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jeudi 10 novembre 2005

Modulateur endocrinien

Un modulateur endocrinien, encore appelé perturbateur endocrinien, est un composé xénobiotique à propriété hormono-mimétique, c'est-à-dire une substance chimique exogène pouvant avoir un impact sur l'équilibre hormonal d'une espèce vivante.

Découverte

L'impact des modulateurs endocriniens sur la santé a été mis en évidence dès les années 1950 : on a constaté dans de nombreux pays industrialisés la diminution de la fertilité de l’homme — altérations morphologiques et baisse du nombre de spermatozoïdes —, une augmentation de la fréquence du cancer du testicule, de la prostate et du sein, ainsi qu'une puberté féminine de plus en plus précoce. D'après les études épidémiologiques, l'exposition à des molécules hormono-mimétiques serait responsable de ces phénomènes.

L'hydrosphère constitue le réceptacle de nombreuses substances chimiques, telles les métabolites des hormones contenues dans les pilules anticonceptionnelles, présents en grande quantité dans les eaux résiduaires urbaines. Les organismes aquatiques sont les révélateurs d'une pollution des milieux aquatiques par les effluents.

Dans les années 1960, aux États-Unis, la baisse de fertilité des visons constatée par les éleveurs de la région des Grands Lacs, fut attribuée aux polluants bio-accumulés par les poissons. En 1988, les phoques de la mer du Nord furent décimés. En Grande-Bretagne, les poissons mâles vivant en aval d’une station d’épuration présentaient des caractères femelles. La découverte de l'altération du système reproducteur des alligators sauvages de Floride a relancé les travaux de recherche sur ce thème dans les années 1990.

Sources de contamination

Parmi les perturbateurs endocriniens, on trouve des molécules naturelles — telles des phyto-hormones — ou synthétiques, comme les pesticides ou les détergents :

  • Composés naturels :
    • myco-œstrogènes : zéaralénone ;
    • phyto-œstrogènes : isoflavonoïdes.
  • Composés synthétiques :
    • antioxydants : alkylphénols ;
    • composés organo-métalliques : sels de tributylétain (TBT) ;
    • détergents : alkylphénols, nonylphénol, nonylphénols polyéthoxylés ;
    • médicaments : stéroïdes synthétiques, tels ceux utilisés dans les pilules contraceptives ;
    • pesticides : organochlorés (DDT, HCH, PCDD) ou organo-azotés (triazines) ;
    • plastifiants : alkylphénols, nonylphénol, phtalates ;
    • polychloro-biphényles (PCB).

Les polluants organiques persistants (POP), tels le dichlorodiphényltrichloroéthane (DDT), les dioxines (PCDD) et les polychloro-biphényles (PCB), labiles et s’accumulant le long des chaînes trophiques, peuvent persister dans l’environnement plusieurs décennies, traverser les différents compartiments environnementaux — atmosphère, biosphère, hydrosphère, lithosphère — sans se soucier des frontières : on a ainsi découvert que les ours polaires pouvaient être contaminés par le DDT.

Chez l'homme, la contamination peut également être alimentaire, notamment avec les phytoœstrogènes (germe de blé, soja...), les migrants d’emballages, les résidus de pesticides, de détergents ou de médicaments. Un perturbateur endocrinien avéré pour l'homme est le diéthylstilbestrol (DES), œstrogène synthétique prescrit en France entre 1948 et 1977 aux femmes enceintes afin de prévenir le risque d'avortement. Le 17ß-estradiol — œstrogène naturel prescrit lors du traitement des femmes ménopausées (THS) — constitue un autre exemple.

Effets

Les modulateurs endocriniens peuvent perturber la maturation sexuelle, le développement des organes reproducteurs — malformation des gonades ou régression pénienne — ou la reproduction et entraîner des cancers hormono-dépendants. Ils peuvent également perturber la fonction thyroïdienne, altérer le système immunitaire ou engendrer des troubles du comportement.

