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INTRODUCTION GÉNÉRALE
Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)
Généralités
Les HAP sont une famille de composés chimiques constitués d’atomes de carbone et d’hydrogène dont la structure des molécules comprend au moins deux anneaux aromatiques fusionnés, chacun composé de cinq ou six atomes de carbone. Ce sont des contaminants produits par la combustion incomplète de la matière organique. Cette famille de polluants organiques comprend une centaine de substances qui diffèrent entre elles par le nombre d’anneaux et leur position respective. Ces hydrocarbures doivent leur toxicité au noyau benzénique qui est à la base de leur structure, certains sont faiblement toxiques, alors que d’autres, comme le benzo-(a)-pyrène, sont des cancérigènes reconnus depuis plusieurs années. En fait, plus d’une dizaine de molécules de HAP sont reconnues comme cancérigènes chez les animaux dont le phénanthrène, l’anthracène, le pyrène, le benzo-( a )-pyrène, le ft uoranthrène, etc.. Les HAP sont des contaminants ubiquistes, ils se retrouvent aussi bien au niveau atmosphérique, qu’au niveau terrestre et dans le milieu aquatique.
Les principales sources de HAP
Tous les processus de combustion faisant intervenir des carburants organiques peuvent produire des HAP, les sources peuvent donc être d’origine naturelle (feux de forêt, activité volcanique) ainsi que d’origine anthropique. Les plus importantes de ces dernières sont la combustion incomplète de matières fossiles pour chauffer les résidences et pour le transport (gaz d’échappement des véhicules automobiles), l’ incinération des ordures, la fusion réductrice de l’ alumine pour la production d’aluminium, le craquage catalytique du pétrole brut ainsi que la liquéfaction et la gazéification du charbon.
Au Canada les feux de forêts sont la principale source d’émission des HAP et représentent plus de 2000 tonnes de rejet par an (Environnement Canada, 2002). Au niveau anthropique, les fonderies d’aluminium représentent 925 tonnes par an de rejet de HAP dans l’atmosphère, alors qu’en milieu aquatique et terrestre, les principales sources sont les produits créosotés Gusqu’à 2000 tonnes par an), les usines métallurgiques (4 tonnes par an), les déversements de produits pétrolifères (76 tonnes par an) ainsi que la déposition des HAP contenus dans l’atmosphère (Environnement Canada, 2002).
Propriétés.
Les HAP à faible masse moléculaire sont composés de moins de 4 anneaux aromatiques, ils sont relativement solubles dans l’eau, volatils et se lient peu aux particules. Les HAP à masse moléculaire élevée sont composés de 4 anneaux et plus, sont peu solubles dans l’eau, non volatils et sont fortement adsorbés sur les matières particulaires sur lesquels ils sont transportés et se dégradent lentement (Mc Elroy et al., 1989; Environnement Canada, 2002). C’est pourquoi, les sédiments lacustres et marins sont le réservoir d’accumulation des HAP. Lorsqu’ils sont dans le sédiment, les phénomènes de remises en suspension, de bioturbation, et de diffusion, les rendent susceptibles d’être ingérés par les divers organismes benthiques et pélagiques. Les animaux aquatiques sont donc de bons organismes sentinelles pour le suivi d’une contamination par les HAP. De plus, dans les organismes, par leur faible solubilité et leur affinité pour les lipides, les HAP ont tendance à s’accumuler dans les tissus biologiques riches en lipides. Les HAP peuvent donc être bioaccumulés par les organismes et ainsi rentrer dans les réseaux trophiques où ils pourront éventuellement être bioamplifiés (Ramade, 1992; Albers et al., 1995; Grundy et al., 1996a et b; Wootton et al., 2003). De ce fait, de nombreuses espèces sont touchées et en particulier les espèces endobenthiques ou épibenthiques se nourrissant à la surface du sédiment, tels les poissons plats, certains annélides ainsi que certains mollusques bivalves (Law et al., 1999).
Effets des HAP chez les organismes vivants
Les HAP sont absorbés directement ou indirectement par les organismes vivants. L’introduction de ces contaminants affectera leur physiologie et impliquera des réponses cellulaires et physiologiques pouvant être de nature différente (Moore, 1979 ; Bayne et al., 1985; Nott et al., 1985; Moore et al., 1987; Viarengo et al., 1992 ; Krishnakumar et al., 1997 ; Wootton et al., 2003). Ainsi, des dommages structuraux de l’ADN, des modifications du système immunitaire, une dysfonction de la biosynthèse des protéines, une baisse de l’activité enzymatique ou encore des dommages membranaires peuvent être observés. Dans cette étude, le stress oxydatif, le niveau de la peroxydation lipidique ainsi que certains changements immunologiques vont être évalués afin d’estimer les réponses individuelles de certains organismes à la toxicité des HAP.
