Toxiques et effets sur les vertébrés
Catégorisation des biomarqueurs
Parmi les biomarqueurs et bioindicateurs utilisables dans les tests de qualité de l'eau littorale, citons deux catégories de molécules :
- les marqueurs biochimiques spécifiques d'un nombre restreint de substances toxiques (comme par exemple les HAPs)
- les marqueurs moins spécifiques et témoignant d'une altération globale des mécanismes vitaux que sont la croissance et la reproduction (protéines de stress, marqueurs physiologiques, marqueurs immunologiques, fitness etc...)
Mécanisme de résistance chez les vertébrés
Chez les vertébrés, (dont l'Homme fait partie, doit-on le rappeler ?), le système le plus couramment utilisé est le blocage des molécules dangereuses dans ou hors cellule grâce au couplage avec d'autres molécules protéiques. Ces dernières sont appelées métallothionéines. La partie thiol (à base de soufre) séquestre les métaux. Quand ce système est saturé, le xénobiotique empoisonne alors les cellules qui n'arrivent plus à maintenir leur homéostasie.
Un autre système est la transformation du produit dangereux par oxydation puis par couplage (la conjugaison) avec une autre molécule, suivi d'une excrétion rénale hors de l'organisme.
L'activité des enzymes impliquées dans cette cascade de réactions sert de biomarqueur.
Les molécules xénobiotiques, en particulier les HAPs, PCBs et métaux toxiques, peuvent créer un stress oxydant qui implique une génotoxicité avec lésions de l'ADN et production de mutations. Ces dernières sont parfois cancérigènes si elles ont lieu sur un oncogène.
Les PCB et les HAP agissent par leur rôle oxydant, sur le cytochrome P450 et ses enzymes associées pouvant servir de biomarqueur spécifique de ces deux catégories de substances ; c'est en particulier le rôle de l'EROD (enzyme éthorésosulfine-O-dééthylase)
D'autres types de toxiques
Les troubles du comportement et la neurotoxicité associée est un marqueur non totalement spécifique des pesticides (catégories des carbamates et organophosphorés agissant sur le récepteur de l'acétylcholine). Non totalement spécifique car certains métaux toxiques peuvent aussi atteindre le cerveau au niveau des mêmes cibles !
Des travaux assez anciens ont démontré que la taille de moules ayant le même âge et élevées dans des sites différents, variait en fonction de la plus ou moins bonne qualité de l'environnement marin. Cet effet est à prendre en considération car il a aussi lieu sur d'autres animaux que les moules ( les animaux fixés du benthos par exemple) et peut entraîner une destruction des populations, voire des communautés ou de tout un écosystème, sans pour autant mettre en cause un polluant plus qu'un autre (non spécificité).
A début, les biomarqueurs étaient classés en biomarqueurs d'exposition, d'effet et de susceptibilité. Des études plus récentes mettent en évidence une classification plus conforme à l'existant à savoir un regroupement dichotomique entre les biomarqueurs de défense et les biomarqueurs de dommage. Parmi les premiers on compte les metallothionéines, les enzymes de biotransformation des HAP et PCB et les défenses antioxydantes enzymatiques.
