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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
La cause principale de la toxicité du sélénium serait toutefois le stress oxydant
observé chez les différents organismes vivants après une exposition trop importante au sélénium. Les différentes formes de composés séléniés comme le sélénite
ou le diséléniure réagissent avec les thiols pour former des espèces réactives de
l’oxygène toxiques pour les cellules (Spallholz, 1997). Par exemple le sélénite
réagit avec le glutathion réduit et produit de l’anion superoxyde, la sélénocystamine (un diséléniure) catalyse la formation de superoxyde en présence de
thiol. Ces espèces réactives interagissent avec les composés cellulaires (lipides,
protéines, ADN, etc.) entraînant des mutations et un vieillissement prématuré des
cellules. Elles peuvent causer la mort cellulaire par apoptose. Chez les bactéries,
le stress oxydant causé par la présence de séléniate ou sélénite induit la synthèse
de protéines aux propriétés antioxydantes parmi lesquelles les superoxyde dismutases qui ont un rôle prépondérant dans la résistance à ces composés toxiques
(Bébien et al., 2002).
3.2. Mécanismes d’interactions de la bactérie à l’homme
L’activité biologique participe fortement aux transformations du sélénium. Tout
comme les plantes et les animaux, les micro-organismes l’intègrent et le transforment. Ils ont un rôle essentiel dans la régulation des quantités de sélénium biodisponible pour les plantes ou les animaux. Ces transformations microbiennes sont
classées en trois catégories : oxydation et réduction, assimilation et méthylation
en composés volatils.
3.2.1. Oxydation du sélénium
L oxydation des composés séléniés est un phénomène assez rare et peu étudié.
Elle serait réalisée essentiellement à la surface du sol avec une vitesse relativement faible. Quelques bactéries utilisent ce mécanisme d’oxydation comme source
d énergie. Ainsi Bacillus megaterium (Sarathchandra et Watkinson, 1981) oxyde le
sélénium élémentaire en sélénite et Thiobacillus ferroxidans le séléniure de cuivie
en sélénium élémentaire et ions cuivriques. Cependant ces découvertes n’ont pas
donné lieu à des études plus approfondies.
3
T)
3.2.2. Réduction des oxydes de sélénium
Contrairement à l’oxydation, la réduction du séléniate et du sélénite est un ;
mécanisme très répandu chez les bactéries, les algues, les champignons et les j
evures. Elle peut être un mécanisme bioénergétique, les oxydes de sélénium ;
jouant le rôle d accepteur terminal d’électrons ou un mécanisme de défense, k »
sélénium élémentaire produit étant moins toxique que les formes oxydées.
J
3.2.2.1. Réduction du séléniate
Elle a particulièrement été étudiée au niveau de sédiments où elle suit le piofil j
e reduction des nitrates et non celle des sulfates. En effet il a été montré qued£
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
La cause principale de la toxicité du sélénium serait toutefois le stress oxydant
observé chez les différents organismes vivants après une exposition trop importante au sélénium. Les différentes formes de composés séléniés comme le sélénite
ou le diséléniure réagissent avec les thiols pour former des espèces réactives de
l’oxygène toxiques pour les cellules (Spallholz, 1997). Par exemple le sélénite
réagit avec le glutathion réduit et produit de l’anion superoxyde, la sélénocystamine (un diséléniure) catalyse la formation de superoxyde en présence de
thiol. Ces espèces réactives interagissent avec les composés cellulaires (lipides,
protéines, ADN, etc.) entraînant des mutations et un vieillissement prématuré des
cellules. Elles peuvent causer la mort cellulaire par apoptose. Chez les bactéries,
le stress oxydant causé par la présence de séléniate ou sélénite induit la synthèse
de protéines aux propriétés antioxydantes parmi lesquelles les superoxyde dismutases qui ont un rôle prépondérant dans la résistance à ces composés toxiques
(Bébien et al., 2002).
3.2. Mécanismes d’interactions de la bactérie à l’homme
L’activité biologique participe fortement aux transformations du sélénium. Tout
comme les plantes et les animaux, les micro-organismes l’intègrent et le transforment. Ils ont un rôle essentiel dans la régulation des quantités de sélénium biodisponible pour les plantes ou les animaux. Ces transformations microbiennes sont
classées en trois catégories : oxydation et réduction, assimilation et méthylation
en composés volatils.
3.2.1. Oxydation du sélénium
L oxydation des composés séléniés est un phénomène assez rare et peu étudié.
Elle serait réalisée essentiellement à la surface du sol avec une vitesse relativement faible. Quelques bactéries utilisent ce mécanisme d’oxydation comme source
d énergie. Ainsi Bacillus megaterium (Sarathchandra et Watkinson, 1981) oxyde le
sélénium élémentaire en sélénite et Thiobacillus ferroxidans le séléniure de cuivie
en sélénium élémentaire et ions cuivriques. Cependant ces découvertes n’ont pas
donné lieu à des études plus approfondies.
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T)
3.2.2. Réduction des oxydes de sélénium
Contrairement à l’oxydation, la réduction du séléniate et du sélénite est un ;
mécanisme très répandu chez les bactéries, les algues, les champignons et les j
evures. Elle peut être un mécanisme bioénergétique, les oxydes de sélénium ;
jouant le rôle d accepteur terminal d’électrons ou un mécanisme de défense, k »
sélénium élémentaire produit étant moins toxique que les formes oxydées.
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3.2.2.1. Réduction du séléniate
Elle a particulièrement été étudiée au niveau de sédiments où elle suit le piofil j
e reduction des nitrates et non celle des sulfates. En effet il a été montré qued£