Дисертації з теми "Risques pour la santé – Effets de la chaleur"

Compte tenu de l’augmentation de la fréquence des canicules, il est nécessaire de s’assurer que les bâtiments conçus et construits aujourd’hui seront adaptés aux futures températures plus élevées. Le périmètre de cette thèse consiste à proposer une méthodologie de contribution à la conception des bâtiments considérant à la fois les enjeux d’atténuation (réduction des besoins énergétiques) et d’adaptation (confort thermique estival, réduction du risque sanitaire en période de canicule) au changement climatique. La méthodologie a pour vocation d’être adaptable à différents types de bâtiments et de climats. Dans ce but, nous avons développé des fichiers météorologiques contenant des séquences typiques, ainsi que des vagues de chaleur futures. Par la suite, des méthodes d’analyse de sensibilité et d’optimisation couplées à des simulations thermiques dynamiques du bâtiment ont permis d’évaluer le potentiel de différentes techniques de rafraîchissement passif utilisées pour diminuer la surchauffe d’été en climats futurs. Les résultats de ces travaux de recherche mettent en évidence que les stratégies évaluées sont efficaces pour maintenir un confort thermique estival lors des étés futurs types à Paris et à La Rochelle. Cependant, à Carpentras, pour un été type futur, et pour ces trois villes en périodes de canicules futures récurrentes, les limites de ces solutions sont mises en exergue. En effet, les résultats de l’étude montrent que les occupants sont exposés à la chaleur lors de plusieurs jours consécutifs au-dessus de seuils à la fois diurnes et nocturnes ce qui résulte en un risque sanitaire pour les personnes vulnérables. Ces séquences ne sont pas détectées en utilisant des fichiers futurs types uniquement, ce qui démontre la pertinence de ces travaux. La combinaison d’enveloppes de bâtiments optimisées, de stratégies de rafraîchissement et d’adaptation des occupants se révèle être nécessaire afin d’atténuer le risque sanitaire récurrent auguré pour le milieu du siècle en France
Due to climate change projecting increased heatwaves occurrence, ensuring that buildings designed and built today will be adapted to future warmer temperatures is essential. The scope of this Ph.D. is to propose a methodological contribution to the design of buildings that both mitigate (minimize yearly energy needs) and adapt (minimize summer indoor overheating, limit health-heat-related risk) to climate change. The methodology can be applied to any building case study in any climate. For this purpose, bias-adjusted weather files containing both present, future typical conditions and future heatwave periods were developed. The potential of different passive cooling mitigation and adaptation strategies to reduce summer indoor overheating is evaluated using these weather files through dynamic thermal simulations, sensitivity analysis and optimization methods. The results of this research work highlight that for the building case study, the evaluated strategies (buffer spaces, thermal mass, roof optical properties, glazing ratio, ventilative cooling) have a strong capacity to enable summer thermal comfort in future typical summers in Paris and in La Rochelle. However, in Carpentras, and under recurring heatwaves in all three cities, the limits of these mitigation and adaptation measures are recognized. In fact, the future heatwaves consistently lead to consecutive days of indoor overheating exposure during both daytime and nighttime for building occupants, leading to a health-heat-related risk especially for the most vulnerable. These sequences are not detected when using only future typical years, which stresses the relevance of this work. Only the combination of optimized building envelopes, ventilative cooling strategies and adaptive opportunities from building occupants (solar control, increased indoor air velocities) have the potential to offset the projected recurring health-heat-related risk, particularly elevated in the South of France

Depuis les années cinquante les appels à la peur sont fréquemment utilisés dans les communications des risques en santé publique. Le cadrage de l’information, en mettant l’accent sur les conséquences positives (gains) ou négatives (pertes) d’un comportement, contribue à leur caractère menaçant. Dans ce domaine la littérature est largement documentée quant aux effets de ces communications sur le comportement mais aucune étude ne s’est intéressée aux effets sur la vulnérabilité perçue et en particulier sur l’optimisme comparatif. Cinq expérimentations ont été conduites afin d’explorer, dans le cadre des appels à la peur, l’impact du cadrage des messages sur l’optimisme comparatif. Nous confirmons l’impact émotionnel (physiologique) du cadrage jusqu’alors basé sur des réponses auto-déclarées. Nous montrons dans trois études que le cadrage, centré sur les gains ou les pertes, modifie la vulnérabilité perçue en termes d’optimisme et de pessimisme comparatifs et que ces résultats dépendent également de l’efficacité perçue. Enfin, nous testons la nécessité de tenir compte de l’ambivalence des attitudes envers un objet, c’est-à-dire avoir à la fois des attitudes positives et négatives : les individus ambivalents sont davantage sensibles au cadrage que les individus non ambivalents
Since the fifties’ fear appeals are currently used in health risks communications. Information framing, focusing on the positive (gains) or the negative consequences of behaviour, can create this threat. Communications effects on behaviour are well-known but no study has examined theirs effects on perceived vulnerability like comparative optimism. Five experiments were conducted to explore, in the fear appeals field, message framing effects on comparative optimism. We confirm the (physiological) emotional impact of framing previously based on self-declaration. We show in three studies that framing, on gains or losses, change perceived vulnerability in terms of comparative optimism or pessimism. These results depend on perceived efficacy. Finally, we validate the necessity to take into account ambivalence of attitudes: ambivalent people are more sensitive to framing than non ambivalent

