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Le Courrier de l'environnement n°20, septembre 1993

les animaux sentinelles

Les animaux sentinelles
Un exemple : le Mussel Watch
Les paramètres biologiques à rechercher  
que mesurer (ou observer) sur les animaux collectés ?
Les biomarqueurs
Quelques exemples de biomarqueurs
Intérêt des biomarqueurs
Mise en place d'un dispositif d'animaux sentinelles
Dispositif expérimental d'exposition aux polluants
Critères de sélection d'une espèce appropriée    
quelles espèces collecter et dans quelles conditions ?

Le Surmulot comme animal sentinelle de la pollution des sols
Utilisations des systèmes d'animaux sentinelles
Avantages et limitations des dispositifs d'animaux sentinelles
Eléments de bibliographie



La contamination générale de l'environnement par les produits chimiques générés par les activités humaines est devenue une évidence au cours de ces vingt dernières années. Tous ces polluants sont considérés comme dangereux ; le rôle de l'écotoxicologie est de localiser les milieux et les zones pollués (air, sol, eau, plantes), d'identifier les polluants présents et d'évaluer le risque qu'ils font courir à la santé de l'homme et des autres organismes vivants.
Les méthodes de plus en plus raffinées de la chimie analytique permettent de mesurer de très nombreux xénobiotiques et leurs métabolites dans les milieux les plus divers, mais cette mesure ne donne aucune information sur le risque toxique. Pour cela, on utilise les résultats des tests toxicologiques conduits au laboratoire sur un petit nombre d'espèces animales qui établissent la nature des effets toxiques et les relations dose-effet. Le risque est ensuite calculé en fonction du degré d'exposition des animaux ou de l'homme. On conçoit que cette évaluation pour indispensable qu'elle soit en première approche - n'est qu'une approximation qui ne tient pas compte des multitudes de variables qui se rencontrent dans les conditions naturelles : espèces animales différentes, populations hétérogènes, présence d'animaux jeunes et âgés, interactions avec d'autres polluants.
La surveillance biologique de l'environnement est destinée à compléter cette première approche à l'aide d'outils appropriés, indicateurs biologiques et animaux sentinelles. On a donné de nombreuses définitions des indicateurs biologiques ; on retiendra ici que ce sont  " des espèces ou associations d'espèces capables par leur comportement général (disparition, augmentation ou variation densitaire) de rendre compte de l'évolution générale d'un milieu"(ministère de l'Environnement, comité scientifique Faune et Flore, 1978). Un développement typique est l'utilisation d'indices biotiques, basés sur la plus ou moins grande abondance de certains groupes d'invertébrés et qui permettent d'évaluer la qualité d'un cours d'eau.
Un système d'animaux sentinelles est défini comme un dispositif destiné à collecter, systématiquement et régulièrement, des données sur des animaux exposés à la pollution environnementale; ces données sont ensuite analysées pour identifier les dangers potentiels pour la santé de l'homme et de l'environnement » (selon le National Research Council, 1991).
Les notions d'animal sentinelle et d'espèce bio-indicatrice sont très voisines et procèdent de la même idée : que les animaux informent sur les milieux dans lesquels ils vivent. Il y a une différence d'échelle. Avec une espèce bio-indicatrice, le seul critère retenu est la plus ou moins grande abondance d'individus, alors que l'animal sentinelle fait appel, nous le verrons plus loin, à la variation de paramètres au niveau organique, tissulaire, cellulaire ou moléculaire de l'individu. Il y a aussi une différence d'objectifs : l'animal sentinelle est spécifiquement mis en place pour informer sur la pollution environnementale, alors que l'espèce bio-indicatrice est destinée à donner une idée de la "qualité écologique". du milieu ou, tout au moins, à fournir des éléments typologiques pour classer des écosystèmes. En fait, certaines espèces bio-indicatrices sont d'excellents exemples de "végétaux sentinelles"., par exemple les lichens qui servent depuis longtemps à estimer la pollution atmosphérique par le SO2 ; par ailleurs, rien n'empêche de rechercher des paramètres au niveau cellulaire ou moléculaire chez des espèces bio-indicatrices pour mieux caractériser la qualité du milieu.

