Le métabolisme des oiseaux Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse – Sciences du médicament (D2) Le métabolisme des oiseaux Particularités des biotransformations Anne Laure SIVIGNON Laurent VADET

Biotransformations: protection de l’organisme contre les xénobiotiques Introduction Biotransformations: protection de l’organisme contre les xénobiotiques Le schéma général des biotransformations chez les oiseaux est le même que chez les mammifères, à savoir: Xénobiotique (lipophile) Phase I = oxydoréductions, hydrolyses Produit 1 Phase II = Conjugaisons Produit 2 (hydrophile)

Introduction On constate certaines particularités propres aux oiseaux, - la concentration des enzymes de phase I (P450) et de phase II ( UDP GT, GST) - leur répartition dans l’organisme - la variabilité de réponse aux inductions. L’âge et le sexe influencent l’activité de certaines enzymes. Au sein de l’ordre des oiseaux existe une forte disparité inter et intra spécifique.

Plan de l’exposé Particularités enzymatiques propres aux oiseaux Comparaison de concentrations enzymatiques oiseaux / rat, lapin Exemples de particularités enzymatiques Variabilité de réponse à l’induction Diversité inter et intra spécifique chez les oiseaux Activités enzymatiques chez différentes espèces Répartition entre organes variable Variabilité liée au sexe, à l’âge

Particularités enzymatiques Activités d’enzymes hépatiques chez différentes espèces (Source: Thèse de doctorat vétérinaire, HUGOT, 2002) espèce P450 (nmol/mg de protéine) Glucuronyl transférase (nmol/min/g de foie) Sulfaméthazine N-acétyl transférase (nmol/min/g de foie) Caille 0,163 Non renseigné Canard 0,182 2,55 0,0038 Oie 0,286 Poulet 0,257 1,65 0,0059 Dinde 0,363 1,54 0,0056 Rat 0,535 2,61 0,0258 Lapin 6,36 0,3040

Particularités enzymatiques Aminopyrine déméthylase, anilinehydroxylase: Foie de canard << foie de rat GST oiseaux<<rat UDP GT foie autruche << rat NB: Foie comparativement plus gros chez le rat que chez les oiseaux Bilan: Activités enzymatiques plus faibles chez les oiseaux que chez les mammifères.

Particularités enzymatiques Les oiseaux comme les mammifères métabolisent les composés exogènes et endogènes principalement par l’action des cytochromes P450 hépatique et de la Glutathion S transférase. La Glutathion S Transférase semble avoir les mêmes caractéristiques chez les oiseaux que chez les mammifères (la caille présente cependant une déficience en GST).

Particularités enzymatiques Comparaison des P450 entre mammifères et oiseaux:  Familles présentes : P450 1A, 2B, 2E , 2H  P450 semblables mais rôle diffèrent en fonction du substrat.  P450 avec les mêmes fonctions et apparentées: - P450 MC du poulet == P450 1A du rat (substrat=aminopyrine, aniline) - P450 2H1 et 2H2 du poulet == P450 2B1 et (substrat= benzphétamine)  famille P4501 prédominante chez les oiseaux prédateurs

Variabilité de réponse à l’induction Induction: augmentation des activités de biotransformations suite à l’action de composés endogènes ou exogènes  P450 2E induite par l’acétone  P450 2H induite par le phénobarbitol Pour une même enzyme ayant le même rôle chez les mammifères et chez les oiseaux, il peut exister une différence d’induction :  réponse induite par l’HCB plus rapide chez la caille Japonaise que chez les mammifères).

Variations interspecifiques Les oiseaux présentent plus de disparités interspécifiques que les mammifères: Espèce Activité enzymatique Oie Poulet Dinde Canard (Aylesbury x Pekin) Canard (Khaki x Campbell) UDP GT Non détectable Faible élevé faible Sulfo conjugaison (rein)

Variations interspecifiques Au sein des oiseaux étudiés, le poulet et la dinde sont les plus proches. L’activité de la benzphetamine N-demethylase est plus importante chez l’oie et la dinde que chez les autres oiseaux étudiés. Les activités enzymatiques sont particulièrement faibles chez le canard par rapports aux autres oiseaux, ce qui en fait une espèce plus sensible aux xénobiotiques. Exemple de l’aniline hydroxylase: Oie, poulet, dinde>>canards et caille. Une étude a également démontré de grandes différences entre l’autruche et poulet.

Variations interspecifiques Comme chez les mammifères:  deux localisations des enzymes de biotransformations: le foie et le rein. Exemples: Localisation variable des enzymes - Moins d’enzymes dans les reins que dans le foie, excepté chez le Canard (Aylesbury X Pekin). - Chez l’Autruche: la GST est 10 fois plus concentrée dans le rein que chez le rat. - Conjugaison des sulfates présente surtout dans le rein. Cependant chez les oiseaux, on trouve des concentrations similaires à celles du foie dans une partie du tube digestif: le duodénum.

Variations intraspecifiques Variabilité liée au sexe: Le coq a généralement une activité enzymatique plus élevée que la poule: la concentration totale en P450 est deux à quatre fois plus élevée chez le coq. De manière générale, les mâles ont souvent une plus forte activité enzymatique.

Variations intraspecifiques Variabilité liée à l’âge: Les quantités de chaque isotype varient au sein d’une même espèce en fonction de l’âge des individus:  La P450 2C11 est 30 fois supérieure chez le mâle adulte que chez le mâle impubère.  Chez le poussin et l’oison, l’UDP GT a un activité enzymatique plus importante que le poulet adulte et l’oie.

Variations intraspecifiques Variabilité liée à l’âge:  L’activité des déméthylases et de certaines P450 augmente jusqu’à 9 semaines dans le foie des poulets puis diminue jusqu’au taux atteint à 3 semaines.  Les poulets de 9 semaines ont mois de GST que ceux de 12 semaines.  A l’inverse, l’activité de certaines hydrolase continue d’augmenter avec l’âge.

Le métabolisme des oiseaux : Conclusion Le métabolisme des oiseaux :  Même organisation générale que chez les autres animaux. Au sein de ce cadre fixe, on trouve une grande variabilité enzymatique, avec des correspondances d’enzymes entre espèces Le métabolisme diffère principalement par: Une activité plus faible des enzymes de métabolisation des xénobiotiques Une localisation atypique des enzymes dans le duodenum.

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