Effets des métaux lourds sur la santé humaine : cas du nickel et du plomb

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Constituants bioactifs

Casiatica contient quatre principes actifs qui sont des saponines triterpénoïdiques. Il s’agit de :
· deux acides: acide asiatique et acide madécassique appelées génines.
· deux hétérosides: asiaticoside et madécassoside qui sont les hétérosides des deux acides cités précédemment (Teres, 2007).
Chez C. asiatica, ces saponines sont présentes en quantité variable. Elles sont accumulées dans les feuilles en proportions très importantes pouvant aller de 7% à 17% de la matière sèche (Teres, 2007). En général, la fraction triterpénique totale de cette plante contient 40% d’asiaticoside, 30% d’acide asiatique, 30% d’acide madécassique et 1 à 2% de madécassoside (Ramelet et al., 2006). Un taux de triterpènoïdes total élevé est rencontré dans laC . asiatica de Madagascar (provenance de Mangoro) avec un taux pouvant atteindre jusqu’à 12,7% (Randriamampionona et al. (2007). Des études antérieures ont rapporté que cette herbest également abondante en composés phénoliques particulièrement des flavonoïdes dont esl plus abondants sont la quercetine, la catéchine, l’épicatechine, la rutine, la lutéoline,la myricetine, la kaempferol et la naringenine (Hussin et al.,2009; Mustafa et al., 2010). C. asiatica contient d’autres composés potentiellement actifs tels que des tannins, des acides aminés, des vitamines (B, C et G), et des alcaloïdes (Singh et al., 2010).

Applications médicinales

C. asiatica est utilisée dans le domaine médical depuis la préhistoire (Kartnig, 1988) pour traiter les maladies gastro-intestinales et l’inflammation du foie (Brinkhaus, 2000).
Plusieurs études font état notamment de l’efficacité de la plante dans le traitement du lupus, des blessures superficielles, de l’ulcère du duodénum et de la tuberculose (Boiteau et al., 1949; Boiteau et Ratsimamanga, 1956; Allegra et al.,1981; Pointel et al., 1987; Kartnig, 1988;).
Les produits à base de C. asiatica sont présents sous forme de poudre, d’infusions solubles et d’extraits frais ou secs. Le Madecassol ® (asiaticoside) sous forme de tablette, de pommade et de poudre est utilisé comme cicatrisant (Chen et al., 1999). Dans l’application cosmétique, C. asiatica est utilisée pour promouvoir la régénération de peaula et stimuler la biosynthèse de collagène (Faridah, 1998; Brinkhaus, et al., 2000).
En Inde, l’extrait de cette plante est populairement utilisé comme fortifiant de la mémoire, dans le traitement des désordres mentaux et contre le stress (Singh et al., 2010). La prise de jus de feuilles fraiches de C. asiatica pendant la période de croissance améliore la mémoire des rats nouveaux nés (Mohandas et al., 2006).

Valeur économique deCentella asiatica

– Au niveau local:
C. asiatica de Madagascar est réputée pour sa qualité exceptionnelle. Plusieurs sociétés telles que Talamanga, Sotramex, Sotraex, Sodip, Prisme et ITD sont installées dans la région Alaotra-Mangoro pour la collecte de cette plante.
Au niveau de cette région, la cueillette de C. asiatica représente une source de revenu non négligeable et devient la principale activité de subsistance de la population locale pendant la période de soudure. Ce travail de récolte est une ctivitéa plutôt féminine. A titre d’exemple, par beau temps, 4 à 5 kg de feuilles fraîches peuve nt être collectées par une cueilleuse en une journée; ce qui équivaut à 1 kg de feuilles sèches.Le kilo de feuilles sèches est passé de 1600Ariary en 2005 (Pirotais, 2005) à 2600-3000Ar e n 2010. Le Guide du Routard (2003) mentionne que le revenu apporté parC. asiatica est significative par rapport au salaire moyen mensuel d’un malgache qui est de 60 000Ar, soit 2000Ar par jour. Cette augmentation du prix vient de la forte demande mondiale en C. asiatica provenant de Madagascar du fait de sa richesse exceptionnelle en principes actifs.
– Exportation:
C. asiatica constitue actuellement la deuxième plante médicinale la plus exportée de Madagascar après Catharanthus roseus. Les principaux pays importateurs sont la France, l’Italie, l’Allemagne, la Belgique, l’Espagne, la S uisse, la Corée du Sud et les Etats-Unis (Pirotais, 2005). Cette exportation favorise une rentrée de devises non négligeable pour Madagascar. Le prix à l’exportation est de l’ordre de 3000 à 4000 euros/tonne dans le cas de matériel végétal séché. L’exportation de C. asiatica évolue de manière cyclique avec un pic tous les 6à 7 ans . Cette fluctuation est liée directement à la disponibilitéen matériel végétal qui est aussi étroitement liée à la pluviométrie (Antsonantenainarivony, 2010).