Notre travail porte sur l’évaluation de l’utilisation et des risques associés aux neuroleptiques en population générale. Nous avons organisé notre travail selon deux approches. D’abord, de façon classique en pharmaco-épidémiologie, une « approche « pragmatique » a permis d’étudier en « vie réelle », (i) l’utilisation des neuroleptiques dans la population générale en France à partir des données de l’Echantillon Généraliste des Bénéficiaires (EGB) et de la base Midi-Pyrénées de Pharmacovigilance (BMPPV), ainsi que dans une population de femmes enceintes à partir de la base de données EFEMERIS (Evaluation chez la Femme Enceinte des MEdicaments et de leurs RISques); (ii) les risques associés à cette utilisation à partir de la BMPPV, de la base mondiale de pharmacovigilance, VigiBase® et de la base de données EFEMERIS. Deuxièmement, nous avons testé une approche originale « explicative » à partir de VigiBase®, la méthode PE-PD (PharmacoEpidémiologie-PharmacoDynamie) pouvant potentiellement mettre en évidence le mécanisme d’action de certains effets indésirables. Nous avons étudié pour cela l’exemple largement connu des mouvements anormaux induits par les neuroleptiques. Pour l’approche « pragmatique », l’analyse montre une modification de l’utilisation des neuroleptiques en population générale et chez la femme enceinte, avec un report des prescriptions des neuroleptiques de première génération (NL1G) vers ceux de deuxième génération (NL2G). Si l’utilisation reste globalement stable, on note un accroissement de l’utilisation des NL2G dans deux populations vulnérables vis-à-vis des effets indésirables : les enfants/adolescents et les femmes enceintes. Malgré le report NL1G vers les NL2G, la prescription des médicaments à fort poids atropinique est élevée et stable au cours des dernières années. Concernant les risques associés, nous n’avons pas pu confirmer dans la base EFEMERIS, le signal retrouvé dans VigiBase de malformations congénitales gastro-intestinales avec les neuroleptiques. Pour les mouvements anormaux, le risque apparait moins important avec la clozapine qu’avec les autres neuroleptiques. Des différences existent entre les classes d’âge, avec, par exemple, moins d’akathisie, mais plus de dystonie aiguë chez les moins de 18 ans. Pour l’approche « explicative », la méthode PE-PD a permis de mettre en évidence l’un des mécanismes potentiels responsables de la réduction des mouvements anormaux sous neuroleptique, à savoir l’action antagoniste sur les récepteurs sérotoninergique 5-HT2A et muscariniques M1. Notre travail de thèse nous a permis à travers l’étude des neuroleptiques de discuter, (1) d’abord au niveau méthodologique, de la complémentarité entre les bases médicamenteuses (type EGB et EFEMERIS) et les bases de pharmacovigilance pour les études d’utilisation des médicaments et des risques associés, avec, en particulier, l’opportunité d’étudier le risque malformatif des médicaments avec les bases de pharmacovigilance. Ensuite, (2), au niveau pharmacologique, de mettre en évidence la problématique du poids atropinique des prescriptions associées aux neuroleptiques sur les bénéfices et/ou les dommages. Enfin, (3), dans une approche de pharmacologie sociale, en partant des résultats de la méthode PE-PD, de discuter de la place du mécanisme d’action des médicaments dans leur évaluation, de la pharmacologie fondamentale, en passant par la pharmacologie clinique, et de son éventuelle intégration en pharmaco-épidémiologie
Our works deals with the use of antipsychotic drugs and risks associated with their use in general population. First, a “pragmatic” approach of pharmacoepidemiology was performed to evaluate in real life, (i) the use of antipsychotics in the French general population by using data from EGB (Echantillon Généraliste des Bénéficiaires) and from the Midi-Pyrénées Pharmacovigilance database (BMPPV), as well as in pregnant women with data from EFEMERIS (Evaluation chez la Femme Enceinte des MEdicaments et de leurs RISques); (ii) the risks associated with antipsychotics by using the BMPPV, VigiBase® the World Health Organization (WHO) Global Individual Case Safety Report (ICSR) and data from EFEMERIS. Secondly, we examined an original “explanatory” approach with VigiBase®, the PE-PD method (Pharmacoepidemiologic-Pharmacodynamic method) to investigate potential mechanisms of adverse drug reactions (ADRs). We deliberately selected an ADR with a well-established mechanism – i.e. movement disorders – in order to test the validity of the PE-PD method. For the “pragmatic approach”, our analysis found marked changes in antipsychotics use both in the general population and in pregnant women, with a switch from first generation antipsychotics (FGAPs) to second generation antipsychotics (SGAPs). The use of antipsychotics in general population remained relatively constant but a raise was observed for SGAPs in two vulnerable populations concerning ADRs: children/adolescents and pregnant women. Despite the switch (from FGAPs to SGAPs), associated use of drugs with high atropinic properties was highly prevalent and constant during the recent years. Concerning risks, no association was found in EFEMERIS data, not allowing to confirm the signal of gastrointestinal congenital malformations associated with antipsychotic use described in VigiBase®. For movement disorders, the risk found was lower with clozapine than with other antipsychotics. Risks of movement disorders differed according to age classes, with less akathisia, but more acute dystonia in children and adolescents (< 18 years). For the “explanatory approach”, the PE-PD method found an inverse correlation between serotonergic 5-HT2A or muscarinic M1 receptor occupancies and reports of movement disorders involving APs. Our thesis work allowed, through the study of neuroleptics (1) first, discussing, from a methodological point of view, the complementarity between French drugs databases (EGB and EFEMERIS) and pharmacovigilance databases for studying drug utilization and risks associated, in particular the opportunity to study the risk of malformations associated with drug use; then, (2) at the pharmacological level, highlighting the issues on the benefits and / or harms of the atropinic burden of prescriptions associated with antipsychotics; finally, (3) in a social pharmacology approach, starting from the results of the PE-PD method, discussing the place of the mechanism of drug action in drug evaluation, from basic to clinical pharmacology, and its possible integration into pharmacoepidemiology

