l ’estragon,
mais aussi de la badiane, de l ’anis, du fenouil
 - Métabolite = 1 ’-hydroxyestragol, hépatocancérogène
 - Effets constatés in vivo autant par voie orale qu ’en injection
4.6. Polyphénols
 - Quatre types de dérivés phénoliques :
– Simples (C6)
– Acides phénoliques (C6 - C1)
– Acides cinnamiques (C6 - C3)
– Flavonoïdes (C6 - C3 - C6)
 - Apport quotidien moyen d ’environ 4 g
 - Faible activité biologique, mais activités pharmacologiques parfois
intéressantes
 - Oxydation toujours facile de ces composés en quinones,
électrophiles, participant au cycle de production du radical superoxyde
et du peroxyde d ’hydrogène :
– Exemple du catéchol, promoteur puissant, induction de lésions de l ’ADN
4.6. Polyphénols
 - Paradoxalement, sont aussi des inhibiteurs de la cancérogénèse
expérimentale
 - Flavonoïdes = dérivés du flavonol
O
2
3
O
 - Certains sont mutagènes, comme la quercétine, la myricétine et le
kaempférol : condition nécessaire est d ’avoir un -OH en 3 et une
double liaison en 2,3
4.6. Polyphénols
 - Caractère cancérogène de la quercétine établi chez le Rat
 - Rôle probable du métabolite quinonique, mais la forte incidence de
tumeurs de l ’estomac laisse supposer que la flore digestive y soit pour
quelque chose
 - Pas de relation établie entre consommation de flavonoïdes et taux de
cancers…
5. Substances à activité oestrogénique
 - Deux effets quantifiables : augmentation du poids de l ’utérus et
kératinisation de l ’épithélium vaginal
 - 50 espèces végétales possèdent cette activité ; soit consommées
directement, soit consommées par des animaux, et dont les principes
actifs sont récupérés dans le lait et les graisses
 - Incidence aussi des oestrogènes d ’usage vétérinaire
 - Trois groupes chimiques :
– Isoflavones
– Coumarines
– Lactones de l ’acide résorcylique
 - Substances de structure similaire avec la molécule d ’estradiol,
entrent en compétition avec les récepteurs cytoplasmiques du 17  estradiol dans l ’utérus
5. Substances à activité oestrogénique
 - Zéaralénone (groupe de l ’acide résorcylique), présente dans les
céréales. Produite, en fait, par des moisissures du genre Fusarium,
souvent assimilée aux mycotoxines.
 - Coumestrol (groupe des coumarines), normalement présent dans
certaines espèces végétales, concentrations très augmentées par les
attaques de moisissures ; activité relative de 0,035 % par rapport au
DES (diéthylstilbestrol), molécule végétale la plus active
 - Dans la luzerne, le coumestrol est parfois suffisamment concentré
pour provoquer la stérilité des vaches
 - Génestine, daïdzéine, protenséine et formononétine (groupe des
isoflavones), présentes dans le soja, relativement peu actives
5. Substances à activité oestrogénique
 - Présence en fait assez ubiquitaire de ces dérivés, à l ’incidence
toutefois faible (faibles concentrations, faibles activités)
 - Effets toutefois plus importants après la ménopause : 100 g d ’huile
de maïs ou d ’olive pendant 10 jours provoquent la kératinisation de
l ’épithélium vaginal
 - Consommation de bulbes de tulipes pendant la dernière guerre en
Hollande ayant entraîné des troubles de la reproduction chez la Femme
6 - Toxiques divers
 6.1. Glucosides de la fève : favisme
– Concerne les individus atteints d ’une déficience congénitale en
glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6-DPH) : l ’ingestion de
fèves déclenche une crise hémolytique, le favisme
– Favisme connu déjà chez les Grecs
– Agent causal : 2 pyrimidines - l ’isouramyl et la divicine, présentes
dans les fèves sous forme de glucosides : convicine et vicine (2 %
dans les fèves sèches)
– Métabolisation entraîne une forte production d ’H2O2,
normalement détruite par le système de la glutathion péroxydase
(nécessite G6-DPH)
– Globules rouges carencés en glutathion s ’hémolysent facilement
6 - Toxiques divers
 6.2. Acides aminés toxiques : lathyrisme
– Maladie se manifestant à la suite de l ’ingestion de graines de
légumineuses du genre Lathyrus
– Douleurs musculaires, paralysie des membres inférieurs
– Phénomène rare, surtout rencontré en Inde pendant les périodes de
disette
– Responsable = acide 3-N-oxalyl 1,2,3-diaminopropionique
– Théoriquement, les sujets adultes n ’y sont pas sensibles (barrière
hémato-encéphalique), sauf en période de jeûne ou de malnutrition
6 - Toxiques divers
 6.3. Hémagglutinines ou lectines
– Modèle = ricine (du ricin), capable d ’agglutiner les érythrocytes
– En fait, de nombreux aliments en contiennent :
• phasine des Haricots
• soyine du Soja
– Grande affinité vis-à-vis de résidus glucidiques bien spécifiques
présents à la surface des globules rouges
– Grande spécificité selon la source végétale, d ’où le nom de
lectines (latin legere = choisir)
– Cellules de l ’entérocyte, qui portent les mêmes résidus, également
touchées
6 - Toxiques divers
 6.3. Hémagglutinines (lectines)
– Rats nourris avec des régimes à base haricots = lésions de la paroi