De nombreuses études écotoxicologiques sur les organismes aquatiques, en particulier sur les mollusques et les poissons, ont montré que ces molécules pouvaient conduire jusqu'à l'imposex, c'est-à-dire le changement de sexe de l'animal. Les poissons sont souvent très sensibles aux contaminants de ce type : dans certains estuaires de Grande-Bretagne ou en aval de stations d’épuration d'eaux résiduaires, on peut rencontrer des populations de poissons hermaphrodites. Chez des flets mâles vivant en milieu contaminé par des polluants hormono-mimétiques, des ovocytes apparaissent au milieu des spermatozoïdes.

Depuis plusieurs années, les chercheurs suspectent de nombreux composés chimiques d'être des perturbateurs endocriniens pour l'espèce humaine. Des méta-analyses publiées dans les années 1990 ont montré le déclin régulier de la qualité du sperme chez l’homme depuis 50 ans, en particulier en Amérique du Nord et en Europe. L’incidence du cancer du testicule augmente depuis plusieurs décennies dans un certain nombre de pays européens. Il y aurait une corrélation entre la présence de perturbateurs endocriniens et les malformations de l'appareil reproducteur, par exemple entre la présence de pesticides et la cryptorchidie ou entre des composés de type bisphénol A ou dioxines et l’hypospadias. Chez la femme, on constate des anomalies de la fonction ovarienne, de la fertilité, de la fécondation, de la gestation et de l’implantation utérine ainsi qu'un déplacement de l’âge de la puberté.

Les doses auxquelles les effets se manifestent peuvent être faibles : une ingestion par le rat de 20 microgrammes de bisphénol-A, un composé dont les éthers servent à protéger l'intérieur des boîtes de conserve, est suivie d'effets œstrogéniques.

Les modulateurs endocriniens peuvent agir in utero : à Seveso, il est apparu une prépondérance des naissances de filles parmi la population contaminées par la dioxine. Il a été montré que le DES était responsable de cancers de l'appareil génital et d'atteinte de la fertilité chez les hommes et les femmes exposés in utero. Le bisphénol-A et le diéthylstilbestrol (DES) provoquent une hypertrophie de la prostate des souris exposées in utero.

La synergie résultant des interactions entre xénobiotiques, micro-nutriments et médicaments peut aggraver les effets : l'exposition simultanée de la femelle immature à des faibles doses de flavonoïdes et d’œstradiol se traduit par un fort effet œstrogénique.

État de la recherche

Thème de recherche situé à la confluence de la biologie, de la chimie et de la médecine, l'étude des modulateurs endocriniens demeure en plein essor.

Des expérimentations sont en cours pour juger de l'effet des perturbateurs endocriniens sur l'homme — tels la diminution de la spermatogenèse ou l'augmentation de malformations génitales — et de l'incidence de l'épigénétisme sur la sensibilité de certaines populations. Dans les années 2000, la recherche a été élargie aux effets sur le système endocrinien et, notamment, la production d'enzymes responsables de la différenciation sexuelle.

L'expérimentation animale est employée afin de mettre au point des tests de toxicité dose-réponse permettant de différencier l'effet perturbateur de l'effet hormono-mimétique chez l'homme. Par exemple, des souris sauvages, aux réactions normales, et des souris transgéniques ArKo (Aromatase knock out) — qui présentent une déficience en œstrogènes — sont utilisées pour mesurer les effets de molécules à activité œstrogénique (féminisante) — tel le méthoxychlore, un insecticide organo-chloré — ou anti-androgénique (anti-masculinisante) — telle la vinclozoline, un fongicide. Les molécules qui présentent un effet œstrogénique in vitro (test de E-screen) font l’objet d’études in vivo sur des rats femelles immatures ou ayant subi une ovariectomie.

L'identification de marqueurs spécifiques permet de prouver que des molécules hormono-mimétiques sont capables d'induire des effets œstrogéniques chez les mâles : la vitellogénine, protéine synthétisée par le foie de la femelle mature durant la vitellogenèse — processus précurseur de la formation de l'œuf, qui ne s'observe normalement ni chez le mâle, ni chez l'individu immature — peut être mise en évidence chez le mâle exposé à des œstrogéno-mimétiques.

