Présence de déoxynivalénol dans le système digestif - Que

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Présence de déoxynivalénol dans le système digestif
Que se passe-t-il réellement ?
Christina Schwab PhD
Chef de produit Gestion du risque Mycotoxines

Christina Schwab PhD
Chef de produit
Gestion du risque Mycotoxines
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Plusieurs souches de Fusarium sont capables
de produire du déoxynivalénol (DON,
vomitoxine), un trichothécène de type B.
L’époxy, groupe actif commun à tous les
trichothécènes, est responsable de la liai-
son du DON aux ribosomes inhibiteurs de la synthèse
des protéines. Le métabolite de-époxy-déoxynivalénol
(DOM-1) ne peut pas se lier aux ribosomes en raison
de l’absence de groupe époxy.
Il est important de savoir que les champignons, les
plantes, les animaux et les bactéries peuvent encore
transformer le DON en plusieurs autres métabolites
diérents (voir Tableau 1). Ces dérivés du DON sont
appelés mycotoxines masquées.
Les études ont montré que les dérivés du DON,
surtout le 3/15AcDON et le D3G, peuvent être res-
ponsables d’une augmentation supplémentaire du
risque de contamination de l’alimentation pouvant
atteindre 75 %. Les variétés de blé récemment mis sur
le marché, capables de convertir plus ecacement le
DON en D3G, sont plus résistants au champignon
Fusarium graminearum responsable de la production
de DON, mais peuvent contenir jusqu’à 10 fois plus
de D3G que de DON.
Que deviennent le DON et ses dérivés lorsqu’ils
entrent dans le tube digestif d’un animal ?
Devenir du DON après ingestion
L’absorption intestinale du DON et de ses méta-
bolites varie d’un animal à l’autre. La localisation du
microbiote intestinal avant l’intestin grêle a un eet
majeur sur la biodisponibilité car le DON est essen-
tiellement absorbé dans l’intestin grêle.
Chez le porc, l’un des animaux les plus sensibles au
DON, il y a seulement entre 10² et 103 de biomasse mi-
crobienne par ml de liquide intestinal dans l’estomac
(Figure 1). Environ 54 à 89 % du DON peut traverser
l’épithélium intestinal et être détecté dans le sang.
Les bactéries intestinales peuvent transformer le
D3G et le 3/15AcDON, deux dérivés du DON, en
DON. La biotransformation du DON en DOM-1,
non toxique, par des bactéries telle que la souche active
présente dans Biomin® BBSH 797 limite l’absorption
du DON.
Lors d’une expérience menée sur 24 porcelets, la
concentration sérique en DON était nettement plus
faible (P < 0,05) lors de l’ajout de Biomin® BBSH 797
à leur alimentation contaminée par le DON (Figure
2). Le DON est ensuite éliminé sous forme de DON
glucuronidé (D3GA, D15GA) dans les urines.
Après l’ingestion d’aliments contaminés par le
DON, les cellules de l’épithélium intestinal sont les
premières cellules-cibles aectées par le DON. Quelle
Présence de déoxynivalénol dans le système digestif
Que se passe-t-il réellement ?
Plus de 3 000 des 12 947 publications scientifiques parues sur les mycotoxines concernent
le déoxynivalénol. Ce n’est qu’au cours de la dernière décennie que les scientifiques ont
commencé à étudier les effets du déoxynivalénol sur le système digestif des animaux et les
données disponibles sont encore très limitées.
Métabolisé par Métabolites du DON Abréviations
Champignons 3-acétyl-DON
15-acétyl-DON
3AcDON
15AcDON
Plantes 3-O-glucoside DON D3G
Animaux DON-3-glucuronide
DON-15-glucuronide
D3GA
D15GA
Bactéries De-époxy-déoxyni-
valénol DOM-1
Figure 1. Comparaison du pH et de la densité microbienne
par ml de liquide intestinal chez le porc..
Gradient de pH
1.5-5
5-7
7-9
7-8
5-7
Biomasse microbienne
102-103
103-104
104-105
108
1011-1012
Estomac
Duodénum
Jéjunum
Iléon
Côlon
Source : adapté de Maresca, 2013.
Table 1. Les champignons, les plantes, les animaux et les
bactéries peuvent transformer le DON en plusieurs métabo-
lites différents, ce qui a une influence sur son effet toxique.