Cette étude a pour objectif d'évaluer la relation entre la structure (au niveau physique et / ou moléculaire) de son de blé et de la couche à aleurone et leurs effets santé. En gardant la composition du son et de l'aleurone constante, leur structures ont été modifiés par des traitements mécaniques et / ou enzymatiques de façon à casser leur structure matricielle complexe et d'augmenter la bioaccessibilité des leurs fibres alimentaires et composés phénoliques. La capacité antioxydante des ces fractions a été évaluée par une méthode standard in vitro et par un modèle de digestion gastrique in vitro. La déstructuration physique du son et aleurone par le broyage a augmenté leur surface spécifique conduisant à une plus grande exposition du groupement acide férulique (AF) qui a augmenté leur capacité antioxydante. Le traitement enzymatique réalisée sur aleurone a modifié son organisation moléculaire, qui a largement libéré l'AF des arabinoxylanes (AX). Cette destructuration a apporté une amélioration plus importante sur la capacité antioxydante de l'aleurone que celle mené par le broyage. Comme l'aleurone est riche en AX fermentescibles, les effets de sa structure plus accessible et avec une plus grande dépolymérisation ont été évaluées en utilisant un modèle in vitro en mimant le côlon humain. La déstructuration physique de l'aleurone par le broyage n'a pas amélioré leur pouvoir fermentescible, c'est à dire que le métabolisme de composés phénoliques et de la formation des chaînes courtes d'acides gras ont été comparable à ceux obtenus pour l'aleurone natif. Néanmoins, la dégradation enzymatique de l'aleurone en apportant une plus grande quantité des AX soluble et de l'AF biodisponible a augmenté le métabolisme de l'AF dans le colon dans des métabolites avec propriétés anti-inflammatoires. Une étude in vivo avec des souris sur un régime riche en graisses a été fait pour évaluer le potentiel de l'aleurone physiquement et moléculaire déstructuré pour neutraliser les désordres métaboliques tels que l'obésité, le stress oxydatif et l'inflammation. La déstructuration physique de l'aleurone n'a pas eu d'effet positif sur les désordres métaboliques. La fraction d'aleurone qui a présenté la plus grande quantité d'AX soluble et de l'AF biodisponible a bien réduit l'obésité (gain de poids, l'adiposité et la sécrétion de leptine) et la résistance à l'insuline chez la souris. Par contre, aucune différence significative n'a été observée dans le stress oxydatif et l'inflammation des souris nourries avec des régimes enrichis en aleurone. En conclusion, nous avons démontré que les effets santé de l'aleurone sont clairement liées à l'intégrité de sa structure. Ses effets santé ont été accrues par une modification de sa structure principalement au niveau moléculaire en dégradant ses parois cellulaire pour augmenter la bioaccessibilité et la biodisponibilité des composés nutritionnellement intéressants, tels que l'AX et l'FA
The objective of this study was to evaluate the relationship between the structure (at physical and/or molecular level) of wheat bran and aleurone and their health effects. Keeping the composition of bran and aleurone constant, their structure was modified by mechanical and/or enzymatic treatments in order to disrupt their complex matrix structure and increase the bioaccessibility of their dietary fibre and phenolic compounds. The antioxidant capacity of the bran and aleurone fractions was evaluated by a standard in vitro test and by an in vitro gastric digestion model. The grinding disrupted the physical structure of bran and aleurone increasing their specific surface leading to a greater exposition of ferulic acid moiety (FA) which increased their antioxidant capacity. Enzymatic treatment performed on aleurone acted on its molecular organisation releasing its FA from arabinoxylans (AX). This destructuration improved the antioxidant capacity of aleurone even more than the one allowed by grinding. As aleurone is rich in highly fermentable AX, the effects of its better accessibility and depolymerisation were evaluated using an in vitro model mimicking the human colon. The physical destructuration of aleurone by grinding did not improve its fermentability, i.e. the colonic metabolism of phenolic compounds and the formation of short-chain fatty acids were similar compared to the native aleurone. Nevertheless, the enzymatic degradation of aleurone produced higher amount of soluble AX and bioavailable FA improving the metabolism of colonic FA in metabolites with anti-inflammatory properties. An in vivo mouse study with a high-fat diet was used to evaluate the potential of physically and molecularly destructured aleurone to counteract the metabolic disorders, such as obesity, oxidative stress and inflammation. The physical destructuration of aleurone did not have any positive effect on the metabolic disorders. The aleurone fraction, which presented the highest level of soluble AX and bioavailable FA, reduced the obesity (body weight gain, adiposity, and leptin secretion) and insulin resistance in mice. But no significant differences were observed in the oxidative stress and inflammation status of mice fed with any of the aleurone-based diets. In conclusion, we demonstrated that the aleurone health effects were clearly linked to the integrity of its structure. Its health effects have been increased by modification of its structure mainly at molecular level by degrading its cell wall to increase the bioaccessibility and bioavailability of nutritionally interesting compounds, such as AX and FA

L'évaluation des risques professionnels (EvRP) dans les laboratoires de recherche n'est pas suffisamment développée de par l'expertise et la charge de travail requis par les méthodes actuelles. L'objectif principal était de comparer deux méthodes de consensus innovantes : le Delphi et le groupe nominal (GN), à une méthode classique fondée sur l'observation et des entretiens. L'ordre de réalisation du Delphi et du GN a été tiré au sort. Deux types de dangers, chimique cancérogène, mutagène et reprotoxique (CMR) et de nature psycho socio organisationnelle (PSO), ont été étudiés indépendamment dans 13 laboratoires avec un questionnaire standardisé et commun. La sensibilité et la spécificité du GN (0,86 ; 0,74 respectivement) pour l'identification des CMR urilisés étaient supérieures à celles de la méthode Delphi (0,83 ; 0,57). La probabilité d'identifier des facteurs PSO par le GN (OR = 2,4) et le Delphi (OR = 1,6) étaient significativement supérieure à celle de l'observation. La concordance des résultats était comprise entre 0,17 et 0,33. La taille du laboratoire et l'ancienneté des participants étaient des paramètres significatifs sur la performance des méthodes. Le GN semble préférable pour sa performance, sa faisabilité et son accetabilité. L'EvRP n'étant pas suffisamment intégrée dans les laboratoires de recherche, le GN pourrait trouver sa place dans le paradigme de l'EvRP. Il pourrait être un outil d'identification interne et servir d'outil préliminaire de dépistage pour les médecins du travail ou les préventeurs afin d'orienter et faciliter le suivi des travailleurs et pour alimenter le document unique. Basé sur une méthodologie simple de travail de groupe, le GN permet de sensibiliser les professionnels à l'EvRP en les plaçant au coeur de la démarche
