Zéaralénone - le Norvegien

SYNTHÈSES SCIENTIFIQUES
Zéaralénone : origine et effets chez les animaux
d’élevage
GAUMY J.L., BAILLY J.-D., BENARD G. et GUERRE P.*
Groupe de Mycotoxicologie, E.N.V.T., 23 Chemin des Capelles, F-31076 Toulouse Cedex 03
* Correspondance : [email protected]
RÉSUMÉ
SUMMARY
La zéaralénone est la principale mycotoxine à l’origine de syndrome
estrogénique chez les animaux d’élevage. Ce composé est un contaminant
du maïs et parfois des céréales. Il est synthétisé par différentes espèces du
genre Fusarium, principalement F. graminearum. La phase de toxinogenèse peut se produire au champ et s’accompagner ou non d’une atteinte du
plant, ou se dérouler au cours du stockage. L’ingestion d’aliments contaminés entraîne des troubles des fonctions de reproduction dans un grand
nombre d’espèces animales. Les suidés sont toutefois les plus sensibles,
notamment les jeunes femelles. Il convient de ne pas distribuer à ces
espèces d’aliments contaminés à plus de 200ppb. Les volailles sont considérées comme résistantes. Les ruminants ne sont que très rarement atteints,
mais excrètent la zéaralénone et ses métabolites dans le lait. En l’absence de
norme fixant des teneurs maximales en résidus dans les denrées animales, il
convient de ne pas commercialiser les produits des animaux ayant consommé des aliments connus pour être contaminés avant un délai de plusieurs
semaines.
Zearalenone : origin and effects on farm animals. By J.L. GAUMY,
J.D. BAILLY, G. BERNARD and P. GUERRE.
MOTS-CLÉS : mycotoxines - aliment - zéaralénone - syndrome estrogénique - estrogènes - Fusarium graminearum - Giberella zea.
KEY-WORDS: mycotoxins - food - zearalenone - estrogenic syndrome - estrogens - Fusarium graminearum Giberella zea.
Depuis la fin des années 1920 différents syndromes d’hyperestrogénisme, principalement observés chez les porcs, ont
été reliés à la consommation de maïs moisi. La caractérisation des moisissures en cause a révélé que l’essentiel des problèmes survenait suite au développement de moisissures du
genre Fusarium, principalement F. graminearum, d’autres
souches fongiques étant responsables d’autres affections.
Cette moisissure, isolée dans le monde entier, synthétise différentes mycotoxines, dont la plus abondante est la zéaralénone, directement responsable des troubles observés.
L’objectif de cette revue est de préciser dans quelles conditions cette toxine peut être retrouvée dans les aliments et
quels sont ses effets sur les espèces animales lors de son
ingestion. L’étude de la zéaralénone, de ses modes d’action et
de sa toxicité expérimentale chez les animaux de laboratoire
fera l’objet d’une présentation ultérieure.
1 - Origine de la zéaralénone
dans les aliments
Revue Méd. Vét., 2001, 152, 2, 123-136
Zearalenone is the main mycotoxin known to cause estrogenic syndrome
in animals. This compound contaminates corn and sometimes cereals. It is
synthesized by Fusarium species, mainly F. graminearum. Toxinogenesis
can occur in the field and come along with an infringement of the plant, or
take place during storage. The ingestion of contaminated feed leads to
reproductive disorders in a great number of species. Pigs are however the
most sensitive, specialy the young females. Food containing more than
200ppb should not be distributed to this species. The poultry are considered
as resistant. The ruminants are only very rarely affected, but excrete the
mycotoxin and its metabolites in milk. Due to lack of standard fixing maximal contents in residues in the animal foodstuffs, it is advisable not to commercialize the products of animals having consumed food known to be
contaminated before a period of several weeks.
Les espèces fongiques productrices de zéaralénone appartiennent au genre Fusarium. Plusieurs espèces peuvent élaborer cette mycotoxine, parmi lesquelles F. culmorum, F.
oxysporum, F. tricinctum, F. crookwellense, F. equiseti, F.
sambucinum, F. gibbosum, F. lateritium, F. avenaceum, et
plus principalement Fusarium roseum graminearum. Dans la
suite, nous ferons référence à cette moisissure sous le nom de
Fusarium graminearum [68].
Dans les conditions naturelles de contamination des aliments, F. graminearum est le principal producteur de zéaralénone. Nous allons détailler sa taxonomie et sa morphologie,
son développement sur le maïs, ses techniques de culture in
vitro, et enfin les conditions de toxinogénèse.
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GAUMY (J.L.) ET COLLABORATEURS
A) TAXONOMIE ET MORPHOLOGIE
Le genre Fusarium appartient à la famille des Tuberculariacées, classée dans le phylum des Deutéromycètes [68]. La
taxonomie des espèces de Fusarium est complexe en raison
d’une grande variabilité dans leurs caractères morphologiques [86]. La classification du champignon tient compte
des aspects du mycélium, du conidiophore, et des conidies
(macro- ou micro-), qui sont des cellules de multiplication et
de dissémination (spores d’origine asexuée).
F. graminearum correspond à la forme non sexuée ou
imparfaite (anamorphe) de la moisissure, la forme sexuée ou
parfaite étant connue sous le nom de Gibberella zeae [57].
Les cultures peuvent prendre différentes couleurs : rose,
rose-blanc, gris, rouge-marron, carmin, et parfois jaune. Le
mycélium aérien est cotonneux. Les filaments ou hyphes présentent un allongement strictement apical [12]. Il n’y a pas de
microconidies. Les macroconidies, produites par des conidiophores ramifiés, sont finement cloisonnées (3 à 7 cloisons,
hyalines, visqueuses, fusiformes, ou falciformes, généralement incurvées de quelques degrés) (Fig. 1). Elles mesurent
de 28 à 78 µm de long sur 3,2 à 5 µm de large. La cellule apicale est allongée et courbe; la cellule basale ressemble à un
pied [86].