Les métaux lourds et la plante

Les polluants inorganiques comme les métaux lourds sont présents en tant qu’éléments naturels dans l’atmosphère et dans la croute terrestre. Les activités humaines telles que l’exploitation minière, les industries métallurgiques et manufacturières, l’agriculture (application de pesticides et d’engrais phosphatés), et les activités militaires favorisent leur dispersion dans l’environnement (Nriagu, 1979) et leur accumulation dans le sol.
Les métaux lourds sont des éléments ayant un poidsatomique compris entre 63,54 et 200,59, et une densité supérieur à 4 (Kennish, 1992). Ils se trouvent souvent sous forme d’ion ou de complexe organométallique dans le sol. Leur solubilité est principalement contrôlée par le pH. D’une façon générale, l’augmentation de pH induit la formation d’espèces précipitées qui peuvent limiter la solubilité de toutes les espècesioniques (Deneux-Mustin et al., 2003). Le potentiel redox influe également sur la solubilitédes espèces minérales. Les formes oxydées prédominent pour un potentiel redox élevé, alors que les faibles valeurs favorisent l’apparition d’espèces réduites (Elliot et al., 1986; Martinez et al., 2000).

Effets des métaux lourds sur la santé humaine : casdu nickel et du plomb

L’industrialisation et l’urbanisation ont entraîné l’accumulation de métaux dans divers habitats; et peuvent affecter sérieusement les formes de vie animales et humaines. En même temps que les aliments essentiels, les plantes et les animaux absorbent un peu de contaminants comme les métaux lourds et peuvent les concentrer dans leurs tissus (Body et al., 1991).
Certains métaux lourds comme le nickel et le plomb ont été reconnus comme potentiellement toxiques; un risque considérable existe pour la nutrition humaine. Le nickel est un micronutriment essentiel chez les animaux, et peut-être chez l’homme, mais sa fonction précise reste inconnue (US Department of Health andHuman Services, 2005).Parmi les effets négatifs qui sont reliés au nickel, les allergies ed la peau, la fibrose des poumons, l’empoisonnement du système rénal et cardiovasculaire et la stimulation de la transformation de la néoplastique sont les plus connus (Denkhaus et Salnikow, 2002). Le plomb n’est pas un élément essentiel à la croissance des animaux, et n’a aucun rôle dans le métabolisme cellulaire. L’accumulation de plomb en grande quantité dans un organisme vivant pourrait entraîner un empoisonnement sérieux. Par exemple, ‘accumulation de plomb dans le corps humain endommage le cerveau et tout le système nerveux (Body et al., 1991; Ewers et Schlipköer, 1991).