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Altération du fonctionnement de la barrière intestinale
Voies paracellulaires et transcellualires à travers l’épithélium intestinal
Source: Adapté de Grenier, 2013
Figure 2. Concentrations sériques en DON et DOM-1 chez des
porcelets nourris avec une ration contaminée par le DON
(1,8 mg/kg), ou avec ces mêmes aliments auxquels a été
ajouté Biomin
®
BBSH 797 à raison de 1,7 x 10
8
UFC/kg
d’aliment.
Des échantillons de sang ont été recueillis avant l’ingestion
des aliments contaminés (groupe témoin) puis 48 h après
l’ajout de DON +/- Biomin
®
BBSH 797.
Les différentes lettres (a,b pour DON, A,B pour DOM-
1) au sommet des colonnes symbolisant les différents
prélèvements de sang indiquent l’existence de différences
signifi catives (P < 0,05) Source: BIOMIN
Voie transcellulaire
En cas de dysfonctionnement :
• Moins bonne absorption des nutriments comme le glucose
• Malabsorption de l’eau
Voie paracellulaire
En cas de dysfonctionnement :
Transfert plus important des antigènes
présents dans la lumière intestinale
• Flore commensale
• Agents pathogènes
• Antigènes alimentaires
• Toxines et mycotoxines
■ DON ■ DOM-1
Témoin
25
20
15
10
5
0
DON DON
+ Biomin® BBSH 797
a
Concentration sérique en DON et DOM-1 [ng/ml]
Quelle que soit la quantité de DON absorbée, l’épithélium intestinal est exposé à tous
les agents contaminants présents dans les aliments et par conséquent, même les
toxines non absorbées peuvent menacer l’intégrité intestinale.
A
b
B
Le tube digestif constitue une barrière
efficace qui protège l’organisme des
agents chimiques et des contaminants
alimentaires ingérés, et représente
la première ligne de défense contre
les infections intestinales. La barrière
intestinale est essentiellement formée de
jonctions serrées qui scellent l’extrémité
luminale de l’espace intercellulaire.
Le DON traverse la muqueuse intestinale
grâce à la voie paracellulaire par
l’intermédiaire des jonctions serrées. Au
même moment, le DON augmente la
perméabilité paracellulaire de l’intestin
via l’ouverture des jonctions serrées. Par
conséquent, l’absorption de DON est plus
importante chez les animaux exposés de
manière chronique.
Un nombre plus important de
bactéries peut également passer à travers
l’épithélium intestinal, ce qui augmente
le risque d’infections intestinales d’origine
bactérienne. D’autres mycotoxines,
produits pharmaceutiques, pesticides,
allergènes, champignons et virus
traverseraient également plus facilement
l’épithélium intestinal.
Surface apicale
Surface basolatérale
Microvillosités
Glucose
Na+
SGLT1
Glucose
GLUT2
Glucose
Pompe Na+/K+
Na+
K+
Na+
K+

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ART_Nr03_MYC_FR_0114_CSH BIOMIN Holding GmbH, Industriestrasse 21, A-3130 Herzogenburg, AUSTRIA, Tel: [phone]
e-Mail: [e-mail], www.biomin.net, ©2014 BIOMIN Holding GmbH
deux phénomènes sont complexes et les arguments scien-
ti ques dont nous disposons montrent qu’au sein de l’axe
système digestif-cerveau, les facteurs neuroendocriniens, les
cytokines pro-in ammatoires et les récepteurs de l’amer-
tume présents dans l’ensemble du tube digestif jouent un
rôle dans le refus de s’alimenter lié à la présence de DON.
Le cerveau, et en particulier le cerveau postérieur compre-
nant l’area postrema et l’hypothalamus, peut signaler tout
changement immédiat dans la prise alimentaire.
En raison de la capacité du DON à traverser la barrière
hémato-encéphalique, il est possible de retrouver entre 25
et 30 % du DON plasmatique dans le liquide céphalo-ra-
chidien de l’animal entre 2 et 60 mn après ingestion. Le
DOM-1, quant à lui, ne peut pas traverser la barrière hé-
mato-encéphalique. Une récente étude a également révélé
que le DON pouvait altérer les fonctions cérébrales et cibler
directement le cerveau, entraînant vomissements, anorexie,
 èvre, baisse de l’activité locomotrice et isolement social
chez les animaux touchés.
