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L’effet du changement climatique sur l’écologie microbienne et la salubrité
alimentaire
Lee-Ann Jaykus, Ph.D.
Professeur et ancienne directrice de l’IAFP
Changement climatique: fait ou fiction?
Le « changement climatique » se définit comme étant une variation de la distribution statistique des conditions météorologiques sur une période de temps se situant entre des dizaines et des millions d’années.
L’expression populaire réfère aux changements dans le climat moderne, parfois qualifiés d’anthropogènes ou plus généralement de « réchauffement planétaire ».
En 2007, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) a conclu que le réchauffement climatique est une réalité, puisque : Les changements observés au cours du dernier demi-siècle ne
correspondent pas à une variabilité naturelle et Le modèle de changement est conforme à l’impact de l’activité
humaine
Quelles sont les activités anthropogènes majeures ?
Concentrations accrues de gaz à effet de serre
Changements globaux au territoire
Développement
Déforestation
Concentrations accrues d’aérosols atmosphériques
Les preuves
Niv
eau d
e la m
er
(mm
)
Gaz carbonique atmosphérique
mesuré à Mauna Loa, Harr all
Épaisseur moyenne des glaciers,
changement (cm/an)
Épaisseur moyenne cumulative,
changement (m)
Année
Manifestations et prédictions Changement de température
Augmentation prévue de 1,8 - 4o C pour le prochain siècle
Variations météorologiques associées De nature régionale Humidité et pluies plus abondantes Davantage de zones arides Changements associés des courants marins/temp. (ENSO)
Manifestations Événements météo catastrophiques
• Inondations • Sécheresses • Ouragans
Changements dans la dynamique des populations Changements dans la production agricole Eutrophisation (excès de nutriments)
Les liens entre le changement climatique et la salubrité alimentaire
Prémisse 1 : L’eau est intimement liée à la salubrité et sécurité alimentaires et les deux sont inséparables
Prémisse 2: Les principales manifestations des changements climatiques sont les variations de température et un surplus de nutriments, lesquels ont un impact sur l’approvisionnement et l’innocuité des aliments de la terre et l’approvisionnement en eau
Prémisse 3: Il en résulte des changements dans l’écologie, les personnes, les animaux, les organismes nuisibles et les microbes
Prémisse 4: Ces changements dans l’écologie ont des conséquences inattendues sous forme de risques pour la santé humaine
Changements anticipés en matière d’innocuité alimentaire
Eau Disponibilité perturbée Sécheresse Inondation Événements météorologiques catastrophiques
Fréquence et distribution de contaminations d’origine alimentaire L’aspect saisonnier Distribution
Émergence de pathogènes Exemples
Bétail
Humains
Aliments
Sol Eau
Vive/aérosol
Fourrages
L’eau: le dénominateur commun
L’importance de la disponibilité de l’eau
Il est essentiel de disposer d’eau propre en abondance pour la production, la transformation et la préparation des aliments;
Sans eau, une hygiène adéquate est impossible;
Trop d’eau => risque accru de contamination fécale;
La qualité/sécurité de l’eau est mal distribuée (les pays développés sont favorisés)
Les changements climatiques exacerbent les inégalités
Distribution mondiale des risques d’inondations
Distribution mondiale des risques de sécheresses
Conséquences des événements météo catastrophiques
Perte des infrastructures
Déplacement des populations
Ouragan Katrina – rien qu’un exemple
Clin. Infect. Dis. 44:1032-1039
Fréquence et distribution de la maladie: Un phénomène saisonnier
Plusieurs maladies entériques augmentent selon la saison, vraisemblablement en lien avec les températures plus chaudes
Source : Naumova et al., 2007
L’incidence de la maladie causée par Salmonella ou Campylobacter atteint un sommet 2-14 jours après une période chaude
Pour Cryptosporidium, Giardia, et Shigella, ce sommet survient ~40 après la période chaude
L’espèce pathogène du genre Vibrio
Il s’agit d’organismes marins ubiquistes associés aux aliments et de maladies véhiculées par l’eau (V. cholerae, V. parahaemolyticus, V. vulnificus)
Maladie plus fréquente à cause de V. parahaemolyticus, dont la souche émergeante O3:K6 Éclosions aux É.-U. vers la fin des années 1990 (les états du
nord)
Emergence de la souche pandémique (O3:K6)
L’inquiétude gagne l’Europe
Des souches encore plus virulentes?
Emergence d’autres biotype 3 V. vulnificus
Source : Nair et al., 2007
Régions où une éclosion ou la présence de V. parahaemolyticus a été signalée sans
confirmation du statut pandémique de la souche
Régions ou pays où un clone pandémique de V. parahaemolyticus s’est propagé
Figure 1. La distribution mondiale de la souche O3:K6 de V. parahaemolyticus et ses variants sérologiques
Fréquence et distribution de la maladie: Géographie et température
Épidémie de choléra en Amérique Latine (début des années 1990) sans doute une extension de la 7e pandémie dans le monde occidental, reliée
Au commerce international accru
À la hausse des températures des eaux
Source : Gil et al., 2004
Cas de choléra par 100 000 personnes
Vibrio cholerae : Un exemple des interactions entre microbe, climat et
l’environnement Le choléra est endémique dans certaines zones,
augmentant en association avec la hausse de la température à la surface et le niveau de la mer
L’écologie microbienne de V. cholerae est complexe et influencée par plusieurs facteurs : Abiotique
Phytoplancton
Zooplancton
Production des toxines ?