Effets des métaux lourds sur la plante : cas du nickel et du plomb Toxicité

Chez la plante, le nickel est un des oligoélémentsessentiels et joue plusieurs rôles dans les processus métaboliques (Maksymiec, 1997; Marschner,1999). Une concentration supérieure à 5µg.L -1 peut stimuler la croissance des plantes supérieure (Stedman, 1968; Mishra et Kar, 1974; Welch, 1981). Le plomb n’a aucune fonction biologique essentielle mais il est absorbé par la plante lorsque le sol en contient une forte teneur (Alloway, 1990). Toutefois, à une quantité excessive, tous les métaux lourds sont toxiques pour la plante (Berti et Jacobs, 1996), car ils génèrent un stress oxydatif dû à la production de radicaux libres ou ROS (Reactive Oxygen Species) dans les compartiments subcellulaires (Mittler et al., 2004). Les ROS ncluant les radicaux superoxides (O -• ), les peroxydes d’hydrogènes (HO ), et les radicaux hydroxyles (•OH) affectent principalement les lipid es, les protéines, les hydrates de carbone, et les acides nucléiques. Ils causent une peroxydation des lipides et entrainent des dégâts membranaires, et une inactivation des enzymes, affectant ainsi la viabilité cellulaire (Mittler et al., 2004). Les métaux lourds induisent également la production d’hormones de stress telle que l’éthylène, le jasmonate et l’acide salicylique(Maksymiec, 2007; Freeman et al., 2005).
Le jasmonate augmente la résistance aux stress mais diminue l’activité photosynthétique apparente et ainsi la croissance de la plante; par contre, il accélère le processus de sénescence (Merkouropouls et Shirsat, 2003; He et al., 2002). Une autre explication de la toxicité des métaux lourds vient de leur capacité à remplacer les métaux essentiels dans les pigments ou dans les enzymes perturbant ainsi leur fonction biologique (Henry, 2000). Plusieurs recherches ont montré que les métaux lourds peuventse substituer au magnésium de la chlorophylle (Kowalewska et al., 1987).
Pour éviter ces inconvénients, des systèmes de stockage ou de détoxification des métaux se sont mis en place au cours de l’évolution, chez certains végétaux. Selon les espèces, trois mécanismes d’une efficacité variable, ont été identifiés: la modification de la perméabilité membranaire, qui permet de réduire l’entrée des métaux dans la cellule, le système anti-oxydant, qui limite les dégâts des radicaux libres et la chélation intracellulaire, qui empêche l’activité de l’ion métallique (Remon, 2006).
Le transport actif à travers la membrane plasmique des cellules racinaires est un processus important, car les ions ne peuvent pas diffuser librement à travers la double couche phospholipidique (Lasat, 2002). La membrane plasmique peut limiter l’accumulation des ions toxiques, soit en modifiant l’ensemble du flux ionique, soit en employant des systèmes ultra spécifiques autorisant un flux ionique qui ne transporterait pas les ions toxiques (Meharg, 1993). Le système anti-oxydant jouerait un rôle important dans la détoxification en métaux lourds des cellules. Trois activités enzymatiques clefs occupent une place centrale dans les mécanismes de détoxification des ROS: il s’agit dessuperoxyde-dismutases, des catalases et des peroxydases. Ces enzymes ont une action complémentaire sur la cascade radicalaire au niveau de l’anion superoxyde • O2- et du peroxyde d’hydrogène, conduisant finalement à la formation d’eau et d’oxygène moléculaire (Remon, 2006). D’autre mécanisme non enzymatique comme la production de polyphénols contribue au nettoyage des ROS et à empêcher les dommages oxydatifs (Khatun et al., 2008).
La présence intracellulaire de ligands organiques, qui assurent la complexation de nombreux ions métalliques et conduisant ainsi la détoxification constitue un aspect fondamental de la résistance aux métaux lourds. Chez les végétaux, atrequ groupes principaux de ligands intracellulaires ont été caractérisés: les métallothionéines, les phytochélatines, les acides organiques et les acides aminés. Les complexes formés sont stockés dans les vacuoles grâce à plusieurs familles de transporteurs protéiques (Remon, 2006).

Symptôme de toxicité des métaux lourds chez la plante

Les métaux lourds sont parmi les principaux agents de stress abiotiques pour les organismes vivants (Maksymiec, 2007). Leurs effets toxiques chez la plante sont reflétés par l’inhibition de la croissance et la diminution de l’activité photosynthétique apparente souvent corrélés avec le processus de la sénescence. (Alaoui-Sosse et al., 2004; Lin et al., 2005). La réduction du poids frais, de la longueur de la racine et de la tige, de la concentration en pigments chlorophylliens et caroténoïdes est souvent utilisée comme indicateurs de toxicité des métaux lourds (Khatun et al., 2008). Un excès de plomb peut causer une variété de symptômes de toxicité chez la plante, comme la réduction de la roissance, la chlorose et le noircissement du système racinaire. L’inhibition de la croissance apparaît comme résultat de l’inhibition de la division des cellules méristématiques racinaires (Eun et al., 2000). Le plomb inhibe la photosynthèse, altère l’équilibre de la nutrition minérale et de l’eau, modifie les concentrations des hormones et affecte la structure et la perméabilité de la membrane plasmique (Sharma et Dubey, 2005).

