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AFFECTIONS D’ORIGINE ALIMENTAIRE CHEZ LES BOVINS LAITIERS
Avis d’experts
Auteur(s) : Krzysztof Lutnicki
Fonctions : Département et clinique de médecine interne
des animaux d’élevage et des chevaux
20-162 Lublin (Pologne)
Un cas de mycotoxicose impliquant la zéaralénone et la déoxynivalénol, toxines de Fusarium, a été exploré.
Les mycotoxines zéaralénone (ZEA) et déoxynivalénol (DON) issues de champignons du genre Fusarium sont actuellement parmi les plus souvent mises en évidence dans les pays d’élevage occidentaux à climat tempéré lors de suspicion de mycotoxicose en élevage bovin [1, 10]. Elles ne sont pas les plus quantitativement documentées dans les publications, l’historique des mycotoxicoses s’étant plutôt construit autour de mycotoxines contaminants alimentaires de climat tropical telles les aflatoxines. Confirmer une suspicion coûte relativement cher eu égard au prix des analyses traditionnellement requises, même si des méthodes d’identification simultanée d’un large panel de mycotoxines sont actuellement disponibles en routine [18]. Autre difficulté : parfois, la toxine n’est pas ou plus présente dans l’aliment qui peut être échantillonné au moment de la suspicion (photo) [10].
Malgré les progrès effectués dans le diagnostic de ces affections, il reste difficile d’étayer une suspicion de mycotoxicose sur la base d’une médecine factuelle [1].
Un cas récemment publié par une équipe du service de médecine interne de Lublin (Pologne) fournit des éléments scientifiques supplémentaires au sujet des mycotoxicoses en élevage bovin de climat tempéré [17]. Des anomalies sanguines, biochimiques et lésionnelles ont été recherchées. La signification statistique des observations a été analysée en comparant les groupes constitués entre eux et à un témoin. L’un des coauteurs de ce cas revient pour nous sur ces observations(1).
Les ruminants présentent une résistance naturelle aux mycotoxines qui se trouvent dans leurs aliments, grâce aux bactéries contenues dans leur panse. Celles-ci participent à éliminer les agents pathogènes avant qu’ils pénètrent dans la circulation générale. Toutefois, certaines mycotoxines de l’ensilage ou des aliments conservés ont des propriétés antibactériennes qui peuvent modifier la microflore, au détriment du processus de détoxification ruminal naturel [12]. Les mycotoxines parviennent alors jusqu’au duodénum où elles peuvent être absorbées, parfois en grande quantité.
Pendant les périodes de transition, les bovins sont particulièrement sensibles à la présence de mycotoxines dans la ration. Plusieurs auteurs ont montré que le déficit énergétique des vaches autour du vêlage ou des veaux dans certaines conditions est aggravé par la présence de moisissures et/ou de mycotoxines dans la ration (cités par [3, 5]).
Douze animaux ont présenté des symptômes relativement non spécifiques, comme cela est souvent le cas lors de mycotoxicose, dans un élevage qui en comptait 90. Les vaches affectées se sont mises à saliver excessivement après un repas. Elles ont aussi présenté des difficultés locomotrices. La mort est survenue en 2 à 3 heures. La ration était de type mélangé. Elle comportait, sous forme mixée, de l’ensilage d’herbe et de maïs (recherche d’aflatoxine négative), du soja, des céréales-graines, des épis de maïs moulus (corn-cob-mix) et des suppléments minéraux. Les animaux avaient aussi accès à volonté à un correcteur azoté à 21 % de protéines. Il s’agissait d’un élevage à haute production (8 000 à 11 830 kg de lait en moyenne annuelle corrigée) indemne de la paratuberculose et vacciné depuis plusieurs années contre le virus de la diarrhée virale bovine (BVD).
Les concentrations en DON étaient généralement assez hautes, autour de 20 ng/ml. La concentration en ZEA se situait souvent en dessous du seuil de détection, mais la présence de cette mycotoxine a été occasionnellement constatée en association avec DON (encadré 1).
Des différences significatives n’ont pas été observées entre les différents groupes, tant pour DON que pour ZEA.