[R]  Les animaux sentinelles  
Le coup de grisou était autrefois la hantise des mineurs de charbon : en effet, au-delà des effets destructeurs immédiats, l'explosion de ce gaz riche en méthane générait d'importantes quantités d'un gaz très toxique, le monoxyde de carbone, qui s'infiltrait dans les galeries. Au siècle dernier, quand ils redescendaient dans la mine, les mineurs emportaient avec eux un canari. L'apparition de symptômes d'asphyxie chez cet oiseau, vingt fois plus sensible que l'homme au monoxyde de carbone, les avertissait de la présence dans les galeries de concentrations dangereuses du gaz. Cet exemple est intéressant, car au-delà de la simple observation, il correspond à une prévision du risque grâce à la mise en place d'un système organisé. Le canari n'est plus beaucoup utilisé de nos jours, mais d'autres systèmes d'animaux sentinelles ont été mis en place et fonctionnent.

[R]  Un exemple : le Mussel Watch

Historiquement, un des premiers dispositifs a été le Mussel Watch destiné à évaluer la qualité de l'eau de mer. Les concentrations de polluants sont très faibles dans ce milieu, donc difficiles à mesurer avec précision ; par contre, il est possible d'analyser les polluants dans les organismes aquatiques, où ils se bio-accumulent à des concentrations quelquefois très élevées. Autre avantage par rapport à l'eau, les processus de bio-accumulation et de dépuration de l'organisme prennent un certain temps, ce qui élimine l'influence des variations instantanées et permet un suivi sur de longues périodes. Le Mussel Watch a débuté aux Etats-Unis vers 1965 sous le contrôle de l'Environmental Protection Agency (EPA) ; ce programme est actuellement pris en charge par la National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA). Les mollusques sont collectés systématiquement pendant l'hiver sur environ 200 sites, puis stockés en dessous de 110°C ; la taille et le poids des animaux sont mesurés, ainsi que les concentrations en plusieurs polluants rémanents (métaux lourds, molécules organochlorées), et plus récemment divers paramètres biochimiques. L'espèce utilisée varie selon la localisation géographique ; la Moule bleue commune et la moule de Californie sur l'Atlantique nord et la côte du Pacifique jusqu'à l'Alaska, l'Huître américaine dans le Golfe du Mexique et l'Atlantique sud et la Moule commune sur l'Atlantique nord. Le Mussel Watch est maintenant utilisé à grande échelle par de nombreux pays pour dresser une cartographie de la pollution marine et suivre son évolution. Aux Pays-Bas, le Mussel Watch est basé sur une quinzaine de sites ; dans chacun, une centaine de moules sont immergées pendant 6 semaines, puis récoltées, congelées et transportées au laboratoire pour des mesures chimiques et biologiques. En France, le Réseau national d'observation (RNO) de l'IFREMER est basé sur 110 stations, dans lesquelles des moules sont récoltées en février, mai, août et septembre.


[R]  Les paramètres biologiques à rechercher  
que mesurer (ou observer) sur les animaux collectés ?

