Toxine

Une toxine est une substance toxique pour un ou plusieurs organismes vivants. Dans l'édition 2009 du Petit Larousse, une toxine est définie comme une « substance toxique synthétisée par un organisme vivant (bactérie, champignon vénéneux, insecte ou serpent venimeux), auquel elle confère son pouvoir pathogène ».

Ne doit pas être confondu avec Dioxine.

Venin du serpent cuivré.

Le terme biotoxine est parfois employé pour préciser que la substance toxique est produite par les activités métaboliques de certains êtres vivants. Les toxines produites par des bactéries sont appelées bactériotoxines, celles par les champignons sont dénommées mycotoxines, celles produites par les plantes sont appelées phytotoxines, celles produites par les algues sont appelées phycotoxines, celles par les animaux sont dénommées toxines animales.

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 négatif) conservent en elles-mêmes la plus grande partie des composés toxiques, qui ne sont libérés que lors 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, de la Ciguatera 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 botulique, 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.

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 pour fabriquer des 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 de certaines toxines

Les toxines chez les végétaux

Les végétaux toxiques produisent des toxines via leurs métabolites secondaires, ce sont des molécules qui, à l'inverse des toxines 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 :

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[1]
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 »[2]. 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[3].

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 »[4]. Cette toxine (toxine diphtérique) pressentie par Loeffler fut isolée en 1888 par les pasteuriens Roux et Yersin, qui démontrèrent son caractère pathogène[5]. C'était l'entrée officielle de la notion de toxine dans la microbiologie.

Notes et références
  1. Lansing-M Prescott, John Harley, Donald-A Klein, Microbiologie, De Boeck, , p. 802.
  2. Pasteur et Joubert, « Étude sur la maladie charbonneuse », Comptes rendus de l'Académie des sciences, séance du , t. 84, p. 900-906, consultable sur Gallica; Œuvres complètes de Pasteur, t. 6, p. 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, p. 298-299, comme montrant que Pasteur rejeta erronément l'idée des toxines.
  3. Pasteur et Joubert, « Charbon et septicémie », Comptes rendus de l'Académie des sciences, séance du , t. 85, p. 101-105, consultable sur Gallica; Œuvres complètes de Pasteur, t. 6, p. 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, p. 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.
  4. 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.
  5. Patrick Berche, Une histoire des microbes, Paris, John Libbey Eurotext, 2007, p. 216-217.

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

Liens externes
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