Séquestration différentielle des métaux lourds parla plante

Parmi les végétaux tolérants, trois grands types destratégies vis-à-vis des contaminants métalliques, basées sur les rapports entre les teneurs en métaux lourds du sol et celles des organes aériens des plantes considérées ont été tinguésdis (Baker, 1987).
Les « excluders » qui présentent une faible concentration foliaire en métaux lourds, maintenue constante par régulation du transport depuis les racines tant que la concentration dans le sol reste relativement peu élevée. La majorité des plantes qui poussent sur les sols métallifères emmagasinent les métaux toxiques dans la racine. (Baker et Walker, 1990). Ces plantes peuvent éviter la prise excessive en métal et limiter son transport des racines aux parties aériennes. Elles peuvent changer la perméabilité membranaire et modifier la capacité de liaison entre le métal et la membrane cellulaire ouexsuder plus de substance de chélation au niveau de la racine. (Cunningham et al., 1996; Ramos et al., 2002). Les plants de Ricinus communis, dans une culture hydroponique contenant 100-400µM de plomb, ont accumulé plus de plomb au niveau de la racine qu’aux niveaux des parties aériennes (Romeiro et al., 2006).
Les plantes « indicatrices » ne présentent aucun contrôle de la translocation du métal des racines vers les parties aériennes. Par conséquent,les concentrations racinaires et foliaires sont en équilibre et proportionnelles aux teneurs dans le sol (Remon, 2006). C’est le cas du pissenlit (Taraxacum officinale) qui accumule divers métaux lourds en fonction de la pollution environnementale (Kuleff et al., 1984)
Les « accumulatrices » sont des végétaux pour lesquels les métaux sont concentrés, souvent préférentiellement dans les parties aériennes, quelle que soit la concentration métallique dans le sol. Ces plantes peuvent transférer les métauxourdsl des racines aux parties aériennes et les accumulent à un niveau plus élevé que dans le sol Cunningham( et al., 1996).
Baker et Brooks (1989) ont défini les plantes « hyperaccumulatrices » en métal comme plantes qui contiennent plus 100mg.kg-1de cadmium, de 1000mg.kg-1du cuivre, du plomb, du cobalt, du nickel et 10000mg.kg-1 du zinc ou du manganèse par quantité de matière sèche. Approximativement, 400 espèces de plantes hyperaccumulatrices appartenant à 22 familles ont été identifiées. La familledes BRASSICACEAE contient un grand nombre d’espèces hyperaccumulatrices (87 espèces reparties dans 11 genres) avec une large gamme de métaux lourds. (Baker et Brooks, 1989).

Phytoremédiation

Les plantes hyperaccumulatrices sont exploitées pour remédier les sols pollués (comme les sites industriels, les sites miniers, les terrains agricoles et les sites de traitement du bois) et les eaux polluées (comme les eaux des égouts, les eauxusées, la nappe phréatique) par les métaux lourds (Ferro et al., 1999; Home, 2000; Ferro et al., 2001; Rock, 2003). Parmi les hyperaccumulatrices les plus connues, Thlaspi caerulescens est capable d’accumuler plus de 26000mg.kg-1 de zinc et plus de 22% de cadmium échangeable dans les sites contaminés (Brown et al., 1995; Gerard et al., 2000). De même,Brassica juncea a une meilleure capacité de translocation de plomb des racines aux parties aériennes avec 1,7 de coefficient de phytoextraction. Selon le calcul, elle est capable d’extraire 28,52t de plomb par hectare (Henry, 2000)

Niveau limite acceptable de métaux toxiques dans les préparations de plantes médicinales