Deux types d'informations sont recherchés à partir des dispositifs d'animaux sentinelles : la présence de polluants dans les tissus, qui renseigne sur la qualité du milieu et la biodisponibilité des molécules pour les animaux, et la présence de signes de toxicité (maladies ou dysfonctionnements organiques) qui renseigne sur le danger d'être exposé à ce milieu.
La dose interne (concentration du polluant dans les tissus de l'animal) a été le premier paramètre recherché et souvent le seul - ; par comparaison avec les concentrations environnementales, elle permet d'estimer la biodisponibilité et les capacités de bioconcentration des polluants. Dans le programme de Mussel Watch hollandais, les analyses portent sur les principaux métaux (Zn, Hg, Cd, Cu, Pb, Cr et Ni), les hydrocarbures aromatiques polycycliques (15 composés différents) les polychorobiphényles (14 congénères différents) et l'hexachlorobenzène. Dans le RNO français, on mesure également des métaux lourds, des hydrocarbures aromatiques polycycliques et des composés organochlorés. Chez les vertébrés, de nombreux travaux ont montré la contamination de la faune terrestre par des produits rémanents comme les métaux lourds et les molécules organochlorées. A titre d'exemple, on a établi les relations qui existaient entre les teneurs en plomb dans le sol et dans les tissus du Mulot (Apodemus sylvaticus) ; dans un autre travail, les capacités de bioconcentration du zinc ont été mesurées chez différentes espèces de petits mammifères (Musaraigne, Campagnol, Mulot) qui ont été ensuite classées selon leur capacité à détecter la contamination métallique du sol. Un suivi systématique, analogue au Mussel Watch, a été beaucoup plus rarement entrepris avec les espèces terrestres.
Un programme d'animaux sentinelles incorpore aussi le suivi de paramètres physiologiques. Par exemple, le Mussel Watch hollandais, basé sur des mollusques encagés, mesure le nombre d'individus morts, la taille des individus, le poids, le pourcentage de matière sèche et de graisses et la teneur globale en matière organique.
L'autopsie des animaux peut révéler des lésions organiques comme des nécroses ou des tumeurs ; d'autres lésions organiques plus discrètes seront mises en évidence par des examens histologiques (microscopie optique ou électronique) des différents organes. Par exemple, la présence d'aberrations chromosomiques ou la formation de micronoyaux sera l'indice d'une toxicité génétique. En 1983, une équipe américaine a montré que des effets sur la reproduction peuvent être détectés chez les animaux sentinelles ; des Campagnols (Microtus pennsylvanicus) collectés sur le site de Love Canal l'un des plus pollués des Etats-Unis - présentaient une différence significative du nombre d'embryons résorbés par rapport aux individus collectés dans des zones témoins ; le poids des testicules et la taille des vésicules séminales étaient également plus faibles chez les mâles provenant de la zone contaminée.
Des études de séquences comportementales sont envisageables, par exemple des enregistrements de l'activité locomotrice ou le relevé de la période d'activité des animaux peuvent servir à révéler des pathologies latentes.
Des critères écologiques, comme les fluctuations démographiques, peuvent aussi faire partie intégrante d'un système d'animaux sentinelles ; on rejoint ici la notion d'espèce bio-indicatrice évoquée au début de cet article.
La dernière catégorie d'indicateurs est constituée par les diverses altérations moléculaires et cellulaires, générées par le polluant et qui sont à l'origine des effets toxiques ultimes. Elles constituent un élément central dans l'évolution de la toxicité et on y trouvera des indicateurs (biomarqueurs) présentant un intérêt tout particulier comme indicateurs de risque.

[R]  Les biomarqueurs

Un biomarqueur est (1) "an xenobiotically induced variation in cellular or biochemical components or processes, structure or functions that is mesurable in a biological system or sample" (National Academy of Sciences, National Research Council, USA, 1989).
En fonction de ce qu'ils indiquent, les biomarqueurs sont classés en trois catégories principales, les biomarqueurs d'exposition qui indiquent la présence dans l'organisme d'un ou plusieurs polluants, les biomarqueurs d'effet qui renseignent sur les risques d'effets toxiques à long terme (par exemple le développement de cancers) et les biomarqueurs de sensibilité individuelle qui indiquent l'existence d'une sensibilité différente à certains toxiques dans une partie de la population.

