La patuline est une mycotoxine produite entre autres par Penicillium patulinum qui infecte essentiellement les pommes lors de leur stockage.

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1. Détermination de la dose létale 50

1.1      Expérience

On étudie la toxicité de cette substance chez le rat en incorporant des doses variables de patuline dans leur alimentation.

On utilise 5 lots de 20 rats qui sont testés de la façon suivante :

Chaque rat reçoit la même quantité de patuline et l'on note les effets toxiques éventuellement apparus. On attend ensuite une période de 30 jours (on estime que toute trace de patuline a alors disparu de l'organisme des animaux) puis on double la quantité de patuline. Le test est poursuivi sur 6 mois et en cas de décès, chaque rat est remplacé de façon à ce que la population reste constante à 20 animaux par lot.

Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau ci-dessous :

 

	LOT 1	LOT 2	LOT 3	LOT 4	LOT 5
1° mois : concentration en patuline égale à 5 µg/kg.
Nombre de décès	1	0	1	0	0
2° mois : concentration en patuline égale à 10 µg/kg.
Nombre de décès	2	1	1	1	1
3° mois : concentration en patuline égale à 20 µg/kg.
Nombre de décès	5	4	3	2	4
4° mois : concentration en patuline égale à 40 µg/kg.
Nombre de décès	10	11	9	10	10
5° mois : concentration en patuline égale à 80 µg/kg.
Nombre de décès	15	18	16	15	14
6° mois : concentration en patuline égale à 160 µg/kg.
Nombre de décès	20	20	20	20	20

1.2.      Questions

1.2.1.      Définir la DL 50 et en déduire la concentration en µg/kg en patuline correspondante.

1.2.2.      Donner une estimation de la DL 100.

La patuline présente dans l'alimentation peut être considérée comme la quantité correspondante à la phase d'exposition.

1.2.3.      Nommer la phase aboutissant à une répartition homogène de patuline dans le plasma.

1.2.4.      Calculer la concentration plasmatique théorique pour un rat ayant ingéré une prise orale de 40 µg/kg, en considérant que toute la patuline se retrouve dans le plasma.

La masse plasmatique représente 3,5 % de la masse corporelle. La masse volumique du plasma est de 1,1 g/mL

1.2.5      Expliquer pourquoi la concentration plasmatique réelle sera beaucoup plus faible.

1.3      Évolution plasmatique

On étudie la diminution de la concentration plasmatique en patuline au cours du temps chez un rat survivant lors du test du 4° mois.
Les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous :

temps en heures	C(µg.kg-1)	temps en heures	C(µg.kg-1)
12	28,32	84	20,02
24	26,73	96	18,90
36	25,23	108	17,84
48	23,81	120	16,84
60	22,47	132	15,89
72	21,21	144	15,00

1.3.1.      Déterminer la concentration en patuline ayant provoqué les effets toxiques initiaux.

1.3.2.      Calculer la constante d'excrétion k_e.

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2.    Toxicité  à doses répétées

2.1      Étude du caractère génotoxique

D'autres études ont montré que l'administration périodique et répétée de patuline entraînait des effets mutagènes mais non tératogènes.

2.1.1      Définir les termes de "mutagènes" et de "tératogènes".

Le NOAEL  calculée chez le rat est évaluée à 3 µg/kg.

2.1.2      En déduire en le justifiant la valeur de la D.J.T chez l'homme.

2.2      Teneur en patuline du cidre

Différentes études ont montré que le cidre non pasteurisé et conservé en tonneaux atteignait régulièrement un taux en patuline de 45 µg/L.

2.2.1      En considérant une consommation de 1 L de cidre par jour pour un adulte de 70 kg, indiquer si un tel produit est propre à la consommation.

Le même produit conservé dans les mêmes conditions mais dans lequel on a ajouté du dioxyde de soufre à forte dose (300 mg/L) voit sa teneur en patuline chuter à des valeurs n'excédant pas 0,5 µg/L.Cependant le dioxyde de soufre présente une certaine toxicité et sa DJA est fixée à 0,7 mg de SO₂/kg^-1d^-1.

2.2.2      Indiquer en le justifiant s'il est possible d'obtenir un tel produit satisfaisant aux normes de consommation.

1.2.1

Dose unique capable de provoquer en 14 jours la disparition de 50 % d'une population animale.

DL 50 : 40 mg/kg

1.2.2

80 µg/kg<DL 100 ≤160 µg/kg.

1.2.3

phase toxicocinétique

1.2.4

concentration plasmatique théorique 1142,9 µg/kg.

1.2.5

Entre la phase d'exposition et la phase toxicocinétique, il y a les phénomènes d'absorption, de métabolisation , d'excrétion et de stockage.

1.3.1

r = -1

pente –0,004813833

ordonnée à l'origine 3,401189766

concentration initiale 30 µg/kg

1.3.2

constante d'excrétion k_e = 0,0048 h^-1

2.1.1

mutagènes : qui engendrent des modifications de l'ADN transmissible à la descendance cellulaire.

tératogènes susceptibles de provoquer des malformations de l'embryon et/ou du fœtus.

2.1.2

DJT = N.O.A.E.L/100  = 0,03 mg/kg  (10*10 ) sensibilité de l'espèce * différences physiologiques

2.2.1

Quantité 45/2,1 c'est à dire 21,4 fois la valeur admissible ; le produit est non conforme.

2.2.2

Un adulte en consommant 1 L de cidre absorbe 300 mg de SO₂ alors que 49 mg seulement sont tolérés pour un adulte de 70 kg. Produit non conforme.