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Les bioaérosols contribuent significativement au potentiel oxydant des particules atmosphériques

par Herve Denis - 11 septembre 2017 ( maj : 14 septembre 2017 )

Au cours de la dernière décennie, le potentiel oxydant (PO) des particules atmosphériques (PM pour particulate matter) a été proposé comme un indicateur sanitaire de l’exposition à la pollution atmosphérique particulaire. Cette mesure intègre des propriétés des PM reliées au stress oxydant (dommages causés par des radicaux libres de l’oxygène) qu’elles peuvent générer dans le système respiratoire, à l’origine des effets biologiques des PM alors que la régulation porte aujourd’hui sur la seule mesure de leur concentration massique.

La plupart des études sur le PO se sont focalisées jusqu’à aujourd’hui sur la fraction chimique des PM (contaminants atmosphériques organiques et oxydes métalliques), mais il existe toujours une fraction significative a priori non identifiée du PO.
C’est dans ce contexte que deux équipes de chercheurs de l’Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE, UGA – CNRS – IRD - Grenoble-INP) ont mené la première étude sur la contribution des bioaérosols au potentiel oxydant intrinsèque des PM avec des méthodes acellulaires.
Nous avons émis l’hypothèse qu’une part de la fraction inexpliquée du PO des PM pourrait être due à la fraction biologique de ces PM (également connue sous le nom de bioaérosols), car elle peut représenter jusqu’à 15% de leur masse.

Une série de bioaérosols sélectionnés dans l’air intérieur et extérieur ont tous été montrés comme capables de provoquer des réactions oxydatives dommageables dans les milieux biologiques. Ce PO varie selon le type de microorganismes (cellules bactériennes vs spores fongiques), leur espèce et leur concentration. De plus, l’association de ces bioaérosols avec des espèces chimiques toxiques connues de l’atmosphère et contribuant fortement au PO (e.g. cuivre et 1,4 naphtoquinone), module le PO des PM. Ainsi par exemple, la présence de cellules de la bactérie S. epidermidis avec du cuivre divisait par 2 le PO du cuivre. Ces résultats peuvent être expliqués par des mécanismes qui seraient non métaboliques et passifs (ne nécessitant pas une activité cellulaire).

A notre connaissance, c’est la première étude qui souligne la nécessité de tenir compte de la contribution des bioaérosols lors de l’évaluation du potentiel oxydant global des PM potentiellement dangereuses pour l’Homme par inhalation. Ces résultats ne manqueront pas de susciter un intérêt certain de la part des acteurs de la santé, car les spores fongiques ont été montrées aussi réactives que les principaux oxydants atmosphériques bien connus, comme le cuivre impliqué dans des problèmes de stress oxydant.

Figure : Images de microscopie optique de spores et bactéries rencontrées dans l’air ambient (A)= A. fumigatus, (B)= A. brasiliensis, (C)= Penicillium sp. ; (D)= Microccus sp.and (E)= fraction biologique révélée d’un échantillon de particules atmosphériques.

Référence : Samake, A., Uzu, G., Martins, J.M.F., Calas, A., Vince, E., Parat, S., and Jaffrezo, J.L.,. The unexpected role of bioaerosols in the Oxidative Potential of PM. DOI : 10.1038/s41598-017-11178-0

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Contact IGE : gaelle.uzu@ird.fr

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