Soutenance mémoire
La santé humaine est étroitement liée à la qualité de l’environnement. L’atmosphère des villes, en particulier, est chargée d’aéroallergènes d’origine diverses et de polluants dû aux activités urbaines et industrielles croissantes dans les agglomérations. L’allergie est une réaction de défense de l’organisme vis-à-vis d’éléments étrangers appelés allergènes. Depuis deux décennies, la fréquence des allergies a augmenté et selon l’OMS, l’allergie est au 4ème rang mondial des grandes maladies (SAHIN, 2005). Par ailleurs, la pollinose ou allergie aux pollens, affecte aujourd’hui au moins 10 à 30% de la population du globe (BOUSQUET, 1996). Dans les pays développés, elle devient de plus en plus préoccupante en matière de santé publique (CALLEJA et FARRERA, 2005). La pollinose survient lors de la période de floraison des plantes à pollens allergisants. Soumis à différentes conditions écologiques (pollution atmosphérique, pression osmotique), les pollens, au contact d’une surface humide, libèrent les allergènes qui sont des glycoprotéines provoquant des réactions immunologiques chez les patients allergiques. La pollinose se manifeste sous plusieurs formes comme la rhinite allergique, la conjonctivite, l’asthme allergique et/ou autres manifestations.
La connaissance de la période de floraison des plantes est d’une grande utilité à l’identification des plantes productrices de pollens allergisants. Néanmoins, elle est insuffisante pour déterminer le début et la fin des périodes d’émissions polliniques d’une région donnée. L’utilisation de capteurs polliniques performants permet d’établir les calendriers polliniques, qui mettent en évidence la période maximale d’émission pollinique d’une région.
CONTEXTE GENERAL ET PRESENTATION DE LA REGION D’ETUDE DE LA REGION D’ETUDE
LE POLLEN
Le grain de pollen est le gamétophyte mâle des végétaux supérieurs (RENAULT et PETZOLD, 1992). Il est formé par le cytoplasme, constitué généralement de deux cellules non cloisonnées, comportant deux noyaux haploïdes dont l’un plus gros est le noyau végétatif et l’autre le noyau génératif ou reproducteur. L’ensemble est entouré de deux parois formant le sporoderme :
• La paroi interne ou intine constituée de polysaccharides est peu résistante et non fossilisable.
• La paroi externe ou exine est constituée en majorité de sporopollénine. Elle est très résistante (fossilisable) et n’est détruite que par oxydation.
La durée de viabilité d’un grain de pollen varie en fonction des conditions externes telles que l’humidité, le taux de déshydratation du cytoplasme, les rayonnements UV, du taux et de la virulence des microorganismes présents dans le milieu de dépôt. Cette durée varie aussi selon les taxons, elle est de un jour chez les POACEAE et de quelques mois pour les ROSACEAE. En effet, la durée de vie moyenne du pollen est d’une semaine (GAUTHIER et RICHARD, 1999).
Les grains de pollens proviennent de la division cellulaire (méiose) des cellules contenues dans les anthères des étamines. Après plusieurs mitoses, les cellules différenciées donnent des cellules mères diploïdes. La division de la cellule mère, suivie de la méiose donne naissance à quatre microspores haploïdes qui constituent une tétrade. Ces microspores, futurs grains de pollen sont disséminées dans l’atmosphère sous formes groupées ou isolées, selon leur mode de séparation après la division cellulaire.
Dispersion des pollens
La dispersion du pollen permet de comprendre le mode de transport des pollens des anthères vers le pistil de la fleur en vue d’une fécondation mais aussi de la fleur vers les voies respiratoires de l’homme. Lorsque la dispersion fait intervenir les insectes, la plante est entomophile. Si le pollen est véhiculé par l’eau, la plante est hydrophile. Les plantes dont les pollens sont transportés par le vent sont dites anémophiles. Par rapport aux pollens des plantes entomophiles, ceux des plantes anémophiles sont secs, fins et pulvérulents (LAAIDI et al, 1997).
Morphologie des pollens
Les pollens disséminés dans l’atmosphère sont morphologiquement variables selon les taxons. La reconnaissance des pollens est fondée sur quatre critères morphologiques (PUNT et al, 1994), la symétrie et la forme, les apertures et les caractéristiques de l’exine.
– Du point de vue forme, le pollen, de couleur jaune exceptionnellement rouge ou noir, est généralement sphérique ou ovoïde,
• Il peut être classé en monade ou grain isolé, si la séparation se fait tout de suite après la division cellulaire et en polyades ou grains groupés, si les grains restent groupés en quatre (tétrade) ou plus (polyades).
• Il peut aussi être défini à partir de la longueur de l’axe équatorial (E) et de l’axe polaire (P). Si E = P le pollen est équiaxe, si E < P le pollen est longiaxe et si E > P le pollen est bréviaxe .
