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Phytoplancton et phycotoxines

Le Réseau Phytoplanctonique REPHY

Le réseau de suivi Toxicité lipophile (incluant les DSP) dans les coquillages Toxicité ASP dans les coquillages Pseudo-nitzschia Dinophysis

Le Réseau de surveillance du phytoplancton et des phycotoxines (REPHY) a été créé par l'Ifremer en 1984, suite à l'observation de nombreuses intoxications de type diarrhéique chez les consommateurs de coquillages en 1983 et 1984 sur les côtes bretonnes et normandes¹. Les objectifs du réseau REPHY sont à la fois environnementaux et sanitaires :

Suivi des peuplements phytoplanctoniques Zoom fenetre Suivi des peuplements phytoplanctoniques à partir de prélèvements d'eau - source : Ifremer / LERN
  • la connaissance de la biomasse, de l'abondance et de la composition du phytoplancton marin des eaux côtières et lagunaires, qui recouvre notamment celle de la distribution spatio-temporelle des différentes espèces phytoplanctoniques, le recensement des efflorescences exceptionnelles telles que les eaux colorées ou les développements d'espèces toxiques ou nuisibles susceptibles d'affecter l'écosystème, ainsi que du contexte hydrologique afférent ;
  • la détection et le suivi des espèces phytoplanctoniques productrices de toxines susceptibles de s'accumuler dans les produits marins de consommation ou de contribuer à d'autres formes d'exposition dangereuse pour la santé humaine, et la recherche de ces toxines dans les mollusques bivalves présents dans les zones de production ou dans les gisements naturels.

La surveillance du phytoplancton est organisée de sorte qu'elle puisse répondre aux questions relevant de ces deux problématiques environnementale ou sanitaire.

 

Aspects environnementaux

L'acquisition sur une trentaine de points de prélèvement du littoral, de séries temporelles de données comprenant la totalité des taxons phytoplanctoniques présents et identifiables dans les conditions d'observation ("flores totales"), permet d'acquérir des connaissances sur l'évolution des abondances (globales et par taxon), sur les espèces dominantes et les grandes structures de la distribution des populations phytoplanctoniques.

L'acquisition, sur plus d'une centaine de points supplémentaires, de séries de données relatives aux espèces qui prolifèrent et aux espèces toxiques pour les consommateurs ("flores indicatrices"), permet de compléter le dispositif et augmente considérablement la capacité à calculer des indicateurs pour une estimation de la qualité de l'eau du point de vue de l'élément phytoplancton, tout en permettant le suivi des espèces toxiques (cf. ci-dessous).

Les résultats des observations du phytoplancton, complétés par des mesures de chlorophylle pour une évaluation de la biomasse, permettent donc :

  • d'établir des liens avec les problèmes liés à l'eutrophisation ou à une dégradation de l'écosystème,
  • de calculer des indicateurs pour une estimation de la qualité de l'eau, d'un point de vue abondance et composition,
  • de suivre les développements d'espèces toxiques, en relation avec les concentrations en toxines dans les coquillages.

Des données hydrologiques sont acquises simultanément aux observations phytoplanctoniques : une description de cette surveillance et des paramètres mesurés est faite au chapitre "Hydrologie".

Ces données sont utilisées pour répondre aux exigences de la Directive européenne Cadre sur l'Eau (DCE) relatives à l'évaluation de la qualité des masses d'eau du point de vue de l'élément phytoplancton et des paramètres physico-chimiques associés. Elles sont également utilisées dans le cadre de la révision de la Procédure Commune de détermination de l'état d'eutrophisation des zones marines de la convention d'Oslo et de Paris (OSPAR) pour les façades Manche et Atlantique.

Aspects sanitaires

Les protocoles flores totales et flores indicatrices, décrits ci-dessus, ne seraient pas suffisants pour suivre de façon précise les développements des espèces toxiques. Ils sont donc complétés par un dispositif d'une centaine de points qui ne sont échantillonnés que pendant les épisodes toxiques, et seulement pour ces espèces (flores toxiques).

Par ailleurs, le REPHY comporte de nombreux points de prélèvements coquillages (près de 300 points), destinés à la recherche des phycotoxines. Cette surveillance concerne exclusivement les coquillages dans leur milieu naturel (parcs, gisements), et seulement pour les zones de production et de pêche, à l'exclusion des zones de pêches récréatives.

Les risques pour la santé humaine, associés au phycotoxines, sont actuellement en France liés à trois familles de toxines :

  • toxines lipophiles incluant les diarrhéiques ou DSP ( Diarrheic Shellfish Poisoning)
  • toxines amnésiantes ou ASP ( Amnesic Shellfish Poisoning)
  • toxines paralysantes ou PSP ( Paralytic Shellfish Poisoning)

La stratégie générale de surveillance des pyhcotoxines est adaptée aux caractéristiques de ces trois familles, et elle est différente selon que les coquillages sont proches de la côte et à faible profondeur, ou bien sur des gisements au large.

Pour les gisements et les élevage côtiers, la stratégie retenue pour les risques PSP et ASP est basée sur la détection dans l'eau des espèces décrites comme productrices de toxines, qui déclenche en cas de dépassement du seuil d'alerte phytoplancton la recherche des phycotoxines correspondantes dans les coquillages. Pour le risque toxines lipophiles, une surveillance systématique des coquillages est assurée dans les zones à risque et en période à risque : celles-ci sont définies à partir de données historiques sur les six années précédentes et actualisées tous les ans.

Pour les gisements au large, la stratégie est basée sur une surveillance systématique des trois familles de toxines (lipophiles, PSP, ASP), avant et pendant la période de pêche.