Le système immunitaire
Le système immunitaire va intervenir lors d’une agression du soi par des pathogènes, des virus ou encore des xénobiotiques (Brousseau et al., 1998 ; Fournier et al., 2000). Ces xénobiotiques peuvent être immunotoxiques, c’est-à-dire qu ‘ ils vont affecter les fonctions immunitaires. Cela se traduira par des conséquences variées comme l’immunodépression, l’immunostimulation, l’hypersensibilité ou l’autoimmunité (Fournier et al., 2004). Les HAP sont considérés comme des substances immunodépressives, même si cette tendance n’est pas constante chez certaines espèces de bivalves telles que Crassostrea virginica (Sami et al., 1992) ou encore My ti/us edulis (Grundy et al., 1996a; Brousseau et al., 1998). En effet, cela dépendra de la concentration, du mode d’exposition, de la nature du contaminant et de l’espèce étudiée. Plus un animal est évolué et plus la structure de son système immunitaire est complexe. Chez les invertébrés, les macrophages ont un rôle très important de même que pour les poissons, alors que chez les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères ce sont surtout les lymphocytes qui auront le plus d’ importance (Cossu et al., 1997 ; Fournier et al., 2004). En général, les réponses immunitaires sont divisées en réponses immunitaires spécifiques et en réponses immunitaires non spécifiques. L’ immunité spécifique s’axe sur deux types de réponses: les réponses à médiation cellulaire: chez les vertébrés, il s’agit des lymphocytes T ; chez les invertébrés, ce sont des mécanismes de reconnaissance allogéniques dont nous connaissons à peine les bases moléculaires (Raftos et Briscoe, 1990; Humphreys et Reinherz, 1994 ; Fournier et al., 2004). Les réponses à médiation humorale: elles impliquent les lymphocytes B · produisant les immunoglobulines chez les vertébrés. Chez les invertébrés, ce sont des molécules contenues dans l’hémolymphe (Schluter et al., 1994; Eyambe et al., 1993) ayant une activité antibactérienne telles que les agglutinines (Roitt et al., 1993). L’immunité non spécifique repose sur l’intervention de cellules spécialisées reconnaissant les éléments du non soi sans aucune spécificité. Il existe deux processus essentiels à cette non spécificité: la phagocytose et les réactions inflammatoires (Cossu et al., 1997). La phagocytose est un mécanisme permettant l’ingestion et la destruction des éléments étrangers et faisant intervenir différentes var.iétés de cellules selon les espèces. Ainsi, chez les mammifères, ce sont des cellules circulantes tels que· des granulocytes neutrophiles mais aussi des cellules fixées ou mobiles présentes dans les organes et les tissus: les macrophages (Cossu et al., 1997). Chez les invertébrés, la phagocytose est le mécanisme de défense prédominant, elle fait intervenir des cellules mobiles, les amibocytes chez les acoelomates, alors que chez les coelomates, ce sont les hémocytes dans le sang ou l’hémolymphe ainsi que les coelomocytes dans la cavité coelomique (Grassé et al., 1970). Chez les mollusques bivalves, les hémocytes circulant dans l’hémolymphe représentent la composante principale du système immunitaire. Les hémocytes exercent différentes activités pour assurer le maintien de l’ intégrité de l’organisme en présence de xénobiotiques tels que les HAP dont la phagocytose ainsi que la production d’intermédiaire réactifs de l’oxygène.
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Table des matières
CHAPITRE 1
INTRODUCTION GÉNÉRALE
1.1 . Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)
1.1 .1 Généralités
1.1.2. Les principales sources de HAP
1.1.3. Propriétés
1.2. Effets des HAP chez les organismes vivants
1.2.1. Le système immunitaire
1.2.2. Les espèces réactives de l’oxygène (ERO)
1.2.3. Les systèmes antioxydants
1.3. Choix d’une espèce bioindicatrice pour le suivi d’une contamination
1.4. Choix de biomarqueurs pour le stress oxydant
1.4.1. La catalase
1.4.2. La malondialdéhyde (MDA)
1.5. Biomarqueurs immunologiques
1.5.1. Les facteurs immunitaires en tant que biomarqueurs
1.5.2. La phagocytose en tant que biomarqueur
1.6. Présentation du projet
1.6.1. Projet global
1.6.2. Projet spécifique
CHAPITRE 2 : Oxidative stress and immunologie responses following an exposure to P AHs (polyeyelie Aromatie Hydroearbons) in a bioindieator species Mya arenaria
ABSTRACT
1. INTRODUCTION
2. MATERlALS AND METHODS
2.1. . Experimental design
2.2. Exposure protocol
2.3. Immunologic analysis
2.4. Biochemical analysis
2.5 . Statistical analysis
3. RESULTS
3.1. Effects of PAHs exposure on cell viability and hemocyte count
3.2. Effects ofPAHs exposure on phagocytosis
3.3. Biochemical markers
4. DISCUSSION
CHAPITRE 3
CONCLUSION GENERALE
LISTE DES REFERENCES
ANNEXES
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