– Les apertures sont des zones de moindre résistance dues à l’amincissement ou à la disparition de l’exine et permettent généralement l’émission du tube pollinique (ERDTMAN, 1952). Il existe trois types d’apertures :
• Les apertures sous forme de sillon allongé ou colpus, pour le pollen colpé.
• Les apertures arrondies ou isodiamétriques (pore), pour le pollen poré.
• Les apertures formées par la superposition d’un sillon (ectoaperture) et d’un pore (endoaperture) ou aperture complexe (GUINET, 1962), pour le pollen colporé.
Les pollens sans aperture sont des pollens inaperturés.
– La structure et l’ornementation de l’exine peuvent être utilisées dans la détermination de la plante (à l’origine du pollen). Les observations détaillées de ces ornementations se font à l’aide de microscope électronique à balayage (MEB). L’exine, constituée en majorité de sporopollénine, se divise en deux couches, l’endexine contenant la sole et l’ectexine. Cette dernière se divise encore en deux couches, la sexine et la nexine. L’ornementation peut être clavée, gemmulée, foveolée, verruqueuse, scabre, lisse, échinulée, striée, fossulée, rugulée, réticulée, baculée .
– La taille des pollens varie généralement entre 2,5 et 200 µm avec la plus part se situant entre 30 et 40 µm. D’après l’échelle de KREMP (1965), il existe six types polliniques selon la taille des pollens :
• Pollen très petit : < 10µm
• Pollen petit : 10µm- 25µm
• Pollen de taille moyenne : 25µm- 50µm
• Gros pollen : 50µm- 100µm
• Très gros pollen : 100µm- 200µm
• Pollen géant : > 200µm.
Aéropalynologie et techniques de captage des pollens
BLACKLEY, en 1873, fut le premier à étudier le contenu pollinique de l’air et à apporter des preuves du rôle joué par les pollens dans l’apparition du rhume des foins et de l’Asthme allergique. En effet, le captage des pollens de l’air est la base des études aéropalynologiques. En fonction de la méthode adoptée et des résultats attendus, différents types de capteurs polliniques sont généralement utilisés.
Il existe différents types de capteurs polliniques, gravimétriques et volumétriques.
– Avec le capteur gravimétrique, le recueil des pollens se fait par gravité sous forme de pluie pollinique sur une lame microscopique recouverte de vaseline (DURHAM, 1946).
– Avec les capteurs volumétriques, les pollens captés sont rapportés au volume d’air ayant passé par l’appareil, ce qui facilite l’estimation du nombre de pollens captés par m3 d’air. Parmi ces appareils, citons celui de COUR (1974) qui a déjà été utilisé à Madagascar. Il est constitué par une girouette porte filtres. Les filtres, d’une surface utile de 400cm2 sont constitués par cinq couches de gazes hydrophiles, placées entre deux cadres et enduites de silicone. L’ensemble est maintenu verticalement face à la direction du vent. Pour évaluer le nombre de grains de pollen/m3 d’air, l’appareil doit être couplé à un anémomètre. Ce type de capteur est utilisé en agriculture surtout dans les prévisions de récoltes.
– Le capteur volumétrique de HIRST (1952), le mieux adapté aux recherches allergologiques est celui utilisé dans le présent travail.
La collecte des pollens atmosphériques peut aussi se faire à l’aide de trappes artificielles constituées par des bocaux contenant un produit retenant les pollens (GAUTHIER et RICHARD, 1999). Le recueil des pollens se fait suivant un transect, sur une ligne droite traversant différentes unités de végétation de surface . Cette méthode permet d’établir un diagramme pollinique et de comprendre la répartition de la pluie pollinique sur une région. Les bocaux peuvent être remplacés par des touffes de mousses qui retiennent naturellement les pollens sur le lieu de capture.