Parallèlement aux études in situ, les mésocosmes et les microcosmes constituent des modèles pertinents pour étudier l'effet de ces molécules dans l'environnement, notamment dans l'hydrosphère. Réalistes d'un point de vue écologique et contrôlables, les mésocosmes permettent d'évaluer les effets à long terme sur la biocœnose et le devenir des substances chimiques dans le biotope. En 2004, l'OCDE a organisé une campagne internationale d'intercomparaison des méthodes d'analyse de la vitellogenèse chez le poisson-zèbre (Brachydanio rerio).

Moyens de lutte

La prévention des risques requiert une bonne connaissance des propriétés toxicologiques des molécules et la restriction ou l'interdiction de leur utilisation. L'usage du DDT a été mondialement interdit en 1973. La commercialisation, la fabrication, l’importation et l’exportation des jouets et articles de puériculture contenant des phtalates ont été interdits en France en 1999. Le nonylphénol a été interdit en Allemagne en 2003.

Source : Wikipedia

GreenFacts possède aussi un dossier sur les perturbateurs endocriniens très lisible donnant les faits scientifiques sur 3 niveaux (seuls les deux premiers niveaux sont en français) en forme de question-réponse.

vendredi 14 octobre 2005

Le barrage de Kariba

Lac Kariba
Le lac Kariba créé artificiellement par le barrage

Le barrage de Kariba est un barrage hydroélectrique dans la gorge de Kariba sur le fleuve Zambèze au sud de l'Afrique. Pendant la construction, 100 ouvriers sont morts. Il est l'un des plus grands barrages du monde avec une hauteur de 128 m et une longueur de 579 m. Le barrage de Kariba fournit 1320 Mégawatt d'électricité aux régions de la Zambie et du Zimbabwe. Le lac Kariba, réservoir créé par le barrage, s'étend sur 280 km, avec une capacité de stockage de 180 km3.

La création du réservoir a forcé le déplacement de 57 000 personnes habitant le long du fleuve Zambèze. De 1960 à 1961, l'opération Noé, captura et déplaça environ 6 000 grands animaux et de nombreux petits animaux menacés par la montée des eaux du lac.

Une sismicité induite par le réservoir

Depuis sa construction et son remplissage, au début des années 60, la région a subi de nombreux tremblements de terre, 20 d'entre eux dépassaient 5 sur l'échelle de Richter. On croit que ces tremblements de terre ont été induits par le remplissage du barrage. Les sismologues restent incertains sur la cause exacte de ces tremblements de terre : les tremblements de terre induits par les réservoirs ne sont pas encore bien compris.

Source : Kariba Dam

Pour plus d'information sur les effets sismiques provoqués par les barrages, consultez reservoir induced earthquakes and engineering policy en anglais ou bien Quand des barrages font trembler la terre.

Vous pouvez consulter aussi l'éprouvante construction du barrage de Kariba, qui a aussi souffert de nombreuses catastrophes climatiques dont une inondation comme en "survient une seule en un millénaire"

jeudi 6 octobre 2005

La chimie verte, une chimie plus respectueuse de l'environnement

Définition

La chimie verte a pour but de concevoir des produits et des procédés chimiques permettant de réduire ou d'éliminer l'utilisation et la synthèse de substances dangereuses.

Dans cette définition, le terme « dangereuses » est pris au sens le plus large : le danger peut être physique (substance inflammable, explosive...), toxicologique (cancérigène, mutagène...) ou global (destruction de la couche d'ozone, changement climatique...)