Interaction de facteurs écologiques et la prolifération de V. cholerae :
Certains chercheurs croient que la prolifération du phytoplancton
photosynthétique augmente le pH du milieu. Ce pH plus alcalin
i) Donne un avantage compétitif à V. cholerae sur d’autres bactéries
marines et
ii) Permet à V. cholerae de s’attacher au zooplancton (surtout les
copépodes) et de se protéger ainsi des stress de sources externes.
La chute des populations de phytoplancton met plus de nutriments à la
disposition du pathogène. Ces deux facteurs contribuent à augmenter
énormément les nombres de V. cholerae, en association étroite avec
les copépodes.
Source : Lipp et al., 2002
Ingestion d’une
dose infectieuse
de V. cholerae
Transmission aux humains
Facteurs saisonniers
•Rayonnement solaire
•Température
•Précipitation
•Moussons
Facteurs
socioéconomiques,
démographiques,
hygiéniques
Variabilité climatique
•Changement climatique
•El Nino (oscillation
méridionale)
•Oscillation atlantique du
nord
Prolifération de
V. cholerae,
associée aux
copépodes
commensaux
Zooplancton: copépodes,
autres crustacées
Les algues appuient la
survie de V. cholerae et
fournissent des nutriments
pour le zooplancton
Phytoplancton et
plantes aquatiques
Conditions abiotiques favorisent
la croissance de V. cholerae
et/ou du plancton et l’expression
de la virulence
Rayonnement solaire,
Température,
salinité, pH
Fe3+
Figure 1. Modèle hiérarchique pour la transmission environnementale du choléra
La prolifération d’algues nuisibles—Autre exemple
Causée par les dinoflagellés toxiques D’habitude la conséquence d’une surcharge de la
colonne d’eau en nutriments, conjuguée à une hausse de température
Associée aux maladies du genre : L’empoisonnement Ciguatera L’empoisonnement neurotoxique aux fruits de mer L’empoisonnement paralytique aux fruits de mer, . . .
D’habitude limitée à certaines zones et saisons, mais de plus en plus répandue et fréquente
Sans doute le résultat d’une combinaison du changement climatique et la pollution
Sources : Dolah (2000) et Gilbert et al. (2005)
Distribution mondiale des floraisons d’algues nuisibles, 1970 versus 2000
Maladie zoonotique
Transmise aux humains via des réservoirs animaux
Changement climatique Augmente la susceptibilité des animaux aux maladies
Élargit la distribution et augmente l’abondance des vecteurs ou réservoirs
Prolonge les cycles de transmission des vecteurs
Affecte les pratiques élevage
Augmente l’usage vétérinaire et les résidus des produits médicaux (antibiotiques)
La maladie Chagas
Une trypanosomiase causée par le parasite intracellulaire Trypanosoma cruzi transmis par les insectes
Hausses de température Accélère de développement du
pathogène chez le vecteur Raccourcit le cycle de vie du
vecteur et Augmente la densité de la
population du vecteur
Transmission alimentaire documentée récemment en Amérique Central et du Sud (les jus)
Source : Lambert et al., 2008
Les mycotoxines
Composés très toxiques produits par des moisissures Aspergillus (aflatoxine)
Fusarium (trichothecènes)
Maïs, riz
L’humidité, les températures plus chaudes favorisent la croissance des moisissures
Les conditions nuisibles aux plantes (stress occasionnés par la sécheresse, les insectes ou vers, déficience en nutriments) favorisent la production des mycotoxines
Température, humidité et précipitation
Un exemple d’aflatoxine
Source : Cotty et Jaime-Garcia, 2007
L’infection, facilitée par le dommage physique (p. ex. attaque d’insecte) s’installe avant la récolte pendant des conditions chaudes et sèches
Prolifération de la moisissure et production de sa toxine, pendant la maturation et post-récolte (favorisées par la chaleur, l’humidité et d’autres dommages aux récoltes)
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Pourquoi le changement climatique affecte la salubrité alimentaire
Prémisse 1: La salubrité alimentaire et l’eau sont intimement liées; on ne peut pas les séparer
Prémisse 2: Le changement climatique se manifeste surtout en termes de débordements de température et de charge en nutriments des cours d’eau, ce qui affecte la sécurité de l’approvisionnement planétaire des aliments et de l’eau
Prémisse 3: Le résultat principal des augmentations de température et de charge en nutriments sont des perturbations d’ordre écologique, démographique, agricole, entomologique et microbiologique
Prémisse 4: Les changements écologiques ont des conséquences inattendues en termes de risques pour la santé humaine
Alors, on fait quoi ?
Des modèles prédictifs
Plus de recherches
Surveillance épidémiologique accrue
Contrôles, dépistage et détection
Coordination et veille
Coopération international
Et si l’on pouvait prévenir ?
Conclusions
Le changement climatique aura un impact sur la salubrité alimentaire, à cause de : Son effet sur la disponibilité de l’eau
Son effet sur la fréquence et la distribution des maladies transmises par les aliments et l’eau
L’émergence de pathogènes
Il existe apparemment déjà des exemples des effets significatifs du changement climatique sur les maladies d’origine alimentaire
Il s’agit de l’écologie
Malheureusement La tendance se poursuit
Les effets ne sont pas tous prévisibles