intestinale, entraînant une prolifération de la flore, ainsi qu ’une
inhibition de certains mécanismes digestifs
– Effets radicaux sur la croissance : diminution de l ’utilisation de
l ’azote, avitaminose B12, sous-utilisation des calories
– Effets surtout redoutés en alimentation animale
– Peu d ’incidence relevée chez l ’Homme, malgré une teneur en
lectines de certains haricots atteignant 10 % des protéines
7 - TOXINES
 7.1. Toxines des champignons
– Deux types de manifestation :
• Soit immédiatement après ingestion - spectaculaire, mais peu grave
• Soit après une dizaine d ’heures
– Symptômes rapides :
• gastroentérites, diarrhées passagères
• Amanite tue-mouches, Omphallatus : muscarine et analogues, qui
stimulent le parasympathique
• Psylocybus mexicana : psylocibine, hallucinogène
• Coprinus atramentarius : coprine, métabolisée en cyclopropanone,
qui inhibe l ’acétaldéhyde déshydrogénase : interférence avec le
métabolisme de l ’alcool, forte réponse cardio-vasculaire
7 - TOXINES
 7.1. Toxines des champignons
– Symptômes « lents » : les plus graves
– Trois espèces impliquées :
• Amanites phalloïdes
• Gyromitres (déjà traité)
• Cortinaires
– Amanites phalloïdes : trois types de toxines :
• Phalline : glycoprotéine de PM = 100.000, détruite à 60°C, dégradée
par les enzymes digestives, hémolytique, mais peu impliquée dans
l ’intoxication
7 - TOXINES
 7.1. Toxines des champignons
• Phallotoxines : 6 heptapeptides cycliques, dotés d ’une grande affinité
pour les protéines membranaires, apparemment peu actifs
• Amatoxines : 7 octapeptides cycliques, responsables des signes
cliniques :
– 12 heures après leur ingestion : N-V-D, de type cholérique
– Si on enraye la déshydratation, 3 à 5 jours de rémission
– Puis apparition de l ’hépatite toxique, souvent mortelle, génératrice
de dégâts majeurs (nécessité fréquente de greffe du foie)
– Les amatoxines se fixent et inhibent l ’ARN-polymérase B, ce qui
bloque l ’ARN messager et arrête la synthèse protéique des
cellules, d ’où nécrose des cellules épithéliales du tube digestif et
des hépatocytes : pronostic très sombre
7 - TOXINES
 7.1. Toxines des champignons
– Cortinaires : Néphrite toxique apparaissant après 3 à 17 jours de
latence (C. orellanus, C. gentilis)
– Toxine = oréllanine (de Cortinarius orellanus), activité assez
proche de celle des sels de bipyridylium (herbicides)
– Intoxication alimentaire souvent ignorée à cause du délai important
de survenue
– DL50 chez l ’Homme entre 40 et 300 g (50 g pour l ’amanite
phalloïde)
7 - TOXINES
 7.2. Toxines des animaux
– Majoritairement d ’origine bactérienne
– On a longtemps cru que ces toxicités étaient propres aux espèces
(poissons toxiphores)
– Ichtyosarcotoxisme provoqué par :
• tétrodoxine (chair des « poissons-globes »)
• ciguatoxine (provenant des dinoflagellés)
– Intoxication par la ciguatoxine très répandue dans les mers chaudes
: troubles digestifs et neurologiques, mortels dans 2 % des cas
– Intoxication par les tétrodoxines très grave, souvent mortelle. 60 %
des intoxications alimentaires des zones de consommation du
tétrodon
7 - TOXINES
 7.2. Toxines des animaux
– Toxine concentrée dans le foie et les ovaires, identifiée dans 23
espèces de l ’ordre des Tétrodons, présente en fait chez de
nombreuses autres espèces de poissons et amphibiens
– Tétrodoxine = très stable en milieu neutre, poison extrêmement
actif : DL50 = 10 µg/kg chez la Souris
– Chez l ’Homme, symptômes 1/2 heure après ingestion de quelques
grammes de laitance ou de foie (soit 1 mg de tétrodoxine) :
paralysie musculaire, incoordination, arrêt respiratoire.
7 - TOXINES
 7.2. Toxines des animaux
– Cothurnisme : provoqué par la consommation de cailles, entraîne
une myoglobinurie, analogies fortes avec le favisme.
– Même public sensible de déficients en G6-DPH
– Forte présomption d ’une « toxicité-relais » résultant de
l ’accumulation dans la chair de l ’animal des toxiques présents
dans les végétaux (feuilles et graines)
4°) TOXICITE DES ADDITIFS
ALIMENTAIRES
 4.1. Introduction
– Additifs = substances non normalement consommées en tant
qu ’aliment, ajoutées dans un but technologique, et qui demeurent
(éventuellement transformées) dans la préparation
– Différence importante avec les auxiliaires technologiques, qui, eux,
ne sont pas sensés demeurer dans le produit (sauf à l ’état de
traces)
– De manière quasi-universelle, les additifs sont pris sur une liste
positive, précisant les substances autorisées, les aliments où elles
peuvent être incorporées, et les dosages maximum autorisés.
– Les auxiliaires technologiques sont théoriquement inscrits sur une
liste positive, hélas très incomplète
4.1. Introduction
– Règle générale présidant à la définition de la dose autorisée :
établissement d ’une DJA (dose journalière acceptable), le plus
souvent calculée comme la dose sans effet (DSE), divisée par 100.
