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كتاب Ecotoxicologie Moléculaire PDF

#1
(Ecotoxicologie Moléculaire ( Protege  

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Liste des figures
Liste des tableaux
Abréviations
Introduction
Émilien Pelletier, Peter GC Campbell et Francine Denizeau
Références
Chapitre
Prise en charge et détoxication des métaux
chez les organismes aquatiques
Peter GC Campbell et Yves Couillard
Résumé
 Introduction
 Contamination environnementale
 Identification de métaux prioritaires
 Plan du chapitre
 Toxicologie aquatique des métaux – notions
 Chimie environnementale
 Prise en charge des métaux
 Considérations générales
Écotoxicologie moléculaire
 Modèle de l’ion libre (MIL)/Modèle
du ligand biotique BLM
 Applicabilité du Modèle du ligand
biotique BLM
 Résumé: prise en charge des métaux
 Toxicité et de détoxication des métau
 Mécanismes de toxicité
 Mécanismes de détoxication
 Spéciation intracellulaire des métaux
?un outil pour déceler la toxicité
 Métallothionéines
 Introduction 
 Biochimie
 Synthèse et dégradation
 Fonctions
 Rôle dans la régulation des métaux essentiels
 Protection contre le stress oxydant
 Détoxication des métaux traces
 Conclusions et perspectives
Références
Chapitre
La métallothionéine : un biomarqueur d’exposition
au cadmium pour les invertébrés d’eau douce
Yves Couillard, Peter GC Campbell et Landis Hare
Résumé
 Introduction
 Contamination métallique dans les écosystème
aquatiques
 Concept de biomarqueur
 Démarche écotoxicologique holistiqu
et hiérarchique
 La métallothionéine comme biomarqueur d’exposition
et de toxicité
 Approche écotoxicologique intégrée
 Rappel du rôle de la MT comme
biomarqueur d’exposition au cadmium
 Étude de cas : caractérisation limnologique
et toxicologique
 Évaluation de la MT comme biomarqueur
des effets toxiques du cadmium au niveau
de la cellule et de l’organisme
 Validation de la MT comme biomarqueur
des effets des métaux au niveau des populations
 Contexte écotoxicologique
 Variables toxicologiques
 État des populations et qualité
environnementale des habitats
 Relations entre l’état des populations
et les variables toxicologiques
 Discussios
 Effets confondants des facteurs
environnementaux en milieu naturel
 Conclusions et perspectives de recherche
Références
Chapitre 
La dépollution des POP : les nouveaux outils
de la biologie moléculaire à la rescousse
des biotechnologies environnementales
Michel Sylvestre, Diane Barriault
Marie-Michèle Plante et Catherine Simard
Résumé 
 Introduction
 Biodisposition des composés xénobiotiques
par les bactéries de l’environnement
 Capacité des micro-organismes à dégrade
les xénobiotiques 
 Capacité d’adaptation des micro-organismes
dans un nouvel environnement 
 Les POP, une menace pour l’environnement  
 Persistance des POP 
 Exemple des BPC
 Voie catabolique des BPC 
 Purification et mécanismes réactionnels
de la dioxygénase du biphényle
 Activité et spécificité de la dioxygénase
du biphényle
 Ingénierie de la dioxygénase du biphényle
 Évolution moléculaire in vitro
par recombinaison aléatoire 
 Application de l’évolution moléculaire in vitro
par recombinaison aléatoire à l’ingénierie
de la dioxygénase du biphényle 
 Évolution moléculaire de familles de gènes
 Méthode de criblage pour
une dioxygénase améliorée
 Ingénierie de la dioxygénase du biphényle de la souche