The occupational hazards evaluation in research laboratories is not nowadays developed enough, partly because expertise and load of work requested by actual methods. Main objective was to compare two innovative methods : Delphi and nominal group (NG), in a classical method founded on observation and interview. The realization order of consensus methods was drawn lots. Two hazards, chemical (carcinogenic, mutagenic and reprotoxic (CMR) and psycho social organizational (PSO), were independently evaluated in 13 research laboratories wuth a standardized and common questionnaire. The sensitivity and specificity of NG method (Se = 0,86 ; Sp = 0,74) for identifying CMR used were superior to those of Delphi (Se = 0. 83 ; Sp = 0. 57). Probability of identifying PSO factors by NG method (OR = 2,4) and Delphi (OR = 1,6) were significantly higher ythan the observation. The correlation between the results of methods was between 0. 17 and 0. 33. Logistic regression showed that the size of the laboratory and the medium seniority of the participants were parameters on the methods performance for both types of hazards. NG seems preferable because of its performance, feasibility and acceptability. Occupational hazards evaluation was not yet sufficiently integrated into the research lab, NG could find its place in the occupational hazards evaluation paragdim. It could be a tool for identification and used internally and serve as a preliminary screening tool for the doctors at work of occupational safety and health person to guide and facilitate monitoring of workers and to feed the "document unique". Based on a simple methodology working group NG allows professionals more aware of the occupational hazards evaluation by placing them at the heart of the process

Il est maintenant admis que les niveaux actuels de la pollution atmosphérique des pays industrialisés, entraînent un effet sur la santé, mais des questions subsistent sur les personnes à risque. Dans cette thèse, nous avons étudié le cas des personnes âgées, à partir d'un ensemble d'études épidémiologiques. Nous avons confirmé dans le programme PSAS-9, l'association à court terme entre les variations journalières des niveaux de pollution et celles de la mortalité. En comparant deux populations l'une de personnes âgées et l'autre de sujets tous âges, nous avons observé que la mortalité journalière associée à la pollution particulaire augmentait d'une façon significativement plus importante chez les sujets les plus âgés. En ce qui concerne les facteurs de susceptibilité individuelle chez les personnes âgées, nous avons montré à partir de la cohorte PAQUID que les femmes et les sujets vivant seuls apparaissaient plus fragiles. Enfin, nous avons étudié dans l'enquête PAARC sur une période de 25 ans, l'association entre l'exposition chronique à la pollution atmosphérique et la mortalité à long terme. Nous n'avons pas trouvé de relation significative quel que soit l'âge. En conclusion, l'ensemble de ce travail a mis en évidence un effet majoré à court terme de la pollution atmosphérique urbaine chez les personnes âgées de 65 ans, particulièrement chez les femmes et les personnes seules. L'identification de ces facteurs individuels semble important pour cibler les actions de prévention
It is accepted that there is an health effect of actual levels of air pollution in industrialized countries on but some questions subsist on identification of susceptible subgroups. Based on a group of elderly people has been studied in this thesis. We have confirmed from Program PSAS-9, relationship between daily mortality and daily air pollution levels. Compared to all age population, elderly subjects showed a higher significant association between daily mortality and air pollution. We have investigated of individual factors of susceptibility among elderly in PAQUID cohort. We have observed that women and subjects living alone were more sensitive to air pollution. The association between chronic exposure to air pollution and long term mortality has been studied on a 25 year period in PAARC survey. Whatever age of subjects, we did not find a significant relationship. In conclusion, this work demonstrates a greater effect of air pollution among subjects ager 65 and over, especially in women and people who live alone. Identification of such factors appears useful to target preventing actions

L'épidémie d'obésité ainsi que le vieillissement de la population sont deux facteurs importants qui ont des conséquences majeures sur le système de santé. Ces deux phénomènes sont associés à une augmentation importante de la proportion de femmes post-ménopausées obèses. Chez ces dernières, l'obésité abdominale est fortement reliée à la détérioration du profil cardiométabolique augmentant le risque de maladies cardiovasculaires et du diabète de type 2. De plus, le tissu adipeux, organe de stockage et de mobilisation des lipides, est aujourd'hui reconnu pour son activité sécrétoire qui joue un rôle majeur dans la détérioration du profil cardiométabolique. Par ailleurs, les comportements alimentaires semblent un élément important de la prise en charge de l'obésité, et représentent un aspect clinique capital de cette dernière. Enfin, l'obésité et la ménopause sont associées à une diminution de la qualité, de vie, dont notamment des troubles du sommeil, ainsi que des désordres psychologiques et physiologiques. Néanmoins, les différences relatives à la ménopause ont souvent été établies par comparaison entre de jeunes femmes préménopausées et des femmes post-ménopausées relativement âgées, masquant l'effet potentiel du vieillissement et/ou de l'ancienneté de la ménopause. Un des objectifs de cette thèse était, de vérifier si la ménopause en soi était un facteur plus discriminant que le vieillissement au niveau des caractéristiques physiques, métaboliques et de qualité de vie chez la femme obèse. Un second objectif était d'examiner l'impact d'un programme à court terme, associant diète et exercice versus un exercice aérobie, comme la marche (à moyen terme), sur le profil cardiométabolique, les comportements alimentaires et la qualité de vie chez des femmes pré- et post-ménopausées obèses. La fonction de stockage des lipides et l'activité sécrétoire du tissu adipeux demeurant encore peu étudiées en réponse à l'entraînement seul, le dernier objectif était de vérifier l'effet de la marche sur le stockage des graisses et la sécrétion de facteurs inflammatoires et prothrombotiques impliqués dans le risque cardiométabolique, au niveau du tissu adipeux de femmes pré- et récemment post-ménopausées obèses.