[R]  Quelques exemples de biomarqueurs

De très nombreux paramètres biologiques, biochimiques et immunologiques, liés plus ou moins directement au mode d'action des polluants ou à la genèse des maladies, peuvent servir de base pour développer et valider des biomarqueurs. Les tests usuels de biochimie clinique (formule sanguine, hématocrite, teneurs plasmatiques en divers constituants, activités enzymatiques, etc.) peuvent donner des informations utiles sur l'état de santé de l'organisme. L'exemple classique est le taux de cholestérol sanguin : un taux élevé révèle un dysfonctionnement de l'organisme, indicateur d'un risque plus élevé de maladies cardio-vasculaires dans l'avenir.
La recherche de biomarqueurs chez l'homme impose des examens non invasifs, c'est-à-dire ne causant pas de dommage ou de gêne à l'individu. Cette limitation est moins absolue chez les animaux sentinelles.
L'inhibition ou l'induction de systèmes enzymatiques sont fréquemment utilisées. Les cholinestérases sanguines en sont un bon exemple ; ces enzymes sont très fortement inhibées par les insecticides organophosphorés ou carbamates, avant même l'apparition de symptômes visibles de neurotoxicité ; cette inhibition peut être mesurée par une méthode colorimétrique facile et rapide, à partir d'une simple prise de sang. Cette méthode est très largement employée pour surveiller les travailleurs de l'industrie phytosanitaire et les applicateurs de pesticides. On l'a beaucoup utilisée aussi pour évaluer l'exposition des poissons et des oiseaux aux traitements insecticides.
On connaît d'autres marqueurs enzymatiques spécifiques de l'exposition à des métaux, par exemple l'activité aminolévulinate déshydratase (ALAD) qui est fortement inhibée par le plomb ou l'induction de la métallothionéine.
D'autres systèmes enzymatiques, comme les cytochromes P-450 du foie, sont utilisés à la fois comme biomarqueurs d'exposition et biomarqueurs d'effet. Les cytochromes P-450 sont une famille d'isozymes qui métabolisent par oxydation la plupart des molécules organiques et jouent ainsi un rôle fondamental dans leur élimination. Certains isozymes sont induits par une grande variété de polluants industriels (hydrocarbures aromatiques polycycliques et molécules organochlorées telles que les polychlorobiphényles et les dioxines) ; cette induction est facilement mise en évidence par un accroissement d'activités enzymatiques comme l'activité EROD (éthoxyrésorufine O-déséthylase). L'activité EROD des poissons est maintenant systématiquement utilisée dans la surveillance du milieu aquatique comme un indicateur de la qualité de l'eau ; on l'a étudiée chez d'autres espèces comme la moule pour les mêmes fins. Les variations d'activité EROD sont aussi des indicateurs de risques toxicologiques pour l'animal, mais la discussion sur ce point dépasserait le cadre de cet article. Malgré leur intérêt, les cytochromes P-450 sont peu utilisés comme biomarqueurs chez l'homme, car les techniques de mesure de l'activité enzymatique suppposent la préparation d'homogénats de foie à partir de biopsies hépatiques, pratique beaucoup trop invasive pour être d'usage courant.
La molécule de xénobiotique - ou un de ses métabolites - peut se fixer très solidement, par une liaison covalente, à des macromolécules cellulaires comme l'ADN ou l'hémoglobine ; ces adduits peuvent servir de biomarqueurs. Les adduits à l'ADN ont particulièrement retenu l'attention, car à moins d'être réparés par l'organisme, ces lésions de l'ADN sont des événements précurseurs de cancers.

[R]  Intérêt des biomarqueurs    

La pollution environnementale est considérée par l'opinion publique comme responsable d'une dégradation insidieuse de la santé. Des processus pathogènes à long terme comme le vieillissement cellulaire, le développement de cancers, l'abaissement des défenses immunitaires, des troubles de la reproduction ou du développement réduiraient l'espérance de vie d'une génération ou compromettraient les chances de la génération suivante. Le rôle de l'écotoxicologie est de mettre en lumière l'incidence de la contamination prolongée par des doses faibles de polluants dans la genèse de ces effets. Dans ce contexte, le biomarqueur est destiné à être un signal d'alerte ("early warning system".), précoce et sensible, du risque de développement d'effets à long terme ; on comprend tout l'intérêt de tels indicateurs pour déceler des maladies chez l'homme ou des signes d'altérations organiques ou fonctionnelles dans des animaux sentinelles avant que des dommages irréversibles soient arrivés à l'individu ou à l'écosystème.
La recherche de biomarqueurs est un secteur en plein développement de l'épidémiologie humaine : l'EPA a fixé comme priorité la recherche de biomarqueurs d'exposition à des produits chimiques considérés comme présentant un risque élevé (benzène, trichloréthylène, acrylamide, styrène, nicotine, plomb) ou à des classes de produits tels que les polychlorobiphényles et les dioxines ; en terme d'effets, ce sont des biomarqueurs de cancer, de neurotoxicité, d'immunotoxicité, de toxicité pulmonaire et des biomarqueurs des troubles de la reproduction et du développement qui seront les objectifs prioritaires de la recherche.
Les biomarqueurs ont donc un intérêt potentiel considérable pour prédire les effets de la pollution environnementale chez l'homme, espèce à très haut risque. D'autres espèces animales à risque, les poissons ou les espèces placées au sommet des chaînes alimentaires, comme les rapaces, les oiseaux piscivores, les petits mammifères carnassiers, devraient bénéficier aussi des avancées dans le domaine humain. Parallèlement, les biomarqueurs seront recherchés aussi dans les populations d'animaux sentinelles, avec l'avantage, déjà mentionné, que les examens biochimiques et les explorations fonctionelles peuvent être beaucoup plus poussés que chez l'homme.