B- par recombinaison in vitro aléatoire
 Analyse d’hybrides obtenus en remplaçant
la partie C-terminale de la chaîne
de la dioxygénase de LB par celle de B
 Autres enzymes de la voie catabolique
du biphényle
 La ,-dihydro-,-dihydroxybiphényle
,-déshydrogénase
 La ,-dihydroxybiphényle ,-dioxygénase 
 Hydrolase du HOPDA 
 Application des organismes modifiés génétiquement
dans des procédés de décontamination
 Expression et fonctionnalité des enzymes modifiées 
 Survie des organismes modifiés génétiquement 
 Conclusion   
Références 
Chapitre 
Défaillance de la synthèse des hormones corticostéroïdes :
exposition de poissons et amphibiens aux métaux
et aux pesticides
Alice Hontela et J John Dorval
Résumé
 Introduction
 Problématique des perturbateurs endocriniens
 Cibles endocrines des polluants environnementaux
et axe hypothalamo-hypophyso-adrénal 
Table des matières 
 Endocrinologie comparée
du tissu adrénocortical et hormones corticostéroïdes
 Anatomie comparée : poissons téléostéens
amphibiens et mammifères
 Cellule corticostéroïdogénique
et voies de signalisation
 Les hormones corticostéroïdes
et leurs effets physiologiques
 Travaux sur le terrain et effets
des expositions chroniques chez les poissons
 La défaillance cortisolique  
 Effets des métaux sur la capacité d’osmorégulation 
 Effets des métaux sur la croissance
et le métabolisme 
 Expositions in vitro : mécanismes impliqués
dans la défaillance cortisolique  
 Les interactions des métaux
avec le Ca+ intracellulaire
 Effets des métaux et des pesticides
sur les enzymes stéroïdogéniques 
 Définition du stress oxydatif 
 Les systèmes de défense antioxydants
 Travaux en laboratoire
 Exposition in vitro à l’endosulfan
 Travaux sur le terrain
 Utilisation des biomarqueurs hormonaux
 Recommandations et protocoles
pour l’utilisation sur le terrain 
 Avantages et limitations
 Perspectives 
 Conclusion
Références
Chapitre
Rétinoïdes : biomarqueurs et base moléculaire
d’effets de substances toxiques
Monique Boily, Marjolaine Bisson et Philip A Spear
Résumé
 Introduction
 Biochimie, métabolisme et action moléculaire
 Absorption, métabolisme
stockage et transport des rétinoïdes majeurs
 Métabolisme de l’acide rétinoïque
et formes apparentées
 Interactions au niveau des récepteurs nucléaires
 Aspects nutritionnels de la vitamine A et effets
d’un excès en acide rétinoïque sur l’embryon
 Déséquilibres des rétinoïdes
 Déséquilibre des formes de stockage
 Stockage au niveau du foie et certains organes
 Corrélations entre enzymes
et rétinoïdes hépatiques stockés
 Réserve au niveau des oeufs 
 Effet des contaminants sur la HER
la LRAT et l’ARAT
 Conclusions à propos du stockage
de rétinoïdes 
 Rétinol sanguin
 Effets sur le métabolisme de l’acide rétinoïque
 Exemples des rétinoïdes comme biomarqueurs
dans le contexte d’études écotoxicologiques
 Programmes de surveillance des colonies aviennes
sur les Grands Lacs et le fleuve Saint-Laurent 
 Études sur les populations d’esturgeon jaune
 Conclusion
Références 
Chapitre
Les interactions multiples en écotoxicologie
le cas du benzo(a)pyrène et du tributylétain
chez l’omble chevalier (Salvelinus alpinus) 
Jaime Padrós, Émilien Pelletier et Ciro A de Oliveira Ribeiro
Résumé
 Introduction générale
 L’antagonisme sélénium/mercure
 Introduction au problème du TBT et du BaP
 Hypothèses de travail et objectifs
 Matériel et méthodes
