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IRSN, Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire

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Enhancing Nuclear Safety


Research

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Study of the biological effects of exposure to uranium in the zebrafish, Danio rerio. Impact on the life cycle

Stéphanie BOURRACHOT, doctorate of University Aix-Marseille I - Provence,  255 p., defended on the 28th may 2009

Document type > *Mémoire/HDR/Thesis

Keywords > uranium, paradoxical sleep

Research Unit > IRSN/DEI/SECRE/LRE

Authors > BOURRACHOT Stéphanie

Publication Date > 28/05/2009

Summary

Ce travail s’intègre dans le cadre général du programme ENVIRHOM lancé à l’IRSN en 2000 et vise à évaluer les effets biologiques de l'uranium sur le cycle de vie du poisson zèbre, poisson d'eau douce employé couramment pour les tests standards en écotoxicologie. Il s’agissait d’identifier les stades les plus sensibles du cycle de vie en y associant les critères d’effets les plus pertinents (des biomarqueurs aux traits d’histoire de vie) et de caractériser les effets liés à la chimiotoxicité et à la radiotoxicité de l’uranium. Des expériences ont été menées avec des oeufs, des larves et des adultes matures exposés à l'uranium à des concentrations proches de celles détectées à proximité d’anciens sites miniers français (gamme de 20 à 500 μg/L) afin d'étudier la survie, l’éclosion des oeufs, la croissance des larves et la reproduction des géniteurs. Parallèlement, des biomarqueurs de l'exposition (bioaccumulation d'uranium dans les oeufs, gonades) et biomarqueurs d’effets au niveau moléculaire (génotoxicité, reprotoxicité) ont été également mesurés. Les résultats obtenus ont montré l'intérêt d’étudier les différents stades de vie ; en effet les stades de vie précoces sont apparus comme étant les plus sensibles à l’uranium (dès 20 μg/L), que ce soit suite à une exposition directe des oeufs, ou à une exposition indirecte, via un transfert parental. Ces résultats soulignent la pertinence d'inclure les étapes pro-larvaires dans des tests de toxicité pour l’évaluation du risque environnemental. De surcroît, l’étude de différentes étapes du cycle de vie permet, à l’aide de modèle de simulation du recrutement des populations, d’extrapoler les données obtenues à des niveaux d’organisation biologiques supérieurs. A ce titre, les effets drastiques de l’uranium sur le succès reproducteur et les dommages d'ADN dans les cellules germinales indiquent la probabilité d’un fort impact sur la population pour des concentrations très faibles (20 μg/L). Il apparaît, à travers l’étude comparative des effets radiologiques induits, soit par un autre isotope de l’uranium de plus forte activité spécifique (233U) soit par une irradiation externe (137Cs), que les effets de l’uranium sont globalement dus à sa chimiotoxicité.

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Rodolphe Gilbin, the thesis supervisor

R. Chappaz, the thesis director

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