Parmi les innovations technologiques récentes, la téléphonie mobile a connu une progression fulgurante. Les expositions aux champs électromagnétiques radiofréquences (CEM RF) apparaissent de plus en plus tôt, lors de l’adolescence, voire dès l’enfance. Parallèlement la littérature scientifique rapporte des effets des CEM RF (GSM 900 MHz) à forts niveaux d’exposition sur l’expression de la glial fibrillary acidic protein (GFAP), le principal filament intermédiaire des astrocytes. Ces cellules jouent un rôle dans la transmission synaptique et dans la réparation des lésions cérébrales. Ce contexte nous a amené à poser l’hypothèse d’une perturbation des fonctions astrocytaires et cérébrales par des expositions aux CEM RF à niveaux élevés réalisées durant les stades de maturation cérébrale du foetus ou de l’adolescent. Nous avons posé une seconde hypothèse selon laquelle la fragilisation des organismes en développement par un épisode inflammatoire les rendrait plus vulnérables aux expositions environnementales, favorisant ainsi l’expression des effets neuro-biologiques des CEM RF.Afin de tester ces hypothèses, nous avons mimé les effets foeto-toxiques consécutifs à un état pathologique de la mère dans un modèle d’inflammation gestationnelle de rat utilisant des injections intra-péritonéales de lipopolysaccharides (LPS). Ce modèle a été exposé aux CEM RF, soit durant toute la gestation (co-exposition avec le LPS), soit durant le stade adolescent. Dans un autre groupe expérimental, nous avons mimé une astrogliose réactive consécutive à une infection ou un état neuro-pathologique au stade adolescent par micro-perfusion de LPS dans les ventricules cérébraux. Dans ce modèle, les rats adolescents ont été co-exposés au LPS aux CEM RF. Les variables d’intérêt ont été mesurées chez le jeune adulte et, dans le cas des co-expositions gestationnelles, au cours des stades juvénile et adolescent. Des paradigmes comportementaux ont été utilisés pour examiner les états émotionnels, la perception et l’adaptation à la nouveauté. Les niveaux de GFAP ont été quantifiés dans le cortex préfrontal, l’hippocampe, le striatum et l’amygdale. Nos résultats indiquent des perturbations comportementales (notamment en réponse à la nouveauté) chez le jeune adulte antérieurement exposé durant la gestation (et non pas durant l’adolescence) aux CEM RF. Une seule interaction du LPS et des CEM RF a été montrée dans le cas d’une co-exposition chez l’adolescent, par une plus faible augmentation des niveaux de GFAP à 1,5W/kg. D’un point de vue de santé publique, ces résultats sont obtenus avec des niveaux d’exposition aux CEM RF bien supérieurs (10 à 50 fois) à ceux environnementaux induits par le port du téléphone portable à proximité du foetus par la femme enceinte ou proche de l’oreille par un appel téléphonique. Dans un premier temps, il sera important de reproduire ces effets avant d’envisager des hypothèses mécanistiques d’interaction des CEM RF sur le développement foetal et sur le processus neuro-inflammatoire au stade adolescent. Il conviendra par ailleurs d’identifier si ces effets sont induits à des niveaux de CEM RF environnementaux afin de contribuer à l’évaluation du risque neuro-toxicologique des CEM RF
The widespread use of mobile phones raises the question of the possible health effects of radiofrequency electromagnetic fields (RF EMF, GSM 900 MHz) on the brain. Acquisition of the first cell phone occurs predominantly before adolescence. Scientific literature reports effects of high levels of RF EMF exposure on the expression of the glial fibrillary acidic protein (GFAP). The GFAP is the principal intermediate filament of the astrocytes. These cells play a role in the synaptic transmission and brain damages repair. In this context, we hypothesized a disturbance of the astrocytes and brain functions by the exposure of high RF EMF levels carried out during foetal or adolescent cerebral maturation. A second assumption is made that the organisms under development sensitised by an inflammatory episode would be more vulnerable to the environmental exposures and lead the expression of the neuro-biological effects of RF EMF. To test these hypotheses, we mimicked the foetotoxic effects of a pathological state of the mother. We used a gestational inflammation model of rat obtained with intra-peritoneal injections of lipopolysaccharides (LPS). This model was exposed to RF EMF, either during all gestation (co-exposure with LPS), or during the adolescent stage. In another experimental group, we mimicked a reactive astrogliosis consecutive to an infection or a neuro-pathological state at the adolescent stage by micro-perfusion of LPS in the cerebral ventricle. In this model, adolescent rats were co-exposed to LPS and RF EMF. The different endpoints were measured in the young adult. In gestational co-exposure, endpoints were measured during juvenile and adolescent stages. Behavioural paradigms were used to examine the emotional states, the perception and the adaptation to novelty. The GFAP levels were quantified in the prefrontal cortex, the hippocampus, striatum and amygdala. Our results indicate effects on behavioural endpoints (particularly in novelty perception) in the young adult previously exposed to RF EMF during gestation (and not during adolescence). Only one interaction between the LPS and RF EMF was shown in co-exposure during adolescence. A weaker increase of the GFAP levels was shown after a 1,5W/kg exposure. These results were obtained with levels of RF EMF exposure which were much higher (10 to 50 times) than those induced by the mobile phone held near the foetus by the pregnant woman or near the ear during a phone call. It will be important to reproduce these effects before considering mechanistic interactions of RF EMF on the foetal development and the neuro-inflammatory process at the adolescent stage. In addition, it will be necessary to identify if these effects are induced at environmental RF EMF levels in order to contribute to the neuro-toxicological risk evaluation of RF EMF

En cas d’un accident nucléaire, les iodes radioactifs rejetés peuvent causer des cancers de la thyroïde. Pour la protéger, la prise d’une dose unique de KI est indiquée mais cette mesure est limitée en cas de rejets prolongés. Un blocage réitéré de la thyroïde est alors nécessaire mais les effets secondaires sont inconnus. Nous avons utilisé l’approche métabolomique afin d’explorer les effets d’une posologie du KI de 1 mg/kg/j pendant 8 jours sur le rat Wistar et de 20, 40 ou 60 mg/kg/j pendant 28 jours sur le chien Beagle adulte dans le cadre d’études BPL. Chez le rat adulte, des changements métaboliques ont persistés 1 mois après la fin du traitement dans la thyroïde (métabolismes de la tyrosine et des catécholamines) et dans le plasma et l’urine (marqueurs de la réponse au stress oxydant et à l’inflammation). Sans changement des taux T4 et T3, la réponse mesurée ne semble pas de nature pathologique mais pourrait révéler un état homéostatique modifié: l’allostasie. Chez le rat in utero traité au KI, il a été observé des déclins de performance à des tests neurologiques associés à des perturbations métaboliques (métabolismes des acides aminés et de la tyrosine) et lipidiques (lipides à DHA et lipides impliqués dans la signalisation cellulaire) dans le cortex moteur. Seule une partie de ces modifications est attribuable à la modification ténue des taux de TSH et T4 (jeune rat mâle uniquement). Ainsi, la prise réitérée de KI chez la mère enceinte pour protéger le fœtus n’est pas sûre et une nouvelle posologie doit être considérée. Chez le chien, la NOAEL fixée à 20 mg/kg est accompagnée de dérégulations métaboliques non pathologiques comme pour le rat adulte
