Soutenance mémoire
Les perturbateurs endocriniens
Définition
Diverses définitions du terme «perturbateur endocrinien» ou PE sont proposées et font objet de débat. Selon Kavlock et al. (1996 ) un PE est une substance exogène qui interfère avec la synthèse, la sécrétion, la libération, le transport, le métabolisme, la fixation, l’action ou l’élimination des hormones naturelles du corps responsables de l’homéostasie, de la reproduction et du développement. Un PE est défini en 1998 par l’Agence de protection de l’environnement des USA (EDSTAC, 1998) comme un agent exogène (substance chimique d’origine naturelle ou artificielle) ou un mélange de substances exogènes qui agissent sur le système endocrinien et qui ont des effets néfastes au niveau d’un organisme intact, de sa progéniture et des sous populations. Une autre définition a été proposée au cours du congrès européen sur les perturbateurs endocriniens selon laquelle un perturbateur endocrinien est une substance exogène qui provoque des effets néfastes sur un organisme sain ou sa progéniture dus à une modification des fonctions endocrines (European Commission, 1997).
Quoi qu’il en soit, identifier un perturbateur endocrinien revient donc à identifier une molécule pouvant être reliée à une activité hormonale; si elle se lie au récepteur ou si elle modifie l’action de certaines hormones, elle peut être considérée comme un perturbateur endocrinien. Pour certaines substances, ayant une activité plus ou moins importante sur le système endocrinien, on distingue deux groupes de molécules: celles qui produisent des effets délétères et celles qui suscitent une réponse de l’organisme non problématique ou encore qui produisent des effets adaptatifs (OMS, 2002). De ce fait, une xéno-hormone (ou pseudo-hormone) n’est pas une hormone véritable, mais une substance naturelle ou synthétique qui se comporte comme une hormone. Les xéno-estrogènes sont des substances qui «miment» l’œstradiol, hormone naturelle, et qui peuvent se lier aux récepteurs cellulaires de la même façon que les œstrogènes (Parent, 2009).
Origines des substances à effet œstrogénique
Les perturbateurs endocriniens se répartissent en plusieurs classes :
● Les hormones naturelles produites dans le corps : œstrogènes, testostérone, hormones thyroïdiennes, insuline, etc.
● Les hormones naturelles fabriquées par des plantes : phytoestrogènes (effets de type œstrogénique ou anti-œstrogénique), isoflavones (soja) ou resvératrol (raisin et vin). (OFSP, 2002).
● Substances chimiques produites pour leur effet hormonal (ex. pilules contraceptives) et étant, en leur structure, similaires ou identiques aux hormones naturelles.
● Substances chimiques d’origine industrielle, agricole et les produits de consommation, ou utilisées comme sous-produits, mais dont l’effet sur les hormones n’est pas intentionnel. Elles peuvent avoir une similarité structurelle avec les hormones naturelles.
Mécanismes de la perturbation endocrinienne
Étant donnée la diversité des fonctions physiologiques impliquées dans le système endocrinien, les mécanismes par lesquels de nombreuses molécules de l’environnement peuvent agir sur ce système sont variés :
● Effet similaire à des hormones (agoniste): La substance se lie dans le corps à un récepteur hormonal et l’active de la même façon qu’une hormone.
● Blocage de l’effet hormonal (antagoniste): La substance se lie à un récepteur hormonal puis le bloque. Les hormones ne peuvent alors plus s’y fixer.
● Influence sur la disponibilité des hormones (agoniste ou antagoniste): La substance perturbe la synthèse ou la dégradation des hormones, rendant variable la quantité à disposition. La substance peut aussi influer sur la circulation des hormones dans le sang.
● Effet indirect: Dans les cellules ou l’organisme, le perturbateur endocrinien modifient des mécanismes qui sont en interaction avec le système hormonal, et parviennent donc à agir sur les hormones. Le plus souvent, ces mécanismes d’action des PE résultent d’une combinaison des deux mécanismes agoniste et antagoniste. (Gronemeyer et al., 2004; Germain et al., 2006).
Les autres modes d’action des PE peuvent se traduire par une perturbation de la synthèse, du transport, du métabolisme ou de la sécrétion des hormones, altérant ainsi les concentrations des hormones naturelles dans l’organisme (Ibn Hadj Hassine, 2014).
Effet des PE sur les Poissons et les Amphibiens
Les observations les plus flagrantes sont celles faites sur la faune aquatique, exposée à l’ensemble des polluants de l’environnement dans les cours d’eau contaminés par la pluie, le ruissellement et le rejet des stations d’épuration.