[R]  Mise en place d'un dispositif d'animaux sentinelles

Tous les éléments de la démarche opérationnelle à suivre se trouvent en germe dans la définition initiale ; choix d'un dispositif expérimental d'exposition aux polluants environnementaux, sélection d'espèces animales sentinelles, sélection de paramètres biologiques pertinents (biomarqueurs), analyse des données, évaluation du risque pour les espèces sentinelles et enfin évaluation du risque pour les autres espèces, notamment l'homme.

[R]  Dispositif expérimental d'exposition aux polluants

Dans un système d'animal sentinelle au sens strict, les données sont obtenues sur une population animale qui vit, dans des conditions naturelles, sur le site pollué ou à son voisinage immédiat. Les variantes expérimentales portent sur le traitement des animaux, qui peuvent être sacrifiés immédiatement, ramenés au laboratoire pour une courte période ou encore relâchés immédiatement après des prélèvements de tissus ou la mesure de paramètres morphologiques, biochimiques ou autres. Ce sont par nature des études épidémiologiques, a priori très différentes des études expérimentales classiques dans lesquelles l'animal de laboratoire est exposé à un seul produit pur dans des conditions très contrôlées, mais entre ces deux extrêmes, en jouant sur le caractère plus ou moins "sauvage". de l'espèce animale et le caractère plus ou moins "purs" du produit, on peut mettre en place d'autres schémas expérimentaux permettant d'exposer un animal aux polluants :- les animaux sont exposés in situ ; les animaux, espèces sauvages ou souches de laboratoire, sont transportés sur le site pour une durée plus ou moins longue. Cette approche est intéressante pour des espèces aquatiques (mollusques ou poissons encagés et immergés dans des zones polluées), mais a été peu utilisée pour des espèces terrestres ; on peut l'envisager pour des rongeurs, pendant de courtes durées, ou pour des animaux d'élevage ;
- les animaux sont exposés en laboratoire aux produits présents sur le site, par exemple, on rajoute à l'eau d'un aquarium de l'eau provenant d'effluents d'usines ; les effets toxiques seront observés sur des poissons ou des daphnies ; on fait ingérer à des rats de laboratoire des petites quantités de matériaux bruts, comme de la terre provenant d'un sol pollué, des cendres d'incinérateurs, des lixiviats de décharges ou encore des extraits organiques de ces matériaux. L'intérêt est d'obtenir une évaluation globale de la biodisponibilité et de la toxicité des matériaux, c'est-à-dire qui tienne compte de tous les produits toxiques présents et de leurs multiples interactions.

[R]  Critères de sélection d'une espèce appropriée    
quelles espèces collecter et dans quelles conditions ?

