J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Dernière mise à jour le 05 avril 2000
DENITOBACTERIUM DETOXIFICANS
La nomenclature de Denitrobacterium detoxificans a été validement publiée en mars 2000 pour une bactérie présente dans le rumen des bovins et des ovins. Ce germe est dépourvu de pouvoir pathogène mais, il présente un intérêt en biologie vétérinaire car il est capable de détoxication vis-à-vis de composés toxiques présents chez certaines plantes. Denitrobacterium detoxificans ne sera isolé et identifié que par des laboratoires spécialisés dans l'étude de la flore du rumen et nous en donnerons donc une description simplifiée.
Plus de 450 espèces de plantes notamment, les espèces du genre Astragalus*, synthétisent du 3-nitro-1-propyl-bêta-D-glucopyranoside, appelé aussi miserotoxine car il est particulièrement abondant chez Astragalus miser. Après ingestion par les ruminants, la miserotoxine est hydrolysée en glucose et 3-nitropropanol qui est rapidement absorbé au niveau des pré-estomacs. Dans le sang, le 3-nitropropanol est converti, par une déshydrogénase hépatique, en acide 3-nitropropionique qui est un inhibiteur compétitif de la succinate déshydrogénase**.
Outre les plantes du genre Astragalus, la miserotoxine est également synthétisée par des Coronilla sp., des Indigofera sp. et des Lotus sp. Plusieurs milliers de cas d'intoxication sont observés, chaque année, chez les bovins et les ovins élevés en Amérique de Nord (Canada, Etats-Unis) et au Mexique, pays dans lesquels on trouve les espèces végétales renfermant les plus grandes quantités de miserotoxine : Astragalus miser var. serotinus (également appelé Astragalus emoryanus var. emoryanus ou "Emory milkvetch" ou vesce laiteuse) et Astragalus emoryanus var. terlinguensis. En France et en Europe, plusieurs espèces d'astragales sont présentes mais ni Astragalus miser ni Astragalus emoryanus ce qui expliquerait que les cas d'intoxication à la miserotoxine soient rares ou absents.
Lors d'intoxications aiguës, les animaux sont très affaiblis, ils présentent une intense détresse respiratoire, un jetage mousseux, des troubles de l'équilibre, des déformations du boulet et ils peuvent mourir de collapsus cardiaque et respiratoire. Lors de ces formes cliniques, la concentration en methémoglobine est très élevée et peut représenter 20 p. cent de l'hémoglobine totale.
Lors d'intoxication chronique, la concentration en methémoglobine atteint 4 à 7 p. cent, les animaux sont affaiblis, ils présentent souvent de la diarrhée, des troubles de la locomotion et, après un effort physique (telle qu'une brève course), ils chutent au sol.
Expérimentalement, les moutons se révèlent plus résistants que les bovins. Ces derniers, nourris avec 1,3 g de vesce laiteuse séchée par jour et par kg de poids, présentent des signes cliniques en 10 à 12 jours et une dose journalière de 2,2 g/kg provoque l'apparition de signes cliniques en 3 à 4 jours. Les poulets sont également sensibles à l'intoxication et des oiseaux nourris avec un aliment contenant de la vesce laiteuse présentent un abattement, des troubles de la locomotion, les plumes sont ébouriffées et, selon la dose ingérée, ils meurent en 3 à 8 heures ou guérissent en 24 heures.
Les ruminants nourris avec de faibles quantités de plantes toxiques ou recevant une alimentation supplémentée en nitroéthane (un analogue moins toxique du 3-nitropropanol) sont capables de tolérer l'absorption de miserotoxine. Cette tolérance résulte de la stimulation de la croissance de certaines bactéries du rumen capables d'utiliser et de métaboliser le 3-nitropropanol.
En 1996, Anderson et al. décrivent un protocole permettant, in vitro, de stimuler la croissance des bactéries responsables de la détoxication de la miserotoxine et ils isolent une souche bactérienne, la souche NPOH1, capable de réduire le 3-nitropropanol en aminopropanol. Ultérieurement, trois autres souches ont été isolées aux Etats-Unis par Anderson et al. et, au Canada, par l'équipe de Majak.