– Normalement, large marge de sécurité, toutefois :
• Règles mal adaptées aux enfants en bas âge (gros consommateurs en
regard de leur poids)
• Pas de prise en compte des sensibilités particulières (allergies,
déficiences, sensibilisation ou effets croisés avec d ’autres substances)
– Homologation des additifs normalement très « pointilleuse », mais
de nombreux produits sont d ’homologation très ancienne
(toutefois, les remises en cause sont nombreuses)
4.1. Introduction
– Au total, les problèmes directement imputables aux additifs
semblent rares (mais il est parfois difficile de les discerner, dans la
mesure où les additifs sont consommés par tous, à des dosages
assez semblables)
– Quelques accidents plus spectaculaires suite à de mauvaises
utilisations d ’auxiliaires technologiques : les produits autorisés
sont souvent beaucoup plus dangereux que les additifs ne peuvent
l ’être.
– La toxicité des additifs peut sembler relever parfois du
fantasme…Néanmoins, une poignée d ’entre eux présentent une
toxicité tout à fait réelle.
4.2. Nitrites et nitrates
– Les nitrites constituent la seule variété active, mais découlent de la
transformation partielle des nitrates
– NO3-  NO2- s ’effectue à pH 6-6,4 sous l ’influence de nitrateréductases bactériennes, dans les salaisons comme dans
l ’organisme
– Usages principaux : charcuterie-salaisonnerie, plus rarement
conserves de poissons
– Rôle des nitrites incontournable pour la conservation de la viande :
ils inhibent la croissance de Clostridium botulinum.
– Rôle annexe non négligeable : stabilisation de la coloration des
produits carnés, par complexation de la myoglobine
4.2. Nitrites et nitrates
– Problème : extrême toxicité aiguë, avec une DL50 de l ’ordre de 75
à 100 mg/kg
– Toxicité due aux effets méthémoglobinisants des nitrites
– méthémoglobinémie = accumulation anormale dans les globules
rouges de méthémoglobine : forme non fonctionnelle de
l ’hémoglobine où le noyau de fer central est bloqué sous forme
Fe3+
– Effets gradués selon l ’importance du phénomène :
• Dès 10 % cyanose des extrémités
• Après 20 % premiers signes cliniques : céphalées, vertiges, polypnée,
tachycardie, asthénie générale
• Au-delà de 60 %, troubles de conscience
• A plus de 70 % : risque mortel
4.2. Nitrites et nitrates
– Dans les atteintes légères, on administre de l ’acide ascorbique
(réducteur) à très forte dose
– Dans les cas limites, on injecte du bleu de méthylène en IV
– Cas toutefois rares chez l ’Homme, dont le pH stomacal très acide
rend improbable la transformation in vivo des nitrates
– Beaucoup plus de cas chez les ruminants absorbant des fourrages à
forte teneur en nitrates
– Pour pallier aux risques accidentels (confusion avec du sel de
cuisine), on a interdit l ’usage, en salaisonnerie, de nitrites purs :
sel nitrité à 0,6 % de nitrites
– Le salpêtre (KNO3) est moins dangereux de prime abord, mais son
taux de conversion en nitrite n ’est pas forcément maîtrisé
4.2. Nitrites et nitrates
– Effets à long terme : combinaison des nitrites avec les molécules
porteuses de groupements aminés, conduisant à la formation de
nitrosamines
– Ces nitrosamines peuvent conduire, par la voie métabolique, à des
entités électrophiles à forte potentialité cancérogène
– Effets prouvés sur des populations très fortes consommatrices de
produits de salaison (Chinois de la région de Canton, vers 1959)
– Pas de réels effets quantifiés en cas de consommation « normale »
de produits nitrités : de fait, les nitrosamines ont bien d ’autres
sources que les produits nitrités : produits de réaction, notamment,
des NOx atmosphériques ou issus des fumées de combustion
– Autres effets mineurs : vasodilatateurs (hypertension induite, à la
longue), pertes en vitamines A et B
4.2. Nitrites et nitrates
– Au total, bilan très lourd pour un additif d ’usage très courant
– Le maintien des nitrites et nitrates résulte uniquement de leur rôle
irremplaçable en salaisonnerie, où leur disparition entraînerait un
risque potentiel d ’intoxination très important
– Palliatif : leur usage est strictement limité aux seules préparations
où il est vraiment indispensable, et la réglementation entourant leur
emploi est sévère.
4.3. Sulfites et dérivés
– Sels de l ’acide sulfureux H2SO3 : sulfites SO32-, bisulfites HSO3-,
métabisulfites S2O52-.