Les références bibliographiques sont disponibles sur demande.
que soit la quantité de DON absorbée, l’épithélium intes-
tinal est exposé à tous les agents contaminants présents
dans les aliments et par conséquent, même les toxines non
absorbées peuvent menacer l’intégrité intestinale. Les my-
cotoxines absorbées peuvent à nouveau pénétrer dans l’in-
testin par l’intermédiaire de l’épithélium intestinal ou de la
circulation entéro-hépatique (elles sont excrétées via la bile
puis ré-absorbées), augmentant ainsi la durée d’exposition
dans le tube digestif.
Troubles intestinaux et mauvaise absorption
des nutriments
Au total, 70 % des cellules du système immunitaire se
trouvent dans la masse gastro-intestinale. Le DON menace
l’immunité innée de plusieurs manières :
• par activation directe des voies de signalisation
• par ouverture des jonctions serrées permettant le
passage des antigènes bactériens présents dans la lumière
intestinale
• par diminution de la production de mucus
La présence d’une quantité élevée de DON inhibe la
réponse immunitaire, alors qu’une quantité faible favorise
le déclenchement d’une réponse in ammatoire rapide des
muqueuses, à l’origine d’un risque d’in ammation intesti-
nale chronique induite de type MICI (maladies in amma-
toires chroniques de l’intestin).
Le DON entrave l’absorption intestinale des nutri-
ments comme le glucose et les acides aminés. Le transpor-
teur glucose sodium dépendant (SGLT-1) est responsable
de l’absorption du glucose. Il su t d’une faible concen-
tration en DON pour inhiber le SGLT-1 et ainsi, réduire
l’absorption du glucose. Le SGLT-1 est le transporteur le
plus sensible au DON, suivi du GLUT-5, responsable du
transport passif du fructose.
Le SGLT-1 intervient également dans la ré-absorption
de l’eau et le blocage de ce transporteur par le DON pour-
rait être à l’origine des diarrhées souvent provoquées par
le DON.
Une faible quantité de DON réduit la hauteur des vil-
losités jéjunales, entraînant une fusion et une atrophie des
villosités dans le duodénum et le jéjunum des porcs. Les vil-
losités augmentent la surface interne de la paroi intestinale
et sont par conséquent nécessaires à une bonne absorption
des nutriments.
Refus de s’alimenter et anorexie
L’anorexie et le refus de s’alimenter sont deux e ets
bien connus du DON. Les mécanismes à l’origine de ces
Même une faible
quantité de DON peut
être néfaste pour les
cellules épithéliales
intestinales
Le DON réduit l’absorption
des nutriments et peut
entraîner une anorexie et
un refus de s’alimenter en
agissant directement sur le
cerveau
Quelques faits
concernant le
DON
Le DON altère le système
immunitaire intestinal et
a des effets délétères sur
les villosités intestinales
Le DON est dangereux
Les porcs sont extrêmement sensibles au DON. Environ 54
à 89 % du DON peut traverser l’épithélium intestinal et
être détecté dans le sang.
Etant donné que les cellules intestinales sont les premières
cellules à être exposées au DON, à des concentrations
beaucoup plus élevées que dans les autres tissus, l’étude
des effets d’une alimentation contaminée par le DON
sur les voies digestives revêt un intérêt tout particulier.
L’état de santé du tube digestif est un facteur essentiel à
la bonne absorption des nutriments, au fonctionnement
du système immunitaire et à la microfl ore indigène.
Il convient de garder à l’esprit que les effets du DON sur
l’intestin ne sont que l’une des conséquences observées
chez les animaux dont l’alimentation est contaminée par
le DON. Cela vient également souligner l’importance de
mettre en œuvre un système de gestion des risques liés
aux mycotoxines effi cace et sensible.
La bactérie active brevetée contenue dans Biomin® BBSH
797 modifi e la structure des trichothécènes par un pro-
cessus de biotransformation qui rend les trichothécènes
comme le DON inoffensifs. Cette caractéristique fait de
Biomin® BBSH 797 un additif alimentaire précieux pour
la santé des porcs, considérés comme l’espèce animale
la plus sensible aux aliments contaminés par le DON.
Biomin® BBSH 797 fait partie de la gamme de produits
Mycofi x®.
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