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Mécanismes de prise en charge et toxicité de l'argent chez une algue verte en relation avec la spéciation chimique.

Fortin, Claude (2000). Mécanismes de prise en charge et toxicité de l'argent chez une algue verte en relation avec la spéciation chimique. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 179 p.

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Résumé

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Une grande partie des observations de prise en charge, de bioaccumulation et de toxicité des métaux chez les organismes aquatiques peuvent être expliquées par le modèle de l'ion libre (MIL). Il existe toutefois des exceptions à ce modèle dont la plupart impliquent soit des complexes du métal avec des ligands assimilables (le métal est alors transporté accidentellement), soit des complexes lipophiles qui peuvent diffuser de façon passive à travers les membranes biologiques. Les objectifs de cette recherche consistaient à (i) déterminer si la prise en charge de l'argent à court terme (< 1 h) peut être accentuée par la présence de chlorure ou de thiosulfate (non-respect du MIL) et (ii) identifier le ou les mécanismes responsables de ce comportement. Pour ce faire, une algue verte unicellulaire, Chlamydomonas reinhardtii, a été choisie comme organisme cible et un radio-isotope de l'argent (100mAg) a été utilisé comme traceur. Les cellules étaient exposées dans des milieux inorganiques simples et l'accumulation de métal intracellulaire était mesurée en la distinguant de la fraction adsorbée à la surface. Après avoir caractérisé les taux de prise en charge de l'argent en absence de ligands, les concentrations d'argent et de chlorure ainsi que, par la suite, celles d'argent et de thiosulfate ont été augmentées conjointement de façon à conserver la concentration d'argent libre (Ag+) constante. Dans de tels cas, le MIL prédit une prise en charge constante du métal, c'est-à-dire que la réponse biologique serait insensible à l'augmentation des concentrations des espèces AgClnn-1 ou Ag(S203)nn-2 en solution. Contrairement à cette prédiction, le taux de prise en charge observé était quatre fois plus élevé lorsque la concentration de chlorure passait de 0 à 4 mM pour une force ionique et une concentration de Ag+ constantes (respectivement 6 meq .L-1 et 9 nM) alors qu'en présence de thiosulfate (0,11 µM), cet écart augmentait jusqu'à 20 fois la prise en charge observée en absence de ligands. Deux mécanismes distincts peuvent expliquer les observations de stimulations de prise en charge de l'argent. Les taux de prise en charge de l'Ag observés chez C. reinhardtii sont plus élevés que ceux observés pour le Mn et le Cd, et ce d'environ trois ordres de grandeur. Les taux de transport transmembranaire sont si élevés que cette étape n'est plus limitante dans le processus de prise en charge, tel que prescrit par le MIL. Ainsi, la diffusion de l'Ag (sous toutes ses formes) à travers la couche non-mélangée qui sépare l'algue du milieu externe devient limitante. La vitesse de dissociation des complexes étant plus rapide que celle de diffusion des ions à travers cette zone non-mélangée ainsi que celle de prise en charge, l'accumulation devient proportionnelle aux concentrations des espèces d'Ag présentes à l'interface eau - algue. Ce n'est que lorsque le flux diffusif devient suffisamment élevé ([Ag] > 10-7 M) que le transport transmembranaire redevient limitant dans la prise en charge de l'argent et que la complexation par le chlorure diminue l'accumulation de l'argent. De plus, dans nos conditions d'exposition, la diffusion passive du complexe neutre AgCl° n'a pu être évoquée pour expliquer l'augmentation de prise en charge en présence de chlorure. Dans le cas du thiosulfate, toutefois, un mécanisme de transport perméable au complexe AgS20 3- a pu être identifié. Ce système de transport est sensible à la concentration environnante de SO42- qui agit comme inhibiteur compétitif au transport de S2O32- et de AgS2O 3-. Finalement, il a été démontré que le thiosulfate peut contribuer à augmenter la toxicité de l'Ag.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Campbell, Peter G.C.
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: ligands inorganiques; chlorure; thiosulfate
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 20 août 2012 19:00
Dernière modification: 18 nov. 2015 16:15
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/319

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