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HAL Id: tel-00673423 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00673423 Submitted on 23 Feb 2012 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Efficacité de détoxication de l’aflatoxine B1 et de l’ochratoxine A par un adsorbant organique : évaluation par la balance d’excrétion et les paramètres toxicocinétiques chez le rat et la brebis laitière Stéphane Firmin To cite this version: Stéphane Firmin. Efficacité de détoxication de l’aflatoxine B1 et de l’ochratoxine A par un adsorbant organique : évaluation par la balance d’excrétion et les paramètres toxicocinétiques chez le rat et la brebis laitière. Sciences agricoles. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. Français. NNT : 2011CLF22141. tel-00673423 1 UNIVERSITÉ BLAISE PASCAL N°D. U. : 2141 UNIVERSITE D'AUVERGNE ANNEE 2011 ECOLE DOCTORALE SCIENCES DE LA VIE, SANTE, AGRONOMIE, ENVIRONNEMENT N° d'ordre 551 T h e s e Présentée à l'Université Blaise Pascal pour l'obtention du grade de D O C D O C D O C D O C T E U R D ' U N I V E R S I T E T E U R D ' U N I V E R S I T E T E U R D ' U N I V E R S I T E T E U R D ' U N I V E R S I T E (SPÉCIALITÉ : NUTRITION ET SCIENCES DES ALIMENTS ) soutenue le 28 juin 2011 STEPHANE FIRMIN Efficacité de détoxication de l’aflatoxine B1 et de l’ochratoxine A par un adsorbant organique : Evaluation par la balance d’excrétion et les paramètres toxicocinétiques chez le rat et la brebis laitière Directeur de thèse : Hamid Boudra Président : M. Delbac Frédéric, Professeur, Université Blaise Pascal Membres : M. Alexandros Yiannikouris, Directeur de recherche, Alltech SAS M. Diego Morgavi, Directeur de recherche, INRA de Theix M. Hamid Boudra, Ingénieur de recherche, INRA de Theix Rapporteurs : Mme. Sylvaine Lecoeur, Directrice de recherche, INRA de Lyon Mme Florence Forget, Directrice de recherche, INRA de Bordeaux Préparée dans l’Equipe Digestion Microbienne et Absorption (DIMA) Unité de Recherches sur les Herbivores INRA centre Clermont-Ferrand / Theix 2 REMERCIEMENTS Ce travail est le fruit du partenariat entre l’Association Nationale de la Recherche Technique (ANRT), l’Unité de Recherche sur les Herbivores de l’Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) de Clermont-Theix et la société Alltech, réalisé dans le cadre d’une convention CIFRE (1058/2007). Je remercie le Dr Gérard Bertin, responsable des affaires réglementaires européennes, Alltech S.A., pour m’avoir accordé votre confiance dans la réalisation de ce projet et m’avoir rendu accessible le monde de l’entreprise. Je remercie le Dr Jean-François Hocquette, directeur de l’Unité de Recherche sur les Herbivores ainsi que le Dr Michel Doreau, responsable de l’équipe Digestion Microbienne et Absorption de m’avoir accueilli au sein de l’INRA. Je tiens à remercier toutes les personnes qui ont accepté de faire partie de ce jury: Le Dr Florence Forget, directrice de recherche, INRA de Bordeaux et le Dr Sylvaine Lecoeur Chargé de Recherche, INRA de Lyon, pour m’avoir fait l’honneur d’être rapporteur de ce travail. Le Dr Frédéric Delbac, Professeur, Université Blaise Pascal, le Dr Alexandros Yiannikouris, coordinateur de recherche en glycobiologie, Alltech S.A., le Dr Hamid Boudra, Ingénieur de recherche, INRA de Clermont-Theix et directeur de thèse ainsi que le Dr Diego Morgavi, directeur de recherche INRA de Clermont-Theix pour avoir eu la gentillesse d’accepter d’examiner ce manuscrit de thèse. Je tiens à exprimer mes plus vifs remerciements aux membres du comité de pilotage : Le Dr Jean-Pierre Jouany, retraité, le Dr Gérard Bertin, retraité, le Dr Alain Paris, Directeur de recherche, INRA Paris, le Pr Jean-Marie François, Directeur de recherche, Institut National Supérieur Agronomie Toulouse, le Pr Georges Houin, Directeur de recherche CHU Toulouse, le Dr Peggy Gandia, Maitre de conférence, Université Paul Sabatier, Toulouse, le Dr Colm Moran, responsable des affaires réglementaires européennes, Alltech S.A., le Dr Hamid Boudra et le Dr Diego Morgavi. Je tiens à remercier le Dr Thomas Ostenfeld Larsen pour avoir accepté de nous donner accès à sa collection de moisissures productrices d’aflatoxines ainsi que le Dr Jean-Pierre 3 Cravedi pour avoir permis la réalisation du dosage des carcasses de rats au sein de son laboratoire. Je tiens à exprimer toute ma gratitude au Dr Hamid Boudra et au Dr Diego Morgavi pour avoir veillé au bon déroulement de ce projet de thèse de sa conception à sa finalisation. Merci de votre disponibilité permanente, de vos compétences et de votre rigueur qui m’ont offert un encadrement de grande qualité. Mes plus chaleureux remerciements au Dr Jean-Pierre Jouany pour m’avoir fait bénéficier de son expertise et la révision des articles. J’adresse mes remerciements les plus sincères au Dr Isabelle Veissier et le Dr Frédéric Glasser qui m’ont beaucoup apporté tant pour leur disponibilité que leurs commentaires, suggestions et leurs compétences. Merci infiniment à tous les membres de la chaleureuse équipe DIMA, en particulier à David Alvarez, Dominique Graviou, Matthieu Silberberg, Didier Macheboeuf, Roger Bergault, Yves Papon ainsi que les nombreux stagiaires qui m’ont accompagné au laboratoire des fermentations. Je tiens aussi à exprimer mon amitié à tout le personnel de la société Alltech et du centre INRA de Clermont-Theix pour le soutien qu’ils ont pu me témoigner à travers les épreuves et qui, par leur sympathie et leurs encouragements, m’ont donné la force d’achever le travail de thèse. Merci également à mes amis, Abder, Christelle, Hajer, Hann, Milka, Maggy et Jessy qui m’ont accompagné durant ces trois années. Je tiens à exprimer ma reconnaissance au Dr Michel Beckert, directeur du centre INRA de Clermont-Theix de m’avoir fait bénéficier d’une prolongation me permettant d’achever la rédaction de ce manuscrit de thèse dans les meilleures conditions. Merci à toute ma famille, mes parents, mes frères, ma sœur et son époux, mes oncles, mes tantes, mes cousins et cousines qui ont toujours cru en moi et qui me sont restés fidèles malgré la distance. Je dédie ce travail à Aurélie Reynaud, qui me manque toujours plus chaque jour. Merci de m’avoir aimé, de m’avoir fait aimer l’Auvergne et d’avoir fait de mes années de thèse à l’INRA les plus belles de mon existence. 4 SOMMAIRE REMERCIEMENTS .................................................................................................................. 2 SOMMAIRE .............................................................................................................................. 4 LISTE DES ABREVIATIONS.................................................................................................. 