Les travaux de Purdom et al. (1994) et Sumpter (1995) sur les effets des PE sur la truite arc en ciel exposée à des effluents d’eaux usées et des phytoœstrogènes montrent une féminisation des poissons. Ce phénomène est un des plus observées chez les poissons, comme chez les flets sauvages mâles capturés dans la baie de Tokyo contaminés par de grandes quantités d’effluents industriels et domestiques (Hashimoto et al., 2000). Larsson et Forlin (2002), Toft et Guillette (2005) et Cheshenko et al. (2008) on mit en évidence une diminution de la masculinisation et du taux de spermatozoïdes des poissons exposés à de différents xéno-œstrogènes, il en est de même concernant les travaux de Vigano et al. (2001) et Van Aerle et al. (2001) qui ont rapporté l’apparition des phénomènes d’intersexualité, un impact sur la croissance et la différenciation sexuelle chez le poisson chat (Sridevi et al., 2013) ainsi que des perturbations hormonales (Antunes et Da Cunha, 2002; Dulcic et al., 2003).
Les malformations squelettiques sont les plus spectaculaires dans la mesure où le squelette constitue la charpente de l’animal. L’exposition à des extraits de sédiments contaminés par des polluants organiques, des œufs de poissons de médaka japonais (Oryzias latipes) entraine chez les embryons une déformation marquée de la colonne vertébrale absente chez les individus témoins (Figure 2) (Cachot et al., 2007). Des observations similaires ont été mentionnées pour d’autres espèces en présence de composés comme la dioxine, les hydrocarbures polyaromariques HAP, les polychlorobiphényles PCB (Cachot et al., 2006; Yamauchi et al., 2006; Gagnon et Rawson, 2009; Kessabi et al., 2012).
Chez les Amphibiens, les données sont beaucoup moins abondantes. Dans la majorité des régions du globe ces espèces sont en voie d’extinction. La sensibilité des Amphibiens vis-à-vis des perturbateurs endocriniens peut être représentée par: une augmentation de la fréquence d’anomalies morphologiques en particulier chez les grenouilles; des effets perturbateurs sur la biologie de la reproduction, le système thyroïdien et le développement neural chez les organismes tels que le xénope (Xenopus laevis) (Urbatzkaa et al., 2007; Cevasco et al., 2008).
Les œstrogènes conduisent à la féminisation, les anti-œstrogènes neutralisent la différenciation sexuelle, les androgènes provoquent une masculinisation, tandis que les anti-androgènes ont des effets féminisants. (Kloas et Lutz, 2006).
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Table des matières
Chapitre I: Introduction
Introduction générale
1. Les perturbateurs endocriniens
1.1. Définition
1.2. Origines des substances à effet œstrogénique
1.3. Mécanismes de la perturbation endocrinienne
1.4. Effet des PE sur les Poissons et les Amphibiens
2. Généralité sur le Mancozèbe
3. Mode et site d’action du Mancozèbe
4. Les Amphibiens, excellents bio-indicateurs
5. Cycle vital et métamorphose de la grenouille
6. Les malformations chez les Amphibiens
Objectifs de la recherche
Chapitre II: Etude expérimentale
1. Matériel biologique
2. Matériel chimique
3. Méthodes
3.1. Mode d’échantillonnage
3.2. Traitement
3.3. Paramètres physiques et biométriques
3.3.1. Suivi du pH et de la température du milieu
3.3.2. Mensuration et pesée
3.3.3. Pourcentage de Mortalité
3.3.4. Mortalité corrigée
3.3.5. Indice de condition
3.3.6. Observation des malformations
3.4. Evaluation du stress oxydant
3.4.1. Extraction et dosage des protéines totales
3.4.2. Dosage du Glutathion (GSH)
3.4.3. Mesure de l’activité de la Glutathion S-transférase (GST)
3.4.4. Mesure polarographique
3.4.5. Quantification des espèces réactives de l’Oxygène (ROS)
3.4.6. Mesure de l’activité Catalase (CAT)
3.4.7. Dosage du taux de la Malondialdéhyde (MDA)
3.4.8. Mesure de l’activité de l’Acétylcholinestérase (AchE)
3.4.9. Dosage de l’Estradiol
3.5. Etude histologique
3.6. Etude statistique
Chapitre III: Résultats
1. Effet du Mancozèbe sur le développement et la croissance des têtards (Rana saharica)
1.1. Variation du pH et de la température du milieu
1.2. Variation du poids et de la taille des têtards
1.3. Evaluation du pourcentage de mortalité des têtards
1.4. Evolution de l’indice de condition
1.5. Evaluation du taux de malformations
2. Evaluation d stress oxydant
2.1. Evolution du taux des protéines totales
2.2. Evolution du taux du Glutathion
2.3. Evolution de l’activité Glutathion-S-transférase
2.4. Effet du Mancozèbe sur le métabolisme respiratoire des têtards (Rana saharica)
2.5. Evolution du taux de d-ROMs chez les têtards (Rana saharica)
2.6. Evolution de l’activité Catalase
2.7. Evolution du taux du Malondialdéhyde
2.8. Evolution de l’activité Acétylcholinestérase
2.9. Evolution du taux d’Œstradiol sanguin (E2)
3. Etude histologique
Chapitre IV: Discussion
conclusion générale
Perspectives
