170
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
principalement à partir de la ferntine partiellement dégradée dans les lysosomes
(Kurz et al., 2008), et augmentent la concentration de calcium intracellulaire.
Ces mécanismes sous-tendent les interactions entre homéostasie redox et
homéostasie des métaux.
4.4. Variabilité de l’homéostasie redox lors de l’exposition
aux métaux
La vulnérabilité aux métaux est variable suivant la nature des cellules et leur
état. Les bactéries ont généralement des moyens de lutter contre des variations
importantes de métaux via des régulations de type transcriptionnel (paragraphe 1.6). Les organismes multicellulaires développent des mécanismes similaires, mais leur plus grande complexité, vis-à-vis des systèmes de régulation en
particulier, module fortement leur résistance aux toxiques.
Dans les organismes aérobies un élément important de la toxicité des métaux
est la baisse de production d’énergie par les mitochondries. Cette inhibition
diminue l’activité métabolique et donc l’efficacité de la réponse cellulaire vis-àvis des toxiques. Les dommages mitochondriaux sont susceptibles de déclencher
des phénomènes apoptotiques. En effet, la mitochondrie est un organite majeur
impliqué dans ce processus. De plus, un dysfonctionnement de la chaîne respiratoire augmente la production d’ERO. Ceux-ci contribuent aux dommages oxydatifs, notamment pour les mitochondries, mais ils jouent aussi le rôle de molécules-signal (cf. paragraphe 1.5). Les cellules ayant la capacité de se préserver
des toxiques métalliques intracellulaires, comme les cellules végétales pouvant
séquestrer les toxiques dans la vacuole à l’aide des phytochélatines ou les levures
(Clemens, 2006), risquent moins de subir ces phénomènes que d’autres cellules
au métabolisme énergétique intense et sans pouvoir de séquestration comme les
neurones.
4.5.
Variabilité de la toxicité des métaux
Les mécanismes de régulation des homéostasies métalliques interviennent dans
l’impact que peuvent avoir les toxiques. En conditions de carence d’un élément S
essentiel, ces systèmes visent à maximiser l’import de l’élément manquant. Par i
exemple, l’absorption intestinale de cadmium et de plomb chez les animaux est ।
sensiblement augmentée chez les sujets carencés en fer par la surexpression du |
transporteur de fer des entérocytes (DMT1, cf. paragraphe 3.1.2). Par un méca- ?
nisme moléculaire sans doute similaire, la vacuole et le chloroplaste dA. thaliana ?
accumulent plus de césium en carence de potassium. Ces exemples montrent §
1 importance du manque de sélectivité des transporteurs dans les mécanismes de |
toxicité. En situation de surcharge la réponse cellulaire tend au contraire à dimi- j
nuer 1 import du métal abondant et par là de toxiques éventuels. Pour autant, les ?
cellules concernées ne sont pas nécessairement protégées de ces toxiques. L’accu- j
mulation de fer dans les hémochromatoses affecte la distribution d’autres métaux 0
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
principalement à partir de la ferntine partiellement dégradée dans les lysosomes
(Kurz et al., 2008), et augmentent la concentration de calcium intracellulaire.
Ces mécanismes sous-tendent les interactions entre homéostasie redox et
homéostasie des métaux.
4.4. Variabilité de l’homéostasie redox lors de l’exposition
aux métaux
La vulnérabilité aux métaux est variable suivant la nature des cellules et leur
état. Les bactéries ont généralement des moyens de lutter contre des variations
importantes de métaux via des régulations de type transcriptionnel (paragraphe 1.6). Les organismes multicellulaires développent des mécanismes similaires, mais leur plus grande complexité, vis-à-vis des systèmes de régulation en
particulier, module fortement leur résistance aux toxiques.
Dans les organismes aérobies un élément important de la toxicité des métaux
est la baisse de production d’énergie par les mitochondries. Cette inhibition
diminue l’activité métabolique et donc l’efficacité de la réponse cellulaire vis-àvis des toxiques. Les dommages mitochondriaux sont susceptibles de déclencher
des phénomènes apoptotiques. En effet, la mitochondrie est un organite majeur
impliqué dans ce processus. De plus, un dysfonctionnement de la chaîne respiratoire augmente la production d’ERO. Ceux-ci contribuent aux dommages oxydatifs, notamment pour les mitochondries, mais ils jouent aussi le rôle de molécules-signal (cf. paragraphe 1.5). Les cellules ayant la capacité de se préserver
des toxiques métalliques intracellulaires, comme les cellules végétales pouvant
séquestrer les toxiques dans la vacuole à l’aide des phytochélatines ou les levures
(Clemens, 2006), risquent moins de subir ces phénomènes que d’autres cellules
au métabolisme énergétique intense et sans pouvoir de séquestration comme les
neurones.
4.5.
Variabilité de la toxicité des métaux
Les mécanismes de régulation des homéostasies métalliques interviennent dans
l’impact que peuvent avoir les toxiques. En conditions de carence d’un élément S
essentiel, ces systèmes visent à maximiser l’import de l’élément manquant. Par i
exemple, l’absorption intestinale de cadmium et de plomb chez les animaux est ।
sensiblement augmentée chez les sujets carencés en fer par la surexpression du |
transporteur de fer des entérocytes (DMT1, cf. paragraphe 3.1.2). Par un méca- ?
nisme moléculaire sans doute similaire, la vacuole et le chloroplaste dA. thaliana ?
accumulent plus de césium en carence de potassium. Ces exemples montrent §
1 importance du manque de sélectivité des transporteurs dans les mécanismes de |
toxicité. En situation de surcharge la réponse cellulaire tend au contraire à dimi- j
nuer 1 import du métal abondant et par là de toxiques éventuels. Pour autant, les ?
cellules concernées ne sont pas nécessairement protégées de ces toxiques. L’accu- j
mulation de fer dans les hémochromatoses affecte la distribution d’autres métaux 0