Microcystine

Définition

La microcystine est une cystine, un polypeptide cyclique toxique produit par des cyanobactéries connues sous leur nom populaire du genre Microcystis, et en particulier Microcystis aeruginosa. En tant que cyanotoxines, les microcystines sont des toxines de certaines cyanobactéries.

Lors de la mort de la cellule, la cyanobactérie libère une toxine qui, dans le cas des microcystines, est une hépatotoxine qui s'attaque au foie.

Microcystis aeruginosa et molécule de microcystine :

La cyanobactérie Microcystis aeruginosa produit de la microcystine (schéma moléculaire indiqué).

Explications

Les microcystines sont les toxines cyanobactériennes le plus fréquemment retrouvées dans l'eau, et ce sont aussi celles qui sont le plus souvent la cause d'empoisonnement chez les animaux et chez les humains qui entrent en contact avec des efflorescences aquatiques toxiques. 🚩 Les cyanobactéries peuvent produire des microcystines en grande quantité lors de la prolifération d'algues qui constituent alors une menace majeure pour l'approvisionnement en eau potable et d'irrigation et pour l'environnement en général.

Jusqu'à présent, les scientifiques ont trouvé environ 50 différentes sortes de microcystines. L'une d'entre elle, la microcystine-LR, semble être la microcystine qu'on retrouve le plus couramment dans les approvisionnements d'eau du monde entier. Pour cette raison, elle fait l'objet de la majorité de la recherche dans ce domaine.

Structure chimique

Les microcystines sont des heptapeptides ou oligopeptides cycliques (appelés cyanopeptides) de différentes séquences d'acides aminés et appartiennent donc aux protéines dans un sens plus large. À ce jour, plus de 80 congénères de microcystines sont connus. La microcystine est caractérisée par l'acide aminé atypique ADDA comme élément constitutif. Les microcystines principalement hydrophiles ont des effets toxiques différents.

Effets toxiques

L'effet toxique est basé sur un effet inhibiteur sur les protéines phosphatases PP1 et PP2A. Les phosphatases protéiques sont responsables de la déphosphorylation d'autres protéines. Si cela n'existe plus, la plupart des protéines sont à l'état phosphorylé. Cette hyperphosphorylation conduit à une dégradation du cytosquelette, les cellules arrondissent et périssent. L'absorption de microcystines par les bovins peut entraîner la mort des bovins dans les zones contaminées, chez l'homme elles peuvent provoquer une irritation des muqueuses et des réactions inflammatoires (parfois allergiques). Après ingestion de trop grandes quantités, la diarrhée et des vomissements interviennent et il y a un hépatotoxique (effet toxique pour le foie et le système hépatique). Les microcystines orales enregistrées sont absorbées dans l'intestin grêle. Enfin, ils pénètrent dans les cellules hépatiques via la veine porte via des transporteurs spéciaux (OATP).

En 1998, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a spécifié une valeur indicative préliminaire de 1 µg/l pour l'un des variants structuraux, la microcystine-LR. Cette valeur est souvent utilisée comme une orientation pour les autres variantes de structure ou la somme de toutes les microcystines dans un échantillon.

Les microcystines sont les toxines cyanobactériennes les plus répandues et peuvent se bioaccumuler (bioaccumulation) chez les vertébrés et les invertébrés aquatiques courants tels que les poissons, les moules et le zooplancton. Les microcystines affectent principalement le foie (hépatotoxine), mais peuvent également affecter les reins et le système reproducteur.

Bien qu'il existe des preuves d'une association entre les cancers du foie et colorectaux chez l'homme et l'exposition aux microcystines et certaines preuves que la microcystine-LR est un promoteur de tumeur dans les études mécanistiques, l'EPA a déterminé qu'il n'y a pas suffisamment d'informations pour évaluer le potentiel cancérogène des microcystines chez l'homme en raison de la les limites des quelques études humaines disponibles (la co-exposition potentielle à d'autres contaminants) et le manque d'études animales à long terme évaluant le cancer à la suite d'une exposition orale.

Occurrences

Les microcystines sont présentes dans de nombreux types de cyanobactéries, le plus souvent dans les genres Microcystis et Planktothrix. Après la mort des bactéries, les toxines sont libérées dans l'environnement et peuvent atteindre les eaux de surface et l'eau potable. De plus, les microcystines peuvent également être contenues dans des produits finis (spiruline ou algues AFA), fabriqués à partir d'algues bleu-vert et commercialisés sous forme de compléments alimentaires.

Espèces produisant des microcystines

Les microcystines sont produites par Dolichospermum (anciennement Anabaena), Fischerella, Gloeotrichia, Nodularia, Nostoc, Oscillatoria (Oscillatoriales), membres de Microcystis et Planktothrix.

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