EFFETS DU CADMIUM SUR L’ACTIVITE DE L’ACETYLCHOLINESTERASE ET SUR LES CELLULES CILIEES DU SYSTEME DE LA LIGNE LATERALE DE Gambusia affinis (POISSON, TELEOSTEEN)
Mots-clés :
Acétylcholinestérase, GSH, GST, mécanorécepteurs, cadmium, Gambusia affinis.Résumé
Dans cette étude expérimentale nous nous sommes intéressés au cadmium, un métal lourd fréquemment
rencontré dans les écosystèmes aquatiques situés dans des zones urbanisées et industrialisées. Ce travail vise à
évaluer l’impact du cadmium, dilué à différentes doses (1 et 5 μg/l) dans l’eau de divers lots de Gambusia affinis,
par le dosage de certains substrats et enzymes indicateurs de stress oxydatif : le GSH et la GST (au niveau du foie)
et notamment l’acétylcholinestérase un bio marqueur de neurotoxicité (au niveau cérébral) et d’autre part par
l’exploration de l’ultra structure du système neurosensoriel de la ligne latérale du poisson. Les concentrations létales
sont égales à 10-20 μg/l de cadmium. Les résultats des dosages montrent que les teneurs des bio marqueurs varient
en fonction de la dose et de la durée d’exposition au cadmium. L’exposition des poissons à des doses de 5 μg/l de
cadmium induit une activation du système de détoxification qui se traduit, à partir du 7ème jour d’exposition, par la
diminution du taux de GSH et l’augmentation de l’activité de la GST. L'activité de la GST hépatique présente une
différence significative et très significative chez les poissons exposés pendant 15 jours aux doses respectives de
1μg/l et 5 μg/l de cadmium. Quant à l’acétylcholinestérase, affiche un taux d’inhibition très significatif chez les
poissons exposés à 5μg/l pendant 15 jours. L’observation des coupes fines des pièces prélevées de la ligne latérale
de la tête des Gambusies traitées au cadmium ne montre pas des modifications anatomiques de l’organisation ultra
structurale des cellules sensorielles. Ces résultats suggèrent que l’effet neurotoxique du cadmium pourrait être due à
son action oxydative générant un phénomène radicalaire (ROS : reactive oxygen species) et altérant de ce fait
l’activité des enzymes antioxydantes et notamment celle de l’Ache
Références
- J.F.Chiffoleau, J.L.Gonzalez, P. Miramand, &
B.Thouvenin, . Le cadmium: comportement d’un
contaminant métallique en estuaire. Programme
scientifique Seine-Aval 10 (1999): 31 p.
- D. Taylor, The significance of the accumulation of
cadmium by aquatic organisms. Ecotox. Environ. Safe.
(1983) : 33-42.
- P. Miramand, T. Guyot, J. Pigeot, , P.Bustamante, F.
Caurant, & R. Ferchaud,.Le cadmium dans les réseaux
trophiques marins : de la source aux consommateurs.
Journal Européen d’Hydrologie 31 (2) ( 2000): 127-143.
- D.M. Trotter, R.A. Kent & P. Wong. Aquatic fate and
effect of carbofuran. Critic. Rev. Environ. Contr.,
(1991): 137-176.
- C.E.Grue, P.L. Gibert & M.E. Seeley,
Neurophysiological and behavioral changes in nontarget
wildlife exposed to organophosphate and carbamate
pesticide: Thermoregulation, food consumption and
reproduction. Am. Zool., 37(1997): 369-388.
- A.G.HEATH, J.J. Jr.CECH, L. BRINK, P. MOBERG
& J.G. ZINKL,Physiological responses of fathead
minnow larvae to rice pesticides. Ecotoxicol. Environ.
Saf., 37(1997): 280-288.
- J.G.ZINKL, W.L. LOCKHART, S.A. KENNY, & F.J.
WARD, The effects of cholinesterase inhibiting
insecticides on fish. In: Cholinesterase-Inhibiting
Insecticides (Mineau P., ed.),(1991) 233-254. New York:
Elsevier.
- P.SAGLIO, S. TRIJASSE & D. AZAM, Behavioral
effects of waterborne carbofuran in goldfish. Arch.
Environ. Contam. Toxicol., 31(1996): 232 -238.
- K.GOPAL & M. RAM,.!-!Alteration in the
neurotransmitter levels in the brain of the freshwater
snakehead fish (Channa punctatus) exposed to
carbofuran. Ecotoxicology, 4(1995) : 1-4.
- D.J. FORSYTH & P.A. MARTIN, Effect of
fenitrothion on survival, behavior, and brain
cholinesterase activity of white-throated sparrows
(Zonotrichia albicollis). Environ. Toxicol. Chem.,
(1993): 91-103.
- A.D.M. HART, Relationships between behavior and
the inhibition of AChE in birds exposed to
organophosphorus pesticides. Environ. Toxicol. Chem.,
(1993) : 321-336.
- S.L. FRIDAY , A.D.M. HART & S.D. LANGTON,
Effects of exposure to an organophosphorus pesticide on
the behavior and use of cover by captive starlings.
Environ. Toxicol. Chem., 15(1996):1590-1596.
- H.DUTTA, J. MARCELINO & C.
RICHMONDS,.Brain acetylcholinesterase activity and
optomotor behavior in bluegills, Lepomis macrochirus
exposed to different concentrations of diazinon. Arch. Int.
Physiol. Biochim. Biophys., 100(1992): 331-334.
- D.D.PAVLOV, G.M.CHUIKO, Y.V.GERASSIMOV
and V.D. TONKOPIY,.Feeding behaviour and brain
acetylcholinesterase activity in bream (Abramis brama L.)
as affected by DDVP, an organophophorus insecticide.