B) FUSARIUM GRAMINEARUM : UN PARASITE DU
MAÏS
F. graminearum est une moisissure ubiquiste rencontrée
sur les cinq continents. Elle contamine surtout le maïs, mais
aussi l’orge, le blé [29], le sorgho [30], l’avoine, le seigle, le
millet, les cultures légumières, les fruits [86], les tourteaux de
soja, le manioc... Certains auteurs scandinaves ont même
trouvé de façon exceptionnelle F. graminearum dans des
bottes de foin moisi qui avaient été abandonnées à l’extérieur
[32].
Dans le sol, F. graminearum peut survivre un an à 5-10° C
si les conditions d’humidité sont adéquates [86]. Les spores
sont dotées d’une remarquable faculté de survie, même dans
des conditions défavorables, grâce à leur faible activité métabolique [75].
La contamination du maïs par F . graminearum se fait par
dissémination des spores sur les plantes en plein champ.
Celles-ci sont facilement atteintes, le point d’entrée étant les
racines, les tiges, les feuilles, ou les grains. Le champignon
peut alors coloniser entièrement le végétal via la sève (contamination précoce). Il est à l’origine de la formation de
«rouille» pouvant aller jusqu’au pourrissement des tiges et le
versement du plant [25, 76]. La contamination peut également rester à la surface du plant. Son développement se traduit alors par l’apparition d’une fine pellicule blanc-rosé
caractéristique. L’envahissement par la moisissure peut enfin
être latent. Les spores peuvent contaminer les épis, sans pour
autant germer et croître. Le développement peut reprendre
par la suite lorsque les conditions climatiques, de récolte, et
de conservation du maïs sont favorables. Les cas d’intoxication spontanée se rencontreront ainsi principalement dans les
régions tempérées, à la fin de l’hiver ou au début du printemps, en particulier avec des épis de maïs stockés dans des
cribs, suite à des chutes de pluie excessives [25].
C) TECHNIQUES DE CULTURE
Les espèces de Fusarium peuvent être isolées à partir d’une
centaine de grains de maïs broyés mis en suspension dans une
solution aqueuse de chlorure mercurique (1 :1000) ou dans
une solution d’hypochlorite de sodium, puis rincés à l’eau
distillée. Après étalement sur milieu gélosé et incubation à
température ambiante, les thalles sont prélevés, ensemencés
sur milieu PDA (Potato Dextrose Agar), incubés à nouveau
puis identifiés [86].
FIGURE 1. — Morphologie de Fusarium graminearum.
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ZÉARALÉNONE : ORIGINE ET EFFETS CHEZ LES ANIMAUX D’ÉLEVAGE
La production de toxine peut être obtenue par culture au
laboratoire. L’inoculation a lieu le plus souvent sur du maïs,
préalablement mélangé à de l’eau, et passé à l’autoclave [86].
L’inoculum est constitué d’une suspension de spores (obtenues après culture de Fusarium sur PDA).
Pour croître et se multiplier la moisissure doit puiser dans
le milieu des matières organiques structurales et énergétiques. La paroi rigide, épaisse et pluristratifiée des cellules
fongiques les empêche de phagocyter leur nourriture. Seuls
des nutriments simples et solubles peuvent être absorbés, ce
qui implique une hydrolyse préalable des macromolécules.
Cette exigence est satisfaite grâce à un potentiel enzymatique
exceptionnel : les cellules fongiques sont particulièrement
riches en dépolymérases. Sous l’action de ces enzymes, des
polymères complexes comme la cellulose, la lignine et les
composés pectiques peuvent être digérés et utilisés [12].
Les paramètres qui influent sur la croissance de F. graminearum sont principalement l’activité hydrique de l’aliment
et la température. F. graminearum est une moisissure hygrophile, c’est-à-dire qu’elle a besoin d’une activité en eau (aw)
supérieure à 0,90 pour se développer [74]. Ceci explique que
dans les conditions naturelles de contamination du maïs, la
croissance de la moisissure soit principalement observée en
péri-récolte, quand les grains ne sont pas secs, ou après un
mauvais séchage en cribs. F. graminearum est une moisissure
mésophile, qui se développe entre 10 et 40°C avec un optimum à 25°C. Les macroconidies ne germent pas en dessous
de 5-10°C. Elles résistent toutefois à la congélation à -20°C
[12].
D) CONDITIONS DE TOXINOGENÈSE
La croissance du mycélium est nécessaire à la synthèse de
zéaralénone. La présence de F. graminearum bien développé
sur un produit n’est pourtant pas l’assurance d’une présence
de zéaralénone. Expérimentalement, en culture fermée, la
zéaralénone est synthétisée et excrétée dans le milieu à la fin
de la phase exponentielle de la croissance fongique, et pen-
dant la phase stationnaire [12]. Voyons quelles sont les conditions qui doivent être réunies pour que cette toxinogenèse
soit optimale.
La zéaralénone est issue du métabolisme secondaire de F.
graminearum [75, 86]. Son rôle pour la vie du champignon
n’est pas connu. Le métabolisme secondaire assure la transformation des métabolites primaires ou «shunte» des voies
métaboliques devenues momentanément inutiles en raison du
ralentissement ou de l’arrêt de la croissance fongique. La biosynthèse de la zéaralénone s’effectue selon la voie des polyacétoacides, à partir de l’acide acétique (cyclisation de 9
molécules d’acide acétique) [75, 80]. Plus la durée de stockage est importante, plus il y a de chances d’avoir des quantités significatives de zéaralénone [87]. De même, plus le
taux initial de la pollution par des espèces toxinogènes est
important, plus grands seront les risques d’une imprégnation
toxique [75]. La production de zéaralénone par les Fusarium
dépend ainsi de différents facteurs d’ordre intrinsèque et
extrinsèque.