On peut trouver des animaux sentinelles dans plusieurs groupes zoologiques. Les invertébrés terrestres (vers de terre, insectes, etc.) et aquatiques (coquillages, crustacés, insectes) sont en général abondants et faciles à récolter. La mesure des concentrations de polluants présentes dans leurs tissus peut apporter des informations intéressantes sur le degré de contamination du milieu et les possibilités de bioconcentration et de bioaccumulation ultérieures. Les reptiles et les amphibiens, moins fréquents, plus difficiles à collecter, ont été peu utilisés. Les oiseaux, comme les poissons, sont considérés comme des espèces à risque, victimes des effets nocifs de la pollution environnementale, mais certaines espèces d'oiseaux pourraient servir d'animaux sentinelles, comme les Goélands, très nombreux autour des sites de décharge. Les Pigeons sont présents en abondance dans les grandes villes ; ils ont été utilisés au Japon pour surveiller la pollution par le plomb. Les animaux domestiques (Chien, Chat, animaux d'élevage) sont de bonnes sources de renseignements sur le degré de pollution des milieux qu'ils fréquentent. Les petits mammifères sont en général abondants, avec des déplacements limités. Ils sont plus proches de l'homme sur le plan évolutif que les invertébrés ou les oiseaux et sont de bons candidats pour la surveillance des écosystèmes terrestres.

Une "bonne". espèce d'animal sentinelle doit remplir plusieurs conditions :
- possibilité de capture relativement facile : des échantillons des populations locales doivent pouvoir être capturés assez rapidement et en quantité suffisante. Un facteur particulièrement difficile à apprécier est la représentativité de l'échantillon par rapport à la population concernée ;
- densité de population suffisante, permettant des prélèvements qui ne modifient pas la structure ou l'importance numérique des populations ;
- aire de dispersion connue : le degré de résolution géographique demandé peut justifier le choix d'une espèce ou d'une autre. Les bivalves ont l'avantage d'être des espèces résidentes ; des campagnols avec une aire de dispersion de quelques dizaines de mètres sont utilisables pour des zones polluées de faible importance, tandis que des espèces comme des lapins ou des lièvres peuvent se justifier pour des aires beaucoup plus étendues ;
- animaux de taille suffisante, permettant de pratiquer facilement des mesures de concentrations de polluants ou des examens biologiques ou biochimiques ;
- voies d'exposition connues : elles sont déterminées par l'habitat et les préférences nutritionnelles de l'espèce. Dans les milieux terrestres, les rongeurs herbivores sont exposés autrement que les espèces omnivores, ainsi le Campagnol terrestre consomme les racines et les parties vertes des végétaux, alors que d'autres espèces consomment des graines ; les musaraignes se nourrissent d'invertébrés.
- possibilité de disposer d'animaux témoins : c'est un élément fondamental du dispositif, mais c'est aussi le plus difficile à définir, car les animaux témoins doivent être non pollués, ou du moins présenter un niveau de pollution suffisamment bas pour être considéré comme acceptable. Les espèces communes, répandues sur tout le territoire et pouvant être collectées dans beaucoup d'endroits, sont les plus intéressantes de ce point de vue ; elles facilitent aussi le suivi à long terme et la confrontation de données provenant de différentes zones géographiques. Pour échapper à l'obligation de délimiter des zones témoins, on peut disposer d'animaux témoins de la même espèce, maintenus au laboratoire dans des conditions semi-naturelles ;.
- existence d'autres études sur la même espèce : à l'exception du Mussel Watch, les données bibliographiques dans ce domaine ne sont pas encore très abondantes ; la majorité provient de travaux réalisés en Amérique du Nord sur des espèces qui n'existent pas toujours en Europe.

[R]  Le Surmulot comme animal sentinelle de la pollution des sols

L'opinion publique a pris récemment conscience de la quantité incroyable de déchets rejetés chaque jour dans la nature. Le cas des décharges est exemplaire à cet égard : établies depuis des dizaines d'années dans l'anarchie la plus complète, sources de gaz nauséabonds, elles sont la face visible et de plus en plus insupportable de la pollution des sols. Les usines en fonctionnement, les lieux de stockage et de manipulations de produits chimiques sont une source importante de pollution. Il faut y ajouter beaucoup de sites industriels maintenant à l'abandon après avoir été le siège d'activités fortement polluantes telles que des mines ou des entreprises sidérurgiques ou chimiques. Leur réhabilitation en terrain de construction ou en zones de loisirs est souvent souhaitée. La pression est particulièrement forte sur les terrains libérés par les usines en périphérie des grandes villes et qu'on ne devrait pas livrer à d'autres activités humaines sans avoir une idée précise de leur degré de pollution. Les terres agricoles elles-mêmes, en plus de la pollution par les pesticides et les engrais, n'échappent pas à la pollution par les déchets ; les boues de station d'épuration peuvent fertiliser les sols, mais ce n'est que récemment qu'on s'est préoccupé du devenir et du transfert dans les végétaux des polluants qu'elles contiennent et des risques pour le consommateur.

