v1.16.1

PA - C7 - BIO582 : Toxicologie humaine et environnementale

Domaine > Biologie.

Descriptif

Depuis plus d’un siècle, l’homme ne cesse d’exploiter son environnement, notamment à des fins énergétiques, au travers de l’utilisation des énergies fossiles ou des radioéléments. L’homme modifie également son environnement en introduisant de nouveaux composés qui trouvent des applications variées dans l’industrie (solvants, plastiques, nanomatériaux), l’agriculture (pesticides, engrais), ou la médecine (médicaments). Certains de ces composés peuvent affecter la santé de l’homme.
Ils agissent aussi sur l’ensemble des organismes vivant dans un écosystème donné, bouleversent leur physiologie et les équilibres dynamiques établis, comme l’attestent les cas de pollution accidentelle associée à l’activité humaine (Seveso, naufrage de bateaux pétroliers, Tchernobyl). Il est donc tout particulièrement important, par le biais d’études toxicologiques, d’évaluer l’innocuité ou la nocivité des différents composés mis sur le marché, pour bien en saisir les effets sur notre santé, mais également sur le milieu qui nous entoure.

L’objectif principal de ce cours est d’appréhender certains mécanismes fondamentaux de toxicité induits par des composés d’origine chimique et biologique ainsi que des agents physiques à l’échelle moléculaire, cellulaire, tissulaire et de l’organisme. En particulier, l’accent sera porté sur les sources de contamination et de pollution, les voies d’exposition, la durée et l’intensité de l’exposition à différents xénobiotiques, leurs effets toxiques, la recherche de biomarqueurs d’atteinte tissulaire et cellulaire, les moyens de prévention et thérapeutiques ainsi que quelques aspects réglementaires.


Les principaux chapitres concernent la toxicité d’agents physiques, de produits chimiques intentionnellement et non intentionnellement fabriqués et de produits biologiques tels que :
• Les pesticides, qui sont à l’origine de certaines maladies neurodégénératives, dont la maladie de Parkinson, en conséquence d’un stress oxydatif.
• Les radioéléments, pour leur effet génotoxique et cancérigène.
• Des médicaments (distilbène) ou certains plastiques (bisphénol A), qui perturbent les équilibres hormonaux chez l’adulte et modifient le développement du fœtus et du nouveau-né. On qualifie ces molécules chimiques de perturbateurs endocriniens.
• Les particules atmosphériques et nanoparticules, qui déclenchent la production de facteurs inflammatoires délétères pour les cellules de l’appareil respiratoire.
• Les dioxines, des produits chimiques générés au cours du traitement des déchets, qui activent des voies de détoxication majeures pour l’organisme (cytochromes P450) et qui paradoxalement induisent une réponse toxique.
• Les prions, des protéines anormalement repliées capables de transmettre leur conformation pathologique, et dont la présence dans l’alimentation et certains médicaments (hormone de croissance), a induit dans les années 1990-2000 un ensemble de maladies neurodégénératives.
• Des aliments et leurs constituants capables de générer une réaction allergique en stimulant anormalement le système immunitaire.

A partir d’articles scientifiques, l’élève sera amené à constituer un dossier toxicologique sur un composé ou groupe de composés donnés dont les objectifs sont (i) de cerner les mécanismes par lesquels ces composés agissent sur la santé de l’homme et ont un impact sur l’environnement et (ii) de proposer différentes mesures permettant de détecter et limiter l’effet toxique de ces composés.

Niveau requis : Avoir suivi au moins un module de biologie en année 2
Langue du cours : Français
Credits ECTS : 4

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Human and Environmental Toxicology


For more than a century, man has continued to exploit his environment, notably for energy purposes, through the use of fossil fuels or radioelements. Man also modifies his environment by introducing new compounds that find various applications in industry (solvents, plastics, nanomaterials), agriculture (pesticides, fertilizers), or medicine (medicines). Some of these compounds can affect human health.
They also act on all the organisms living in a given ecosystem, upset their physiology and the established dynamic equilibria, as evidenced by the accidental pollution associated with human activity (Seveso, sinking of oil boats, Chernobyl). It is therefore particularly important, through toxicological studies, to evaluate the safety or harmfulness of the various compounds placed on the market, in order to understand their effects on our health, but also on the environment around us .

The main objective of this course is to understand some fundamental mechanisms of toxicity induced by compounds of chemical and biological origin as well as physical agents at the molecular, cellular, tissue and organism scale. In particular, the focus will be on sources of contamination and pollution, exposure pathways, duration and intensity of exposure to different xenobiotics, toxic effects, biomarkers for tissue Cellular, preventive and therapeutic means as well as some regulatory aspects.


The main chapters concern the toxicity of physical agents, intentionally and unintentionally manufactured chemicals and biological products such as:
• Pesticides, which cause certain neurodegenerative diseases, including Parkinson's disease, as a result of oxidative stress.
• Radioelements, for their genotoxic and carcinogenic effect.
• Drugs (distilbene) or certain plastics (bisphenol A), which disrupt hormonal balances in adults and modify the development of the fetus and newborn. These chemical molecules are called endocrine disruptors.
• Atmospheric particles and nanoparticles, which trigger the production of inflammatory factors deleterious to the cells of the respiratory system.
• Dioxins, chemicals generated during the treatment of waste, which activate major detoxification pathways for the organism (cytochrome P450) and which paradoxically induce a toxic response.
• Prions, abnormally folded proteins capable of transmitting their pathological conformation, and whose presence in the diet and certain drugs (growth hormone), induced in the years 1990-2000 a set of neurodegenerative diseases.
• Foods and their constituents capable of generating an allergic reaction by abnormally stimulating the immune system.

Using scientific articles, students will be asked to develop a toxicological file on a given compound or group of compounds whose objectives are (i) to identify the mechanisms by which these compounds affect human health and Impact on the environment and (ii) propose different measures to detect and limit the toxic effect of these compounds.

Required level: Attended at least one biology module in year 2
Course language: French
Credits ECTS: 4

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade réduit

Pour les étudiants du diplôme M1 Biologie-Santé - Voie Boris Ephrussi-X

Pour les étudiants du diplôme M1 Chimie - Voie Fréderic Joliot-Curie - Ecole Polytechnique

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Ecole polytechnique

Pour les étudiants du diplôme Biomechanical Engineering

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