Pour une espèce réputée toxinogène, tous les isolats n’élaborent pas de mycotoxines. La production de zéaralénone par
différentes espèces de Fusarium est représentée dans le
Tableau I. Toutes les souches d’une espèce réputée toxinogène ne sont pas forcément toxinogènes: le pouvoir toxinogène se retrouve diminué ou augmenté à la suite de mutations
génétiques ; il peut varier de 1 à 1000 pour F. graminearum
[75]. D’autres facteurs intrinsèques peuvent intervenir,
comme l’âge des souches dont le pouvoir toxinogène en culture diminue lors de repiquages successifs. Signalons également pour finir, que, en plus de la zéaralénone, F. graminearum peut élaborer d’autres toxines de la famille des trichothécènes : Toxine T-2, déoxynivalénol (DON), diacétoxyscirpénol ... [86, 87].
Des facteurs extrinsèques entrent également en jeu. Ils sont
pour la plupart les mêmes que ceux intervenant sur la croissance des moisissures, mais à des niveaux différents. La toxinogénèse est favorisée lorsque le substrat présente un rapport
glucide/protéine élevé. Elle diminue dans un milieu riche en
TABLEAU I. — Production de zéaralénone par quelques espèces de Fusarium.
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TABLEAU II. — Contaminations naturelles par la zéaralénone.
azote, malgré une bonne croissance fongique. C’est pourquoi
les céréales sont beaucoup plus propices à la toxinogénèse
que le soja ou le colza par exemple [75], ce qui explique que
la toxine soit essentiellement mise en évidence sur le maïs et
ses dérivés, le blé, l’orge (Tableau II). En ce qui concerne les
glucides, une augmentation de la teneur en saccharose ou en
xylose dans le milieu de culture augmente la production de
toxine. A contrario, la zéaralénone n’est pas produite en présence de lactose. Pour les produits azotés, l’alanine, le tryptophane et le chlorure d’ammonium inhibent totalement la
production de zéaralénone quand ils sont la seule source azotée du substrat [60]. Signalons pour finir que de fortes
concentrations (100 ppm) en acides organiques (acide formique, acétique, propanoïque et butyrique) préviennent totalement la croissance de F. graminearum sur les cultures de
grains, mais que des concentrations plus faibles n’ont aucune
influence sur les teneurs en zéaralénone [33, 70].
Comme pour la croissance des Fusarium, la synthèse de
zéaralénone demande une forte activité hydrique. Dans des
conditions expérimentales, à la température de 25°C, la production de zéaralénone est optimale pour une activité
hydrique de 0,95 à 0,97. Elle est inhibée pour une aw de 0,90.
Sur des temps de culture courts (30 jours), le rendement en
zéaralénone est plus grand avec une aw de 0,97 qu’avec une
aw de 0,95. Cette tendance est inversée lorsque la période de
culture est plus longue (40 jours), mais avec un rendement en
toxine bien inférieur [31, 54].
Les Fusarium, comme la majorité des moisissures, sont
aérobies. La synthèse de zéaralénone est stoppée si le maïs
est gardé sous atmosphère enrichie en CO2 (60 %, 40 % ou
20 %), que ce soit avec 20 % ou avec 5 % de O2 [60].
La température optimale de toxinogénèse est inférieure à la
température de croissance : la production maximale de zéaralénone au laboratoire est ainsi obtenue après une croissance
de 2 à 3 semaines à 22-25°C, suivie de 2 semaines ou plus de
toxinogénèse à 14°C [20, 57, 75].
Parallèlement à la température, la lumière joue un rôle :
Après 6 semaines d’incubation, 2 souches de F. crookwellense produisent plus de zéaralénone à température ambiante
(16-29°C) à la lumière du jour, qu’à l’obscurité.
Ainsi, le développement de F. graminearum et la production secondaire de zéaralénone se réalisent sur les céréales
(principalement le maïs) possédant de fortes teneurs en eau,
en condition d’aérobiose, et dans une gamme de températures relativement large. Toutes ces conditions sont réunies
dans le mode de stockage particulier et traditionnel que sont
les cribs, notamment dans les premiers jours qui suivent la
récolte. Voyons plus en détail les effets de cette mycotoxine
lors de son ingestion dans les conditions normales d’exposition chez les porcs, ruminants et la volaille. Aucune intoxication par la zéaralénone n’ayant été rapportée chez le cheval,
et aucune intoxication expérimentale n’étant publiée, leurs
sensibilité à cette mycotoxine est considérée comme faible.
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ZÉARALÉNONE : ORIGINE ET EFFETS CHEZ LES ANIMAUX D’ÉLEVAGE
2 - Manifestations cliniques chez
les suidés
Le premier cas de syndrome estrogénique fut signalé aux
Etats-Unis par BUXTON en 1927 dans certains élevages
porcins de l’Iowa [11]. MCNUTT en 1928 a été le premier à
associer la maladie avec la consommation de maïs moisi et à
reproduire le syndrome [47]. Il nota la disparition des symptômes après le retrait du maïs contaminé de la ration des
porcs, et en déduisit une association entre le maïs moisi et la
maladie ; mais il pensait que la toxine résultait uniquement de
l’altération du maïs. Ce n’est qu’en 1937 que PULLAR et
LEREW [63] émirent l’hypothèse selon laquelle la toxine
était soit contenue dans le champignon, soit un métabolite
produit par cette moisissure. En 1962 STOB et coll. furent les
premiers à reproduire expérimentalement le «syndrome
estrogénique porcin» en nourrissant des porcs avec du maïs
contaminé artificiellement par F. graminearum, mais aussi en
injectant à des souris, par voie sous cutanée, des extraits de
ces cultures fongiques [72]. Nous allons étudier les symptômes et les lésions observées suite à l’ingestion de zéaralénone chez les suidés en fonction de l’âge et du sexe de l’animal. L’ensemble de ces effets est résumé dans le Tableau III.
