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Écotoxicologie > Effets sublétaux > Flashcards

Effets sublétaux Flashcards

1
Q

Poissons et biomaqueurs

A
  • beaucoup de biomarqueurs ont été développés pour les organismes aquatiques, principalement pour les poissons
  • les milieux aquatiques sont facilement contaminés par plusieurs leurs sources (ponctuelles : rejet d’une usine, et diffuses : infiltration contaminants agricoles)
  • les poissons sont présents dans presque tous les écosystèmes, où ils jouent un rôle écologiques majeur via le transfert d’énergie
  • biomarqueurs applicables à un grand nombre d’espèces, faibles à élever en laboratoire
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2
Q

Foie

A
  • le foie est impliqué dans la détoxication de xénobiotiques et contaminants inorganiques
  • il est donc le lieu de plusieurs réactions enzymatiques associées à l’exposition aux contaminants
  • les contaminants peuvent y être activés
  • plus sensible à la prolifération cellulaire que beaucoup d’autres organes
  • il est plus gros organe des viscères, présent chez tous les vertébrés
  • grand nombre de biomarqueurs moléculsi
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3
Q

Organe biomarqueur : le foie

A
  • métallothionéines : grande affinité pour métaux inductibles, excrétion dans lysosomes
  • nécrose ou apoptose : mort cellulaire induite ou programmée, gonflement cellulaire ou corps apoptotiques
  • stress oxidatif :production d’ERO, péroxydation des lipides, production de MDA
  • aberrations chromosomales : échanges de chromatides soeurs, bris de chromosomes, micronoyaux
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4
Q

Approches omiques : définition

A
  • évaluation simultanée de la totalité des gènes, protéines, métabolites ou lipides dans un tissu ou un organisme
  • génomique : ce qui peut se passer
  • transcriptomique : ce qui semble se passer
  • protéomique : ce qui fait que ça se passe
  • métabolomique : ce qui s’est passé ou est en train de se passé
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5
Q

Approches omiques informationnelles

A
  • conservation d’échantillon
  • préparation d’échantillon
  • techniques à appliquer
  • traitement de données
  • métadonnées générées
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6
Q

Omiques vs. métaomique

A
  • génomique : culture d’une seule colonie microbienne, fragmentation de l’ADN, séquençage
  • métagénomique : communauté microbienne, isolation, puis fragmentation de l’ADN, séquençage, analyses
  • transcriptomique vs métatranscriptomique
  • protéomique vs métaprotéomique
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7
Q

Utilité en écotoxicologie pour suivre la réponse et comprendre les mécanismes

A
  • exemple oiseau exposé contaminant
  • tissu : ADN (épigénétique), ARN (transcritomique), protéines (protéomique)
  • plume : ADN (génomique), ADNe (microbiome0, microbles sur les plumes
  • foie : délai court de préservation, ARN (transcriptomique), protéines (protéomique), métabolites (métobolomique), lipides (lipidomique)
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8
Q

Transcriptomique

A
  • mesure de l’expression des gènes
  • poisson exposé vs contrôle
  • organe, tissu, ARNm
  • regarde gènes et quantitification
  • tous le
  • compare les deux (un peu et l’autre beaucoup expression)
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9
Q

Épigénétique

A
  • un contaminant peut altérer l’environnement cellulaire de l’ADN
  • ex :
    • antidépresseur affecte l’expression d’une enzyme impliquée dans la méthylation de l’ADN d’un embryon de poisson, après une exposition de 6 jours
    • entraine une répression transcriptionnelle
    • baisse d’une hormone de stress sur 3 générations par la suite
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10
Q

ADN environnemental : analyses du macrobiote

A
  • permet d’estimer la biodiversité
  • mais perte d’expertise en taxonomie
  • pour l’instant, on obtient la présence ou l’absence au lieu de l’abondance
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11
Q

Métagénomique

A
  • comprendre comme les contaminants influencent les microorganismes intestinaux, dermaux, dans les biofilms
    • ex : effet des antibiotiques dans les eaux usées
  • comprendre comment les microorganismes modifient les contaminants
    • ex : nourriture traditionnelle contaminée en Hg, présence de bactéries résistantes au Hg
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12
Q

Voies conduisant à des effets indésirables (AOP)

A
  • processus systématiques qui utilisent les informations mécanistiques disponibles concernant une réponse toxicologique et décrit les liens causaux ou mécanistiques entre un événement d’initiation moléculaire, une série d’événements clés intermédiaires et l’effet néfastes
  • les approches multi-omiques pourraient permettre de bonnes avancées
  • possible émergence de CRISPR en inactivant des gènes pour comprendre le rôle d’une enzyme
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13
Q

Effets sublétaux

A
  • modifications aux niveaux moléculaire, subcellulaire, cellulaire et histologique causées par les contaminants ont également des conséquences sur l’individu
  • les contaminants peuvent causer la mortalité mais auront d’abord des effets sublétaux, soit des effets adverses au fitness de l’individu
  • agissent sur la croissance, développement, reproduction, physiologie, immunologie, comportement
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14
Q

Si un organisme est exposé à une faible concentration d’un contaminant, sa croissance va …?