– Usage ancestral en vinification (combustion du soufre, générant
SO2, anhydride sulfureux)
– Très forts inhibiteurs des enzymes à groupe -SH, combinants des
sucres (empêchant leurs dégradations), inhibiteurs du brunissement
enzymatique par blocage fonctionnel des phénols …rôles multiples
et très appréciés
– N ’ont, de plus, que peu d ’action sur les levures, ce qui les rend
incontournables en vinification
– Toxicité aiguë très faible, avec une DL50 évaluée à 1 ou 2 g/kg
(pour SO2, espèce la plus toxique)
4.3. Sulfites et dérivés
– Voie métabolique = oxydation en sulfates par une enzyme
mitochondriale (sulfite oxydase)
– Métabolisation très rapide : 20 minutes chez le sujet adulte sain
– Toutefois, certains sujets semblent présenter un déficit congénital
en sulfite oxydase : dans ce cas, le métabolisme peut conduire à la
formation de dérivés complexes dont l ’impact toxique est très mal
connu (surtout chez l ’Homme, dont les caractéristiques
métaboliques semblent, vis-à-vis des sulfites, très différentes des
animaux de laboratoire, plus largement dotés en enzymes actives)
– Prudence recommandable, donc, pour cette tranche de population
4.3. Sulfites et dérivés
– D ’autre part : cas bien connus de sensibilité particulière aux
sulfites, chez certains individus asthmatiques
– Principaux effets : spasmes bronchiques, bronchoconstriction,
réactions intestinales, urticaire….
– Liaison possible avec une certaine déficience en sulfite oxydase de
certains organes vitaux
– On estime que 5 à 10 % des asthmatiques seraient concernés, soit
500.000 à 1 million de personnes aux USA, par exemple
– Dans certains cas de figure, les effets peuvent être très violents et
mettre la vie en péril
– USA : mention obligatoire complémentaire de la présence de
sulfites, et des effets éventuels, sur l ’emballage
4.4. Autres conservateurs
–
–
–
–
Acide sorbique CH3-CH=CH-CH=CH-COOH et sels
Conservateur d ’emploi très large
Toxicité aiguë très faible, pas de potentialité cancérogène avérée
Toutefois, une étude sur l ’induction d ’aberrations
chromosomiques a montré que le sorbate de sodium, très
curieusement, montrait un pouvoir génotoxique que ne possédait
aucune des autres molécules de la même famille (Travaux
d ’HASEGAWA)
– Possibles réactions avec les nitrites conduisant à la production
d ’hétérocycles et de molécules cancérogènes
– Limitations souhaitables de l ’usage du sorbate de Na et des
associations nitrites / sorbates
4.4. Autres conservateurs
– Acide benzoïque et parahydroxybenzoates relativement toxiques,
mais leur emploi est plutôt limité.
– Biphényle, orthophénylphénol, thiabendazole… = conservateurs de
surface des fruits, donc normalement non consommés. Ils posent
surtout des problèmes dermiques de contact chez les manipulateurs
de produits traités
– Pimaricine = rare antibiotique encore utilisé ( désinfection,
notamment, des croûtes de fromage). Bien peu toxique, il peut
néanmoins provoquer des allergies, ce qui pourrait motiver une
prochaine interdiction d ’usage
4.5. Antioxygènes
– Non phénoliques (acide ascorbique, érythorbique) : pas d ’effets
toxiques recensés
– Phénoliques : BHT, BHA, gallates, TBHQ, tocophérols (dont
vitamine E), extraits naturels….
– BHA, BHT, gallates : effets assez marqués sur le foie, les
poumons, le métabolisme énergétique (les gallates sont toutefois
beaucoup moins actifs)
– Rien de vraiment probant, par contre, quant aux effets
cancérogènes de ces produits
– Tocophérols et vitamine E : image positive, mais leur nature
phénolique en fait de potentiels mutagènes à trop forte dose
– Extraits végétaux : problèmes posés par le dosage très flou, en
substances mal connues...
4.6. Colorants
– De synthèse : la plupart sont des diazoïques sulfonés (donc
hydrophiles), en général très faiblement absorbés par l ’organisme.
– R-N=N-R ’ réduit en deux amines RNH2 et R ’NH2 par les
azoréductases de la flore intestinale : le choix des restes
aromatiques est donc primordial
– Bilan global très peu inquiétant : seule l ’érythrosine semble
montrer une activité mutagène sur Escherichia Coli.
– Problèmes de sensibilisation plus largement incriminés : la
tartrazine E 102, colorant jaune d ’emploi très large, semble la plus
sujette à caution.
– Effets de la tartrazine essentiellement sur des personnes
prédisposées aux réactions allergiques
4.6. Colorants
– Effets renforcés par l ’absorption simultanée ou rapprochée
d ’aspirine
– Effets désagréables, mais peu agressifs (urticaire, démangeaisons..)
– Image très négative des colorants de synthèse largement exagérée
– D ’origine naturelle : peu d ’effets recensés, bien que beaucoup
d ’entre eux soient des espèces lipophiles plutôt actives
biologiquement (carotène, xanthophylles..)
– Canthaxanthine (xanthophylle) pouvant, à très forte dose,
provoquer des atteintes de la vision par accumulation dans les
cellules oculaires
– Caramels obtenus sous catalyse ammoniacale : présence de dérivés
de l ’imidazole aux propriétés convulsivantes
4.7. Epaississants, gélifiants
– Nature polyglucidique normalement peu génératrice d ’inquiétudes
particulières sur le plan toxicologique
– Carraghénanes : Dossier déjà ancien concernant leurs effets
toxiques
– Aux doses courantes, aucun effet constaté, mais il semblerait que
ces composés soient des immunosuppresseurs, capables d ’induire
des atteintes de la production d ’anticorps et de l ’immunité
antitumorale.
