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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
lenge analytique et nécessite avant tout de connaître la distribution de l’élément
dans le milieu d’étude.
Dans ce chapitre, une première partie sera consacrée aux fondements chimiques
de telles études de spéciation en milieu biologique i.e. pourquoi et comment ces
éléments peuvent interagir avec des cibles biologiques. Les conséquences potentielles de ces interactions, éléments-molécules biologiques seiont ensuite évoquées
et illustrées avec quelques exemples précis. Dans une seconde paitie, 1 état de 1 art
de la spéciation biologique des éléments d’intérêt sera ensuite décrit.
1.
Physico-chimie des éléments d’intérêt —
Interactions éléments/molécules biologiques
1.1. Concept sur la réactivité chimique
Les ions métalliques sont des acides de Lewis qui peuvent être classés en trois
catégories en fonction de leur affinité pour certains donneurs. Selon la théorie
HSAB (Hard and Soft Acids and Bases) énoncée par Ralph G. Pearson (1963), et
communément utilisée en chimie, les ions de petite taille et de degré d’oxydation
positif élevé sont appelés « durs » car ce sont des espèces peu polarisables, tandis
que les ions de degré d’oxydation positif faible ou nul et de taille importante sont
appelés « mous », car ils sont fortement polarisables. Il existe également des ions
ayant des propriétés « intermédiaires », comme le plomb Pb2+ qui a un comportement à la fois dur et mou. Cette classification est illustrée par le tableau 1 dans
lequel les éléments d’intérêt de cet ouvrage sont indiqués en caractères gras. Il est
à noter que certains éléments comme le fer, le cuivre et le cobalt appartiennent à
plusieurs classes selon leur degré d’oxydation. Ce dernier est donc extrêmement
important pour leur spéciation.
Tableau 1 ■ Classification des acides de Lewis selon Pearson (Pearson, 1963).
Dur
Intermédiaire
Mou
H+, Li+, Na+, K+
Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+
Al3+, Sc3+, Ga3+, La3+,
Cr3+, Co3+, Fe3+, As3+,
Ir3+,
Si4+, Ti4+ Zr4+ Th4+
Pu4+,
UO2+
Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+
Zn2+, Pb2+
Cu+, Ag+, Au+, Tl+,
Hg+, Cs+
Pd2+, Cd2+, Pt2+, Hg2+
*RSe+, RHg+
M° (métal atomique)
. terme genenque désignant, en chimie organique et en biochimie, une chaîne latérale i.e. une
partie de molecule rattachée au cœur ou à la chaîne principale de la structure. Leur nature peut être
que conque, cependant, elles sont typiquement stables et liées de manière covalente à un atome de la
c tame principa e. es abréviations R et groupe R, qui se réfèrent aux chaînes latérales, proviennent
du terme raoica
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
lenge analytique et nécessite avant tout de connaître la distribution de l’élément
dans le milieu d’étude.
Dans ce chapitre, une première partie sera consacrée aux fondements chimiques
de telles études de spéciation en milieu biologique i.e. pourquoi et comment ces
éléments peuvent interagir avec des cibles biologiques. Les conséquences potentielles de ces interactions, éléments-molécules biologiques seiont ensuite évoquées
et illustrées avec quelques exemples précis. Dans une seconde paitie, 1 état de 1 art
de la spéciation biologique des éléments d’intérêt sera ensuite décrit.
1.
Physico-chimie des éléments d’intérêt —
Interactions éléments/molécules biologiques
1.1. Concept sur la réactivité chimique
Les ions métalliques sont des acides de Lewis qui peuvent être classés en trois
catégories en fonction de leur affinité pour certains donneurs. Selon la théorie
HSAB (Hard and Soft Acids and Bases) énoncée par Ralph G. Pearson (1963), et
communément utilisée en chimie, les ions de petite taille et de degré d’oxydation
positif élevé sont appelés « durs » car ce sont des espèces peu polarisables, tandis
que les ions de degré d’oxydation positif faible ou nul et de taille importante sont
appelés « mous », car ils sont fortement polarisables. Il existe également des ions
ayant des propriétés « intermédiaires », comme le plomb Pb2+ qui a un comportement à la fois dur et mou. Cette classification est illustrée par le tableau 1 dans
lequel les éléments d’intérêt de cet ouvrage sont indiqués en caractères gras. Il est
à noter que certains éléments comme le fer, le cuivre et le cobalt appartiennent à
plusieurs classes selon leur degré d’oxydation. Ce dernier est donc extrêmement
important pour leur spéciation.
Tableau 1 ■ Classification des acides de Lewis selon Pearson (Pearson, 1963).
Dur
Intermédiaire
Mou
H+, Li+, Na+, K+
Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+
Al3+, Sc3+, Ga3+, La3+,
Cr3+, Co3+, Fe3+, As3+,
Ir3+,
Si4+, Ti4+ Zr4+ Th4+
Pu4+,
UO2+
Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+
Zn2+, Pb2+
Cu+, Ag+, Au+, Tl+,
Hg+, Cs+
Pd2+, Cd2+, Pt2+, Hg2+
*RSe+, RHg+
M° (métal atomique)
. terme genenque désignant, en chimie organique et en biochimie, une chaîne latérale i.e. une
partie de molecule rattachée au cœur ou à la chaîne principale de la structure. Leur nature peut être
que conque, cependant, elles sont typiquement stables et liées de manière covalente à un atome de la
c tame principa e. es abréviations R et groupe R, qui se réfèrent aux chaînes latérales, proviennent
du terme raoica