L’Organisation Mondiale de la Santé a estimé que 80% de la population mondiale utilisent les plantes médicinales comme première intervention desoin et 25% de la médecine moderne est fabriquée à partir de plantes à usage traditionnel; alors que la contamination de ces plantes par les métaux toxiques due aux pollutions atmosphériques et du sol diminue leur qualité et leur innocuité. Les effets adverses de ces polluants surla santé humaine et leur présence dans les plantes médicinales ont été vérifiés (Denkhaus etalnikow,S 2002; Mittler et al., 2004). Par conséquent, l’Organisation Mondiale de la Santé a mis l’accent sur la nécessité d’une assurance qualité des plantes médicinales vis-à-visde ce type de contamination. Les plantes médicinales ne doivent pas contenir des métaux lourds en quantité susceptible de présenter un risque pour la santé humaine. La quantité recommandée par l’Organisation Mondiale de la Santé (WHO, 2007) pour le plomb et le cadmium dans une plante médicinale ne doit pas dépassée respectivement 10 et 0,3ppm. Les niveaux imitesl établis par FAO/WHO (1984) pour le zinc, le cuivre, le chrome, le cadmium, le plomb, le manganèse, le fer et le nickel dans une plante comestible sont respectivement de 27,4; 3; 0,02; 0,21; 0,43; 2; 20; et 1,63ppm. Le JECFA (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, 2003) a recommandé une dose hebdomadaire tolérable provisoire (Provisional Tolerable Weekly Intake ou PTWI) et une dose maximale journalière tolérable provisoire(Provisional Maximum Tolerable Daily Intake ou PMTDI) pour certains éléments. Les PTWI ud cadmium et du plomb recommandé par JECFA sont respectivement de 7 et 25µg.kg -1 du poids corporel. Les PMTDI du cuivre et du zinc recommandés par JECFA sont respectivement 500 et 1000µg.kg -1 du poids corporel. Le JECFA n’a établi ni un PTWI, ni un PMTDI pour le nickel mais l’OMS a recommandé une dose journalière tolérable (Tolerable Daily Intake ou TDI) de 5µg.kg -1 du poids corporel (WHO, 1989).

Conditions expérimentales

L’expérience a été conduite durant les mois de septembre à décembre 2011. Elle a été effectuée dans une structure confinée de 9 × 3m avec une hauteur de 1m60, utilisant une toile en polyéthylène translucide afin d’éviter la contamination possible et de maintenir constante le volume de la solution nutritive. Quatre ouvertures latérales ont été aménagées pour permettre une meilleure aération et pour éviter uneélévation importante de la température pendant la journée. Les cultures ont été conduitesous une photopériode naturelle avec des températures journalières variant entre 34-43°C pendant le jour et 8-19°C pendant la nuit.

Suivi de la croissance et du développement des rameaux

Paramètres de croissance

Pour évaluer l’effet des métaux lourds sur le développement des rameaux, un relevé hebdomadaire du nombre de rameaux et de feuilles néoformées a été effectué. Les paramètres de croissance incluant la longueur des entre-nœuds, la longueur des stolons, la longueur des racines, la longueur des pétioles et la surface foliaire ont été mesurés à la fin de l’expérimentation. Pour chaque paramètre, 60 mesure ont été effectuées. La longueur des entre-nœuds a été évaluée entre les rameaux déjà développés et enracinés. La longueur des stolons est donnée par la somme des longueurs des tolons qui se sont développés à partir du rameau mère. Pour caractériser le développement racinaire, le nombre de racines par rameau a été enregistré. Ensuite, la longueur des racines tesdonnée par celle de la racine la plus longue pour chaque rameau. Pour déterminer la longueur des pétioles et la surface foliaire, les feuilles matures, c’est-à-dire les plus externes su r le verticille, ont été considérées.
La surface foliaire est calculée à partir de l’équation allométrique déterminée par Antsonantenainarivony (2010) sur des feuilles de C. asiatica de provenance Mangoro : S= [(0,261) L²+ (0,798) L] – 0,475.
Avec S : Surface foliaire.
L : Longueur de la feuille.

Biomasse

Après 3 mois de culture, toutes les plantes ont étérécoltées et rincées plusieurs fois avec de l’eau de robinet. Puis, les feuilles, les tiges, les graines et les parties racinaires de chaque plante ont été séparées. Après, elles ont été séchées dans une étuve à 60°C pendant 48 heures. Après détermination du poids sec, chaque échantillo est ensuite conservé dans un sachet en plastique pour la détermination des teneurs en nickel et en plomb. Pour chaque traitement, toutes les graines prélevées à partir de chaque rameaux ont été séchées et pesées par nombre de 10 graines.

