Cybium, International Journal of Ichthyology
Copyright © 2000 Société Française d’Ichtyologie

(1) Laboratoire de neurobiologie cellulaire et moléculaire, UPR 9040, CNRS, Bât. 32, 91198 Gif-sur-Yvette, FRANCE.
(2) Laboratoire des substances naturelles, Institut de recherche pour le développement (ex-Orstom), BP A5, 98848 Nouméa, NOUVELLE-CALÉDONIE.
(3) Unité d’océanographie médicale, Institut de recherches médicales Louis Malardé, BP 30, Papeete, Tahiti, POLYNÉSIE FRANÇAISE.

Abstract. - Ciguatera fish poisoning is a distinctive form of ichthyosarcotoxism characterised mainly by gastrointestinal and neurological disturbances. The ciguatoxins, responsible for this poisoning, are complex polyethers produced by toxic strains of the dinoflagellate Gambierdiscus toxicus. These toxins are increased to dangerous levels for man during their transmission through herbivorous and carnivorous fish, various species being contaminated. The known molecular target of ciguatoxins is the voltage-gated Na⁺ channel. During the action of these toxins, the permanent opening of channels, at the resting membrane potential, produces a continuous entry of Na⁺ ions in excitable cells causing a marked increase in membrane excitability and in cellular volume. To precise the neurocellular basis of the efficacy of some agents used in clinical and traditional treatments of ciguatera, their effects were studied on frog myelinated axons exposed to Pacific ciguatoxin-1B (CTX-1B). During the action of this toxin, the increase in axonal volume and membrane excitability was reversed by lidocaine (a local anaesthetic), by CaCl₂ and by hyperosmotic external solutions (containing D-mannitol, sucrose or tetramethy-lammonium chloride). The CTX-1B-induced hyperexcitability of the membrane was also reversed by extracts of Argusia argentea leaves or Davallia solida rhizomes, used traditionally in New-Caledonia. It is concluded that the various agents studied are able to counteract the neurocellular effects of CTX-1B in myelinated axons. These results are of particular interest since they provide a scientific basis to understand the beneficial action of therapeutic agents used in the treatment of ciguatera fish poisoning.

Résumé. - Réversibilité des effets de la ciguatoxine-1B du Pacifique sur les axones myélinisés par des agents utilisés dans le traitement de la ciguatera.

La ciguatera est une forme particulière d’ichtyosarcotoxisme principalement caractérisée par des troubles gastro-intestinaux et neurologiques. Ce sont les ciguatoxines, polyéthers complexes produits par des variétés toxiques du dinoflagellé Gambierdiscus toxicus, qui en sont responsables en se concentrant pour atteindre des doses dangereuses pour l’homme lors de leur transfert dans de nombreuses espèces de poissons herbivores et carnivores. La cible moléculaire connue des ciguatoxines est le canal Na⁺ sensible au potentiel de membrane. Durant l’action de ces toxines, l’ouverture permanente des canaux au potentiel de repos de la membrane, produit une entrée continue d’ions Na⁺ dans les cellules excitables ce qui augmente notablement l’excitabilité membranaire et le volume cellulaire. Dans le but de préciser les bases neurocellulaires de l’efficacité de certains agents utilisés dans le traitement clinique et traditionnel de la ciguatera, leurs effets ont été étudiés sur des axones myélinisés de grenouille préalablement soumis à l’action de la ciguatoxine-1B du Pacifique (CTX-1B). L’augmentation du volume axonal et de l’excitabilité de la membrane, produite par cette toxine, a été neutralisée par la lidocaïne (anesthésique local), le CaCl₂, et les milieux extracellulaires hyperosmotiques contenant du D-mannitol, du saccharose ou du chlorure de tétraméthylammonium. L’hyperexcitabilité membranaire, produite par la CTX-1B, a également été supprimée par les extraits de feuilles d’Argusia argentea ou de rhizomes de Davallia solida, utilisés dans la médecine traditionnelle en Nouvelle-Calédonie. En conclusion, les divers agents étudiés sont capables de neutraliser les effets neurocellulaires de la CTX-1B au niveau des axones myélinisés. Ces résultats sont particulièrement intéressants puisqu’ils apportent une base scientifique nécessaire à la compréhension de l’action bénéfique des agents thérapeutiques utilisés de manière encore empirique dans le traitement de l’ichtyosarcotoxisme de type ciguatera.

Key-words. - Ciguatera fish poisoning - Ciguatoxins - Na⁺ channels - Myelinated axons - Therapeutic agents - Cellular electrophysiology - Axonal volume.