Introduction
Le concept de biosurveillance (biomonitoring), qui repose sur l’étude de
la réponse biologique des êtres vivants aux polluants est fondé sur une bat-
terie de tests toxicologiques et écologiques. Le principe de cette méthode
est l’utilisation d’indicateurs biologiques de pollution, communément
appelés biomarqueurs, qui révèlent l’exposition d’un individu à au moins
une substance chimique à caractère polluant (1). Certaines molécules bio-
logiques ont la particularité de réagir à la présence de toxiques dans le
milieu; l’amplitude de la réponse étant souvent proportionnelle à la quanti-
té de xénobiotiques présents. Les marqueurs biologiques constituent des
indicateurs spécifiques et mesurables qui répondent de façon précoce et
sensible à un dysfonctionnement et leur utilisation rend compte de la bio-
disponibilité des polluants et des effets qu’ils engendrent sur les orga
nismes
et les populations (2). A l’heure actuelle une approche multiparamétrique
c’est-à-dire comportant la mesure de différents biomarqueurs, est utilisée.
Les biomarqueurs les plus utilisés sont les enzymes dépendant du cy
to-
chrome P 450, induites par les hy
drocarbures aromatiques polycycliques et
qui assurent la phase I de détoxication de ces molécules, les enzymes de
phase II, comme la glutathion S-transférase, qui prennent en charge les
métabolites de phase I afin d’en faciliter l’excrétion et qui sont induites par
des organochlorés. Les pesticides organophosphorés et carbamates inhibent
l’enzyme acétylcholinestérase dont l’activité peut être considérée comme
un biomarqueur de ces polluants. Les métaux lourds sont piégés dans les
organismes sous forme d’une protéine de faible poids moléculaire, riche en
soufre, appelée la métallothionéine. Le taux de métallothionéines peut être
considéré dans certains cas comme biomarqueur d’exposition aux métaux.
Des biomarqueurs moins spécifiques indiquent l’état physiologique d’un
animal, tels que le taux de peroxydation lipidique exprimé par la concen-
tration de malonedialdéhyde, ou l’activité antioxydante catalase.Dans une
étude de biosurveillance de la qualité des eaux des baies de Nice et de
Cannes, nous avons placé en mer pendant trois semaines, en octobre 1999,
juin et octobre 2000, des cages contenant des moules provenant de l’aqua-
culture, ces animaux constituant une population génétiquement homogène
et ayant donc des réponses moins variables. Les biomarqueurs activités
enzymatiques glutathion S-transférase (GST), catalase (CAT), acétylcholi-
nestérase (AChE) et taux de métallothionéines (MT) et de malonedialdé-
hyde (MDA) ont été mesurés sur les moules mises en cage ainsi que les
concentrations en métaux cadmium, cuivre et zinc mais aussi en fer et
manganèse (ces deux métaux étant traceurs de sédiments).
Matériels et méthodes
Les stations de mouillage des cages se situent au port de Nice et ses
environs immédiats et dans l’estuaire du Paillon. Pour ce qui est de la baie
de Cannes, les moules ont été placées dans le port de Cannes et au nord de
l’île de Lérins Sainte-Marguerite. Le dosage de la GST s’effectue selon la
méthode décrite dans Habig et coll. (3), celui de la catalase d’après
Greenwald (4). La peroxydation lipidique est estimée par la formation de
substances réactives à l'acide thiobarbiturique et quantifiée en taux de
MaloneDiAldéhyde (MDA)(5). La détermination de l’acétylcholinestérase
est réalisée avec le réactif d’Ellman (6) suivant les modifications de
Galgani et Bocquené (7). Les métallothionéines ont été analysées par la
méthode décrite dans Viarengo et coll. (8) et les métaux par spectrophoto-
métrie d’absorption atomique.
Résultats et Discussion
Les résultats analysés statistiquement montrent que l’on peut clairement
distinguer 3 stations ou groupes de stations : celles de la zone portuaire
(stations 4, 5, 6, port de Nice et de Cannes) caractérisées par des activités
GST et catalase élevées, un taux de MDA fort et une activité AChE modé-
rée, une concentration en métaux plus élevée (notamment la concentration
en cuivre dans le port de Cannes de 4 à 5 fois plus forte qu’aux autres sta-
tions) et un taux de métallothionéines relativement fort (particulièrement
au port de Nice et à la station 5); cette zone serait donc soumise à l’expo-
sition aux hydrocarbures aromatiques ou aux organochlorés et aux métaux
lourds, celle de l’estuaire du Paillon (station 2) présentant une activité
AChE faible qui tendrait à montrer chez les mollusques une exposition à
des pesticides organophosphorés ou carbamates ou à des métaux, les
moules en cage devant l’estuaire présentant des concentrations élevées en
fer et manganèse; enfin une zone peu in?uencée par les pollutions : celle
de l’île de Lérins. En effet, à cette station les moules ont des activités GST,
catalase faibles, un taux de peroxydation lipidique faible et une activité
acétylcholinestérase élevée. Cependant les taux en cadmium des moules
placées devant celle île sont significativement (tests de Fisher) supérieurs
à ceux des stations proches du port de Nice (Stations 4, 5 et 6) en revanche
les taux en fer sont significativement inférieurs. Ce qui suggérerait donc
une compétition entre les deux métaux et pourrait éventuellement expli-
quer que les moules de la station de référence aient des teneurs légèrement
plus fortes en cadmium, mais très éloignées de ce qui est trouvé en zone
polluée. En conclusion, le «caging» permet, non seulement, d’établir un
gradient de pollution, d’étudier l’impact d’un rejet précis et d’évaluer les
différences de qualité du milieu avec une précision de l’ordre d’une cen-
taine de mètres, mais aussi, d’un point de vue statistique d’amoindrir les
différences possibles liées au polymorphisme génétique par l’emploi
d’animaux d’aquaculture.