– De plus, les carraghénanes dégradés sont des substances à effet
ulcérogène au niveau du côlon, même à doses modérées
– Interdiction d ’usage de carraghénanes ayant subi des
modifications chimiques conduisant à des dégradations partielles
4.8. Emulsifiants
– Dérivés plus ou moins complexes d ’acides gras
– Seule (toute petite) inquiétude : la présence élevée d ’acides gras
saturés dans ces composés, dont on sait qu ’ils présentent quelques
risques cardio-vasculaires induits
– Risque également d ’augmentation du taux d ’absorption de
certaines molécules, par mise en émulsion dans le tractus gastrointestinal
– Bilan toxicologique global demeurant toutefois très favorable
4.9. Edulcorants
– Polyols : sorbitol, mannitol, xylitol, isomalt®…
– dérivent de l ’hydrogénation des sucres correspondants
– Intérêt : faible valeur calorique (1/2 de celle des sucres),
acariogènes car non fermentescibles
– Principal défaut : non digestibles dans l ’intestin grêle, sont donc
uniquement fermentés dans le côlon, d ’où des risques de troubles
digestifs mineurs (mais déplaisants…!) en cas de consommation
excessive.
4.9. Edulcorants
–
–
–
–
Edulcorants à haut pouvoir sucrant
Saccharine très ancienne : 1879
Objet de très nombreuses controverses quant à sa toxicité
En fait, la saccharine est très rapidement résorbée par le tractus
digestif et excrétée telle quelle dans les urines : il n ’y a donc pas
de métabolisation, pas plus que de modification par la flore
intestinale
– Les impuretés issues de sa fabrication (relevant de la chimie
organique « rustique ») sont, en fait, à l ’origine des observations
faites de son pouvoir cancérogène
– Productions actuelles considérablement assainies
4.9. Edulcorants
– Cyclamate de la même famille chimique (sulfamides) que la
saccharine
– Conversion partielle en cyclohexylamine, d ’intensité variable
selon les individus
– Effets sur la fertilité et la fécondité imputables à ce métabolite
– Caractère cancérogène très discutable : une seule expérience est
parvenue à des résultats positifs, par implantation de comprimés de
cyclamate dans la vessie de souris…
– Interdit d ’usage aux USA en 1970, autorisé depuis à la fabrication,
mais pas à la vente sur le territoire…No comment !
4.9. Edulcorants
–
–
–
–
Aspartame = ester méthylique de l ’aspartylphénylalanine
Découverte accidentelle en 1963
Structure peu génératrice d ’inquiétudes (dipeptide très simple)
De fait, le métabolisme - où la dégradation chimique - conduisent à
la libération de phénylalanine, ce qui constitue un danger potentiel
pour les sujets atteints de phénylcétonurie (présence d ’acide
phénylpyruvique dans les urines, signe d ’un déficit en
phénylalanine hydroxylase : il en résulte souvent des retards
mentaux profonds)
– Substance sensible à la chaleur et à la lumière : génère alors de la
dicétopipérazine, un peu plus toxique.
– Au total, substance dépourvue de réel danger toxique
5°) TOXIQUES ISSUS DE LA CUISSON
 5.1. Généralités
– Cuisson à haute température = processus thermique violent,
pouvant générer des réactions des différents constituants
alimentaires
– A l ’extrême, les températures sont suffisantes pour générer de
vrais processus de pyrolyse : cuissons au barbecue, par exemple
– En revanche, les cuissons à température modérée par l ’ébullition
de l ’eau (bouillis, braisages) semblent peu exposées
– Importance réelle de ces réactions thermiques difficile à estimer :
produits très variables, fonction des sources et du profil de
température, d ’où modélisation très difficile
5°) TOXIQUES ISSUS DE LA CUISSON
 5.2. PRODUITS D ’OXYDATION DES LIPIDES
– Oxydation = réaction radicalaire, pouvant survenir à des
températures extrêmement basses
– Cinétique de la réaction activée par la température, mais également
par :
• L ’insaturation des lipides
• L ’éventuelle présence d ’initiateurs de radicaux
• Des traces métalliques jouant le rôle de catalyseur
– La réaction passe par un stade hydroperoxyde ROOH instable,
conduisant par décomposition à différents produits :
5°) TOXIQUES ISSUS DE LA CUISSON
 5.2. PRODUITS D ’OXYDATION DES LIPIDES
– Produits légers : aldéhydes, acides gras volatils, responsables des
odeurs de rance, souvent irritants
– Produits oxydés : acides gras hydroxylés, céto-acides, époxyacides, aux propriétés toxiques plus ou moins importantes
– Polymères : structure mal connue et complexe, effets toxiques
probablement peu importants, la polymérisation n ’allant pas dans
le sens d ’une plus forte toxicité
– On redoute surtout les produits légers émis dans les fumées, dont
certains (acroléïne) sont toxiques aigus, inflammables et
cancérogènes. Effets des époxy-acides mal cernés (potentiels
précurseurs d ’entités électrophiles)
5°) TOXIQUES ISSUS DE LA CUISSON
 5.3. AMINES HETEROCYCLIQUES
– Mise en évidence tardive (1970) de ces molécules et de leurs effets
cancérogènes (potentiel mutagène de certaines AH plus de 100 fois
supérieur à celui des HAP…)
– Origine probable = réactions thermiques à haute température (en
principe, au-delà de 500°C) touchant les composés azotés
– Quelques modélisations expérimentales à partir de mélanges sucres
+ AA : possible rôle des composés de Maillard en tant que
précurseurs.
