Toxine


Toxine

Une toxine est une substance toxique pour un ou plusieurs organismes vivants. Le Petit Larousse de 2009, toutefois, définit la toxine comme une « substance toxique élaborée par un organisme vivant (bactérie, champignon vénéneux, insecte ou serpent venimeux), auquel elle confère son pouvoir pathogène ».
Une biotoxine est un poison produit par les activités métaboliques de certains être vivants, et plus particulièrement des bactéries. On les appelle mycotoxines quand elles sont produites par des champignons.

Divers animaux et certaines plantes peuvent produire des biotoxines.

  • Plusieurs familles de bactéries sécrètent des biotoxines (exotoxines) dans les tissus qu'elles colonisent: ce sont les toxines vraies. D'autres bactéries (Gram -) conservent en elles-mêmes la plus grande partie des composés toxiques, qui ne sont libérés que de la lyse cellulaire, sous l'action de moyens chimiques, physiques ou mécaniques (les endotoxines).
  • Parmi les toxines les plus importantes qui affectent l'Homme, on trouve celles du botulisme, de la dysenterie, du tétanos et de la diphtérie.
  • En raison de leur grande sensibilité aux facteurs chimiques et physiques, tels que la lumière ou la chaleur, les toxines sont difficiles à isoler et les connaissances que nous en avons ont été obtenues par l'observation des lésions et des symptômes qu'elles provoquent lorsqu'elles sont injectées à des animaux.

À l'exception de la toxine botulinique, les toxines sont détruites par les sucs gastro-intestinaux. Il a également été clairement démontré que les toxines sont de nature colloïdale et ressemblent beaucoup aux enzymes. Pour certaines d'entre elles, les toxines provoquent la formation d'anticorps, alors appelés antitoxines.

Sommaire

Vocabulaire spécifique

  • Une anatoxine est une toxine qui a été traitée de manière à conserver son pouvoir antigénique et perdre son pouvoir toxique. On s'en sert par exemple pour les vaccins.
  • Une antitoxine est un anticorps produit au cours de la réaction immunitaire d'un organisme infecté et victime d'une toxine.
  • Une intoxination est une infection dues à des germes exerçant un pouvoir toxique. Elle est provoquée par l'ingestion de la toxine, sans qu'il y ait besoin de la présence du germe. C'est le cas des phycotoxines produites par les algues unicellulaires (Dinophyta par exemple) et qu'on retrouve dans les fruits de mer.
  • Une toxi-infection est liée à la diffusion d'une toxine produite par des micro-organismes se développant dans l'organisme.

Spécificité d'action des toxines

  • Une neurotoxine est une toxine agissant sur le système nerveux,
  • Une myotoxine agit sur la contraction des muscles (notamment les cardiotoxines sur le cœur et d'autres comme la strychnine sur les muscles respiratoires).
  • Une hémotoxine détruit les cellules du sang.
  • les toxines peuvent aussi s'attaquer à :

Les toxines chez les végétaux

Les végétaux toxiques produisent des toxines via les métabolites secondaires, ce sont des molécules qui, à l'inverse des primaires (protéines, lipides, glucides, acides aminés...) sont produites en dehors des voies métaboliques nécessaires à assurer la survie (donc des primaires). Ces molécules sont très développées chez les végétaux, on les classe en trois groupes :

  • Les phénols : tanins, lignine, mélanine et flavonoïdes
  • Les azotés : alcaloïdes, bétalaïne, hétérosides cyanogènes et glusinolates.
  • Les terpènes sont les composants majeurs de la résine des conifères : hémiterpènes (C5), monoterpènes (C10), sésquiterpènes (C15), diterpènes (C20), triterpènes (C30), tétraterpènes (C40) et polyterpènes (+ de C40).

Ils sont formés à partir d'un acide aminé tel que l'ornithine, lysine, phénylalanine, tyrosine, tryptophane, histidine... Ensuite, une série de réactions les transforment en toxines comme les alcaloïdes.

Les végétaux produisent toutes sortes de toxines.