Les stratégies, les procédures d'échantillonnage; la mise en oeuvre de la surveillance pour tous les paramètres du REPHY, et les références aux méthodes sont décrites dans le Cahier de Procédures et de Programmation REPHY disponible sur http://envlit.ifremer.fr/envlit/documents/publications, rubrique phytoplancton et phycotoxines.

 Phycotoxines recherchées 

 Les phycotoxines lipophiles incluant les diarrhéiques (DSP ou Diarrheic Shellfish Poisoning) 

Dinophysis Zoom fenetre Dinophysis - source : Ifremer

En France, les phycotoxines diarrhéiques, dont la principale est l'acide okadaïque, sont synthétisées par plusieurs espèces de dinoflagellés dont le genre  Dinophysis   (photo ci-contre).

Les symptômes d'intoxication apparaissent au bout de 30 minutes à 12 heures après consommation des coquillages contaminés. Les toxines modifient la perméabilité des vaisseaux du tube digestif et provoquent ainsi des gastro-entérites qui se traduisent par des diarrhées, des vomissements et des douleurs abdominales. Les coquillages concernés sont surtout les moules mais toutes les espèces (palourdes, coques, amandes, huîtres, etc') peuvent être contaminées.

Selon la méthode de Yasumoto et al. modifiée (1984)  3  et selon la directive 91/492/CEE du 15 juillet 1991, le test est réalisé à partir d'un extrait de glandes digestives de coquillages, sauf pour les pectinidés pour lesquels un broyat complet de 10 individus est réalisé. Le dépistage est effectué par injection sur souris. Le test est considéré positif s'il y a mort d'au moins deux souris sur trois en moins de 24 h.

 

 Les phycotoxines amnésiantes (ASP ou Amnesic Shellfish Poisoning) 

Pseudo-nitzschia Zoom fenetre Pseudo-nitzschia - source : Ifremer

Les phycotoxines amnésiantes, dont la principale est l'acide domoïque, sont synthétisées par plusieurs espèces du genre  Pseudo-nitzschia  (photo ci-contre).

Les premiers symptômes, de type gastro-intestinal surviennent dans un délai de 2 à 24 heures après consommation des coquillages contaminés. Entre 24 et 48 heures, ce sont des symptômes neurologiques qui sont observés (maux de tête persistants, désorientation). Dans les cas les plus graves, il apparaît une perte de mémoire, des dommages cérébraux et parfois des convulsions et un coma pouvant conduire à la mort  4 . Tous les coquillages sont potentiellement concernés, moules, coques, palourdes, couteaux, huîtres et même les coquilles Saint-Jacques comme ce fut le cas en Manche, en rade de Brest et dans le sud Bretagne en 2004/2005.

Pour les ASP, l'analyse correspond à un dosage chimique par HPLC/UV à partir d'un broyat de coquillages selon la méthode de Quilliam et al. (1995)  5 . Le test est considéré positif si la concentration en acide domoïque est supérieure à 20 µg par gramme de chair.

 Les phycotoxines paralysantes (PSP ou Paralytic Shellfish Poisoning) 

Alexandrium Zoom fenetre Alexandrium - source : Ifremer

Les toxines responsables des intoxications paralysantes forment une famille d'une vingtaine de molécules chimiquement proches, dont la toxine de base est la saxitoxine. Elles sont synthétisées par plusieurs espèces du genre  Alexandrium   (photo ci-contre).

Les symptômes d'intoxication chez le consommateur apparaissent entre 5 et 30 minutes après ingestion des bivalves contaminés. Il se traduisent par des troubles de la sensibilité au niveau buccal, des engourdissements des lèvres s'étendant au visage, aux bras et aux jambes, des maux de tête, des nausées et des vertiges. Dans les cas les plus graves, il y a un risque de décès par paralysie des muscles respiratoires. Tous les coquillages peuvent être vecteurs des toxines PSP.

Le test est réalisé par des injections sur des souris effectuées à partir d'un broyat de coquillages selon la méthode normalisée AOAC (Association of Official Analytical Chemist) référencée 959-08 (AOAC, 1995). La toxicité est exprimée en µg d'équivalent-toxine pour 100 g de chair. Le test est considéré positif si la teneur en PSP en équivalent-saxitoxine est supérieure à 80 µg pour 100 g de chair.

Si un test de toxicité se révèle positif, les résultats sont transmis à l'administration qui prend les décisions adéquates, i.e., si nécessaire, des arrêtés préfectoraux pour interdire la pêche, le ramassage et la vente des coquillages devenus impropres à la consommation, se charge d'informer des conchyliculteurs et pêcheurs professionnels concernés ainsi que le public (médias, affichage, etc').

 

Sources : 
1  Ifremer Environnement - Phytoplancton et Phycotoxines 
2  Laboratoire Environnement Ressources de Normandie 
3  YASUMOTO T., MURATA M., OSHIMA Y., MATSUMOTO G.K. & CLARDY J., 1984, Diarrhetic Shellfish Poisoning, In Sea Food Toxins, Ragelis E.P. (ed), ACS symposium series, 262, 208-214.
4  OLNEY J.W., 1994, Excitotoxins in foods, Neurotoxicology, 15, 535-544.
5  QUILLIAM M.A., XIE M. & HARDSTAFF W.R., 1995, Rapid extraction and clean up for liquid chromatographic determination of domoïc acid in unsalted seafood, J. AOAC Int, 78, 543-554.
 

Eau Seine Normandie / Conseil général du Calvados / Conseil général de la Manche / Région Basse-Normandie
Les points REPHY - eau en 2009 Zoom page

Les points REPHY - eau en 2009

Les points REPHY - coquillages en 2009 Zoom page

Les points REPHY - coquillages en 2009

Les points REPHY au large en 2009 Zoom page

Les points REPHY au large en 2009

 

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