Analyses de nickel et de plomb

Principe de l’absorption atomique

La Spectrométrie d’Absorption Atomique permet de doser une soixantaine d’éléments chimiques à l’état de traces (quelques mg.L-1). L’analyse est basée sur la propriété des atomes. Un élément à l’état atomique absorbe une quantité ienb définie d’énergie ou de photon de fréquence bien définie pour passer d’un état fondamental à un état excité. Les photons absorbés étant caractéristiques des éléments absorbants et leur quantité étant proportionnelle au nombre d’atomes d’élément absorbant, l’absorption permet de mesurer les concentrations des éléments à doser.
Une Spectrométrie d’Absorption Atomique comprend :
– un générateur de photon appelé lampe à cathode creuse qui émet la raie de résonnance de l’élément à doser.
– un générateur d’atome (flamme) qui nébulise l’échantillon, transformant ainsi l’élément en atome capable d’absorber le photon oul’énergie ou la lumière envoyée par la lampe à cathode creuse.
– un instrument de mesure, photomultiplicateur, qui mesure la quantité de lumière absorbée ou absorbance et transforme les informations en données exploitables, donc il donne les concentrations de l’élément à doser.

Minéralisation par calcination : reprise de cendre

Lors de la calcination, la matière organique est entièrement oxydée par l’oxygène atmosphérique et volatilisée sous forme de gaz carbonique et de l’eau, y compris les particules de carbone non volatiles. Les éléments minéraux liés à la matière organique sont libérés et passent généralement sous forme de carbonates ou d’oxydes. Dix grammes de feuilles, de tiges ou de racines finement hachés ont été pesésansd un creuset en porcelaine. Puis, l’ensemble a été mis dans une étuve à 105°C, pendant 3 heures, pour déterminer le poids sec. Après pesage, le creuset a été placé dans un four moufleà chauffé à 550 ±5°C pendant au moins 6 heures, jusqu’à l’obtention de cendre grise ou blanche. Enfin, le creuset a été refroidi dans un dessiccateur.

Mise en solution des minéraux

Les cendres ont été d’abord mouillées avec un peu ’eaud distillée, puis, reprises avec 5 à 25ml d’acide chlorhydrique concentré. La solution acide obtenue a été transvasée dans un bécher de 50ml puis portée à ébullition pendant quelques minutes jusqu’à la dissolution des cendres. Après, la solution a été filtrée à l’aide d’un papier Whatman N°3 et le filtrat recueilli dans une fiole est ramené à 50ml avec de l’eau distillée. Les minéraux ont été dosés à partir de cette solution.

Préparation des gammes étalons pour l’absorption atomique

Les solutions étalons de nickel et de plomb (Merck)sont respectivement à base de NiNO 3 et de PbNO3 et ont servi pour préparer les gammes étalons pourles deux métaux. Les solutions  étalons de nickel et de plomb de 1000mg.L ont été diluées dans de l’acide nitrique à 5% et des séries de concentrations 0; 0,5; 10; 1,5; et 2mg.L-1 ont été préparées.
A partir de la courbe ainsi obtenue, la concentration de l’élément à mesurer dans l’échantillon à concentration inconnue est déterminée après avoireffectué la mesure de l’absorption atomique.

Dosage du nickel et du plomb

La solution obtenue à partir de chaque échantillon a été analysée avec un Spectrophotomètre d’Absorption Atomique Varian ® AA20 (Varian Inc., Palo Alto) au Laboratoire d’analyse et de contrôle de la qualité des aliments et des eaux du Centre National de Recherche sur l’Environnement. Une oxydation par flamme utilisant de l’acétylène a été faite pour chaque analyse. L’instrument a été calibré avec une solution standard de chaque métal. Le nickel et le plomb ont été analysés avec les longueurs d’ondest eles limites de détection présentées dans le tableau 1.

Effet du nickel et du plomb sur les paramètres de croissance et de développement de la plante

Effet du nickel et du plomb sur la production en biomasse de la plante

La présence de différentes concentrations en nickelet en plomb dans la solution nutritive n’affecte pas la production en biomasse totale par la plante (p<0,469 et p<0,162) (Tableau 2). De même, aucune différence significative n’a été servéeob sur la biomasse de la tige, de la feuille et de la racine lorsque la plante a été exposée à différentes concentrations en nickel. Cependant, une exposition continue des racines à 50 0µM de plomb entraîne une réduction de 26% de la biomasse de la tige (p<0,044); alors que les biomasses foliaires et racinaires ne sont pas touchées.