 Produits chimiques
 Poissons
 Traitements 
 Prélèvement des tissus cibles
 Préparation des essais enzymatiques
et dosages biochimiques 
 Analyse des métabolites du BaP dans la bile
 Isolement des macromolécules
 Analyses chimiques
 Analyses histopathologiques
 Analyses statistiques 
 Résultats
 Effets interactifs du BaP et du TBT
sur l’activité du PA
 Effets du TBT sur le métabolisme du BaP  
 Effets du TBT sur la bioactivation du BaP             
 Effets interactifs du BaP et du TBT
sur les activités de la GST et de la GR hépatiques       
 Effets interactifs du BaP et du TBT sur le glutathion  
 Effets du BaP sur le métabolisme du TBT
 Effets interactifs du BaP et du TBT
sur l’histopathologie du tissu hépatique
 Discussion
 Inhibition de la bioactivation du BaP par le TBT
 Potentiation du métabolisme et/ou
de l’excrétion du TBT par le BaP
 Effet modulateur du TBT sur l’activité du PA
 Diminution de l’activité de la GST et du glutathion
et effet protecteur du BaP 
 Protection mutuelle entre le BaP et le TBT
au niveau tissulaire hépatique
 Conclusions
 Perspectives sur les interactions multiples
en écotoxicologie 
Chapitre
Interactions cellule-cellule : cible des xénobiotiques
Daniel G Cyr, Stéphane Pillet et Jean-Marc Nicolas
Résumé
 Introduction
 Intégrines et sélectines 
 Sélectines
 Intégrines
 Connexines et jonctions lacunaires
 Effets des xénobiotiques 
 Hydrocarbures aromatiques
polycycliques (HAP)  
 Phénobarbital (PB) 
 Organochlorés 
 Métaux
 Jonctions d’adhésion cellulaire
 Cadhérines
 Voie de signalisation des cadhérines  
 Régulation de la jonction adhérente
 Effets du cadmium 
 Conclusions
Références
Chapitre
endocrinienne chez les bivalves marins
Jocelyne Pellerin, Sophie Gauthier-Clerc
Ahmed Siah et Olivier Assoi-Etchian
Résumé
 Introduction
 Les biomarqueurs
 Signaux cellulaires et moléculaires
de stress physiologique
 Les processus oxydants
 Exemples de stress oxydant en milieu marin
 Observations interspécifiques
 La déstabilisation de la membrane lysosomale
 Réponses de la membrane lysosomale
aux paramètres du milieu
 Réponses de la membrane lysosomale
aux stress anthropiques
 La croissance : un signal physiologique
intégrateur des dysfonctionnements
 Les paramètres du milieu : exemples
de leur influence
 Le potentiel de croissance
 Signalisation cellulaire de la reproduction et de ses
dysfonctionnements
 La gamétogenèse
 Le développement des ovocytes
 L’enzyme aspartate transcarbamylase
 Utilisation de l’ATCase
 Régulation de la gamétogenèse
 La stéroïdogenèse
 Relations entre la disponibilité des réserves
énergétiques et la régulation endocrinienne
de la maturation des gonades
 Le rôle physiologique des stéroïdes
chez les mollusques bivalves
 Rôle de la vitellogénine et des protéines associées 
 La vitellogenèse chez les invertébrés
 Les perturbateurs endocriniens
 Problématique générale des perturbateurs
endocriniens 
 Le cas des xéno-oestrogènes dans l’environnement 
 Identification et mode d’action
 Présence en milieu aquatique
 Utilisation de la vitellogénine comme
signal d’exposition 
 Autres effets associés à l’exposition
aux xéno-oestrogènes 
 Les anti-oestrogènes 
 Signalisation cellulaire
en milieu marin : résultats récents 
 Variation de la maturation sexuelle chez Mya arenaria
dans le fjord du Saguenay (Québec) 
exposition à des perturbateurs endocriniens ?   