In the event of a nuclear accident, releases of radioactive iodine can cause thyroid cancer. To protect the thyroid, a single dose of KI is indicated, but this measure is limited in the case of prolonged releases. Then, a repeated blockage of the thyroid is needed but it side effects are unknown. We used the metabolomic approach to investigate the effects of a 1 mg/kg/day dosage for 8 days on the Wistar rat and a 20, 40 or 60 mg/ kg/day dosage for 28 days on adult Beagle dog in GLP studies. In adult rats, metabolic changes persisted 1 month after treatment in the thyroid (tyrosine and catecholamines metabolisms) and in plasma and urine (markers of oxidative stress response and inflammation). Since no clear clinical signs have been observed (no change in T4 and T3 levels), the metabolic response could reveal a modified and non-pathological homeostatic state: allostasis. In the in utero rats treated with KI, it was observed a performance decline of neurological performance tests associated with metabolic (amino acid metabolism and tyrosine metabolism) and lipid (DHA lipid and lipid involved in cell signaling) perturbations in the motor cortex. Only a part of these changes is attributable to the slight change in TSH and T4 levels (young male rat only). Thus, the repeated use of KI in the pregnant mother to protect the fetus is not safe and a new dosage should be considered. In dogs, the NOAEL set at 20 mg/kg is accompanied by non-pathological metabolic dysregulations as observed in the adult rat

La pollution atmosphérique est omniprésente du fait de nombreuses sources émettrices de composés chimiques. Dans ce contexte, les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) sont largement diffusés dans l’air et ont déjà montré des effets délétères sur la santé.Ce travail a consisté en l’évaluation de la neurotoxicité du fluorène, composé choisi comme molécule représentative de la pollution liée aux HAP, chez le rat adulte exposé par voie i.p., par voie orale ou par inhalation. Le modèle d’exposition par inhalation a ensuite été appliqué à l’étude des effets du polluant sur le développement sensori-moteur et l’activité comportementale de l’animal exposé in utero ou au cours de la lactation.Ces études ont montré que le fluorène était susceptible d’affecter le niveau d’anxiété et l’activité locomotrice du rat adulte exposé directement et indirectement au polluant, et n’avait aucun effet sur les capacités d’apprentissage. En revanche, aucune atteinte majeure de la maturation des fonctions sensori-motrices n’a été mise en évidence. L’analyse de la présence du composé et de trois de ses métabolites a par ailleurs montré que le polluant était capable de traverser la barrière hémato-encéphalique et d’être métabolisé au niveau du cerveau. Les réponses physiologiques et comportementales étant variables entre les études, les effets induits par le fluorène dépendent donc de la voie d’entrée, du niveau de contamination et du moment d’exposition.Ces résultats ont ainsi révélé chez l’animal la toxicité comportementale du fluorène à des niveaux de contamination réalistes, confirmant ainsi le risque sanitaire de l’exposition aux HAP tout au long de la vie des individus
Actually air pollution is ubiquitous due to the emission of chemical compound from many sources. In this context, Polycyclic Aromaric Hydrocarbons (PAH)related compounds are widely distributed in the air and have shown deleterious health effects.Fluorene was chosen as a representative compound of PAHs pollution. This work consisted in the evaluation of its neurotoxic effects in adult animals, exposed i.p., orally or by exposure nose-only. The inhalation model of exposure was then applied to the study of its effects on sensorimotor development and on behavioral activity of animals exposed in utero or during lactation.The results showed that fluorene is able to induce behavioral changes in adult animals exposed directly or indirectly on the level of anxiety and the locomotor activity, whereas no effect on learning and memory abilities has been observed. However, no defect on the development of motor and sensory functions was demonstrated. Furthermore, the analysis of the presence of the compound and three of its metabolites showed that the pollutant was able to cross the blood brain barrier and can be metabolized in the brain. Moreover, variations have been observed concerning behavioral and physiological responses between studies, showing that effects induced by fluorene are dependent on the way of administration, the level of contamination and the time of exposure.In conclusion, these results demonstrate in animals the behavioral toxicity of fluorene at levels of contamination corresponding to human cases of exposure, confirming so the risk of PAH exposure throughout life

L’évolution et l’utilisation croissante des systèmes de communications mobiles sont associées à des études en laboratoire pour s’assurer de l’innocuité d’une exposition aux ondes électromagnétiques radiofréquences. Dans ce contexte, ce mémoire se concentre sur la caractérisation de systèmes d'exposition permettant des études en laboratoire sur des modèles cellulaires in vitro. Une double approche, numérique et expérimentale, est mise en œuvre pour réaliser la dosimétrie de ces dispositifs, afin de déterminer et maîtriser les niveaux d’exposition. Une des problématiques liées à cette dosimétrie est due aux dimensions micrométriques mises en jeu. Aussi, une technique de microscopie basée sur un marqueur fluorescent dépendant de la température, nommé Rhodamine B, a été mise en place et évaluée. Il ressort de cette évaluation une recommandation sur la concentration du marqueur de l’ordre de 50 μM. Après calibration, il est alors possible d’estimer le débit d’absorption spécifique (DAS) à partir de la variation de température, et ce même pour de faibles niveaux de DAS (< W/kg) avec une résolution spatiale inférieure à la dizaine de micron. On parle alors de microdosimétrie. Les deux principaux systèmes d’exposition étudiés, basés sur des réseaux de microélectrodes (MEA), permettent l’enregistrement d’une activité électrophysiologie de neurones. L’exposition aux ondes électromagnétiques est réalisée simultanément en insérant ces MEA dans des cellules TEM. De la dosimétrie effectuée à 1.8GHz, il ressort une plus forte sensibilité du premier MEA à son environnement. On a montré que les modifications apportées au second MEA, taille de l’ouverture et plan de masse, ont permis de limiter de façon significative l’influence de l’environnement. La microdosimétrie a mis en évidence une bonne homogénéité du DAS entre les électrodes avec une valeur estimée à 7±1W/kg pour1W incident. Enfin, un dispositif d'exposition microfluidique basé sur un guide d'ondes coplanaire a été caractérisé en conditions statiques