Nous avons constitué divers sous-groupes dans le groupe des vaches prélevées affectées (qui, dans leur ensemble, représentent le groupe baptisé E1) : le premier, baptisé E2, regroupe les individus dont les sérums contenaient DON et ZEA (n = 5), le second, baptisé E3, ceux qui étaient positifs seulement pour DON (n = 7). Nous avons réalisé des prélèvements non seulement chez les vaches suspectes cliniquement, mais aussi chez d’autres apparemment saines. Les 5 animaux témoins ont été sélectionnés au hasard parmi les individus sans signes cliniques. Les concentrations en mycotoxines dans ce groupe C sont inférieures au seuil de détection (figure, tableau 1).
Les différents groupes constitués a posteriori sur la base des concentrations observées en mycotoxines se distinguent dans le détail des numérations et formules sanguines. Des différences hautement significatives sont constatées pour les lignées blanches et rouges entre le groupe des vaches positives pour DON et ZEA (E2) et celui des témoins : une leucocytose, un virage à droite (c’est-à-dire des modifications des granulocytes neutrophiles, en particulier segmentés) avec une lymphopénie, une éosinophilie et une anémie caractérisent ces vaches “à 2 mycotoxines” (tableau 2). Des différences significatives ressortent aussi entre les animaux selon qu’ils sont positifs pour une seule ou pour deux mycotoxines.
Les vaches “avec ZEA” présentaient des ratios albumine/globuline significativement plus bas que celles “avec seulement DON”. Les vaches positives pour une ou deux mycotoxines se distinguent des témoins sains par des quantités importantes de fibrinogène (ou aussi par un rapport fibrinogène sur taux protéique) dans le sang.
L’aspartate aminotransférase (Asat) était significativement élevée chez les vaches suspectes cliniquement, relativement aux témoins. Les différences pour ce paramètre étaient hautement significatives entre les vaches ZEA + DON et celles avec uniquement DON, ou par rapport aux animaux témoins. Les taux protéiques permettent des distinctions dans le même sens entre groupes.
Les vaches malades ou positives pour les mycotoxines avaient des taux de calcium et de phosphore inorganique significativement différents de ceux des témoins, les taux étant tous assez élevés, chez les animaux témoins comme chez les malades (pas d’hypocalcémie ou hypophosphatémie à suspecter) (tableau 3).
QUELLES ONT ÉTÉ LES OBSERVATIONS POST-MORTEM DANS CETTE ÉTUDE ?
Cinq animaux ont été autopsiés car ils sont morts pendant l’étude : trois vaches du sous-groupe E2 “positives ZEA + DON” et deux du sous-groupe E3 “positives seulement pour DON”. Les lésions observées étaient globalement les suivantes :
– un œdème pulmonaire ;
– un exsudat purulent dans la trachée et les bronches ;
– des extravasations de la sous-muqueuse dans le petit intestin et une entérite généralisée.
Aucune analyse histologique ni aucun autre test d’anatomopathologie n’a été entrepris, en raison de lésions associées de décomposition cadavérique.
Nos résultats corroborent la fréquence des mycotoxines détectables en élevage. Les Danois rapportent 81 % de prélèvements positifs pour DON et 46 % pour ZEA dans une étude sur les laits et les aliments pour vaches laitières [5]. Pour l’interprétation, il convient de garder à l’esprit l’effet de détoxification ruminale préalablement exposé et un effet dose ingérée, mais aussi la diversité du métabolisme des différentes mycotoxines. Des auteurs néerlandais rapportent régulièrement des mycotoxicoses subcliniques [6-9].
Les symptômes observés sont compatibles avec ceux, peu spécifiques, précédemment publiés pour DON (encadré 2).
La fertilité n’a pas été spécifiquement étudiée ici. Les taux de ZEA (traditionnellement connue comme myco-œstrogène) étaient généralement bas dans notre étude et nous n’avons pas observé de troubles de la fertilité dans cet élevage (encadré 3).
Les ratios albumine/globuline évoquent un phénomène de surproduction de globuline chez les animaux avec ZEA en plus de DON, comme observé dans les processus auto-immuns. Une étude chez des souris rapporte de pareilles anomalies avec DON seule.
