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Accumulation et répartition subcellulaire des métaux (CD, CU, ZN, NI) chez deux organismes aquatiques exposés à un gradient métallique en milieu naturel: liens avec le stress oxydant.

Giguère, Anik (2003). Accumulation et répartition subcellulaire des métaux (CD, CU, ZN, NI) chez deux organismes aquatiques exposés à un gradient métallique en milieu naturel: liens avec le stress oxydant. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 282 p.

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Résumé

Ce projet visait à améliorer notre compréhension des liens entre les métaux totaux accumulés par un organisme ou un organe entier et les effets de cette accumulation sur la santé des organismes. Puisque les métaux peuvent se lier à de multiples ligands à l'intérieur des cellules, ils exerceront divers effets physiologiques selon le ligand auquel ils sont associés. D'une part, plusieurs systèmes subcellulaires ont évolué pour l'accumulation, la régulation et l'immobilisation des métaux, tels les métallothionéines, granules, lysosomes ou vésicules entourées d'une membrane. D'autre part, les métaux peuvent exercer un effet toxique en se liant à des molécules ou organites cibles physiologiquement importantes. De telles cibles incluent des molécules cytosoliques, tel le glutathion, les métalloenzymes et les acides nucléiques. Les métaux peuvent aussi catalyser la peroxydation des membranes lipidiques, porter atteinte aux organites et déstabiliser les membranes lysosomales. Des travaux antérieurs sur les bivalves d'eau douce menés au sein de notre équipe, de même que les travaux réalisés dans d'autres laboratoires, ont suggéré que l'examen de la distribution des métaux dans les différents compartiments subcellulaires chez des animaux exposés pourrait constituer une manière de déterminer si l'organisme a réussi à détoxiquer ou non les métaux accumulés. L'accumulation excessive de métaux, au-delà des capacités liguantes de la métallothionéine et/ou des granules disponibles, devrait résulter en leur liaison avec les ligands cellulaires considérés comme sensibles aux métaux. Selon cette hypothèse, les effets des métaux sur la santé d'un organisme ne s'observeront qu'après le débordement des mécanismes de détoxication, lorsque les métaux se lieront à des constituants cellulaires sensibles aux métaux. Ce projet de doctorat comportait deux 0 bjectifs principaux. Le premier objectif était de déterminer s'il y avait une perturbation de la répartition subcellulaire du métal chez deux organismes sentinelles, soient un bivalve d'eau douce (Pyganodon grandis) et la perchaude juvénile (Perca flavescens), exposés en milieu naturel à un gradient métallique. Le deuxième objectif était de démontrer la valeur diagnostique de cette perturbation comme biomarqueur précoce d'effets. Pour atteindre ces objectifs, nous avons mesuré l'exposition aux métaux, leur accumulation dans un organe cible entier, leur répartition subcellulaire dans cet organe et finalement certains de leurs effets toxiques, incluant des biomarqueurs de stress 0xydant, et ce chez les deux espèces récoltées dans des lacs situés au sein de régions minières. Nous avons trouvé que le bivalve et la perchaude exposés de façon chronique aux métaux dans l'environnement accumulaient les métaux en proportions stables dans toutes les fractions subcellulaires, et ce pour tous les niveaux d'exposition métallique. En conséquence, les effets toxiques mesurés se sont manifestés de manière graduelle, à partir de faibles concentrations de métaux accumulés. Ces résultats invalident notre hypothèse initiale quant à l'utilité des concentrations métalliques mesurées dans les fractions subcellulaires sensibles aux métaux pour prédire la toxicité. En effet, les concentrations mesurées dans l'organe entier ont permis une aussi bonne prédiction d'effets toxiques que celles mesurées dans les fractions dites "sensibles aux métaux". Ces résultats contrastent de façon marquée avec les résultats d'expériences d'exposition aiguë, ce qui nous amène à questionner le réalisme de plusieurs expériences de transplantation et d'exposition en laboratoire pour lesquelles 1a durée d'exposition est inférieure au temps nécessaire pour que les concentrations accumulées atteignent l'état stationnaire.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Campbell, Peter G.C.
Co-directeurs de mémoire/thèse: Hare, Landis
Mots-clés libres: organismes aquatiques; cadmium, cuivre; zinc; nickel; eau douce; métaux; bioaccumulation; perchaude; Pyganodom grandis; Perca flavescens
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 07 oct. 2013 19:07
Dernière modification: 18 nov. 2015 20:50
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1558

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