A) FEMELLES PRÉPUBÈRES
La zéaralénone semble causer plus de signes cliniques chez
les animaux prépubères que chez les adultes [47, 63]. Peutêtre est-ce dû au développement encore incomplet du système endocrinien du jeune : les contraintes de neutralisation
des autres hormones faisant défaut, les signes estrogéniques
provoqués par la zéaralénone sont physiologiquement beaucoup plus exprimés. Une DSE (Dose Sans Effet) a été estimée à 0,06 mg de zéaralénone/kg de poids vif/jour chez ces
femelles prépubères. Des concentrations de 1 à 5 ppm de zéaralénone dans l’aliment sont suffisantes pour entraîner des
signes cliniques [47, 64, 87]. Les symptômes de l’hyperestrogénisme apparaissent entre 4 jours [22] et une semaine
après le début de l’ingestion de l’aliment contaminé [47]. La
morbidité est généralement élevée et peut approcher 100 %
[34].
1. Symptômes
Le symptôme le plus fréquent lors de syndrome estrogénique est une tuméfaction vulvaire (94). On observe une
hyperhémie et une tuméfaction de la vulve, souvent accompagnées d’une vulvovaginite (léger écoulement vaginal,
muqueux et trouble) [5, 9, 18]. Un prurit est parfois associé.
Dans les cas d’intoxications sévères, il peut y avoir prolapsus
vaginal et présence de poussées abdominales avec prolapsus
rectal et constipation. Une cause du prolapsus rectovaginal
est probablement l’irritation de la muqueuse, ainsi que le
ténesme associé. Jusqu’à 40 % des animaux de l’élevage
atteint peuvent présenter un prolapsus vaginal [10], et 5 à
10% des animaux un prolapsus rectal [47]. Des complications peuvent alors apparaître, avec une nécrose des parties
éversées, mais aussi de la queue, évoluant parfois vers une
septicémie et la mort de l’animal [18, 25]. Le terme de vulvovaginite est malgré tout mal approprié, car il n’y a pas d’inRevue Méd. Vét., 2001, 152, 2, 123-136
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flammation primaire de la vulve et du vagin due à la zéaralénone : si le prolapsus et l’éversion apparaissent, il peut alors
se produire une inflammation secondaire due à la contamination de la muqueuse par des micro-organismes pathogènes ou
saprophytes. Du fait de la diminution du retour veineux, la
masse des parties éversées augmente, cette congestion passive rendant difficile une réduction chirurgicale.
Un autre signe caractéristique du syndrome estrogénique
est l’hypertrophie des tétines et des glandes mammaires.
Plusieurs cas ont été rapportés avec une hypertrophie importante, mais généralement celle-ci reste modérée.
On observe aussi une dysurie avec des complications
secondaires de cystite et crise d’urémie, dues vraisemblablement à la sténose de l’orifice urétral du fait de l’údème.
L’animal urine fréquemment en petites quantités, ce qui peut
être un autre facteur d’éversion et de prolapsus vaginal.
Les manifestations cliniques sont surtout observées chez
les animaux sevrés [61] et prépubères, mais il a aussi été rapporté que des jeunes non sevrés peuvent être atteints deux à
trois jours après la naissance [10, 18, 47, 63]. Un développement des tétines et du parenchyme mammaire a ainsi été
décrit sur des porcelets de 7 jours dont la mère recevait une
ration contaminée par 50 ppm de zéaralénone.
2. Lésions
Les premières altérations tissulaires observées lors de syndrome estrogénique sont des altérations du tractus génital. La
vulve, le vagin, le cervix, le myomètre et l’endomètre possèdent tous une paroi épaissie. Une importante hypertrophie
des cornes utérines est observée. Les ovaires des cochettes
impubères apparaissent grossièrement hypoplasiés avec de
nombreux petits follicules atrétiques et pas de corps jaunes
[7].
Les changements tissulaires observés dans la vulve, le
vagin, le cervix, l’endomètre et le myomètre sont principalement caractérisés par une accumulation d’údème interstitiel,
une prolifération cellulaire, et une métaplasie de l’épithélium
muqueux en épithélium de type squameux (combinaison
hypertrophie cellulaire/hyperplasie des éléments composant
la paroi de ces structures) [36].
L’examen de l’endomètre révèle une hyperplasie des
glandes endométriales de la sous-muqueuse. Aucune cellule
inflammatoire n’est présente en dehors de quelques éosinophiles occasionnels. En ce qui concerne les ovaires, on
observe une atrésie folliculaire [7, 36, 58], et une dégénérescence des ovocytes [81]. Il y a une infiltration œdémateuse
dans l’interstitium du parenchyme mammaire [87].
Des cochettes prépubères ayant reçu 10 ppm de zéaralénone quotidiennement pendant 2 semaines ont présenté une
diminution des concentrations plasmatiques moyenne en LH
pendant ces 2 semaines (0,25 ng/ml contre 0,42 ng/ml pour
les cochettes de contrôle). Cette concentration revient aux
valeurs normales une semaine après le retrait de la mycotoxine de l’aliment. Le profil des sécrétions pulsatiles de LH
reste identique au cours de l’expérimentation. Les concentrations plasmatiques en FSH restent identiques entre les animaux traités et les animaux de contrôle. L’âge de la puberté
n’est pas modifié chez ces femelles [26].
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GAUMY (J.L.) ET COLLABORATEURS
TABLEAU III. — Effets de la zéaralénone chez les porcs.
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ZÉARALÉNONE : ORIGINE ET EFFETS CHEZ LES ANIMAUX D’ÉLEVAGE
B) FEMELLES PUBÈRES NON GESTANTES
Les signes cliniques sont rapportés sur des femelles
pubères non gestantes avec des concentrations en zéaralénone dans l’aliment supérieures ou égales à 1 ppm [21].