Les quatre souches étudiées ont un G + C p. cent de 58 ± 2 et les séquences de leurs ARNr 16S présentent plus de 99 p. cent d'homologie. La comparaison de la séquence de l'ARNr 16S de la souche NPOH1 (qui sera désignée comme la souche type de l'espèce Denitrobacterium detoxificans) avec les séquences des ARNr 16S disponibles dans la banque de données GenBank révèle une parenté phylogénétique avec la souche DSM 1435 de Coriobacterium glomerans (86 p. cent d'homologie).
Les caractères phénotypiques sont différents des caractères phénotypiques de Coriobacterium glomerans et ils permettent d'identifier les quatre souches ce qui conduit Anderson et al. (2000) à valider la nomenclature de Denitrobacterium detoxificans.
En raison de la valeur élevée du G + C p. cent et de la séquence de l'ARNr 16S, Denitrobacterium detoxificans est placé dans la famille des Coriobacteriaceae, ordre des Coriobacteriales, sous-classe des Coriobacteridae, classe des ¤ Actinobacteria (voir aussi le fichier ¤ "Classification : Taxons inclus dans les groupes taxonomiques d'un rang hiérarchique supérieur au genre").
Les souches de Denitrobacterium detoxificans sont constituées de bacilles à Gram positif, immobiles, non sporulés, de 0,5 à 1,0 µm de diamètre sur 1,0 à 1,5 µm de longueur, présentant parfois des extrémités renflées, chimio-organotrophes, anaérobies strictes, nécessitant pour leur croissance des accepteurs d'électrons (nitrate, 3-nitropropanol, 2-nitropropanol, 3-nitropropionate, nitroéthanol, nitroéthane, 1-nitropropane, 2-nitrobutane, oxyde de triméthylamine, diméthylsulfoxide), non indologènes, ne produisant pas d'hydrogène sulfuré et n'hydrolysant pas la gélatine.
La croissance nécessite des milieux contenant du jus de rumen clarifié, une peptone et un accepteur d'électrons (Cf. supra).
Orientation bibliographique
ANDERSON (R.C.), RASMUSSEN (M.A.) et ALLISON (M.J.) : Metabolism of the plant toxins nitropropionic acid and nitropropanol by ruminal microorganisms. Appl. Environ. Microbiol., 1993, 59, 3056-3061.
ANDERSON (R.C.), RASMUSSEN (M.A.) et ALLISON (M.J.) : Enrichment and isolation of a nitropropanol-metabolizing bacterium from the Rumen. Appl. Environ. Microbiol., 1996, 62, 3885-3886.
ANDERSON (R.C.), RASMUSSEN (M.A.), JENSEN (N.S.) et ALLISON (M.J.) : Denitrobacterium detoxificans gen. nov., sp. nov., a ruminal bacterium that respires on nitrocompounds. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2000, 50, 633–638.
MAKAK (W.), CHENG (K.J.) et HALL (J.W.) : Enhanced degradation of 3-nitropropanol by ruminal microorganisms. J. Anim. Sci., 1986, 62, 1072-1080.
WILLIAMS (M.C.), JAMES (L.F.) et BOND (B.O.) : Emory milkvetch (Astragalus emoryanus var emoryanus) poisoning in chicks, sheep, and cattle. Am. J. Vet. Res., 1979, 40, 403-406.
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* : Les Astragalus sp. ou astragales
D'après : BLAMEY (M.) et GREY-WILSON (C.) : La flore d'Europe occidentale. Arthaud, Paris, 1991.
Les astragales sont des plantes herbacées ou de petits arbustes à feuilles pennées (avec un foliole à l'extrémité), aux fleurs groupées en racèmes ou en grappes latérales, présentant un calice à 5 dents de forme tubulaire ou en cloche, pouvant produire des gousses. Plus de 2000 espèces d'astragales ont été décrites dans tout l'hémisphère Nord. En France, certaines espèces (comme Astragalus baionensis) ont une distribution géographique très étroite et sont des espèces protégées alors que d'autres (comme Astragalus glycyphyllos ou astragale à feuilles de réglisse) sont assez communes.
** : La succinate déshydrogénase est une enzyme du cycle de Krebs oxydant le succinate en fumarate avec production d'une molécule de FADH2.