Les 12 principes

  1. Prévention : il vaut mieux produire moins de déchets qu'investir dans l'assainissement ou l'élimination des déchets.
  2. Économie d'atomes : les synthèses doivent être conçues dans le but de maximiser l'incorporation des matériaux utilisés au cours du procédé dans le produit final.
  3. Synthèses chimiques moins nocives : lorsque c'est possible, les méthodes de synthèse doivent être conçues pour utiliser et créer des substances faiblement ou non toxiques pour les humains et sans conséquences sur l'environnement.
  4. Conception de produits chimiques plus sécuritaires : les produits chimiques doivent être conçus de manière à remplir leur fonction primaire tout en minimisant leur toxicité.
  5. Solvants et auxiliaires plus sécuritaires : lorsque c'est possible, il faut supprimer l'utilisation de substances auxiliaires (solvants, agents de séparation...) ou utiliser des substances inoffensives.
  6. Amélioration du rendement énergétique : les besoins énergétiques des procédés chimiques ont des répercussions sur l'économie et l'environnement dont il faut tenir compte et qu'il faut minimiser. Il faut mettre au point des méthodes de synthèse dans les conditions de température et de pression ambiantes.
  7. Utilisation de matières premières renouvelables : lorsque la technologie et les moyens financiers le permettent, les matières premières utilisées doivent être renouvelables plutôt que non-renouvelables.
  8. Réduction de la quantité de produits dérivés : lorsque c'est possible, toute déviation inutile du schéma de synthèse (utilisation d'agents bloquants, protection/déprotection, modification temporaire du procédé physique/chimique) doit être réduite ou éliminée.
  9. Catalyse : les réactifs catalytiques sont plus efficaces que les réactifs stœchiométriques. Il faut favoriser l'utilisation de réactifs catalytiques les plus sélectifs possibles.
  10. Conception de substances non-persistantes : les produits chimiques doivent être conçus de façon à pouvoir se dissocier en produits de dégradation non nocifs à la fin de leur durée d'utilisation, cela dans le but d'éviter leur persistance dans l'environnement.
  11. Analyse en temps réel de la lutte contre la pollution : des méthodologies analytiques doivent être élaborées afin de permettre une surveillance et un contrôle en temps réel et en cours de production avant qu'il y ait apparition de substances dangereuses.
  12. Chimie essentiellement sécuritaire afin de prévenir les accidents : les substances et la forme des substances utilisées dans un procédé chimique devraient être choisies de façon à minimiser les risques d'accidents chimiques, incluant les rejets, les explosions et les incendies.

Source : CultureSciences-Chimie

mardi 4 octobre 2005

Convention de Stockholm sur les polluants organiques persistants

Cette convention reconnait :
  • les polluants organiques persistants possèdent des propriétés toxiques, résistent à la dégradation, s’accumulent dans les organismes vivants et sont propagés par l’air, l’eau et les espèces migratrices par delà les frontières internationales et déposés loin de leur site d’origine, où ils s’accumulent dans les écosystèmes terrestres et aquatiques,
  • les préoccupations sanitaires, notamment dans les pays en développement, suscitées par l’exposition au niveau local à des polluants organiques persistants, en particulier l’exposition des femmes et, à travers elles, celle des générations futures,
  • l’écosystème arctique et les populations autochtones qui y vivent sont particulièrement menacés en raison de la bio-amplification des polluants organiques persistants, et que la contamination des aliments traditionnels de ces populations constitue une question de santé publique,
  • la nécessité de prendre des mesures au niveau mondial concernant les polluants organiques persistants,

Source : Texte de la convention

La convention de Stockholm sur les polluants organiques persistants est un accord international visant à interdire certains produits polluants. Elle a été signée le 22 mai 2001.

Les substances chimiques très polluantes interdites :

  • l'aldrine,
  • le chlordane,
  • la dieldrine,
  • l'endrine,
  • l'heptachlore,
  • l'hexachlorobenzène,
  • le mirex
  • le toxaphlène,
  • les polychlorophéniles.
Elle restreint très fortement l'utilisation du DDT.

Source : Wikipedia

vendredi 26 août 2005

Cahier de Global Chance n° 20 : les utopies technologiques

Un numéro très intéressant, bien au fait des technologies et plein de bon sens, gratuitement téléchargeable (pdf de 60 pages).

Il relativise les "promesses" de la science face aux enjeux du développement durable.

Par exemple, pour l'hydrogène présenté comme une énergie propre. Cela est vrai pour son utilisation (enfin aux fuites d'hydrogène près dans l'atmosphère) mais c'est beaucoup moins évident dans sa production.

En effet, on peut l'obtenir à partir de l'eau par électrolyse. Ce faisant, on va consommer beaucoup d'électricité (plus que ce que l'on va produire en utilisant cet hydrogène : les lois de la physique étant implacables). Or nous savons maintenant que nos énergies sur Terre sont limitées.. Et le problème est aussi déplacé pour produire l'électricité de manière propre..

On peut aussi obtenir l'hydrogène par crackage de produits pétroliers, sources non renouvelables d'énergie..

Bref, cela ne semble pas la solution pour nos problèmes d'énergies.