Une expérience réalisée avec des cochettes non gestantes
ayant reçu une ration contenant 3,6 ppm de zéaralénone pendant les 50 jours qui suivent la puberté montre que 45 %
d’entre elles peuvent développer un état de pseudogestation
qui se traduit par une absence d’estrus. Il serait dû à un maintien des corps jaunes qui n’ont pas régressé en corps blanc.
L’utérus est œdémateux, la vulve n’est pas tuméfiée [23]. Des
résultats similaires ont été obtenus sur des cochettes nourries
avec 6 ou 9 ppm de zéaralénone : 88 % d’entre elles ont développé une pseudogestation (résultat obtenu après dosage des
concentrations en progestérone plasmatique) [88].
D’autres symptômes tels une augmentation de l’incidence
des anomalies ovariennes, une diminution du poids des
ovaires, ainsi qu’une diminution du nombre de corps jaunes
ont été rapportés [25, 35].
L’histologie du tissu mammaire révèle une hyperplasie épithéliale et une métaplasie squameuse accompagnées d’une
augmentation de l’indice mitotique, principalement au
niveau des éléments conducteurs [87].
C) FEMELLES GESTANTES
1. Primipares
Chez les truies primipares gestantes, on peut constater une
diminution de la masse de l’utérus et des membranes placentaires, ce qui provoque une malnutrition des fœtus, et donc
des nouveau-nés plus faibles [23, 25, 88]. Avec une ration
contenant 22,09 ppm de zéaralénone, on observe une diminution du nombre d’embryons vivants, ainsi qu’une augmentation du nombre de mort-nés et des avortements [35]. Aucune
portée normale n’a été observée avec 64 ppm de mycotoxine
donnés au cours des jours 3 à 34 après l’accouplement [40].
Quelques cas de momification ont été rapportés.
L’atteinte fœtale est précédée d’une atteinte des blastocystes. L’administration pendant 3 jours de 1 ppm de zéaralénone une semaine après la saillie fécondante entraîne une
fragmentation des blastocystes de 14 jours, qui contiennent
de nombreux foyers de nécrose. Il a aussi été noté une diminution de l’incidence des pics de sécrétion de LH chez ces
truies. L’incidence des pics de sécrétion de FSH reste la
même [21, 39].
Tous ces problèmes de développement fœtal ont un lien
important avec le moment où se fait la prise de mycotoxine.
Un groupe de jeunes truies a été nourri avec une ration contenant 3,61 ppm de zéaralénone à partir de la puberté jusqu’à
l’accouplement. Les performances de reproduction mesurées
80 jours après l’accouplement (taux d’ovulation, poids du
corps jaune, nombre de fœtus normaux et anormaux, mortalité embryonnaire) n’ont pas été affectées par la prise de zéaralénone. En revanche, si cette ration est donnée pendant la
gestation, le nombre de fœtus, la taille des membranes placentaires et le poids de l’utérus sont diminués (24]. Une autre
étude entre en contradiction avec les expériences précéRevue Méd. Vét., 2001, 152, 2, 123-136
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dentes : de la zéaralénone est administrée à des truies au
cours des jours 2 à 15 post-coït. Après l’abattage des truies,
au 43ème jour post-coït, on constate que le traitement avec
5-15-30 ppm de zéaralénone n’a pas d’effet sur le développement embryonnaire. Il n’y a pas de fœtus chez les truies nourries avec 60 à 90 ppm de zéaralénone, mais certaines ont des
restes de membranes fœtales dans l’utérus [39]. L’apparence
histologique du tractus génital des truies nourries avec
60 ppm est identique à celle des truies gestantes [39, 41].
Les corps jaunes sont maintenus, même après administration d’une ration contenant 64 ppm de zéaralénone au cours
des jours 3 à 34 post-coït. Dans cette expérience, des signes
cliniques d’hyperestrogénisme et de refus d’alimentation ne
sont pas notés pour des concentrations inférieures à 64 ppm
dans la ration [41].
2. Multipares
L’administration de 25, 50 ou 100 ppm de zéaralénone
purifiée à 95 % à des truies en bonne santé, pendant le proœstrus ou pendant la période de gestation, entraîne de nombreux
problèmes de reproduction. Ces désordres consistent en des
problèmes d’infertilité, estrus permanent, pseudogestation
avec développement des glandes mammaires, diminution de
la fertilité, diminution de la taille de la portée, plus petite progéniture, malformation, et résorption fœtale. Les examens
macro et microscopiques montrent des changements épithéliaux marqués caractérisés par une métaplasie squameuse
dans l’utérus, les conduits utérins, le cervix, le vagin et les
glandes mammaires [13].
Ces altérations sont accompagnées d’une modification des
follicules ovariens et des teneurs plasmatiques en hormone
lutéinique (LH). Ces truies semblent présenter un développement considérable de follicules secondaires, ainsi qu’une
atrésie folliculaire concomitante. Certains ont rapporté une
fibrose des ovaires [81].
L’atteinte fœtale est là encore précédée d’une atteinte des
blastocystes. Des embryons sont prélevés 9, 11 et 13 jours
après insémination de truies multipares nourries avec une alimentation supplémentée en zéaralénone (1mg/kg de poids
vif) du 7ème au 10ème jour après insémination. Tous les blastocystes récoltés au 9ème jour sont sphériques ; le traitement
des truies avec la zéaralénone n’a pas d’effet sur le développement des blastocystes. Les blastocystes collectés le 11ème
jour, bien qu’étant à des stades d’élongation comparables à
ceux des truies de contrôle, montrent des changements dégénératifs bénins sur les disques embryonnaires (développement retardé et augmentation du nombre de cellules nécrotiques). Les blastocystes collectés le 13ème jour sont en
revanche à un stade de dégénérescence avancé, caractérisé
par une fragmentation et une dégénérescence du disque
embryonnaire. La prise de zéaralénone par des truies gestantes n’a pas d’effet sur la décroissance normale de la taille
de l’épithélium de la lumière de l’endomètre 9 à 13 jours
après la saillie ; et pas d’effet sur l’apparence morphologique
des vésicules sécrétoires de l’épithélium glandulaire endométrial [42]. On peut également noter que la zéaralénone ne
diminue pas la synthèse de 17β-œstradiol par les blastocystes
[26].