A
  • augmenter
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15
Q

Croissance

A
  • souvent choisie comme une variable-réponse pour les effets sublétaux, car elle est facile à mesurer et intègre des effets biochimiques et physiologiques
  • parfois relation dose-réponse linéaire, parfois avec seuil ou modèle de dose-réponse diphasique (hormèse)
  • diminution de la croissance avec exposition au contaminant
  • augmentation de la croissance à de faibles doses, puis réduction
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16
Q

Réponse hormétique

A
  • découvert grâce à ;a diminution des limites de détection, l’utilisation d’approches in vitro et à l’utilisation d’études temporelles
  • applicable à la croissance, la cognition et la longévité
  • réponse en deux phases :
    • à faibles doses : surcompensation de l’organisme face à une stimulation qui perturbe l’homéostasie
    • à doses croissantes : toxicité induite envers l’individu et ses tissus
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17
Q

Hormèse et croissance

A
  • croissance de la luzerne exposée à des doses croissantes de métaux lourds
18
Q

Développement

A
  • certains contaminants peuvent compromettre le développement de l’embryon, du foetus ou les stades de développement précoces comme les larves et juvéniles
  • ceci peut causer : déformations anatomiques, déficiences fonctionnelles, croissance ralentie
  • certains moments sont plus critiques que d’autres
  • on appelle ces contaminants les tératogènes ou on parle de toxicité de développement
  • ils ont généralement une réponse avec seuil
    • ils doivent atteindre une certaine concentration critique pour agir
    • ceci est du aux mécanismes de réparations puissants de l’embryon
19
Q

Tératogènes

A
  • agissent en interférant avec :
    • la mitose
    • la transcription et la traduction
    • la transmission de signaux intra et intercellulaires
    • l’activité enzymatique
  • les conséquences de ces perturbations mènent à des interactions cellulaires anormales, la croissance ou la mort cellulaire inappropriée
  • les effets tératogène survenant plus tôt dans le développement sont en général plus délétères que ceux survenant plus tard
20
Q

Tératogènes : exemple

A
  • oedème péricardique : accumulation de fluides dans le sac entourant le coeur
  • effets d’HAP sur le péricarde du poisson zèbre en développement
  • benzo[a]pyrène a une plus grande affinité pour le récepteur AhR du tissu cardiaque CYP et phase I
21
Q

Tératogenèse comportemental

A
  • les effets des contaminants sur le développement peuvent aussi se traduire en conséquences pour le comportement
  • effet de l’exposition d’oeufs au méthylmercure sur la capture de proie chez la larve du choquemort
  • lorsqu’il y a beaucoup de Hg : difficulté à capturer les proies
  • après 11 jours, plus vraiment d’impact car les mécanismes de réparation sont enclenchés
  • pas représentatif mais bien pour juste voir l’exposition du Hg
  • si cela se produit en nature, ils seront continuellement exposés donc il y aura plus de compétition intraspécifique et interspécifique donc ne vont pas pouvoir survivre et ne pourront pas enclencher les mécanismes de réparation
22
Q

Reproduction

A
  • les problèmes reproductifs sont souvent les preuves de diminution écotoxicologiques du fitness les plus utiles
  • on inclut dans cette catégorie :
    • différenciation sexuelle
    • imposex : développement d’organes mâles chez les gastéropodes
    • survie des jeunes
23
Q

Caractéristiques sexuelles

A
  • les poissons et reptiles sont sensibles aux dommages tératogènes, particulièrement au niveau du développement de caractéristiques sexuelles
  • ces changements peuvent diminuer le fitness individuel et d’une population
  • certains polluants organiques (œstrogènes xénobiotiques, organochlorés) imitent l’œstrogène en se liant à des gènes répondant aux récepteurs à l’oestrogènes
24
Q

Caractéristiques sexuelles : exemple tortues

A
  • action de congénères BPC chez les oeufs de tortue
  • détermination sexuelle dépendante de la température
  • interférence de la détermination sexuelle par des polluants organiques (tous les oeufs = femelles)
25
Q

Caractéristiques sexuelles : exemple gastéropodes

A
  • les polluants organiques peuvent aussi causer le phénomène d’imposex, masculinisation des femelles chez les gastéropodes
  • effet du tributylétain sur escargot de mer avec l’induce de taille relative du pénis
26
Q

Physiologie

A
  • les effets sublétaux des contaminants peuvent se traduire par des altérations physiologiques, qui peuvent être indicatrices du mode d’action du contaminant ou d’une capacité homéostatique diminuée
  • ces effets peuvent être observables dans différents système des organismes étudiés
  • inhibition d’enzyme (acétylcholonestérase)
  • altération de la production hormonale (hormones thyroïdiennes)
  • perturbation des chaines de transfert d’électron (respiration, photosynthèse)
  • régulation osmotique
  • excrétion d’urine
  • transpiration végétale
27
Q