– Aucune étude épidémiologique sur le réel impact de ces composés
– Nombreux dosages contradictoires et alarmistes (AH détectées
dans des préparations cuisinées à 100-150°C)
5°) TOXIQUES ISSUS DE LA CUISSON
 5.4. HYDROCARBURES AROMATIQUES
POLYCYCLIQUES (HAP - PAH)
– Initialement : réactions de transferts électroniques concertés (type
DIELS-ALDER) sur des fractions gazeuses issues de fumées de
combustion : une succession de cyclisations amène à des composés
aromatiques de grande stabilité thermodynamique.
– Effets cancérogènes découverts dès le 18° siècle par POTT (« mal
des ramoneurs »)
– Structure et premiers dosages des composés incriminés entre 1930
et 1950
– Premières études toxicologiques sur les populations
consommatrices de produits fumés entre 1953 et 1959
5°) TOXIQUES ISSUS DE LA CUISSON
 5.4. HAP
– Principale substance impliquée (servant de base aux dosages
légaux) : le benzo (a) pyrène, ou BaP
– Origines autres qu ’alimentaires très importantes : fumée de
cigarette, fumées industrielles, contamination par des produits
pétroliers, cultures sur zones contaminées…
– Effets cancérogènes avérés même pour des doses minimes
– Sources alimentaires principales : aliments fumés, grillés au
barbecue (jusqu ’à plusieurs dizaines de ppb)
– Palliatif : abaissement de la température des fumées, les HAP ne se
formant appréciablement qu ’à partir de 500-700°C (selon la
molécule)
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.1. GENERALITES
– Vocable de « métal lourd » très mal approprié ; terme de
thioloprive beaucoup plus juste : tous les corps chimiques
impliqués ont une forte affinité pour l ’atome de soufre, avec
lequel ils forment des combinaisons insolubles
– Principaux éléments visés : Pb, Hg, Cd, As ; dans une moindre
mesure Cr, Ni, Zn
– Origines des contaminations variables, selon le métal :
• Environnementales (traitements agricoles, pollutions accidentelles,
fumées et pollution atmosphérique…)
• Matériaux de contact (emballages, équipements industriels…)
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.2. ARSENIC
– Métalloïde, mais pas métal (et encore moins métal lourd !)
– Surtout réputé pour sa mise à contribution dans l ’empoisonnement
criminel « de tradition »
– Dose toxique dépendant de la combinaison : l ’arsenic organique
est beaucoup moins toxique que les combinaisons minérales
– On s ’entend sur une DL50 de l ’ordre de 2 mg/kg pour l ’anhydride
arsénieux As2O3
– Distribution-localisation :
• Au niveau sanguin, liaison aux protéines plasmatiques, retrouvé
également dans les hématies
• Aigu : localisation digestive, Chronique : peau, phanères, muscles,
moelle osseuse, os
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.2. ARSENIC
– Métabolisme : méthylation dans le foie en acides monométhyl et
diméthylarsinique
– Elimination : Voie rénale prépondérante, l ’urine évacuant les
dérivés méthylés et une partie de l ’arsenic minéral, excrétion
faible par voie intestinale, « élimination » (en fait « stockage
renouvelable » par la peau et les phanères. Elimination de
l ’arsenic minéral très lente : poison cumulatif. Arsenic organique
plus vite éliminé (48 h en moyenne)
– Mécanisme d ’action toxique : thioloprive, bloque les
groupements thiols de nombreuses enzymes, notamment
impliquées dans la respiration cellulaire et divers métabolismes
(métabolisme des glucides, notamment) : « lésion biochimique »
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.2. ARSENIC
– Tolérance : bien connue sous le vocable de « mithridatisation » :
certains arsenicophages du Tyrol (où l ’arsenic était réputé donner
« bonne mine ») arrivaient à supporter jusqu ’à 1 g/jour !
– Intoxication aiguë : tableau clinique voisin du choléra, premiers
symptômes 30 à 60 mn après l ’ingestion : saveur âcre en bouche,
sensation de brûlure, soif ardente, constrictions du pharynx et de
l ’œsophage. Vomissements, atténuant la gravité de l ’intoxication,
puis diarrhées abondantes, avec douleurs abdominales violentes.
Tension artérielle en forte baisse, tendance au collapsus cardiaque,
souvent mortel, dans les 5 à 24 heures suivant l ’ingestion
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.2. ARSENIC
– Intoxication chronique : premiers symptômes d ’ordre digestif :
anorexie, nausées, diarrhée ; puis accidents cutanés prédominants
(érythèmes, ulcérations, hyperkératose de la plante des pieds,
mélanodermie, alopécie en plaques, bandes de Mées sur les
ongles, chute des ongles et des poils…). Au niveau sanguin,
leucopénie avec éosinophilie, anémie, thrombopénie légère.
Ultérieurement, apparition de troubles nerveux : asthénie,
polynévrites périphériques très caractéristiques, avec
engourdissement et difficultés de marche. Evolution lente vers la
cachexie et la mort. Effets avérés tératogènes, foetotoxiques et
cancérogène
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.2. ARSENIC
– Risques de contamination : assez faibles depuis l ’interdiction
d ’usage des arsénicaux comme traitements phytosanitaires. La
longue rémanence des produits fait que l ’arsenic est parfois encore
détectable à doses anormales dans certains produits agricoles (vins
issus de vieilles vignes). Quelques cas liés à la consommation
d ’eau contenant de trop fortes quantités d ’arsenic. Organismes
marins (surtout les crevettes) particulièrement riches
(naturellement ?) en arsenic organique, apparemment sans risques
pour l ’Homme (jusqu ’à 10 ou 15 fois la dose habituellement
considérée comme acceptable)
– Majorité des cas actuels : empoisonnements criminels, suicides ou
intoxications professionnelles (semi-conducteurs, minerais,
chimie..)