 Relations entre les réserves énergétiques
et la maturation des gamètes
 Effets du tributylétain sur la reproduction
des mollusques
 Rôle de la progestérone dans la maturation sexuelle 
résultats récents
 Effets des perturbateurs endocriniens
sur l’enzyme aspartate transcarbamylase
 Cas du tributylétain (TBT)
 Résultats récents sur l’ATCase
chez Mya arenaria
 Les acquis
 Perspectives
 L’intégration de signaux moléculaires et cellulaires
 Utilisation de Mya arenaria comme organisme
sentinelle dans le cas d’exposition
à des xéno-oestrogènes
 Conclusion
Références 
Chapitre 
Biomarqueurs immunologiques appliqués
à l’écotoxicologie
Michel Fournier, Alain Lalancette, Lucie Ménard
Marie-Soleil Christin-Piché, Sylvain De Guise et Pauline Brousseau
Résumé
 Considérations générales
 Introduction
 Diversité des effets immunotoxiques
 Procédures d’évaluation toxicologique
et prévision d’immunotoxicité
 Principes d’une exploration immunotoxicologique
 Évaluation du risque en immunotoxicologie
 Immunotoxicologie des invertébrés
 Introduction
 Réponses immunitaires non spécifiques
 La phagocytose
 L’activité des cellules NK
 Réponses immunitaires spécifiques
 Réponse à médiation cellulaire
 Réponse à médiation humorale
 Les cytokines
 Les biomarqueurs immunologiques
chez les invertébrés
 Les marqueurs immunologiques
chez les annélides oligochètes
 Biomarqueurs immunologiques
chez les mollusques bivalves
 Conclusion
 Immunotoxicologie des amphibiens
 Introduction
 La structure du système immunitaire
 Le thymus et les lymphocytes T
 La rate et les lymphocytes B
 Autres organes lymphoïdes
 L’immunité innée
 L’immunité acquise
 Le complexe majeur d’histocompatibilité
 Les immunoglobulines
 La diversité des anticorps
dans la réponse humorale 
 La tolérance
 Les changements dans le système immunitaire
lors de la métamorphose
 Sensibilité des amphibiens à différents pathogènes
lors de la métamorphose
 Effets toxiques des produits chimiques
sur le système immunitaire des amphibiens 
 Effets immunotoxiques d’un mélange
de pesticides sur les grenouilles
 Discussion et perspectives
 Conclusion
Références
Glossaire
Index
Auteurs
Figure  Schéma général montrant la spéciation
chimique des métaux en solution
Figure  Modèle conceptuel des interactions
entre les métaux et les organismes aquatiques
Figure  Prise en charge de métaux par des organismes
aquatiques – mécanismes généraux
Figure  Schéma général des courbes dose-réponse
typiquement observées chez un organisme vivans
pour i) un macro-élément nutritif (p ex, Ca)
ii) un micro-élément nutritif (p ex, Cu)
et iii) un élément toxique non essentiel (p ex, Pb) 
Figure  Liens entre l’exposition aux métaux
leur prise en charge, leur détoxication
et la manifestation d’effets délétères
Figure  Structure tridimensionnelle des deux domaines
de chélation métallique de la métallothionéine a
du foie de lapin
Figure  Modèle de synthèse et de dégradation
de la métallothionéine à l’échelle cellulaire
Figure  Changements dans les concentrations d’hémocyanine
de cuivre– et de zinc–thionéine dans l’hépatopancréas
du crabe bleu Callinectes sapidus
au cours de son cycle de mue
Figure  Effet de l’introduction d’un métal toxique
dans l’environnement
Figure  Approche écotoxicologique intégrée
Figure  Modèles de cytotoxicité (ou de débordement)
cellulaire
Figure  Concentration de métallothionéine
Figure  Réactions des populations de bivalves
au niveau de contamination
Figure  Productivité des populations de bivalves
en fonction de la contamination
Figure  Métabolisme des organismes
prototrophiques aérobies
Figure  Voie catabolique oxydative du biphényle
et des chlorobiphényles
Figure  Structure probable du centre Rieske
Figure  Mode d’hydroxylation et propriétés catalytiques des
dioxygénases du biphényle des souches B-, KF
et LB envers les congénères chlorobiphényles 
Figure  Comparaison des séquences en acides aminés
des portions C-terminales des chaînes  
des dioxygénases du biphényle des souches
LB, B- et KF
Figure  Modes d’attaque du dichlorobiphényle
par la dioxygénase du biphényle de LB
Figure  Évolution moléculaire par recombinaison
in vitro aléatoire