130
D) MALES PRÉPUBÈRES
L’administration de zéaralénone à des mâles prépubères
n’entraîne pas de modification du poids corporel. Un retard à
la puberté est toutefois observé chez de jeunes mâles de 14
semaines ayant absorbé 30 à 40 ppm de zéaralénone pendant
4 semaines [8, 77]. Ce retard est d’autant plus important que
l’administration de mycotoxine est précoce [77]. Malgré
tout, le développement des fonctions sexuelles est inchangé :
à 36 semaines d’âge, le poids des testicules, de l’épididyme,
le nombre de spermatides, la motilité du sperme présent dans
la queue épididymaire, et la morphologie testiculaire de ces
porcs ne diffèrent pas des animaux de contrôle [8]. Pour certains auteurs, une alimentation contenant 200 mg/kg de zéaralénone n’aurait aucun effet sur la taille des testicules, sur la
libido et sur la qualité de la semence [19]. Pour d’autres, une
atrophie testiculaire serait observée [29]. La spermatogenèse
et la libido sont affectées. Quelques animaux présentent un
comportement d’accouplement. La zéaralénone n’a pas
modifié l’âge à partir duquel le sperme est excrété pour la
première fois dans l’urine [8].
Les jeunes mâles peuvent aussi présenter une hypertrophie
des mamelles et une tuméfaction œdémateuse du prépuce qui
entraîne une dysurie [73, 87].
Histologiquement, on observe une dégénérescence de
l’épithélium germinatif et plus tard testiculaire, avec une
infiltration séreuse du tissu interstitiel autour des tubules
séminifères [87]. Les concentrations en testostérone plasmatique sont diminuées pendant toute la période de prise de zéaralénone.
E) VERRATS
L’administration de zéaralénone à des verrats entraîne
aussi une hypertrophie mammaire et un œdème du prépuce
provoquant une dysurie. Les résultats divergent concernant
les effets de la zéaralénone sur le comportement sexuel. Des
baisses de la libido ont été décrites avec un retour à la normale deux semaines après le retrait de l’aliment contaminé
[25]. Mais une intoxication expérimentale par la zéaralénone
à une concentration de 200 ppm pendant 8 semaines (temps
nécessaire pour permettre un cycle complet spermatogénique
avec transit épididymal chez le porc) n’a pas montré d’atteinte du potentiel reproducteur [89].
La motilité des spermatozoïdes semble légèrement diminuée chez des verrats nourris avec de faibles concentration de
zéaralénone (3-6-9 ppm) pendant une période prolongée (180
jours). Quelques verrats produisent un volume moins important de semence [89].
Dans l’espèce porcine, les symptômes liés à l’ingestion de
zéaralénone sont principalement observés sur les cochettes
prépubères, des effets pouvant toutefois être observés sur des
animaux de tout âge. La mortalité est en général faible, elle
peut toutefois être élevée suite à une septicémie chez les animaux présentant un prolapsus vaginal [11]. La morbidité est
élevée. Bien que des divergences existent concernant la persistance des effets, il apparaît que 3 ou 4 semaines sont suffisantes pour obtenir la disparition totale des signes cliniques
[22, 34]. En l’absence de normes fixant des teneurs maxi-
GAUMY (J.L.) ET COLLABORATEURS
males en résidus dans les denrées animales, ce délai semble
donc être le délai minimal qu’il conviendrait de respecter
avant de commercialiser des animaux ayant consommé des
aliments contaminés.
3 - Manifestations cliniques chez
les volailles
Parmi toutes les espèces animales étudiées, les volailles
semblent être les plus résistantes à la prise de zéaralénone.
Nous allons voir les effets de cette mycotoxine sur les dindons (qui semblent être les volailles les plus sensibles), les
poulets en croissance, et enfin les poules. Ces effets sont
résumés dans le Tableau IV.
A) EFFETS SUR LES DINDONS
Les dindons sont les volailles les plus sensibles à la zéaralénone. Un effet anabolisant est constaté chez les animaux de
10-12 jours nourris avec une ration contenant 300 ppm de
mycotoxine. Une augmentation des sécrétions muqueuses
dans les fèces, une hypertrophie de l’oviducte et du cloaque,
suivie d’une éversion de celui-ci après 4 jours de traitement
sont également observées [50].
A des concentrations inférieures, les effets de la zéaralénone sur les dindons en croissance seraient minimes. Des
concentrations croissantes de 10 et 25 ppm de zéaralénone
sont données à des dindons de 3 semaines et demi d’âge pendant une période de 3 semaines. Aucun effet sur la consommation de nourriture ou sur le GMQ n’a été noté. De plus, il
n’y a pas de différence par rapport aux animaux témoins sur
le poids de différents organes tels le foie, le cœur, la rate, et la
bourse de Fabricius. Les examens histologiques n’ont décelé
aucune anomalie [3]. Dans une autre étude, des dindons
mâles nourris avec 400 et 800 ppm de zéaralénone ont présenté un développement plus important des pendeloques par
rapport aux animaux témoins. La crête, le poids des oviductes, et les gonades de ces dindons n’ont pas été affectés.