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.3. PLOMB
– Métal ubiquitaire ayant fait l ’objet de très larges usages, compte
tenu de propriétés remarquables (malléabilité, bas point de fusion,
inaltérabilité (relative…), potentiel rédox élevé (batteries…), etc..)
– Principaux composés :
• PbO = massicot jaune, devient jaune-orangé à chaud (litharge), sert en
verrerie, dans les émaux, les huiles siccatives, les accumulateurs
• Pb3O4 = minium : peintures antirouille, vernis, émaux, cristal, accus..
• PbS = galène : vernis pour poteries artisanales, attaquables facilement
par les acides organiques
• Pb(OH)2,PbCO3 = céruse : longtemps base de peintures blanches,
base de mastics (bois cérusés)
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.3. PLOMB
– Principaux composés (suite)
• Arséniate de plomb : insecticide agricole, usage prohibé depuis les
années 50, mais très rémanent (traces dans terrains anciennement
traités)
• PbCrO4 = chromate de plomb : colorant jaunes pour peintures ou
objets
• Stéarate de plomb : stabilisant de matières plastiques
• Dérivés alcoylés : plomb tétraéthyle et tétraméthyle = additifs antidétonants des essences « plombées », extrêmement toxiques parce que
volatils. Interdits aujourd ’hui, avec des effets extrêmements positifs
et sensibles sur les teneurs en plomb « en général »
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.3. PLOMB
– Distribution-métabolisme : plomb ingéré subit l ’action du suc
gastrique et des sécrétions biliaires : solubilisation partielle, d ’où
augmentation de la toxicité. Pb non solubilisé éliminé avec les
matières fécales. Pb solubilisé franchit la barrière intestinale et
arrive au foie. Selon concentration et état hépatique, une part plus
ou moins importante passe dans le sang. Répartition inégale entre
le plasma et les hématies (plus riches).
– Fixation ensuite dans les tissus mous (foie, rate, reins, moelle,
surrénales, système nerveux). 1/2 vie = 25 jours dans le sang,
quelques mois dans les tissus mous. Stockage secondaire dans les
phanères. Localisation très importante sur les os et dents
(similitude avec Ca2+) : « liseré saturnin »
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.3. PLOMB
– Elimination : par l ’urine, la bile et les matières fécales,
accessoirement par la salive et la sueur. Processus très lent, pas de
corrélation entre dose absorbée et vitesse d ’élimination : poison
cumulatif
– Action toxique : à trois niveaux :
• perturbation de la synthèse de l ’hémoglobine, par effet thioloprive
sur des enzymes impliquées dans la biosynthèse de l ’hème :
concentrations anormales de précurseurs de l ’hème dans le sang et
l ’urine
• effets sur l ’érythrocyte : raccourcissement de la durée de vie des
hématies, précipitation dans les hématies de nucléosides pyrimidiques
: granulations basophiles caractéristiques
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.3. PLOMB
– Toxicité rénale : similaire à celle des autres « métaux lourds » :
néphropathies avec élévation de l ’azotémie, uricémie, diminution
de la clairance de la créatinine, albuminurie…
– Intoxication aiguë : Syndrome gastro-intestinal violent : douleurs
abdominales, coliques (« de plomb »), vomissements, diarrhées,
soif ; puis troubles nerveux, agitation, convulsions, faiblesse
musculaire, paralysies des extrêmités ; atteinte rénale avec néphrite
hématurique et, éventuellement, anurie ; mort possible par
collapsus cardiovasculaire
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.3. PLOMB
– Intoxication chronique : deux phases
• Présaturnisme : liseré saturnin (ou liseré de Burton) : ligne bleuâtre
sur le bord libre des gencives, entourant le collet des dents, constituée,
en fait, de PbS. Faiblesse des muscles extenseurs de la main et des
doigts (« main en griffe ») ; troubles hématologiques avec anémie
légère, baisse du taux d ’Hb, hématies « ponctuées », plomb dans le
sang et les urines, perturbations de la synthèse de Hb
• Saturnisme confirmé : troubles de l ’état général (malaises, fatigue,
anorexie, amaigrissement), troubles gastro-intestinaux, troubles
nerveux, de type encéphalopathique, surtout chez l ’enfant :
céphalées, irritabilité, torpeur intellectuelle, voire convulsions,
paralysies, coma ; troubles rénaux de type néphropathique, souvent
avec goutte ; éventuelle HTA, effets foetotoxiques, augmentation des
fausses couches et des accouchements prématurés.
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.3. PLOMB
– Sources d ’intoxications
• Criminelles : très rares
• Alimentaires : eaux de boisson, surtout par circulation d ’eaux
légèrement acides dans des canalisations en plomb. Normalement, les
sulfates et les carbonates de l ’eau revêtent ces tuyauteries d ’une
couche insoluble, mais une longue période de non-utilisation altère
cette couche et permet la diffusion du plomb lors des premières
utilisations. Rares cas aussi avec du minium ayant servi à protéger des
réservoirs d ’eau potable.