The evolution and increasing use of mobile communications systems was associated with laboratory investigations to study radiofrequency electromagnetic waves exposure safety. In this context, this thesis focuses on the characterization of exposure systems allowinglaboratory in vitro studies on cell models. A dual numerical and experimental approach is implemented to perform the devices dosimetry allowing to determine and control the exposure levels. One of the limitations associated with this dosimetry is due to the micrometric dimensions involved. Therefore, a microscopy technique based on a temperature-dependent fluorescent dye named Rhodamine B was set up and evaluated. This assessment recommends an optimal concentration of the dye at around 50 μM. After calibration, it is possible to estimate the specific absorption rate (SAR) from the temperature variation, even for low levels of SAR (< W / kg) with a spatial resolution of less than ten micrometers i.e. microdosimetry. The two main exposure systems studied, based on microelectrode arrays (MEA), allow the recording of neurons electrophysiological activity. Exposure to electromagnetic waves is achieved simultaneously by inserting these MEAs into TEM cells exposure systems. Dosimetry carried out at 1.8 GHz shows a higher sensitivity of one MEA to its environment. It was shown that the modifications made to the second MEA such as its aperture size and ground planes, have reduced the proximity environment influence. The microdosimetry demonstrated good homogeneity of the SAR between the electrodes with an estimated value of 7 ± 1 W / kgfor 1 W incident power. Finally, a microfluidic exposure device based on a coplanar waveguide was characterized under static conditions

Les eaux usées traitées d'origine domestique présentent généralement une charge non négligeable en virus entériques pathogènes de l'Homme, malgré leur traitement. Afin de pouvoir à terme comparer les risques sanitaires associés à différents modes de gestion de ces eaux usées, nous avons entrepris un travail sur (i) la prévision des quantités de virus entériques excrétés à partir des données épidémiologiques relatives aux gastroentérites aiguës, (ii) le devenir environnemental de ces virus lorsque les eaux usées sont rejetées en rivière, et (iii) le devenir de ces virus lorsqu'ils sont apportées au sol par irrigation. L'étude a porté sur un bassin de collecte des eaux usées de 240 000 habitants à proximité de Clermont-Ferrand, sur les rivières Artière et Allier et la nappe alluviale de l'Allier potentiellement contaminées par les rejets d'eau usée, et sur un sol du périmètre d'irrigation réutilisant ces eaux. Les concentrations en divers virus ont été suivies sur la même période dans les eaux usées brutes et traitées, dans les eaux douces de surface et souterraine. Nous avons proposé une méthode d'estimation du nombre journalier de nouveaux cas de gastroentérites aiguës d'étiologie virale en 2015-2016 à partir de données épidémiologiques et avons combiné ces estimations à un modèle d'excrétion virale pour évaluer les quantités de virus entériques arrivant à la station d'épuration. Le devenir des virus a été modélisé en tenant compte d'un abattement en station d'épuration et de dilutions-mélanges en rivières. Le devenir des virus apportés au sol par les eaux usées traitées réutilisées en irrigation agricole a été étudié sur un sol bien représenté dans le périmètre en utilisant un virus modèle. Ce devenir a été décrit par un modèle combinant transfert, immobilisation réversible et élimination, et en distinguant eau mobile et eau immobile comme virus libres et virus adsorbés sur des colloïdes en suspension. La méthode permettant de passer de l'épidémiologie à une excrétion de virus nous a permis de bien simuler les arrivées de virus à la station d'épuration avec un pic hivernal et l'impact prépondérant des norovirus GII sur les cas de gastroentérites virales. La simulation de l'abattement en station d'épuration et des phénomènes de dilutions-mélanges en rivière permet de simuler correctement la charge virale en aval du rejet d'eaux usées, mais leur devenir ultérieur reste mal caractérisé. Apporté au sol, le virus modèle était progressivement éliminé ou immobilisé de façon irréversible avec un abattement journalier de 0.38 log10. La fraction réversiblement immobilisée pouvait être estimée par une isotherme de Freundlich. L'ajout de Mg2+ a favorisé l'immobilisation du virus comme son adsorption sur des colloïdes dispersés dans l'eau mobile. Alors que les eaux usées stérilisées n'avaient pas d'effet majeur sur l'immobilisation du virus par rapport à une solution artificielle de sol en raison d'effets antagonistes des composés organiques et des cations minéraux, l'eau souterraine riche en Mg2+ favorisait l'immobilisation des virus. Un volet plante réalisé en marge de ce travail a montré l'impact d'irrigations sur les contaminations de surface et après internalisation via les racines. Complétée et améliorée, notre étude pourrait être couplée à une évaluation quantitative des risques viraux
Urban treated wastewaters may be heavily contaminated by human pathogenic enteric viruses that cause acute gastroenteritis, despite their treatment. In order to compare health risks of different wastewater management scenarios, we investigated (i) how to predict virus shedding from epidemiological data on acute gastroenteritis, (ii) the environmental fate of these viruses when wastewaters are discharged into rivers, and (iii) the fate of these viruses when they are brought to the soil by irrigation. Our study focused on a wastewater collection basin of 240,000 inhabitants near Clermont-Ferrand, on the Artière and Allier Rivers and the Allier alluvial groundwater potentially contaminated by wastewater discharges, and on a soil in the irrigation perimeter reusing these wastewaters. Concentrations of various viruses were monitored over the same period in raw and treated wastewaters, as well as in surface and underground freshwaters. We proposed a method based on epidemiological data to estimate the daily number of new cases of acute gastroenteritis of viral etiology in 2015-2016; and we combined these estimates with a viral shedding model to estimate the quantities of enteric viruses arriving at the treatment plant. The fate of viruses has been simulated by taking into account the removal of viruses in the treatment plant and dilution-mixing in rivers. The fate of viruses brought to the soil by treated wastewater reused in agricultural irrigation was studied on a well-represented soil in the perimeter using a surrogate virus. Its fate has been described by a model combining transfer, reversible immobilization and removal; the model distinguished between mobile and immobile waters, as well as between free viruses and viruses adsorbed on colloids in suspension. The method for switching from epidemiology to virus shedding allowed us to accurately simulate virus inflows to the treatment plant, including a winter peak and the prominent role of norovirus GII in viral gastroenteritis cases. The simulation of virus removal in the treatment plant and subsequent dilution-mixing phenomena in rivers allow correctly simulating the viral load in the river downstream of the wastewater discharge, but their subsequent fate remains poorly characterized. When brought to the soil, the surrogate virus was progressively removed or irreversibly immobilized, according to a 0.38 log10 daily removal. The reversibly immobilized fraction could be estimated by a Freundlich isotherm. The addition of Mg2+ favored the immobilization of viruses, as well as their adsorption on colloids dispersed in mobile water. While sterilized wastewater had no major effect on virus immobilization compared to artificial soil solution due to the antagonistic effects of their organic compounds and mineral cations, groundwater rich in Mg2+ favored immobilization of viruses. An additional work, complementary to this PhD, showed the impact of irrigations on vegetable surface and internalized contaminations. After improvement, our study could be coupled with a quantitative viral risks assessment.Key words: enteric virus, sewage, discharge, reuse, irrigation, environmental fate, scenarios, assessment