Les concentrations plasmatiques en calcium, phosphate,
phosphatase alcaline, protéines totales, cholestérol, l’hématocrite, l’hémoglobinémie, la formule numération sanguine
sont inchangées [3]. Des dindes nourries avec 100 ppm de
zéaralénone pendant 56 jours ont présenté une diminution de
20 % de la production d’œufs [4].
B) EFFETS SUR LES POULETS ET LES COQS
Les poulets sont très peu sensibles à la toxine, la DL50 par
voie orale de la zéaralénone est supérieure à 15000 mg/kg de
poids vif (35). Aucun effet n’est constaté lorsque des concentrations croissantes de 50-100-400-800 ppm de zéaralénone
sont données à des poulets de chair de 6 semaines pendant
une période de 3 semaines [2]. Des résultats identiques ont
été rapportés chez les cailles et les poulets : la zéaralénone
n’a provoqué aucun symptôme après une longue période
d’ingestion de maïs supplémenté avec 1-10-30 ppm de zéaralénone [6].
La semence de coqs nourris avec 100-800 ppm de zéaralénone est normale, bien qu’une diminution des concentrations
Revue Méd. Vét., 2001, 152, 2, 123-136
ZÉARALÉNONE : ORIGINE ET EFFETS CHEZ LES ANIMAUX D’ÉLEVAGE
131
TABLEAU IV. — Effets de la zéaralénone chez les volailles [2, 3, 6, 14].
plasmatiques en phosphore, cholestérol, phosphatase alcaline
soit constatée. La toxine n’a aucun effet sur la fertilité et sur
l’éclosabilité des œufs des poules inséminées avec cette
semence [2].
C) EFFETS SUR LES POULES
Des quantités croissantes de zéaralénone (10-25-50-100200-400-800mg/kg d’aliment) administrées dans l’alimentation de poules pondeuses de 30 semaines d’âge sont sans
effet sur la production d’œufs (nombre, taille, éclosabilité),
ainsi que sur la croissance des poussins jusqu’à 3 semaines.
Aucune modification sur la consommation d’aliment, sur le
développement de la crête, sur le poids des oviductes, du
cœur, du foie, de la rate, sur l’épaisseur de la coquille d’œuf,
l’hématologie, et sur les concentrations plasmatiques en calcium, phosphore inorganique, et phosphatase alcaline n’est
enregistrée. Si la concentration en zéaralénone dépasse
50 mg/kg d’aliment, une diminution de la cholestérolémie est
observée. D’un point de vue histologique, aucun changement
dû à la zéaralénone n’a été remarqué [3]. Des résultats similaires ont été obtenus après distribution de maïs supplémenté
avec 25 et 100 ppm de zéaralénone à des poules de
20 semaines pendant 28 jours. Toutefois, ces poules ont tendance à pondre plus d’œufs que les poules de contrôle [45] !
Revue Méd. Vét., 2001, 152, 2, 123-136
Sur les poules, une administration orale unique de 15 g/kg
n’a provoqué aucune lésion macroscopique ou microscopique. A l’inverse, des concentrations croissantes de 50-200400-800 ppm de zéaralénone (par voie orale ou intramusculaire) pendant 7 jours consécutifs augmentent de façon
linéaire le poids de l’oviducte. Une augmentation du poids du
foie et une diminution de la taille de la crête sont également
constatées. Les effets estrogéniques de la toxine sont plus
prononcés quand elle est administrée en doses multiples plutôt qu’en dose unique ; et en intramusculaire plutôt que par la
voie orale [14].
4 - Manifestations cliniques chez
les ruminants
Bien qu’herbivores, les ruminants peuvent également être
exposés à une contamination de leur alimentation par la zéaralénone, principalement à l’occasion de la consommation de
concentré à base de maïs ou d’ensilages de maïs. Les quantités ingérées seront toutefois beaucoup plus faibles, et les
accidents spontanés beaucoup plus rares. Un résumé des
effets de la zéaralénone chez les ruminants est présenté dans
le Tableau V.
132
GAUMY (J.L.) ET COLLABORATEURS
A) EFFETS SUR LES BREBIS
De la zéaralénone a été administrée oralement à des brebis
aux doses de 1,5-3-6-12-24 mg/brebis/jour pendant 10 jours,
à partir du 7ème jour du cycle estral avant l’accouplement. On
note une diminution linéaire du taux d’ovulation quand la
concentration en zéaralénone augmente. La longueur du
cycle diminue et la durée de l’estrus augmente. Des répercussions sur la fertilité des animaux ont été rapportées uniquement avec des doses de 12 et 24 mg/brebis/jour [71]. Des
résultats similaires ont été obtenus sur des brebis qui ont reçu
25 mg de zéaralénone/animal/jour. La durée de l’estrus passe
de 16 à 40 h, le pourcentage d’ovulation de 88 à 55 %, le taux
de fertilité de 100 à 29 %. Les mêmes quantités de zéaralénone ont été distribuées à des brebis pendant 10 jours, 5 jours
après l’accouplement sans entraîner d’effet sur le taux de
fécondité, le taux de gestation, et les pourcentages de pertes
embryonnaires [71].
Une autre étude a fait état d’une augmentation de la durée
de l’estrus, d’une diminution du taux d’ovulation, et du taux
de fertilité, avec des concentrations en zéaralénone supérieures à 3 mg/brebis/jour.
TABLEAU V. — Effets de la zéaralénone chez les ruminants.
Revue Méd. Vét., 2001, 152, 2, 123-136
ZÉARALÉNONE : ORIGINE ET EFFETS CHEZ LES ANIMAUX D’ÉLEVAGE
B) EFFETS SUR LES VACHES
Les études concernant la sensibilité des bovins à la zéaralénone sont contradictoires.