Des systèmes d'animaux sentinelles peuvent contribuer à l'évaluation des risques, et parmi les espèces potentiellement utilisables, le Surmulot (Rattus norvegicus) est une espèce de choix pour évaluer le risque pour l'homme :
- il est présent en abondance sur tout le territoire et prolifère sur les décharges, spécialement en zones suburbaines ;
- son régime alimentaire (omnivore) et son habitat (terriers) favorisent une forte exposition aux polluants présents sur le site ;
- il existe des populations dans des conditions semi-naturelles, qui pourraient faire office de populations témoins et pourraient même servir de supports à des recherches expérimentales ;
- les différentes souches de rats de laboratoire se sont développées à partir du surmulot : cette proximité génétique permet d'utiliser l'énorme quantité des méthodologies disponibles et des résultats acquis dans le domaine de la toxicologie expérimentale.

[R]  Utilisations des systèmes d'animaux sentinelles    

Les animaux sentinelles ont de multiples applications dans l'évaluation toxicologique des milieux pollués. L'étude d'une ou de plusieurs populations d'animaux sentinelles vivant dans des zones polluées peut servir à l'évaluation ponctuelle de la pollution du site ; degré de contamination, biodisponibilité des polluants présents pour les animaux et effets toxiques qui peuvent en résulter. On peut envisager aussi un suivi à long terme pour établir des niveaux de référence pour des sites polluées et des sites témoins; c'est aussi la possibilité de fournir des systèmes d'alerte pour la détection des risques toxiques ; enfin, c'est un moyen d'évaluer l'efficacité de mesures de décontamination des sites.

[R]  Avantages et limitations des dispositifs d'animaux sentinelles

Les animaux sentinelles ne se substituent pas aux tests toxicologiques classiques, ni aux études épidémiologiques humaines, ni aux études démographiques des populations animales, ils sont un complément. Par rapport aux tests toxicologiques, l'avantage évident est d'assurer une exposition des animaux aux polluants dans des conditions naturelles, à des doses réalistes. Un deuxième avantage, les animaux vivant moins longtemps que l'homme, on peut envisager de considérer des effets toxiques sur tout le cycle de vie ou sur plusieurs générations. En cas d'extrapolation à l'homme, nous avons déjà souligné l'intérêt de ne pas être astreint aux considérations éthiques qui limitent les recherches en épidémiologie humaine : l'animal peut être sacrifié pour des recherches approfondies. Un dernier avantage, dans le cas d'animaux vivant sur le site, est d'assurer l'exposition d'une population, composée d'individus d'âge et de sexe différents, et pas seulement d'individus sélectionnés.
Les limitations sont de deux ordres. En premier lieu, il se pose pour les animaux sentinelles le même inconvénient que pour tous les modèles animaux, la difficulté d'extrapoler à l'homme. Deuxième limitation, les animaux collectés dans la nature présentent une variabilité beaucoup plus grande que les souches sélectionnées d'animaux de laboratoire. Dans les études de longue durée, comme le suivi d'un site sur une ou plusieurs années, il est indispensable de contrôler les fluctuations physiologiques dues à des variations saisonnières (par exemple, les cycles annuels de reproduction et les variations de température de l'eau pour les espèces aquatiques) ; dans les études ponctuelles, on tente souvent de s'affranchir de cette variabilité en choisissant une zone témoin avec le maximum de caractéristiques communes avec la zone polluée.

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Note
(1) une variante, dépendant d'un facteur xénobiotique, de constituants, processus, structures ou fonctions cellulaires ou biochimiques, que l'on peut mesurer sur un système biologique ou sur un échantillon.[VU]


[R] Eléments de bibliographie

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