Les observations lésionnelles et les taux de fibrinogènes suggèrent une atteinte inflammatoire, aiguë ou chronique, de l’intestin. DON est susceptible d’accroître la perméabilité des entérocytes. Elle pénalise l’immunité cellulaire à composante cytotoxique et la synthèse protéique, d’après des travaux récents [15, 21, 24]. À l’inverse, elle exacerbe certaines réactions immunes locales (production d’immunoglobuline A [IgA] issue des plaques de Peyer, de cytoxines pro-inflammatoires, et expression des gènes de la voie des COX-2), susceptibles d’initier une réaction auto-immune. Les travaux conduits pour les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin en médecine humaine, avec une administration répétée de DON à des animaux monogastriques, mettent en évidence des phénomènes physiopathologiques comparables [2, 20]. Nos résultats incitent à explorer davantage l’hypothèse que la mycotoxicose chronique à DON et ZEA repose sur une perturbation de l’immunité.
Nos observations hématologiques ne corroborent pas totalement celles de Korosteleva et coll. de 2007 et de 2009 [13, 14]. Ces auteurs avaient suivi les effets des mycotoxines de Fusarium pendant 42 jours, alors que nous ne connaissons pas la date précise du début de l’ingestion des mycotoxines dans l’élevage étudié. L’ancienneté de la mycotoxicose n’est pas facile à déterminer en conditions d’élevage car la contamination de l’aliment est souvent ponctuelle, comme évoqué en introduction. Dans notre cas, les mycotoxines de Fusarium n’ont pas pu être recherchées dans l’ensilage (uniquement l’aflatoxine, à l’Institut vétérinaire national).
Si les conséquences de l’ingestion de ZEA sur la reproduction semblent assez généralement admises, ses autres effets potentiels ne sont pas clairement établis. Kouadio et coll. ont rapporté, en 2005, une activité intestinale par ses propriétés pro-apoptotiques et cytotoxiques sur les entérocytes [15]. Nos observations dans ce cas suggèrent un effet synergique avec DON sur les entérocytes. La barrière intestinale est rendue plus perméable aux antigènes, dont le flux déclenche un processus inflammatoire parfois incontrôlé (d’où les résultats de taux de prothrombine [TP], de globulines, de leucocytes, d’Asat, de neutrophiles segmentés et les lymphocytes bas).
Des travaux récents, toujours sur la maladie inflammatoire chronique de l’intestin grêle en médecine humaine, ont précisé l’effet immunosuppresseur et pro-inflammatoire des mycotoxines : l’activité Th2 lymphocytaire semble accrue et la Th1 baisse, comme cela est le cas lors d’allergie [16].
Chez le ruminant, à ces processus intestinaux s’ajoute l’effet antibactérien de DON en amont. Contournant ou dépassant les capacités de détoxification ruminale, les mycotoxines finissent par parvenir à l’intestin grêle, « tout comme » chez l’individu monogastrique.
La lymphocytotoxicité locale (muqueuse) des mycotoxines étudiées nous semble être le facteur principal de leur pathogénicité.
L’immunosuppression serait à explorer davantage lors de suspicion d’intoxication par les mycotoxines de Fusarium.
Au vu de ces observations, il nous semble nécessaire de rechercher la présence de DON, de ZEA et d’autres mycotoxines d’importance sous nos climats dans les ensilages dans un contexte de suspicion. Dans le cas discuté, seule l’aflatoxine a été recherchée, pas les métabolites de Fusarium.
Pour progresser sur le plan diagnostique lors de suspicion de mycotoxicose, le praticien peut rechercher des signes hématologiques compatibles avec cette hypothèse, même s’ils sont peu spécifiques, tels une leucocytose, une diminution de la lignée rouge et un virage à droite. Les paramètres biochimiques à étudier en priorité sont l’Asat, la g-glutamyltransférase (gGT) et la glutamate-déshydrogénase (GLDH), surtout chez les vaches qui se trouvent dans la période de transition, en particulier les vaches taries.
Nos observations en élevage suggèrent aussi l’usage thérapeutique d’anti-inflammatoires lors de mycotoxicose clinique. Les corticostéroïdes ne paraissent pas indiqués en raison de leur effet immunosuppresseur. Des anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) sembleraient préférables. Dans le cas décrit, aucun traitement n’a été instauré chez les animaux malades en raison de la rapide dégradation vers la mort.