Planche  Colonies induites de E coli exposées
aux vapeurs de biphényle
Figure  Constructions d’hybrides entre la dioxygénase
de la souche LB et celle de la souche B
et leur activité envers le biphényle
Figure  Potentiel catalytique et alignements des séquences
de variants de la dioxygénase du biphényle obtenus
par recombiaison in vitro aléatoire
Figure  Mécanisme d’inhibition de la ,-dihydroxybiphényle
,-dioxygénase par le -chlorocatéchol
Figure  Niveaux d’organisation anatomique
et fonctionnelle de l’axe HHI
Figure  L’organisation cellulaire du tissu interrénal
chez le poisson téléostéen
Figure  Voies signalétiques de la synthèse du cortisol
dans la cellule stéroïdogénique
Figure  Sites échantillonnés dans l’étude écotoxicologique
de la perchaude Perca flavescens dans la région
minière de Rouyn-Noranda
Figure  Le bioessai utilisé pour évaluer in vivo
et in vitro la toxicité adrénale chez les poissons
et les amphibiens
Figure  Enzymes impliquées dans la défense oxydative
Figure  Effet d’une exposition in vitro à l’endosulfan
sur la sécrétion de cortisol par les cellules
corticostéroïdogéniques de la truite arc-en-ciel
Figure  Structure générale des rétinoïdes
Figure  Schéma général des interactions
concernant les rétinoïdes
Figure  Étude sur les colonies de grands hérons nichant
le long du fleuve Saint-Laurent
Figure  Chromatogrammes par HPLC des extraits de foie
d’esturgeons jaunes, Acipenser fulvescens
provenant du fleuve Saint-Laurent
et de la région d’Abitibi
Figure  Proportions (A) et concentrations (B)
de rétinoïdes hépatiques pour l’esturgeon jaune
Acipenser fulvescens, du fleuve Saint-Laurent
et de la région d’Abitibi (site de référence)
Figure  Structures chimiques du benzo(a)pyrène (BaP)
et du chlorure de tributylétain (TBTCl)
Figure  Schéma général du métabolisme
des xénobiotiques chez le poisson
Figure  Processus de bioactivation du BaP en un métabolite
cancérogène (+)-anti-BaPDE
Figure  Effets interactifs du BaP et du TBT sur l’activité
de l’EROD hépatique (UF/min/mg de protéine)
Figure  Effets interactifs du BaP et du TBT
sur l’activité de la GST hépatique
(nmol/min/mg de protéine) dans le foie
Figure  Effets interactifs du BaP et du TBT sur le contenu
en GSH (nmol/g de tissu) dans le foie
Figure  Coupes microscopiques (μm) du foie de
Salvelinus alpinus exposé à  doses successives
soit de TBT, soit de BaP, ou encore de TBT + BaP
colorées à l’hématoxyline et à l’éosine
(agrandissement  )
Figure  Distribution des aires non colorées du cytoplasme
Figure  Représentation schématique des interactions
intercellulaires
Figure  Principales molécules d’adhérence intercellulaire
et leur implication dans le processus séquentiel
de migration cellulaire
Figure  Représentation schématique
d’une plaque jonctionnelle
Figure  Représentation schématique de l’insertion d’une
connexine au sein de la membrane plasmatique
Figure  Représentation schématique du complexe
cadhérine-caténine dans une cellule épithéliale
Figure  Représentation schématique de la voie
de signalisation Wnt
Figure  Suivi des processus oxydants chez Mya arenaria
via l’activité catalasique 
Figure  Suivi des processus oxydants chez Mya arenaria
autant en milieu naturel que transplantés
dans les mésocosmes
Figure  Exemple de réponses du potentiel de croissance
(Scope for growth) chez Mya arenaria
et Mytilus edulis
Figure  Exposition de Mya arenaria et de Mytilus edulis
à du TBT via du phytoplancton contaminé
Figure  Profil des variations de la maturation sexuelle
Mya arenaria dans le fjord du Saguenay
Figure  Profil saisonnier des variations
des concentrations en glycogène de Mya arenaria
Figure  Profil des variations des concentrations en protéines
apparentées aux vitellines dans l’hémolymphe
de Mya arenaria dans le fjord du Saguenay
Figure  Fréquence des différents stades de maturation
sexuelle chez Mya arenaria 
Figure  Profil de la progestérone chez Mya arenaria
Figure  Influence du TBT sur l’activité de l’ATCase
gonadique de Mya arenaria
Figure  Diagramme de points de la dispersion en taille (FSC)
et en complexité (SSC) d’une population
d’hémocytes de myes Mya arenaria

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