De la zéaralénone pure à 99 % (31,25- 62,5-125-250-500
mg) a été donnée per os une fois par jour à des vaches laitières multipares non gestantes, hors lactation, pendant 2
cycles estraux consécutifs sans qu’aucun signe clinique soit
observé [85]. Le comportement sexuel des vaches est normal,
ainsi que la longueur du cycle estral. La palpation rectale
hebdomadaire du tractus génital a toutefois révélé des corps
jaunes plus petits chez les vaches traitées que chez les
témoins. La formule et numération sanguine n’est pas modifiée, ainsi que les dosages de progestérone plasmatique. Les
concentrations en hémoglobine ont tendance à augmenter
chez les vaches ayant reçu les doses les plus importantes. Les
prélèvements de moelle osseuse n’ont révélé aucune anomalie. Aucune lésion macroscopique ou microscopique n’a été
décelée.
Des vaches laitières et des génisses recevant une nourriture
contenant 1,5 ppm de zéaralénone ont en revanche révélé des
épisodes fréquents de comportement d’estrus pendant 2 à 5
jours, non synchronisés avec le cycle ovarien, ou survenant
au deuxième et troisième trimestre de gestation [16]. Un
développement mammaire chez des génisses impubères est
également rapporté. Ces résultats sont en accord avec ceux
rapportés par VANYI dès 1974, qui décrivait un gonflement
de la vulve, une diminution de l’appétit, ainsi qu’une chute de
la production laitière [78]. De même, une diminution du taux
de fécondation est rapportée chez les génisses ayant reçu
quotidiennement 250 mg de zéaralénone pure [84].
Bien que la zéaralénone soit quasi exclusivement une
mycotoxine du maïs et des céréales, des auteurs ont exceptionnellement trouvé de la zéaralénone dans le foin [32]. Un
foin contenant 10 ppm de zéaralénone a provoqué de nombreux avortements précoces dans un groupe de vaches 30 à
90 jours après insémination artificielle. Ces avortements ont
cessé dès l’arrêt de l’alimentation suspecte. Les vaches
étaient à nouveau en chaleur 2 à 23 jours après leur avortement, bien que par la suite il fut difficile d’obtenir des gestations. Des infertilités seraient également apparues chez des
vaches laitières [51].
Signalons pour finir que l’administration de zéaralénone à
des vaches en lactation entraîne une excrétion de cette mycotoxine et de ses métabolites dans le lait (Tableau VI). Il est
important de noter qu’une administration unique d’une quantité élevée de zéaralénone apporte moins de métabolites dans
le lait que l’administration prolongée de quantités inférieures
[52, 62]. En l’absence de normes fixant des teneurs maximales en résidus dans le lait, il conviendrait de ne pas distribuer de maïs contaminés par de la zéaralénone aux animaux
dont le lait est destiné à la consommation humaine, même si
ils sont par ailleurs assez peu sensibles aux effets de cette
mycotoxine.
C) EFFETS SUR LES BÉLIERS
Une ration contenant 12 mg de zéaralénone par jour pendant 8 semaines administrée à des béliers en croissance est
sans effet sur le volume de l’éjaculât, sa concentration, la
mobilité et les anomalies des spermatozoïdes [49].
Contrairement à ces résultats, VANYI a détecté une azoospermie chez certains béliers [79].
TABLEAU VI. — Concentrations maximales en zéaralénone et ses métabolites dans le lait de vache après administration
orale de zéaralénone [52].
Revue Méd. Vét., 2001, 152, 2, 123-136
133
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GAUMY (J.L.) ET COLLABORATEURS
Les ruminants semblent ainsi beaucoup moins atteints (fréquence et intensité des symptômes cliniques) que les porcs
par le syndrome d’hyperestrogénisme. Il faut toutefois signaler que parmi tous les groupes de recherche ayant étudié le
sujet, l’équipe de VANYI et de ses collaborateurs trouve souvent des résultats ne convergeant pas vers la grande majorité
des résultats signalés par ailleurs. Cette discordance pourrait
résulter d’une polycontamination des aliments ou extraits utilisés par d’autres mycotoxines.
Conclusion
Peu de publications font état des teneurs «usuelles» en zéaralénone dans les aliments pour le bétail en France, les données restant le plus souvent dans les documents techniques
des industriels impliqués dans la fabrication et la distribution
d’aliments. Les conditions de toxinogenèse de F. graminearum suggèrent toutefois que si un risque de contamination
existe, il ne peut qu’être lié à la consommation de maïs et
dérivés. Une analyse sur des échantillons visiblement altérés
et conservés en cribs dans le Sud-Ouest de la France, a révélé
que 82 % des prélèvements étaient contaminés par des
teneurs en zéaralénone allant de 10 à 175 ppm, donc potentiellement toxiques pour les animaux. Aucune analyse n’a été
menée sur du maïs en cribs tout venant, sans altération
macroscopique, afin d’apprécier les quantités de mycotoxines.
Parmi toutes les espèces étudiées, le risque d’intoxication
chez les volailles d’élevage semble presque nul, ces dernières
étant très résistantes à la zéaralénone. De même, les ruminants sont très rarement affectés par cette mycotoxicose.
L’espèce porcine est la plus sensible à la zéaralénone, des
doses de l’ordre de 1 ppm étant suffisantes pour induire un
syndrome estrogénique. La mortalité est en général faible, la
morbidité est élevée. Bien que l’affection soit souvent considérée comme bénigne par les éleveurs et les vétérinaires en
raison d’une disparition totale des signes cliniques relativement rapide, il semble raisonnable de ne pas distribuer d’aliment contenant plus de 200 pbb de zéaralénone aux suidés.
En l’absence de norme fixant des teneurs maximales en
résidus dans les denrées animales et d’origines animales, il
convient également de ne pas commercialiser des animaux
ayant consommé des aliments connus pour être contaminés
avant un délai de plusieurs semaines. De même, ce type d’aliment ne devrait pas être distribué aux animaux dont les produits sont destinés à la consommation humaine (lait et œufs).
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