Les métabolites secondaires posséderaient a priori un rôle dans la défense du végétal. Cette production de toxine serait un mécanisme de défense de la plante contre ses prédateurs et les autres végétaux concurrents. Certains végétaux sont toxiques seulement pour certains autres.

Principales propriétés des toxines bactériennes

Propriétés des toxines bactériennes
Propriétés Exotoxines Endotoxines
Relation cellule-toxine Libérées principalement hors de la cellule Font partie du corps cellulaire
Origine Principalement bacilles Gram+ Bacilles Gram-
Solubilité Oui Non
Action de la chaleur Thermolabiles (sauf entérotoxine staphylococcique) Thermostables
Pouvoir toxique Très élevé Modéré
Pouvoir antigénique Très élevé faible
Pouvoir vaccinant Très élevé faible
Transformation en anatoxines Oui Non

Historique

En 1877, Pasteur veut tester l'hypothèse selon laquelle le bacille du charbon ne causerait l'état morbide que de façon indirecte, en produisant un « ferment diastasique soluble » qui serait l'agent pathogène immédiat. Il prélève le sang d'un animal qui vient de mourir du charbon, le filtre de façon à en ôter les bacilles et inocule le filtrat à un animal sain. L'animal récepteur ne développe pas la maladie et Pasteur estime (erronément) que cette expérience « écarte complètement l'hypothèse du ferment soluble »[1]. Dans une publication ultérieure, toujours en 1877, Pasteur note toutefois que le sang filtré, s'il ne cause pas la maladie, rend les globules agglutinatifs, autant et même plus que dans la maladie, et envisage que ce soit l'effet d'une « diastase » formée par les bacilles[2].

Après ce demi-échec de Pasteur, Loeffler, en 1884, constate que, chez les animaux morts à la suite d'une inoculation du bacille de la diphtérie, les microbes restent proches du point d'inoculation et en conclut que le bacille « doit sécréter un poison, une toxine, qui, elle, ne reste pas in loco, mais envahit tous les organes vitaux du corps »[3]. Cette toxine pressentie par Loeffler fut isolée en 1888 par les pasteuriens Roux et Yersin, qui démontrèrent son caractère pathogène[4]. C'était l'entrée officielle de la notion de toxine dans la microbiologie.

Articles connexes

Liens externes

Notes et références

  1. Pasteur et Joubert, « Étude sur la maladie charbonneuse », Comptes rendus de l'Académie des sciences, séance du 30 avril 1877, t. 84, pp. 900-906, consultable sur Gallica; Œuvres complètes de Pasteur, t. 6, pp. 164-171, consultable sur Gallica; cité par F. Dagognet, Méthodes et doctrine dans l'œuvre de Pasteur, Paris, 1967, rééd. sous le titre Pasteur sans la légende, 1994, pp. 298-299, comme montrant que Pasteur rejeta erronément l'idée des toxines.
  2. Pasteur et Joubert, « Charbon et septicémie », Comptes rendus de l'Académie des sciences, séance du 16 juillet 1877, t. 85, pp. 101-105, consultable sur Gallica; Œuvres complètes de Pasteur, t. 6, pp. 172-188, consultable sur Gallica; cité par F. Dagognet, Méthodes et doctrine dans l'œuvre de Pasteur, Paris, 1967, rééd. sous le titre Pasteur sans la légende, 1994, pp. 298-299, à propos de la position de Pasteur sur les toxines. Dagognet intervertit par erreur l'ordre chronologique des publications de Pasteur d'avril et de juillet 1877.
  3. Cité d'après Patrick Berche, Une histoire des microbes, Paris, John Libbey Eurotext, 2007, p. 216. La publication de 1884 de Loeffler est : Loeffler, F.: « Untersuchung über die Bedeutung der Mikroorganismen für die Entstehung der Diphtherie. » Mitteilungen des kaiserlichen Gesundheitsamtes 2 (1884) 421-499.
  4. Patrick Berche, Une histoire des microbes, Paris, John Libbey Eurotext, 2007, pp. 216-217.

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