Longueur et nombre des racines

La longueur des racines varie avec la concentration en métal dans la solution nutritive. Elle est relativement longue au niveau des traitements contenant peu ou pas de métaux lourds. Quant aux fortes teneurs, les racines sont nettement plus courtes. L’effet inhibiteur du nickel devient significatif à 100 et 500µM (p<0,015). De même, l’effet toxique du plomb n’est significatif qu’à 100 et 500µM (p<0,049). La longueur des racines varie de 2,5cm de 19,4 à 16,9cm pour le nickel et de 2,9cm de 19,49 à 16,58 pour le plomb (Figure 7). Par ailleurs, l’exposition des plantes au nickel ou au plomb n’a aucun effet sur le nombre de racines par rameau (p<0,518, p<0,843) (Annexe II).

Accumulation de nickel et de plomb par la plante

L’analyse au Spectrophotomètre d’Absorption Atomique a révélé queC . asiatica a accumulé une quantité assez importante de nickel et de plomb au bout de 3 mois d’exposition aux métaux lourds. Les valeurs moyennes de nickel et deplomb en ppm de poids sec séquestrées dans les différentes parties de la plante sont montrées dans le tableau 3. La teneur en nickel est de 2 et 30 fois plus élevée dans les tiges et esl racines par rapport aux feuilles. Pour le plomb, la quantité séquestrée a atteint jusqu’à 1456ppm dans les racines, 91,89ppm dans les tiges et 14,43ppm dans les feuilles. Dans tous les traitements, les quantités de nickel et de plomb stockées au niveau de la partie racinaire sont statistiquement élevées (91%) par rapport à celles de la partie aérienne (9%) (Figure 10).
L’absorption des métaux par la plante est fonction de leur concentration dans le milieu de culture (Tableau 3). Avec 10µM de nickel ou de plomb, la plante a absorbé respectivement 11,42 et 17,08ppm de poids sec. Cependant, avec une teneur élevée de métal dans le milieu de culture (500µM), les quantités de nickel et de plomb retrouvées dans la plante sont respectivement de 43,23 et de 520,8ppm de poids sec. Cette tendance est valable pour tous les différents organes de la plante.

Les doses estimatives de métaux ingerées après consommation de plantes contaminées

La dose journalière de métaux lourds ingérée dépendde la quantité accumulée par la plante. Elle augmente avec la concentration en métaux dans le milieu de culture. La dose la plus élevée correspond aux plantes exposées à 500µM de nickel ou de plomb avec respectivement une valeur de 129,7 et de 1562µg.j -1 (Tableau 4). Elle varie également selon les parties de la plante car les métaux stockés au niveau de la racine sont significativement plus élevée par rapport à ceux des tiges et des feuilles.

Table des matières

GENERALITES
I. Données biologiques sur Centella asiatica
I.1. Description de la plante
I.2. Position systématique
I.3. Répartition géographique
II. Constituants bioactifs
III. Applications médicinales
IV. Valeur économique de Centella. asiatica
V. Les métaux lourds et la plante
V. 1. Effets des métaux lourds sur la santé humaine : cas du nickel et du plomb
V.2. Effets des métaux lourds sur la plante : cas du nickel et du plomb
V.3. Symptôme de toxicité des métaux lourds chez la plante
V.4. Séquestration différentielle des métaux lourds par la plante
V.5. Phytoremédiation
V.6. Niveau limite acceptable de métaux toxiques dans les préparations de plantes médicinales
MATERIELS ET METHODES
I. Matériel végétal
II. Dispositif expérimental
III. Suivi de la croissance et du développement des rameaux
IV. Analyses de nickel et de plomb
V. Analyses statistiques
RESULTATS
I. Effet du nickel et du plomb sur les paramètres de croissance et de développement de la plante
I.1. Effet de nickel et de plomb sur la production en biomasse de la plante
I.2. Nombre de feuilles par plante mère
I.3. Nombre de rameaux par plante mère
I.4. Longueur des pétioles
I.5. Longueur des entre-noeuds
I.6. Longueur des stolons
I.7. Longueur et nombre des racines
I.8. Surface foliaire
I.9. Poids des graines
II. Accumulation de nickel et de plomb par la plante
III. Les doses estimatives de métaux ingerées après consommation de Centella asiatica contaminées
DISCUSSION
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES .

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