La pollution atmosphérique
L’air est pollué lorsque la présence d’une substance étrangère ou une variation importante dans la proportion de ses constituants est susceptible de provoquer un effet nuisible ou de créer une gène. Les principales causes naturelles de la pollution de l’atmosphère sont: le transport éolien des particules du sol et du pollen, les incendies de forêt et les émissions volcaniques.
Le rejet intempestif de substances diverses dans l’atmosphère constitue sans aucun doute la plus évidente des dégradations de l’environnement par l’homme. Ainsi la pollution de l’air et l’éventualité d’un réchauffement climatique font partie des grands problèmes environnementaux actuels.
La pollution de l’eau
La crise de l’eau sévit, elle, déjà depuis longtemps car la contamination des eaux continentales et océaniques exerce ses méfaits de façon sans cesse accrue, depuis parfois plus d’un siècle à une échelle globale. Elle affecte aussi bien les pays industrialisés et les mers qui les entourent que bien des régions du Tiers-monde où, outre la pollution chronique des eaux continentales, la production agricole voit son expansion limitée par le manque d’eau dans celles à climat aride.
Les pollutions des eaux sont des déversements, écoulements, rejets, dépôts directs ou indirects de matières de toute nature et, plus généralement tout à fait susceptibles de provoquer ou d’accroître la dégradation des eaux, en modifiant leurs caractéristiques physiques, chimiques, biologiques ou bactériologiques, qu’il s’agisse d’eaux superficielles, souterraines ou des eaux de mer, dans la limite des eaux territoriales.
Des agents polluants, comme les plastiques, les métaux et certains pesticides, ne sont pas ou peu biodégradables : le processus d’auto-épuration est alors inopérant et ces substances s’accumulent dans l’écosystème, intoxiquant les espèces vivantes qui les ingèrent. Certaines de ces substances, de surcroît, comme les métaux lourds ou les pesticides, s’accumulent dans les organismes, se concentrant dans certains tissus ou organes à des doses parfois bien supérieures à celles mesurées dans l’eau, un phénomène appelé « bio-accumulation ». Cette accumulation, qui s’amplifie à chacun des maillons de la chaîne alimentaire, peut prendre parfois une ampleur inquiétante.
La pollution par les pesticides
Les pesticides (insecticides, raticides, fongicides, et herbicides) sont des composés chimiques dotés de propriétés toxicologiques, utilisés par les agriculteurs pour lutter contre les animaux ou les plantes jugés nuisibles aux plantations.
Malheureusement, tous les pesticides (on en dénombre aujourd’hui plus de 900 molécules de bases, associées en de nombreuses préparations ou mélanges) épandus ne remplissent pas leur emploi. Une grande partie d’entre eux est dispersée dans l’atmosphère, soit lors de leur application, soit par évaporation ou par envol à partir des plantes ou des sols sur lesquels ils ont été répandus. Disséminés par le vent et parfois loin de leur lieu d’épandage, ils retombent avec les pluies directement sur les plans d’eau et sur les sols d’où ils sont ensuite drainés jusque dans les milieux aquatiques par les eaux de pluie (ruissellement et infiltration). Les pesticides sont ainsi aujourd’hui à l’origine d’une pollution diffuse qui contamine toutes les eaux continentales : cours d’eau, eaux souterraines et zones littorales.
Westlake et Gunther en 1966 (Ramade, 2005) soulignaient que les eaux souterraines et les rivières sont dorénavant exposées en permanence au déversement des déchets industriels provenant de la fabrication des pesticides. En outre, le stockage de masses énormes de tels résidus et les pollutions accidentelles provoqueront par le jeu des infiltrations une contamination des nappes phréatiques voire des aquifères profonds.
Mécanismes d’action et propriétés physico-chimiques des pesticides utilisés
Il est de plus en plus courant aujourd’hui, de classer les insecticides organiques chimiques en 3 catégories (Regnault-Roger, 2005) :
La 1ère génération d’insecticides organiques de synthèse est antérieure à 1940. La 2ème génération est celle des molécules qui sont arrivées sur le marché au moment de la seconde guerre mondiale; les hydrocarbures poly aromatiques.
La 3ème génération est arrivée sur le marché à partir du dernier quart du vingtième siècle. Certains classent dans cette catégorie tous les composés apparus sur le marché à partir des années 70 (Firn, 2003).
Plus de 90 % des insecticides de synthèse sont des organophosphorés, des carbamates et des pyréthrinoïdes avec des sites d’action localisés dans le système nerveux. Parmi les cibles moléculaires, les trois plus importantes sont: le canal sodium “voltage-dépendant” (Csvd), l’acétylcholinestérase (AChE) et le récepteur de l’acide gamma aminobutyrique (GABAr).’
Réponse cellulaire à la toxicité des xénobiotiques
Les Biomarqueurs : Les biomarqueurs sont des variations biochimiques, physiologiques, histologiques ou morphologiques, mesurés chez des organismes exposés à des conditions de stress liés à la présence de substances chimiques dans l’environnement . C’est un changement observable et/ou mesurable au niveau moléculaire, biochimique, cellulaire, physiologique ou comportemental, qui révèle l’exposition présente ou passée d’un individu à au moins une substance chimique à caractère polluant .
