( Les principaux pesticides: La source et l'utilisation. Les effets des pesticides surles divers écosystèmes. Les métaux lourds et les autres produits industriels).
Est considéré comme une peste, tout organisme qui entrave les activités des humains (santé et production de nourriture). Les pesticides sont des substances qui contrôlent ou tuent ces pestes.
Les implications toxicologiques de l'utilisation des pesticides dans la protection de la santé humaine et de la production de nourriture ont conduit au développement de la toxicologie réglementé et continue à défier le développement de techniques d'analyse et de procédures d'évaluation du risque.
Les pesticides les plus nombreux sont les insecticides, les antibiotiques et les herbicides. Les catégories de pesticides reconnues sont les suivantes: adjuvants, antimicrobiens, fongicides, herbicides, insecticides, les régulateurs de croissance et les poisons contre les vertébrés.
On a déjà utilisé l'arsenic, le soufre, le sel, le créosote, les composés à base de cuivre et certains produits naturels comme pesticides. Avec l'avènement de la chimie moderne on a tenté de trouver des pesticides de plus en plus sélectifs, c'est-à-dire qui ne touchaient que les espèces cibles. Le DNOC est un des premiers pesticides de synthèse sélectifs. L'inhibition de la cholinestérase est un exemple de la sélectivité des pesticides.
L'acétylcholine est un neurotransmetteur relâché dans l'espace entre les axones en réponse à une stimulation. Son action est normalement de courte durée car l'acétylcholine est enlevée par l'action de l'acétylcholinestérase. Cette inhibition se fait en 3 étapes.
Les composés organophosphorés ont été développés dans les années 40 à partir d'esters d'acide phosphorique. Les organophosphorés inhibent l'action normale de la cholinestérase en phosphorylant cette enzyme. La mort de l'animal atteint résulte d'une accumulation d'acétylcholine dans le système nerveux. Il existe deux antidotes aux organophosphorés: l'atropine qui agit en bloquant les récepteurs de l'acétylcholine, et le 2-PAM réactive l'acétylcholine inhibée par les organophosphorés. Les carbamates, une autre classe de pesticides, agissent aussi en inhibant l'acétylcholinestérase.
La plupart des pesticides ont été découverts par hasard. Par exemple, le cas de la physostigmine qui est un inhibiteur naturel de l'acétylcholine chez l'humain et en éprouvette mais ne parvient pas à traverses la cuticule des insectes. Alors, dans un analogue de synthèse on a substituer un atome d'azote là ou il y avait un atome de carbone ce qui en faisait un produit non-ionique capable de traverser la cuticule.
Les rapports entre la structure et l'activité d'un produit sont gouvernés par plusieurs facteurs: l'ionisation, la forme, la taille, la distribution des électrons et le coefficient entre la polarité et la partition.
La sélectivité peut se définir comme étant une augmentation de la toxicité vers une espèce non désirable combinée à une réduction des dangers pour l'utilisateur ou l'organisme à protéger.
Ce qui retarde la développement de produits sélectifs est d'ordre économique. En effet, si chaque produit était très sélectif, il y aurait une moins grande application et donc moins de revenus.
Les pesticides, comme toutes les autres toxines sont sujets à un grand nombre de barrières ce qui réduit leur capacité à se rendre au site d'action.
La sélectivité d'un pesticide dépend de deux mécanismes majeurs: une sélectivité d'ordre physiologique\biochimique (pénétration, emmagasinage, détoxification, excrétion, activation, sélectivité au site d'action) et une sélectivité d'ordre écologique (qui dépend en gros du manufacturier: timing, formule, développement de lignées bénéfiques etc. p.44). C'est ce dernier point qui a le plus de chance de donner des résultats utiles dans le futur.
Toxicologie environnementale des pesticides:
( Les effets des pesticides sur les écosystèmes; Les méthodes utilisées pour l'étude des pesticides).
Les facteurs qui influencent l'impact environnemental des pesticides sont: la toxicité envers des organismes non visés, la quantité des pesticide utilisée, la persistance du pesticide dans l'environnement, le potentiel de mobilité du produit dans l'environnement.
Prenons le cas du DDT et du saumon de l'Atlantique. Il s'agit là d'une grave erreur de "timing". Le DDT a été utilisé comme insecticide dans des forêts envahies par la tordeuse des bourgeons de l'épinette. Le DDT vaporisé du haut des airs s'est déposé dans les cours d'eau au moment où les jeunes poissons étaient les plus vulnérables, ce qui a décimé des populations.
On mesure les effets d'un pesticide dans l'écosystème aquatique en utilisant des enclos (méthode mise au point par l'Université de Guelph, Ontario). Cette méthode permet de vérifier les effets d'un agent toxique directement dans le milieu naturel, d'une part, et d'autre part, de vérifier la puissance capacité d'homéostasie des systèmes naturels. La méthode des enclos permet une approche holistique du problème, une approche qui tient compte des divers éléments du système et de leur interaction. L'utilisation des enclos permet d'obtenir des informations sur la toxicité d'un produit et la récupération des organismes touchés, la diversité des espèces de l'écosystème touché et une plus grande précision des interactions impliquées. De plus, l'utilisation des enclos peut servir à valider des modèles mathématiques.
Toutefois, l'utilisation des enclos comporte certains inconvénients comme la croissance de population parasite de l'infrastructure et l'accumulation des pesticides sur les parois de l'enclos.
Résistance aux pesticides et biomagnification: (Les facteurs qui affectent la résistance).
La résistance est l'habileté d'une souche d'insectes à tolérer une concentration de produit toxique qui autrement serait létale pour la majorité d'une population sauvage de la même espèce. C'est aussi un phénomène préadaptation qui est le résultat d'une sélection des individus qui sont moins sensibles que les autres. La tolérance des insectes aux insecticides représentera un danger pour l'économie mondiale quand on ne pourra plus contrôler les insectes ravageurs.
La toxicité a un rôle à jouer dans l'étude des mécanismes impliqués dans la résistance d'une souche d'insectes par exemple, pour choisir par quoi remplacer l'insecticide devenu inefficace. Les divers mécanismes de résistance se répartissent en trois groupes: des changements dans les sites d'action: des changements de pénétration, des changements de métabolisme. Il faut aussi tenir compte de la biomagnification et de la bioconcentration et de l'effet que cela a sur toute la chaîne alimentaire. Les divers facteurs qui influencent l'ingestion de pesticides par les organismes est le coefficient de partition et la biodisponibilité. L'accumulation des pesticides dans la chaîne alimentaire de l'écosystème dépend de la liposolubilité des produits (ex.le DDT).