Saxitoxine

Définition

La saxitoxine STX est un représentant important des neurotoxines. Elle est la neurotoxine phycotoxine paralysante la plus connue au sein produite par plusieurs espèces de microalgues dinoflagellées des genres Alexandrium, Gymnodinium et Pyrodinium, ainsi que les cyanobactéries. Les composés apparentés sont la néosaxitoxine (NSTX), la gonyautoxine (GTX) et la décarbamoylsaxitoxine (dcSTX).

La saxitoxine (et Gymnodinium) :

formule chimique de la saxitoxine et algue dinoflagellée du genre Gymnopodium (Gymnodinium).

⭐ Les saxitoxines sont des alcaloïdes toxiques à action neuromusculaire produits par certaines bactéries, cyanobactéries et dinophytes (eau douce et eau de mer). Voir aussi les cyanotoxines, les microcystines et la anatoxines.

Explications

🚩 Lorsque des saxitoxines sont présentes les fruits de mer (moules, palourdes, huîtres...) et lorsqu'elles sont consommées par l'Homme, elles provoquent une intoxication par la coquille (mytilisme), connu sous le nom d'empoisonnement paralysant des crustacés (PSP, Paralytic Shellfish poisons). Par conséquent, le groupe de ces poisons est également appelé toxines PSP. La principale source des toxines sont des dinoflagellés, qui font partie du plancton surtout comme nourriture des moules. Les cyanobactéries, qui se trouvent principalement dans l'eau douce, sont également capables de synthétiser des saxitoxines.

Les algues dinoflagellées sont des organismes unicellulaires de la vie aquatique qui, dans des conditions favorables, peuvent se multiplier rapidement, atteignant des concentrations de millions de cellules par litre d'eau. Dans ces conditions, la saxitoxine produite par les algues s'accumule dans d'autres organismes marins, principalement des mollusques bivalves, mais aussi des crabes et même des gastéropodes et des poissons mangeurs de plancton. Les mollusques ne sont pas affectés par la saxitoxine, mais s'ils sont ingérés par un être humain (généralement par des crustacés contaminés par la prolifération d'algues toxiques), ils souffrent d'empoisonnement appelé syndrome d'empoisonnement des crustacés, qui peut être très grave.

Il y a eu une augmentation apparente des empoisonnements aux PSP au cours depuis l'an 2000. Cependant, on ne sait pas encore avec certitude si l'augmentation est réelle, si elle pourrait être la conséquence des progrès de l'identification, de la détection et des dossiers médicaux, ou si elle est due à une expansion de la culture et de la consommation de coquillages. Une vingtaine de pays ont des réglementations concernant les toxines PSP, se référant dans la plupart des cas aux toxines PSP en tant que groupe.

Sources dans la nature et présence dans les fruits de mer

La saxitoxine STX est une neurotoxine produite naturellement par certaines espèces de dinoflagellés marins (Alexandrium sp., Gymnodinium sp., Pyrodinium sp.) et les cyanobactéries (Anabaena sp., Aphanizomenon spp., Cylindrospermopsis sp., Lyngbya sp., Planktothrix sp.).

Les dinoflagellés et leurs kystes ont été trouvés principalement dans les eaux proches de l'Amérique du Nord, de l'Europe et du Japon, bien que les rapports de leur présence en Asie augmentent. Dans le nord-est du Canada, les PSP ont été découverts il y a plus de 100 ans.

Bien que la plupart des espèces de mollusques filtreurs soient relativement insensibles aux toxines STX, le mécanisme et la réponse de chacune diffèrent. Dans des conditions similaires, il semble que, en général, les moules, par exemple, accumulent plus de toxines PSP que les huîtres. Dans les zones tempérées, les coquillages associés aux cas de PSP sont les moules, les palourdes et, dans une moindre mesure, les huîtres, les pétoncles et les coques.

Mécanisme d'action

La saxitoxine est l'une des toxines naturelles les plus puissantes connues de l'homme. Il agit sur les canaux sodiques dépendants de la tension des neurones, empêchant la fonction cellulaire normale et conduisant à la paralysie.

Le canal sodique dépendant de la tension est essentiel au fonctionnement neuronal normal. Ces canaux existent sous forme de protéines membranaires intégrales intercalées le long de l'axone des neurones et ont quatre domaines qui s'étendent sur la membrane cellulaire. L'ouverture du canal intervient lorsqu'il y a un changement de tension ou que certains ligands se lient correctement. Sans cette capacité, la cellule nerveuse devient incapable de transmettre des signaux et la région du corps qu'elle fournit est isolée du système nerveux. Cela peut entraîner une paralysie de la région touchée, comme dans le cas de la saxitoxine.

La saxitoxine se lie au canal sodique directement dans les pores de la protéine du canal de manière réversible, obstruant l'ouverture et empêche l'écoulement des ions sodium à travers la membrane.

Biosynthèse

Bien que la biosynthèse du STX semble complexe, des organismes de deux règnes différents (espèces de dinoflagellés marins et cyanobactéries d'eau douce) sont capables de produire ces toxines. Alors que la théorie prédominante de la production de dinoflagellés passe par le mutualisme symbiotique avec les cyanobactéries, les preuves suggèrent que les dinoflagellés, en eux-mêmes, possèdent également les gènes nécessaires à leur synthèse.

La synthèse de la saxitoxine constitue la première voie d'alcaloïdes non terpéniques décrite pour les bactéries, bien que le mécanisme exact de la biosynthèse reste un modèle théorique. Le mécanisme de leur liaison aux substrats enzymatiques est encore inconnu, et certains des gènes impliqués ont été récemment identifiés tandis que d'autres sont encore inconnus.

Deux biosynthèses ont été proposées dans le passé, différentes d'une proposition plus récente de Kellmann, fondées à la fois sur des considérations de biosynthèse et sur des preuves génétiques non disponibles au moment des premières propositions. Le modèle le plus récent décrit un cluster de gènes (SXT) utilisé pour obtenir une réaction plus favorable.

Toxicité

Des doses létales de saxitoxine chez la souris ont été décrites pour différentes voies d'administration : intrapéritonéale (DL50 = 10 µg/kg), intraveineuse (DL50 = 3,4 µg/kg) ou orale (DL50 = 263 µg/kg). Dans le cas des cobayes, le DL50 est similaire.

Chez l'homme, la concentration provoquant les empoisonnements varie considérablement. Elle est principalement due aux différences de sensibilité individuelles et aux fluctuations de la méthode de détermination. De légers symptômes ont été observés avec un apport oral entre 144 et 1660 µg eq de STX/personne et un empoisonnement mortel dû à l'ingestion entre 456 et 12 400 µg eq de STX / personne, calculé à partir des restes de moules toxiques et considérant que ces valeurs ils peuvent avoir de grandes variations. Dans certains cas, un apport oral de 300 µg de toxines PSP par personne a causé la mort, tandis que dans d'autres cas, l'absence de symptômes toxiques a été observée après une dose orale de 320 µg de toxines par personne.

Espèces productrices de saxitoxine

Les saxitoxines sont représentatives d'une grande famille de toxines appelées toxines d'empoisonnement paralysant des mollusques (PSP). Lorsque des dinoflagellés marins toxigènes sont consommés par des coquillages, les toxines se concentrent et sont livrées aux consommateurs de coquillages. Ces toxines ont également été signalées dans des cyanobactéries d'eau douce, notamment Aphanizomenon flos–aquae, Dolichospermum circinalis, Lyngbya wollei, Planktothrix spp. et un isolat brésilien de Raphidiopsis raciborskii.

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