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