Caractérisation des effets de l'uranium chez le poisson zèbre Danio rerio : mécanisme de stress, neurotoxicité et métabolisme mitochondrial

par Adelaïde Lerebours

Thèse de doctorat en Sciences de l'environnement. Environnement et Santé


  • Résumé

    Ces travaux de thèse s’insèrent dans le cadre général de l’étude des effets biologiques de l’uranium chez le poisson zèbre Danio rerio exposé par voie directe à de faibles concentrations d’uranium (20 et 100 μg/L). Lors d’une première expérience de contamination de 28 jours suivie d’une phase de dépuration de 8 jours, l’étude des profils d’expression de 20 gènes impliqués dans plusieurs fonctions cellulaires a permis d’identifier la nature des effets potentiels d’une exposition à l’uranium dans quatre organes, le cerveau, le foie, les muscles et les branchies, en relation avec la bioaccumulation de l’uranium. Le foie et les branchies accumulent de fortes concentrations d’uranium et sont le siège d’une dépuration efficace alors que l’inverse est observé pour les muscles et le cerveau. L’exposition à l’uranium induit une réponse tardive dans le foie (inflammation, apoptose et détoxication) et les branchies (balance oxydative) et à l’opposé, une réponse précoce est observée dans le cerveau (réponse neuronale) et les muscles (métabolisme mitochondrial). Le cerveau et les muscles apparaissent donc comme des organes sensibles pour lesquels les capacités de défense sont dépassées au-delà de concentrations tissulaires faibles. Une étude plus approfondie a porté sur ces deux organes, en termes d’altération fonctionnelle et protéique du métabolisme mitochondrial. Une altération du couplage énergétique de la chaîne respiratoire pour les faibles doses, une variation du contenu protéique (induction des sous-unités I et IV de la cytochrome c oxydase) ainsi que des dommages histologiques (dilatation et vacuolisation du tissu musculaire) sont observés. Une autre étude s’est focalisée sur le cerveau et les effets précoces d’une exposition à l’uranium à travers l’analyse des perturbations transcriptionnelles et de l’ultrastructure du bulbe olfactif. Une répression de gènes codant pour les récepteurs de l’olfaction or111-7 et or102-5 est observée dès 3 jours d’exposition à la plus faible concentration. Ces réponses et les lésions histologiques observées suggèrent que le système olfactif serait sensible à une exposition à l’uranium.

  • Titre traduit

    Biological effects of uranium in zebrafish Danio rerio : stress mechanisms, neurotoxicity and mitochondrial metabolism


  • Résumé

    This research explored several biological effects of uranium (U) in zebrafish exposed to low waterborne uranium concentrations (20 and 100 μg/L). In tissue specific study (brain, liver, skeletal muscles and gills) of transcriptional responses in 20 genes identified the nature of the potential U effects during 28 days of exposure followed by an 8-day depuration phase in connection with U bioaccumualtion. Liver and gills accumulate high concentrations of U and the depuration is efficient contrary to the brain and muscles. U exposure induced a later response in liver (inflammatory process, apoptosis and detoxification) and gills (oxidative balance) and an early one in brain (neuronal response) and muscles (mitochondrial metabolism). Brain and muscles appear sensitive since defence mechanisms are inefficient above low concentrations. A further study on these two organs examined the function and protein content of the respiratory mitochondrial chain following U exposure. An inhibition of the respiratory control ratio for the lowest concentration, variation in the protein synthesis of the complex IV (induction of cytochrome c oxydase sub-unit I and IV) and histological damage (dilatation in brain and vacuolization in muscles) were observed. Another study focused on the early effects on the brain and was accomplished through a large transcriptional analysis coupled with examinations of the olfactory bulb ultrastructure. A depression of genes encoding olfactory receptor or111-7 and or102-5 was observed as rapidly as 3 days post-exposure to the lowest concentration of U. These responses and histological injuries suggest that the olfactory system could be sensitive to U exposure.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ([13]-224 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.216-224

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. St Charles). Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de sciences lettres et sciences humaines.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SCT 991
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