Références
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Principes et définitions. In: Lagadic L., Caquet Th., Amiard J.C. and Ramade F. (eds),
Biomarqueurs en écotoxicologie: Aspects fondamentaux. Masson, Paris, pp.1-9.
2. Cossu C., Doyotte A., Jacquin M.C., Babut M., Exinger A. and Vasseur P., 1997.
Glutathione reductase, selenium-dependent glutathione peroxidase, glutathione
levels and lipid peroxidation in freshwater bivalves, Unio tumidus, as biomarkers of
aquatic contamination in field studies.Ecotoxicol. Environ. Safety,38: 122-131.
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4. Greenwald R.A., 1985. Handbook of Methods for Oxygen Radical Research.
CRC Press, Boca Raton, FL, 464 pp.
5. Livingstone D.R., Garcia Martinez P., Michel X., Narbonne J. F., O'Hara S.,
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mechanism of toxicity in the common mussel, Mytilus edulisL., and other mol-
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metric method for metallothionein evaluation in marine organisms : an application in
Mediterranean and Antarctic molluscs. Mar. Env
iron. Res., 44 : 69-84.
Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001
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SURVEILLANCE DE LA POLLUTION PAR L’UTILISATION DE BIOMARQUEURS BIOCHIMIQUES
CHEZ LA MOULE EN MÉDITERRANÉE NORD-OCCIDENTALE
M. Roméo*, M. Gnassia-Barelli, M. Porrachia et Jean-Pierre Girard
GDR CNRS 1117 Ecotoxicologie et chimie marines, UMR INRA-UNSA 1112, Faculté des Sciences, Nice, France - romeo@unice.fr
Abstract
The water quality of the bays of Cannes and Nice was studied. For this purpose, biochemical biomarkers were measured in cultured mus-
sels translocated in cages at different sites during spring and autumn. Results allowed classifying the stations as a function of their relati-
ve degree of pollution. Stations neighbouring the harbor of Nice and Cannes were characterized by high metal concentrations and high
levels of biomarkers indicating an exposure to pollutants, whereas in the mussels placed in the Paillon estuary, the presence of pesticides
was hypothesized. The mussels from the Lérins Island can be considered as essentially devoid of contamination.
Key words : Mollusca, Pollution, metals, enzymes
EstuaireStation 4Station 5Station 6Port dePort deIle de
Paillon
Stations proches du port de Nice
Nice
Cannes
Lérins
Cd (ng/g)
798 + 32533 + 66656 + 158743 + 97802 + 87837 + 1081100 + 147
Cu (µg/g)
5,1 + 0,75,0 + 0,75,2 + 1,04,9 + 0,57,3 + 0,927,5 + 3,35,4 + 1,1
Zn (µg/g)
128 + 9169 + 36264 + 55155 + 19264 + 29243 + 55174 + 33
Fe (µg/g)
301 + 94143 + 20134 + 21122 + 17228 + 29129 + 2074 + 4
Mn (µg/g)
13,9 + 4,17,8 + 0,56,8 + 0,78,4 + 1,36,6 + 0,74,5 + 0,97,5 + 1,2
MT(µg/g)
172 + 7204 + 13243 + 2187 + 2230 + 4205 + 4182 + 2
GSTnmol/min/mg prot.98,0 + 7,1130,9+12,998,1 + 7,4145,0+17,9131,2+13,7135,6+11,388,6 +12,5
CATµmol/min/mg prot.25,8 + 3,534,7 + 4,323,2 + 2,731,0 + 3,849,4 + 7,523,9 + 2,111,9 + 3,2
MDAnmol/mg prot.
3,7 + 0,55,0 + 1,33,6 + 1,05,2 + 0,67,3 + 1,41,7 + 0,30,9 + 0,1
Le tableau ci-dessous donne les résultats obtenus pour l’expérience de mise en cage de moules d’octobre 1999.