En pratique, pour en prévenir les conséquences, l’ajout d’additifs antimycotoxines à la ration pendant toute la période de production nous paraît être une piste intéressante (adsorbants, préparations à base de levure de type Sacharomyces cervisiae, etc.).
Ainsi, les mycotoxines en élevage laitier haut producteur méritent de retenir davantage l’attention des praticiens et des chercheurs dans un proche avenir.
(1) L’introduction est de la rédaction.
(2) Études réalisées dans le cas récemment décrit par Marczuk et coll. [17].
Aucun.
→ Les concentrations en zéaralénone (ZEA) et en déoxynivalénol (DON) ont été déterminées par l’usage combiné de deux techniques de séparation au laboratoire de la faculté vétérinaire de Olsztyn (Pologne) :
– passage en colonnes d’immuno-affinité (Zearala-Test® Zearalenone Testing system G1012 et DON-Test® DON Testing system proposés par Vicam, Watertown, États-Unis) ;
– chromatographie liquide à haute performance (HPLC) avec détection sous fluorescence.
→ Les sangs prélevés avaient auparavant été transférés dans des tubes spécifiquement adaptés à la centrifugation sous réfrigération (3 000 tours/min pendant 20 min, à 4 °C). Les plasmas obtenus ont été transférés dans des tubes d’Eppendorf de 3 ml, pour une conservation à – 60 °C jusqu’à l’analyse.
→ Les analyses hématologiques ont été réalisées à l’université des sciences du vivant de Lublin (Hemocell 1 600®), ainsi que les recherches biochimiques (analyseurs EPOLL-20® et Mondray BS-130®) et le traitement statistique des résultats (logiciel Statistica® Statsoft) [17].
Présente dans la paille, le grain, l’ensilage de maïs ou d’herbe, la mycotoxine déoxynivalénol (DON) subit une conversion ruminale en dé-époxyde, beaucoup moins toxique. Cependant, chez les animaux avec un historique d’acidose, cette détoxification ne s’effectue que partiellement et DON est alors retrouvé dans le sang [23]. Il y a une trentaine d’années, Weaver et coll. ont caractérisé un syndrome toxique associé à la présence de DON dans le sang des vaches : des inflammations prononcées dans divers tissus sont constatées (entérite, mammite, fourbure) [26]. Le pouvoir pathogène intrinsèque de DON n’est pas établi. Il se pourrait que la mycotoxine agisse comme un facteur aggravant d’autres affections.
DON ne doit pas être confondu avec l’acide fusarique, qui lui est souvent associé, mais qui n’est qu’un indicateur de toxicité dont les effets sont parfois attribués à DON.
La zéaralénone (ZEA) est parfois qualifiée de myco-œstrogène [27]. Produite par différentes espèces de champignons du genre Fusarium, elle est un contaminant fréquent des ensilages de maïs, mais est aussi retrouvée dans diverses céréales-grains. ZEA, tout comme ses métabolites, se lie aux récepteurs des œstrogènes et initie, par le jeu de diverses interactions, un phénomène d’hyperœstrogénisme, avec une inflammation de la vulve, du vagin, de la mamelle et de l’utérus. Le cycle folliculaire est perturbé. Les truies y sont particulièrement sensibles, mais l’affection est décrite chez le jeune ruminant [9]. Les symptômes sont observés tout autant lors d’ingestion brève et massive qu’en cas de prise en faible quantité sur de longues périodes.
La métabolisation de ZEA (en ?-zéaralénol) est effectuée non seulement par les protozoaires du rumen, mais aussi par les entérocytes et le foie. Le métabolite a davantage d’affinité pour les récepteurs des œstrogènes que la mycotoxine initiale [27].
Des effets de ZEA sur les entérocytes ont aussi été mis en évidence [15].
→ Des travaux récents sur la maladie inflammatoire chronique de l’intestin grêle en médecine humaine ont précisé l’effet immunosuppresseur et pro-inflammatoire des mycotoxines.
→ Une leucocytose, une diminution de la lignée rouge, un virage à droite, et une élévation de l’aspartate aminotransférase (Asat), de la γ-glutamyltransférase (γGT) et de la glutamate-déshydrogénase (GLDH) sont à rechercher lors de suspicion de mycotoxicose, surtout chez les vaches taries.
