Clostridium botulinum

La bactérie Clostridium botulinum est un bacille à Gram positif, anaérobie, du genre Clostridium, responsable du botulisme. Clostridium botulinum est une bactérie productrice de spores, qui représentent la forme de résistance de la bactérie. Cette spore peut résister à de faibles traitements thermiques (ex : pasteurisation) et germer (c'est-à-dire donner une cellule métaboliquement active), ce qui peut poser des problèmes en sécurité alimentaire.

Clostridium botulinum

Photographie au microscope de
bactéries Clostridium botulinum
(corps végétatifs, endospores et spores)

Classification
Règne	Bacteria
Division	Firmicutes
Classe	Clostridia
Ordre	Clostridiales
Famille	Clostridiaceae
Genre	Clostridium

Nom binominal

Clostridium botulinum
(van Ermengem, 1896) Bergey et al., 1923

C. botulinum sécrète une des toxines les plus puissantes du monde vivant[1]. Absorbée par ingestion, cette toxine passe dans le sang et agit en bloquant la transmission neuromusculaire : elle inhibe les neurones moteurs de la contraction musculaire : la toxine provoque une paralysie généralisée flasque (contrairement à la toxine tétanique, qui inhibe les neurones inhibiteurs de la contraction musculaire, induisant ainsi une paralysie généralisée spastique). La toxine est thermolabile et une simple cuisson à ébullition suffit à prévenir les risques.

Cette même toxine botulique (ou botulinique) en injection localisée permet de réduire les rides de façon transitoire (deux à trois mois) par paralysie des muscles responsables de ces rides. Botox est le plus connu des noms sous laquelle elle est commercialisée.

Écologie et rôle pathogène

Assez répandu dans la terre et dans les sédiments aquatiques, parfois présent dans l'intestin de certains animaux (porc : type B, volailles : type D, poissons : type E), Clostridium botulinum est un organisme saprophyte[2], qui peut toutefois provoquer une maladie grave par la toxine qu'il élabore.

Cette toxine se retrouve dans un aliment contaminé et conservé dans des conditions (anaérobiose, température, pH) permettant à C. botulinum de s'y multiplier. C'est donc essentiellement une intoxication alimentaire grave mais rare[3].

Épidémiologie

Trois particularités sont importantes en fonction de l'épidémiologie du botulisme :

la bactérie ne peut survivre dans un milieu ayant un pH inférieur à 4,6 (c'est pourquoi les aliments acides nécessitent seulement une pasteurisation)
la résistance de la spore à la température : elle résiste des heures à 100 °C ; il faut au moins 10 minutes à 120 °C pour la tuer,
la toxine résiste à l'acidité gastrique mais est relativement thermolabile (détruite vers 80 à 90 °C) : il en résulte que si un aliment suspect est chauffé à ébullition juste avant d'être consommé, tout danger disparaît.

Les conserves artisanales ou familiales peuvent être dangereuses, lorsqu'elles sont mal préparées (défaut d'hygiène et de stérilisation). Ce sont les causes les plus fréquentes de botulisme.

Les conserves préparées industriellement sont généralement sans danger, l'expérience ayant appris à maitriser les temps de chauffage et les températures nécessaires à éliminer les spores. Ce sont des causes plus rares.

Propriétés bactériologiques

Morphologie

Similaire à celle de la plupart des clostridies : bacille Gram-positif, mobile, de 4 à 8 μm sur 0,75 à 1,00 μm ; producteur d'endospores (spores ovalaires subterminales).

Culture

C. botulinum est un bacille anaérobie strict. Mis en culture, il se présente en colonies chevelues très protéolytiques et glucidolytiques, avec dégagement de gaz à odeur de beurre rance. Le dégagement de gaz doit attirer l'attention sur les boîtes de conserve bombées, bien que d'autres germes puissent en être la cause.

La production de gaz est liée à la décomposition anaérobie des protéines. Les bactéries fermentent des acides aminés pour obtenir de l'ATP (adénosine triphosphate, source d'énergie) en oxydant un acidé aminé et en utilisant un autre comme accepteur d'électrons. Le processus est appelé réaction de Stickland. Cette réaction donne de l'ammoniac, du sulfure d'hydrogène, des acides gras et des amines, responsables de l'odeur désagréable de putréfaction[4].

Toxine

Article détaillé : Toxine botulique.

C'est une toxine de nature protéique, qui agit en bloquant l'acétylcholine au niveau de la jonction neuromusculaire, provoquant ainsi des paralysies flasques.

Après une incubation de 12 à 48 h, des symptômes digestifs discrets (parfois quelques vomissements, constipation habituelle) apparaissent, la paralysie se manifeste d'abord par des troubles de l'accommodation et de la déglutition (muscles oculomoteurs et muscles pharyngés), pour s'étendre ensuite aux muscles respiratoires.

La toxine botulique est une des toxines les plus actives : la dose mortelle par inhalation est d'environ 1 μg pour un homme de 80 kg[N 1].

Méthodes de diagnostic

Article détaillé : Botulisme.

La toxine peut être recherchée et typée dans le sang et/ou les selles, avec test d'inoculation à la souris.

La bactérie est recherchée par culture d’enrichissement à partir de selles, avec caractérisation de la toxine produite et caractérisation génétique (PCR).

Bactérie et toxine sont aussi recherchées dans les aliments suspects.

Prophylaxie

Le chauffage avant consommation détruit la toxine.

La technique de mise en conserve nécessite :

soit une chaleur de 120 °C pendant au moins 10 minutes,
soit une concentration de chlorure de sodium (NaCl) d'au moins 15 %,
soit une concentration en acide acétique (vinaigre) d'au moins 2 %.

Avant la mise en conserve, les fruits et légumes doivent être débarrassés de toute terre par un lavage soigneux.

Les porcs doivent être abattus à jeun, pour éviter la période de bactériémie digestive, toutes précautions étant prises pour ne pas souiller la viande avec le contenu intestinal (ces précautions sont valables aussi pour la prophylaxie des salmonelloses).

Traitement