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RFL - Revue francophone des laboratoires
Volume 2014, n° 460
pages 53-68 (mars 2014)
Doi : 10.1016/S1773-035X(14)72405-0
Received : 5 November 2013 ;  accepted : 14 December 2013
Les cyanobactéries et leurs toxines
Cyanobacteria and cyanotoxins
 

Cécile Bernard
 UMR7245 CNRS-MNHN Molécules de communications et adaptation des micro-organismes Muséum national d’Histoire naturelle 57, rue Cuvier 75231 Paris cedex 05 

*Correspondance.
Résumé

Une des conséquences des déséquilibres du fonctionnement des écosystèmes aquatiques est l’apparition d’efflorescences de micro-organismes photosynthétiques dont l’étendue et la fréquence sont actuellement en augmentation. Parmi ces micro-organismes, les proliférations de cyanobactéries perturbent non seulement le fonctionnement des écosystèmes aquatiques par la biomasse qu’elles génèrent mais elles présentent des risques sanitaires lorsqu’elles produisent des toxines. Les cyanobactéries sont des procaryotes qui présentent une grande diversité de formes et de tailles regroupée en trois grands types : i) unicellulaire, ii) coloniale et, iii) filamenteuse pluricellulaire. Une autre caractéristique des cyanobactéries est la diversité des métabolites qu’elles synthétisent. Parmi ces métabolites, les cyanotoxines sont particulièrement importantes, regroupées selon leurs effets toxiques en hépatotoxines, neurotoxines et dermatotoxines. Les hépatotoxines sont les toxines les plus fréquemment rencontrées dans l’environnement mais le nombre de cyanobactéries neurotoxiques est en constante augmentation. Divers mécanismes sont impliqués dans la production de toxines par les cyanobactéries allant de l’échelle moléculaire aux facteurs de contrôle à l’échelle des écosystèmes ce qui rend problématique la prédiction du niveau toxicité associé à une efflorescence de cyanobactéries. Ces mécanismes font intervenir entre autres, les variations de biomasse de cyanobactéries, la diversité génétique des populations, la diversité des variants de toxines et l’état physiologique des cellules. L’interdépendance de ces mécanismes entre eux et les facteurs environnementaux les contrôlant sont complexes. Ainsi, les niveaux de toxicité observés in situ sont très variables ce qui rend difficile la gestion du risque induit par le potentiel toxique et la toxicité des cyanobactéries. Afin de gérer au mieux les risques associés aux cyanobactéries et aux cyanotoxines, dans un contexte de fréquentations des plans d’eau par les populations humaines, des mesures de gestion sont proposées afin d’allier au mieux usages et risques des plans d’eau ou des rivières.

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Summary

One of the consequences of environmental and human perturbations on aquatic ecosystems is the increase of blooms of photosynthetic microorganisms (in freshwater and marine ecosystems), which extent and frequency are currently increasing. Among these microorganisms, cyanobacterial blooms strongly affect the aquatic ecosystems functioning by the biomass they produce and through the possible production of toxins. Cyanobacteria are microorganisms that belong to the kingdom of bacteria. They have a wide variety of shapes and sizes, grouped into three main types : i) unicellular ii) colonial and iii) filamentous multicellular. Cyanobacteria produce a large variety of molecules and metabolites including toxins. They are grouped into three main families according to their toxic effects : hepatotoxins, neurotoxins and dermatotoxins. Hepatotoxins are most frequently encountered in the environment, but the number of species producing neurotoxins is in constant increase. Various mechanisms are involved in toxin production by cyanobacteria. They involve, among others, the change in biomass of cyanobacteria, the genetic diversity of populations or species, the diversity of variants of toxins and the physiological state of cells. The interdependence of these mechanisms and the environmental factors controlling them are complex. Thus, levels of toxicity observed in situ are highly variable making it difficult to manage the risk posed by the toxic potential and toxicity of cyanobacteria. In order to better manage the risks associated with cyanobacteria and cyanotoxins in the context of human population's exposition (e.g. bathing, sealing, fishing, drinking water…), management measures are proposed to combine the best uses and risks of freshwater water ecosystems.

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Mots clés : Cyanobactéries, cyanotoxines, écologie microbienne, ressources en eau, santé des écosystèmes, santé publique

Keywords : Cyanobacteria, cyanotoxins, microbial ecology, freshwater resources, ecosystems and human health




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