L’utilisation des biomarqueurs en milieu naturel permet l’évaluation intégrée dans le temps et l’espace des polluants bio- disponibles, en termes de présence mais aussi d’effets sur les populations animales, végétales ou microbiennes.
Parmi ces bio- marqueurs, on peut citer le système glutathion qui est assuré par le glutathion lui-même en présence de plusieurs enzymes qui constituent les éléments essentiels de ce système dont la plus importante est la glutathion S-transférase (GST) qui intervient dans les réactions de conjugaison des électrophiles .
Table des matières
Chapitre I : Introduction
1. Généralités
2. Les différents types de pollution
2.1. La pollution atmosphérique
2.2. La pollution du sol
2.3. La pollution de l’eau
3. La pollution par les pesticides
3.1. L’impact des pesticides sur la biodiversité
3.2. Les effets des pesticides sur la faune et la flore
4. Mécanismes d’action et propriétés physico-chimiques des pesticides utilisés
4.1. Le Bifenazate
4.2. L’Indoxacarbe
5. Principales manifestations de la toxicité des xénobiotiques à l’échelle cellulaire
5.1. Stress chimique
5.2.Source et formation des dérivés ROS
6. Réponse cellulaire à la toxicité des xénobiotiques
6.1. Les Biomarqueurs
a/ La superfamille des glutathion peroxydases
b/ La superfamille des glutathion S-transférases
c/ La Catalase (CAT)
d/ Les superoxyde- dismutases
e/ Les peroxydases
f/ Le Glutathion
7. Rappel sur la Paramécie
7.1 Organisation générale de la paramécie
7.2 Classification
8. Problématique et Objectif du travail
Chapitre II : Matériel & Méthodes
1.Matériel biologique
2. Matériel chimique
3. Mode de traitement
4. Méthodes
4.1. Culture des paramécies
4.2. Paramètres mesurés
A. Tests de cytotoxicité
A.1. Cinétique de croissance cellulaire
A.2. Calcul du pourcentage de réponse
A.3. Détermination de la concentration inhibitrice (CI 50)
A.4. Détermination du temps de dédoublement cellulaire
A.5. Analyse statistique
B. Paramètres Biochimiques
B.1. Principe de dosage des principaux métabolites
B.2. Dosage du malondialdéhyde (MDA)
B.3. Technique de dosage du glutathion (GSH)
1. Principe de la méthode
2. Protocole expérimental
B.4 Technique de mesure de l’activité GST
1. Principe de la méthode
2. Protocole expérimental
B.5. Dosage de l’activité Ascorbate – peroxydases (APX)
B.6. Dosage de l’activité Catalase (CAT)
B.7.Analyse statistique
C. Etude polarographique
D. Evaluation du Risque
Chapitre III : Résultats et Discussion
Partie A: Le Bifenazate
1. Les tests de cytotoxicités
1.1. Effet du Bifenazate sur la croissance cellulaire
1.2. Calcul du pourcentage de réponse
1.3. Calcul de la CI 50
1.4. Détermination du temps de dédoublement cellulaire tg
2. Evolution des paramètres biochimiques
2.1. Effet du Bifenazate sur les principaux métabolites
2.1.1. Effet du Bifenazate sur le taux des protéines totales
2.1.2. Effet du Bifenazate sur la variation du taux des lipides
2.1.3. Effet du Bifenazate sur la variation du taux des glucides
2.2. Effets du Bifenazate sur l’évolution des biomarqueurs
a Effet sur le taux de MDA
b. Effet sur le taux de GSH
c. Effet du Bifenazate sur l’activité GST
d. Effet du Bifenazate sur l’activité Catalase
e. Effet du Bifenazate sur l’activité APX
3. Etude polarographique
Partie B: L’Indoxacarbe
1. Les tests de cytotoxicité
1.1. Effet de l’Indoxacarbe sur la croissance cellulaire
1.2. Calcul du pourcentage de réponse
1.3. Calcul de la CI 50
14 Détermination du temps de dédoublement
2. Evolution des paramètres biochimiques
2.1. Effet de l’Indoxacarbe sur les principaux métabolites
2.1.1. Effet de l’Indoxacarbe sur le taux des protéines totales
2.1.2. Effet de l’ Indoxacarbe sur la variation du taux des lipides
2.1.3. Effet de l’ Indoxacarbe sur la variation du tau x des glucides
2.2. Effets de l’Indoxacarbe sur l’évolution des biomarqueurs
a Effet sur le taux de MDA
b. Effet de l’Indoxacarbe sur le taux de GSH
c. Effet de l’Indoxacarbe sur l’activité GST
d. Effet de l’Indoxacarbe sur l’activité Catalase
e. Effet de l’ Indoxacarbe sur l ‘ activité APX
3. Etude polarographique
Partie C: Evaluation du risque
1. Modèle conceptuel
2. Biotest
2.1. Estimation du risque à partir du Biotest
2.2. Calcul de l’indice de risque
Chapitre VI : Discussion générale et conclusion
Perspectives
Références bibliographiques
Annexes