Le cadmium (Cd) est un élément toxique. Les activités humaines ont contaminé un large éventail de sols agricoles. L'exposition de l'homme au Cd se fait majoritairement par voie alimentaire, notamment à travers les aliments de base tels que les céréales. Le blé dur accumule naturellement plus de Cd dans ses grains que les autres céréales. Une fraction significative de la production française de blé dur dépasse la limite réglementaire européenne fixée pour le Cd. Il est donc nécessaire de réduire l'accumulation de Cd dans les grains de blé dur. Cette thèse portant sur l'écophysiologie de l'allocation du Cd aux grains chez le blé dur a pour ambition d'aider au développement de stratégies agronomiques visant à réduire le niveau de contamination en Cd du blé dur et de ses dérivés.Dans un premier temps, nous avons étudié la relation entre la structure de la biomasse aérienne et l'allocation de Cd aux grains. Nous avons fait l'hypothèse que la répartition de la biomasse aérienne entre pailles et grains était un facteur déterminant de l'allocation du Cd aux grains. Huit cultivars Français de blé dur - de hauteur de paille contrastée - ont été cultivés en présence de Cd. Comme prévu, le principal facteur expliquant la différence d'accumulation de Cd dans le grain était la structure de la biomasse aérienne. Les cultivars allouant une plus grande proportion de leur biomasse aérienne aux pailles - autrement dit les cultivars à longue tige - avaient tendance à accumuler moins de Cd dans leurs grains, car les tiges et les feuilles sont des puits de Cd en concurrence avec les grains lors de leur remplissage.Les minéraux importés dans les grains proviennent soit de leur absorption directe par la racine après l'anthèse, soit de leur remobilisation depuis des réserves constituées avant l'anthèse. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à déterminer l'importance quantitative de ces deux « sources » pour le Cd chez le blé dur, et de préciser comment leur contribution relative varie entre cultivars et avec le niveau d'azote (N). Le traçage isotopique a été utilisé pour suivre le flux de Cd absorbé après l'anthèse. L'impact du niveau d'azote a été testé en privant la moitié des plantes de N après l'anthèse, sur deux cultivars montrant une capacité contrastée à accumuler le Cd dans leurs grains. La contribution de la remobilisation a été estimé à 50%, ce qui signifie que la moitié du Cd accumulé dans les grains provenait du Cd prélevé après l'anthèse. Le Cd a été remobilisé à partir des tiges, peut-être des racines, mais pas à partir des feuilles. La contribution de la remobilisation n'a pas varié entre les deux cultivars, de sorte qu'aucune relation entre la « source » de Cd et son niveau d'accumulation dans le grain n'a été mise en évidence. La privation d'azote en phase de remplissage a stimulé la remobilisation de N sans affecter celle de Cd, ce qui suggère que la remobilisation de Cd est un processus indépendant de la sénescence.En troisième lieu, nous avons examiné comment les caractéristiques d'allocation de Cd aux grains étaient modulées par le niveau d'exposition au Cd. [...]Enfin, nous nous sommes intéressés à la localisation de Cd dans le grain. [...] Ce travail a fourni la première carte de localisation de Cd dans un grain de blé dur. La distribution de Cd s'est caractérisée par une forte accumulation de Cd dans le sillon et par une dissémination dans l'endosperme amylacé plus prononcée que celle de Fe et Zn
Cadmium (Cd) is a toxic element. Human activities have contaminated a wide range of agricultural soils. Most of Cd entering human bodies is through the dietary intake, and especially through staple food like cereals. Durum wheat naturally accumulates more Cd in its grains than other cereals. A significant fraction of the French durum wheat production has been found to exceed the European regulatory limit set for Cd. There is thus a need to reduce the accumulation of Cd in durum wheat grains. This thesis is dedicated to a better understanding of the ecophysiology of Cd allocation to the grains in durum wheat, with the ambition of helping to find agronomic strategies to reduce the Cd contamination level of durum wheat products.In first, we investigated the relationship between the aboveground partitioning of Cd and the shoot allometry. We hypothesized that the partitioning of shoot biomass between grains and straws is a driver of the allocation of Cd to the grains. Eight French durum wheat cultivars differing in their stem height were grown in presence of Cd. As expected, the main factor explaining the difference in their grain Cd was the shoot biomass partitioning. Cultivars allocating a higher proportion of their aerial biomass to the straws, i.e. long-stem cultivars, tended to accumulate less Cd in their grains because stems and leaves are sinks for Cd in competition with developing grains.Minerals imported into cereal grains originate from either direct post-anthesis root uptake or from the remobilization of pre-anthesis stores. The second part of this work was dedicated to determine the quantitative importance of these two pathways for Cd in durum wheat, and how their relative contribution vary between cultivars and with the level of nitrogen (N) supply. Stable isotopic labelling was used to trace the flux of Cd taken up post-anthesis. The impact of N supply was tested by depriving half of the plants of N after anthesis, in two cultivars showing a contrasted ability to accumulate Cd in their grains. The contribution of Cd remobilization was around 50%, which means that half of Cd in grains originated from Cd taken up pre-anthesis. Cd was remobilized from stems, possibly from roots, but not from leaves. The contribution of remobilization did not vary between the two cultivars so that no relationship between the pathway and the level of accumulation of Cd in grain was evidenced. Post-anthesis N deprivation triggered the remobilization of N without affecting that of Cd, which suggests that Cd remobilization is a senescent-independent process.In third, we investigated how the characteristics of Cd allocation to the grains was affected by the level of Cd exposure. [...]In last, we focused on how Cd was distributed within durum wheat grains. [...] This work provided the first map of Cd localization in durum wheat grains. Cd distribution was characterized by a strong accumulation of Cd in the crease and by a non-negligible dissemination in the starchy endosperm, as compared to Fe and Zn