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Table des matières
INTRODUCTION
CONTEXTE GENERAL ET PRESENTATION DE LA REGION D’ETUDE
I- Le pollen
I.1- Dispersion des pollens
I.2- Morphologie des pollens
I.3- Aéropalynologie et techniques de captage des pollens
I.4- Effets des facteurs climatiques sur la variation de la concentration pollinique
I.4.1- Température et ensoleillement
I.4.2- Précipitation et humidité
I.4.3- Vent
II- Pollens et pollinose
II.1- Caractéristiques des pollens allergisants
II.2- Mécanisme de la réaction allergique à l’origine des pollinoses
II.3- Manifestations de la pollinose
III- Présentation de la région d’étude
III.1- Climat
III.1.1- Vents dominants
III.1.2- Courbe ombrothermique de GAUSSEN
III.2- Flore et végétation de la région d’Antsirabe
III.2.1- Types de végétation
III.2.2- Caractéristiques de la flore
III.3- Agriculture
III.4- Démographie
III.5- Infrastructures sanitaires
III.6- Pollution atmosphérique
METHODOLOGIE
I- Etude phénologique de la floraison
I.1- Choix des espèces
I.2- Périodicité des observations
I.3- Echelle de suivi
I.4- Récolte d’herbiers et confection des lames de référence
II- Etude aéropalynologique
II.1- Techniques de recueil des pollens
II.1.1- Principe général de la méthode
II.1.2- Capteur pollinique de Hirst
II.1.3- Choix du milieu d’installation du capteur
II.1.4- Prélèvement et installation du tambour
II.2- Travaux de laboratoire
II.2.1- Accessoires du capteur
II.2.2- Préparation du tambour
II.2.3- Préparation du milieu de montage et du colorant
a- Le milieu de montage
b- Le colorant
II.2.4- Confection des lames hebdomadaires
a- Découpage de la bande
b- Préparation des lames proprement dite
II.2.5- Analyse pollinique
a- Méthode de comptage
b- Identification des pollens
c- Niveau de détermination
d- Calcul du Facteur de Conversion (FC)
e- Traitement informatique des données
III- Etudes des corrélations des calendriers polliniques avec les données climatiques et épidémiologiques
III.1- Calendriers polliniques et facteurs climatiques
III.1.1- Vent
III.1.2- Précipitation et humidité
III.1.3- Température
III.2- Mis en relation entre calendriers polliniques et données des manifestations allergiques
IV- Description morphologique des pollens des grandes masses
RESULTATS ET INTERPRETATIONS
I- Calendrier de floraison des espèces de la zone d’étude
II- Résultats des études aéropalynologiques
II.1- Emplacement du capteur
II.2- Diversité pollinique de l’atmosphère
II.2.1- Composition pollinique
II.2.2- Niveau de détermination
II.3- Spectres polliniques
II.3.1 – Les grandes masses
II.3.2 – Les taxons ayant un taux de présence compris entre 0,5 et 1%
II.3.3 – Les taxons ayant un taux de présence inférieur à 0,5%
II.3.4 – Les pollens indéterminés
II.4 – Regroupement des pollens par type biologique
II.5 – Variation hebdomadaire de la concentration pollinique
II.5.1- Variation de la concentration pollinique globale
II.5.2- Variation de la concentration pollinique des POACEAE
II.5.3- Variation de la concentration pollinique des grandes masses
II.5.4- Variation de la concentration pollinique des pollens indéterminés
II.6- Variation par tranche horaire de la concentration pollinique
II.6.1- Variation par tranche horaire de la concentration pollinique globale
II.6.2- Variation par tranche horaire de la concentration pollinique des POACEAE
II.6.3- Variation par tranche horaire de la concentration pollinique des grandes masses
II.7- Conclusion partielle
III- Calendrier pollinique et facteurs climatiques
III.1- Variations mensuelles des facteurs climatiques
III.1.1- Vitesse du vent
III.1.2- Précipitations
III.1.3- Température
III.1.4- Corrélations entre les différents facteurs climatiques
III.2- Influences des facteurs climatiques sur l’émission pollinique
III.3- Influences des facteurs climatiques sur l’émission pollinique
III.3.1- Influences de la température
III.3.2- Influences de la précipitation
III.3.3- Influences du vent
IV- Calendrier pollinique et manifestations allergiques
IV.1- Variation saisonnière de la concentration pollinique
IV.2- Variation de l’effectif des cas d’allergies
IV.3- Les taxons susceptibles d’induire les manifestations allergiques
V- Description morphologique de quelques pollens de grandes masses
DISCUSSION DES RESULTATS
I- Représentativité de la flore locale dans l’atmosphère de la ville d’antsirabe
II- Comparaison entre calendrier de floraison et calendrier pollinique
II.1- Au niveau des taxons étudiés
II.2- Au niveau de la durée de floraison et de l’émission pollinique
III- Variations de la concentration pollinique dans l’atmosphère d’antsirabe
III.1- Influence des différents taxons sur la concentration pollinique globale
III.2- Variations particulières de la concentration pollinique des grandes masses
III.3- Variation par tranche horaire de la concentration pollinique
IV- Influence des facteurs climatiques sur la concentration pollinique de l’atmosphère
V- Considération de la qualité de l’air et influences de la pollution sur les pollens
VI- Les pollens allergisants dans l’atmosphère d’antsirabe
VII- Comparaison des résultats d’antsirabe avec ceux d’ambatondrazaka
VI.1- Diversité pollinique et nombre de pollens captés
VI.2- Calendriers polliniques des grandes masses
CONCLUSION GENERALE