• Conserves alimentaires, surtout par le passé, par contact avec les
soudures ; poteries et ustensiles vernissés, mis au contact de
préparations acides, gibier, cristal, capsules métalliques des (vieilles
mais délectables) bouteilles de vin, céruse (peinture des murs), plomb
atmosphérique...
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.4. MERCURE
– Présent dans l ’air (fumées d ’incinération, broyage de tubes
fluorescents…), dans l ’eau (rejets industriels)
– Dans l ’eau, s ’accumule le long des chaînes alimentaires : fortes
concentrations dans les grosses espèces marines (thons, par
exemple) : conséquences parfois dramatiques : catastrophe de
Minamata, au Japon, entre 1953 et 1956
– Composés organiques plus toxiques que les minéraux (à l ’inverse
de l ’arsenic)
– Composés minéraux utilisés comme catalyseurs, dans les bains
photographiques, les pigments, autrefois pour le traitement des
peaux et la fabrication des feutres
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.4. MERCURE
– Composés organiques comme additifs bactéricides et fongicides de
peintures et papiers, voire comme antiseptiques externes ou
conservateurs pharmaceutiques
– Toxicocinétique : minéraux plus liés aux protéines plasmatiques
qu ’aux hématies, distribution principalement dans le foie et les
reins ; ionisation en Hg2+, fortement thioloprive, inducteur de la
synthèse de la métallothionéine. Organiques fixés
préférentiellement dans le cerveau. Elimination très lente,
essentiellement urinaire et intestinale
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.4. MERCURE
– Action toxique : atteinte neurologique, de type encéphalopathique.
Initialement, irritabilité, pertes de mémoire, tremblements
caractéristiques, atteintes digestives et rénales également
(hydrargyrisme), paralysie et coma mortels dans les cas les plus
graves
– Risques alimentaires en principe limités : consommation
d ’animaux marins contaminés pour l ’essentiel
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.5. CADMIUM
– Proche parent du zinc, métal d ’usage récent (vers 1940)
– Largement utilisé comme revêtement anticorrosion, pour la
fabrication d ’accumulateurs, dans certains alliages, sels utilisés
comme stabilisants de matières plastiques, comme pigments, pour
la fabrication de cellules photo-électriques, de semi-conducteurs,
de substances luminescentes (télévision)…
– Emergence récente de la contamination, liée à l ’absence totale
jusque vers 1990 de politique de retraitement des déchets cadmiés
– Cas d ’intoxications recensés d ’origine exclusivement
professionnelle
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.5. CADMIUM
– Toxicocinétique : Circule dans le sang lié à Hb, fixation diffuse,
principalement dans le foie et les reins, après liaison aux
groupements -SH de la métallothionéine. Elimination très lente,
par voie urinaire et digestive, salivaire et sueur accessoires,
stockage dans les phanères.
– Intoxications : Perturbation de nombreux métaboliqmes, avec
lésions rénales des tubules proximaux, avec protéinurie. Lésions
dentaires avec coloration jaune du collet des dents (liseré de CdS).
Lésions osseuses avec déminéralisation et déformation (« Itaï-Itaï »
des japonais, « ouch-ouch disease »), emphysème et lésions
pulmonaires, HTA, augmentation des cancers rénaux, prostatiques
et pulmonaires, sensibilité importante des enfants.
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.6. AUTRES METAUX
– Rôle très marginal en alimentaire, limité à des métaux entrant dans
la fabrication d ’ustensiles et de récipients
– Aluminium : complexe et assez pauvre en certitudes
– Etain : peut-être le plus présent des « métaux migrants » : si la part
des récipients est aujourd ’hui négligeable, l ’usage en conserverie
(fer-blanc et soudures) allié à l ’acidité de certains aliments peut
amener les concentrations jusqu ’à des seuils « énormes » (250
ppm, voire plus !). Toxicité mal cernée, et, dans tous les cas, assez
faible
– Cuivre : rôle limité aux ustensiles. Effets aigus assez
spectaculaires, mais sans conséquences réelles. Elimination rapide,
pas d ’effets chroniques répertoriés. Doses élevées rendant le
produit inconsommable
6°) METAUX ET METALLOÏDES
 6.7. ANIONS
– Nitrates : voir nitrites additifs. Effets à long terme sujets à
controverse
– Fluorures : exposition faible, mais pouvant résulter d ’une
contamination des eaux, ou d ’une consommation trop forte sous
couvert de santé publique (sel additivé, par exemple, plus eau
fluorée). Redoutables, car se substituant, même à petites doses, aux
ions OH- qui ont à peu près la même taille, mais une réactivité plus
faible. Effet principal : ostéoporose très grave et souvent
irréversible. Effet secondaire : combinaison insoluble avec le
calcium conduisant à des troubles neurologiques : Tristes exemples
au Maroc, à proximité des usines de phosphates (traitement des
fluorophosphates).
7°) CONCLUSION
 - Risque alimentaire difficile à évaluer
 - Il est cependant probable que l ’alimentation soit à
l ’origine d ’une fraction importante des décès, surtout par
cancer (de 10 à…50 % ?)
 - Mécanismes mal précisés, difficiles à analyser, car les
risques sont ubiquitaires
 - Au fond, nécessaire tribut à payer de l ’interaction de
l ’Homme avec son milieu naturel : on ne meurt, au fond,
que d ’avoir vécu !