Comp. Biochem. Physiol., 103C (1992) : 563-568.
- E. Yorulmazlar, A.Gül. Investigation of acute toxicity
of cadmium sulfate (CdSO4 x H2O) and behavioral
changes of grass carp (Ctenopharyngodon).
Chemosphere, Volume 53 (2003): 1005-1010.
- G.R.Scott, K.A. Sloman, C. Rouleau and C.M. Wood.
Cadmium disrupts behavioural and physiological
responses to alarm substance in juvenile rainbow trout
(Oncorhyncus mykiss). J.Exp. Biol., 206 (2003): 1779-
- K.Faucher, Le système latéral du bar, Dicentrarchus
labrax, et conséquences d’un dysfonctionnement sur son
comportement : action potentielle des ions métalliques.
Cybium 29 (2) (2005):118.
- J.H.Vivien, Rôle de l’hypophyse dans le
déterminisme de l’évolution et l’inversion sexuelle chez
les xephophorue. J. Physiol., 44(1941): 349-351.
- MM.Bradford. A Rapid and Sensitiv.e Method for the
Quantitation of Microgram Quantities of Protein Utilizing
the Principle of Protein-Dye Binding.Anal.
Biochem.72(1976): 248-254.
- G. Weckbeker et J.G. Cory, Ribonucletide reductase
activity and growth of glutathione depleted mouse
leukemia L 1210 cells invitro cancer. Letters,
(1988):257-264.
- W.H. Habig, M.J. Pabst, et W.B. Jakoby ,
Glutathione-s-transferase. The first enzymatic step in
mercapturic acid formation. The journal of biological
chemistry 249(1965):7130-7139.
- G.L.Ellman, K.O.Courtney, V.Andress,
R.M.Featherstone, A new rapid colimetric determination
of acetylcholinesterase activity. Biochem. Pharmacol.
(1961):88-95.
- E.S Reynolds ,use of lead citrate at high pH as an
electron-opaque stain in electron microscopy, J. Cell.
Biol. 17 (1963), pp. 208–212.
- S.Kojima, H.Shimomra, S. Matsumoi ,Effect of
irradiation with low dose gamma-rays on chemically
induced hepatotoxicity and glutathione depletion.
Anticancer Res, 20(3A)(2000): 1583-8.
- I.Mumtaz, C.Tualy et C.E.Benay, Differential
combined effect of cadmium and nickel on hepatic and
renal Glutathione-S-transferases of the Guinea pig.
Environ. health perspect. 102 (suppl. 9)(1994): 69-72.
- R.K.Singhal, M.E.Anderson et A.Meister,
Glutathione, a first line of defence against cadmium
toxicity. FASEB J. 1(1987): 220-223.
- S.J. Stohs, et D. Bagchi, Oxidative mechanisms in the
toxicity of metal ions. Free Rad. Biol. Med. 18(1995):
-336.
- T. Abel, et F.Barlocher, , Uptake of cadmium by
Gammarus fossarum (Amphipoda) from food and water.
J. Appl. Ecol. 25 (1)(1988): 223-231
- J.A.Pechenik, R. Berard, D. Daniels, T.R. Gleason et
D.Champlin,. Influence of lowered salinity and elevated
cadmium on the survival and metamorphosis of
trochophores in Capitella sp.. Invertebr. Biol. 120 (2)(
: 142-148.
- C. Amiard-Triquet, Bioaccumulation et nocivité
relatives de quelques polluants métalliques à l’égard des
espèces marines. Bull.Ecol., 20(2) (1998), 129-51.
- D.W.T.Au , A.A. Reunov, & R.S.S. Wu,
Reproductive impairment of sea urchin upon chronic
exposure to cadmium. Part II: Effects on sperm
development. Environ. Pollut. 111(2001) : 11-20.
- S.Ramachandran, T.R. Patel et M.H. Colbo, Effect of
copper and cadmium on three Malaysian tropical
estuarine invertebrate larvae. Ecotox. Environ. Safe.
(1997): 183-188.
- R.V.Zikic, A.S.Stajn, S.Z.Pavlovic, B.I.Ognjanovic,
Z.S. Saicic. Activities of superoxide dismutase and
catalase in erythrocytes and plasma transaminases of
Goldfish (Carassius auratus gibelio Bloch.) exposed to
cadmium. Physiol.Res. 50(2001): 105-111.
- W. Sanchez, O. Palluel, L. Meunier, M. Coquery, J.M
Porcher and S. Aït-Aïssa.Copper-induced oxidative stress
in three-spined stickleback: relationship with hepatic
metal levels.Environmental Toxicology and
Pharmacology (19) Issue 1, 2005. 177-183.
- M.H.Fulton, P.B. Key, Acetylcholinesterase inhibition
in estuarine fish and invertebrates as an indicator of
organophosphorus insecticide exposure and effects.
Environ. Toxicol. Chem. 20(1) (2001): 37-4
- J.C.Amiard , Défense et illustration de
l’écotoxicologie. Journal de recherche océanographique
(3-4)(1990) : 92-95.
- MONTGOMERY, J.C., MCDONALD, F., BAKER,
C.F. CARTON, A.G. and LING, N. Sensory integration
in the hydrodynamic world of rainbow trout. Proceedings:
Biological Sciences Volume: 270 Number: 1530
Supplement (2003) 2 195-197
- Fujita, I., P.W. Sorensen, N.E. Stacey, and T.J. Hara.
The olfactory system, not the terminal nerve, functions as
the primary chemosensory pathway mediating responses
to sex pheromones in male goldfish. Brain, Behavior and
Evolution 38(1991): 313-321.