6 LISTE DES ILLUSTRATIONS ................................................................................................ 7 LISTE DES PUBLICATIONS ET COMMUNICATIONS....................................................... 9 LISTE DES ANNEXES........................................................................................................... 10 INTRODUCTION.................................................................................................................... 11 I. STRUCTURE, TOXICITE, DEVENIR DES AFLATOXINES ET DES OCHRATOXINES DANS L’ORGANISME ......................................................................... 17 A. Relation structure toxicité ............................................................................................ 17 1. Les aflatoxines.......................................................................................................... 17 2. Les ochratoxines....................................................................................................... 18 B. Toxicocinétique (ADME) chez le ruminant................................................................. 18 II. LES RISQUES LIES A LA CONTAMINATION DES ALIMENTS DESTINES AUX ANIMAUX............................................................................................................................... 21 A. Les effets sur la santé animale...................................................................................... 21 B. Les conséquences économiques................................................................................... 23 C. Le transfert dans les productions animales................................................................... 24 1. La contamination des productions carnées............................................................... 25 2. La contamination du lait et des produits laitiers....................................................... 25 3. L’exposition de l’homme ......................................................................................... 26 III. QUELS SONT LES MOYENS POUR PREVENIR LA CONTAMINATION ? ........... 27 A. Les mesures de prévention ........................................................................................... 27 B. Les méthodes de détoxication ...................................................................................... 28 1. Les agents de biotransformation .............................................................................. 28 2. Les agents adsorbants............................................................................................... 29 a. Les adsorbants inorganiques ................................................................................ 29 b. Les adsorbants organiques ................................................................................... 30 i. Les fibres végétales .......................................................................................... 30 i.1 Les fibres non digestibles......................................................................... 31 i.2 Les acides humiques................................................................................. 31 ii. Les parois de microorganismes........................................................................ 32 ii.1 Les bactéries fermentaires........................................................................ 32 ii.2 Les parois de levures................................................................................ 34 • Structure pariétale de Saccharomyces cerevisiae......................................... 34 • Mécanisme de séquestration des mycotoxines............................................. 35 • Les extraits de parois modifiées de levures.................................................. 36 3. Evaluation de l’efficacité de détoxication des agents adsorbants ............................ 38 a. Etudes in vitro ...................................................................................................... 38 b. Etudes in vivo....................................................................................................... 39 i. L’évaluation par les critères non spécifiques ................................................... 39 i.1 Les mesures des performances animales.................................................. 40 i.2 Mesure de la toxicité générale.................................................................. 41 ii L’évaluation par les critères spécifiques .......................................................... 42 PROBLEMATIQUE ET OBJECTIFS DE RECHERCHE...................................................... 45 5 PARTIE EXPERIMENTALE.................................................................................................. 50 I. EVALUATION DE L’EFFET D’UNE PREPARATION DE PAROIS DE LEVURE SUR L’ABSORPTION GASTRO-INTESTINALE DE L’AFB1 ET DE L’OTA CHEZ LE RAT.......................................................................................................................................... 51 Acknowledgments............................................................................................................ 63 II. LE DEVELOPPEMENT ANALYTIQUE....................................................................... 74 A. Les choix méthodologiques.......................................................................................... 74 1. Les marqueurs d’exposition ..................................................................................... 74 2. La détection fluorimètrique...................................................................................... 74 B. L’optimisation des conditions analytiques................................................................... 75 1. L’optimisation de la détection.................................................................................. 75 2. L’optimisation de la séparation chromatographique................................................ 77 C. La procédure de validation........................................................................................... 77 III. EVALUATION DE L’EFFET D’UNE PREPARATION DE PAROIS DE LEVURE SUR L’ABSORPTION GASTRO-INTESTINALE DES AFLATOXINES CHEZ LA BREBIS LAITIERE................................................................................................................. 80 DISCUSSION GENERALE .................................................................................................. 110 I. LA MESURE DES PARAMETRES SPECIFIQUES ................................................... 114 A. L’effet de la paroi de levure sur les teneurs des mycotoxines dans les fèces et l’urine 114 B. L’effet de la paroi de uploads/Science et Technologie/ 2011clf22141-firmin.pdf