Inhibiteurs de l’acétylcholinestérase

A
  • acétylcholine : neurotransmetteur synaptique, sécrété par la cellule synaptique uniquement lorsque les concentrations sont faibles
  • l’acétylcholinestérase est l’enzyme responsable de dégrader les excès d’acéthylcoline au niveau synaptique
  • certains polluants comme les insecticides peuvent inhiber l’acétylcholinestérase et empêcher la neurotransmission
  • les insecticides (carbamates, organophosphates) peuvent donc affecter la respiration, le mouvement musculaire, les sens, l’alimentation, etc.
28
Q

Glande thyroïde

A
  • glande majeure du système endocrinien qui sécr^te les hormones thyroïdiennes (messagers chimiques inter-organes)
  • ces hormones jouent un rôle clé dans le métabolisme d’un organisme comme la thyroxine (T4) et la triodothyronine (T3)
  • hormones thyroïdiennes ont une rôle clé dans l’ontogénie, la croissance et la thermorégulation
  • la thyroïde peut être perturbée par des polluants organiques, affectant la physiologie de l’organisme
  • rétroaction négative entre la thyroïde, l’hypothalamus et la glande pituitaire
  • effet de métabolites du pop’-DDE et d’insecticides dans des vergers de la région des Grands Lacs sur la thyroïde de l’hirondelle bicolore
  • augmentation de la production d’hormones et hypertrophie cellulaire épithéliale
  • effet combinatoire de plusieurs pesticides
29
Q

Respirométrie

A
  • suivi environnemental, interactions aces hypoxie et changement climatique
30
Q

Physiologie végétale

A
  • les effets sublétaux des contaminants sont souvent évalués chez les plantes par leurs conséquences sur la physiologie
  • si les métaux traces peuvent induire le stress oxydait et le péroxydation des lipides, ils peuvent aussi interférer avec la photosynthèse en se liant à la chlorophylle à la place du Mg
  • le complexe métaux traces-chlorophylle (ex : Cu) ne permet pas de transférer l’énergie de manière aussi efficace à la chaine de transfert d’électron à cause de l’absorbante à une longueur d’onde différente
  • chlorose : décoloration des feuilles par manque de chlorophylle
31
Q

Immunologie

A
  • les contaminants peuvent altérer la capacité du système immunitaire d’un organisme à répondre à des antigènes ou à des maladies (immunocompétence)
  • le mode d’action des contaminants dans ce cas-ci passe généralement par une moins bonne habileté des cellules immunitaires (ex : lymphocytes) à détecter et éliminer des antigènes ou pathogènes
32
Q

Immunotoxicité

A
  • 11 phoques en captivité avec poissons contaminés pendant 30 mois
  • diminution de l’activité des lymphocytes NK, diminution de l’abondance de lymphocytes T et de cellules B
  • ce type de baisse d’immunité par les contaminants pourrait expliquer en partie des événements de mort massive liés aux infections aux morbillivirus
33
Q

Toxicologie comportementale

A
  • la plupart des études sur les effets sublétaux des contaminants chez les animaux rapportent des changements dans le comportement, suggérant l’importance de ces altérations
  • la toxicité comportementale peut être observée sur le terrain, mais est principalement étudiée en milieu contrôlé en laboratoire
  • toutefois, la toxicologie comportementale est peu intégrée aux analyses de risque à l’heure actuelle
    • comportement difficile à évaluer quantitativement
    • variabilité naturelle de comportement
    • difficulté d’extrapoler du labo vers le terrain
34
Q

Comportements fréquemment utilisés comme variables-réponses à la contamination

A
  • préférence ou évitement
  • niveau d’activité
  • alimentation
  • performance
  • apprentissage
  • prédation
  • compétition
  • comportement reproductif
  • interactions sociales
35
Q

Toxicologie comportementale : préférence ou évitement

A
  • exposition de 24h au DDT change la préférence thermique pendant 1 mois chez le saumon
36
Q

Toxicologie comportementale : niveau d’activité

A
  • tributylétain donne hyperactivité chez le crabe
  • ne dépense pas bien son énergie (pas vers les ressources)
37
Q

Toxicologie comportementale : alimentation

A
  • poissons exposés aux pluies acides ont de la difficulté à finir leur repas rapidement
  • même après l’exposition, il y a toujours des irrégularités
38
Q

Toxicologie comportementale : performance

A
  • contaminants organiques et métaux et directions et puissance de nage en eau douce
  • capacité de poissons à nager à contre-courant : haute concentrations, présage toxicité aiguë, létale
  • changement de comportement de nage : basses concentrations, présage toxicité sublétale
39
Q

Toxicologie comportementale : apprentissage

A
  • baisse de l’apprentissage olfactif chez l’abeille après une exposition à des néonicotinoïdes
40
Q

Toxicologie comportementale : prédation ou proies

A
  • des poissons aillant accumulés du Hg à des concentrations souvent rencontrés forment des bancs désorganisés lorsque soumis à un prédateur
41
Q

Utilité des marqueurs de toxicité du comportement

A
  • système de suivi environnemental en continu
  • changement de comportement de poissons, de moules, de daphnie face à des contaminations soudaines

Écotoxicologie (12 decks)

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