Effects of fructose-containing caloric sweeteners on resting energy expenditure and energy efficiency: a review of human trials.

Epidemiological studies indicate that the consumption of fructose-containing caloric sweeteners (FCCS: mainly sucrose and high-fructose corn syrup) is associated with obesity. The hypothesis that FCCS plays a causal role in the development of obesity however implies that they would impair energy balance to a larger extent than other nutrients, either by increasing food intake, or by decreasing energy expenditure. We therefore reviewed the literature comparing a) diet-induced thermogenesis (DIT) after ingestion of isocaloric FCCS vs glucose meals, and b) basal metabolic rate (BMR) or c) post-prandial energy expenditure after consuming a high FCCS diet for > 3 days vs basal,weight-maintenance low FCCS diet. Nine studies compared the effects of single isocaloric FCCS and glucose meals on DIT; of them, six studies reported that DIT was significantly higher with FCCS than with glucose, 2 reported a non-significant increase with FCCS, and one reported no difference. The higher DIT with fructose than glucose can be explained by the low energy efficiency associated with fructose metabolism. Five studies compared BMR after consumption of a high FCCS vs a low FCCS diet for > 3 days. Four studies reported no change after 4-7 day on a high FCCS diet, and only one study reported a 7% decrease after 12 week on a high FCCS diet. Three studies compared post-prandial EE after consumption of a high FCCS vs a low FCCS diet for > 3 days, and did not report any significant difference. One study compared 24-EE in subjects fed a weight-maintenance diet and hypercaloric diets with 50% excess energy as fructose, sucrose and glucose during 4 days: 24-EE was increased with all 3 hypercaloric diets, but there was no difference between fructose, sucrose and glucose. We conclude that fructose has lower energy efficiency than glucose. Based on available studies, there is presently no hint that dietary FCCS may decrease EE. Larger, well controlled studies are however needed to assess the longer term effects of FCCS on EE.

Clinical evaluation of iron treatment efficiency among non-anemic but iron-deficient female blood donors: a randomized controlled trial.

ABSTRACT: Iron deficiency without anemia (IDWA) is related to adverse symptoms that can be relieved by supplementation. Since a blood donation can induce such an iron deficiency, we investigated the clinical impact of an iron treatment after blood donation. METHODS: One week after donation, we randomly assigned 154 female donors with IDWA aged <50 years to a 4-week oral treatment of ferrous sulfate vs. placebo. The main outcome was the change in the level of fatigue before and after the intervention. Also evaluated were aerobic capacity, mood disorder, quality of life, compliance and adverse events. Biological markers were hemoglobin and ferritin. RESULTS: Treatment effect from baseline to 4 weeks for hemoglobin and ferritin were 5.2 g/L (p < 0.01) and 14.8 ng/mL (p < 0.01) respectively. No significant clinical effect was observed for fatigue (-0.15 points, 95% confidence interval -0.9 to 0.6, p = 0.697) or for other outcomes. Compliance and interruption for side effects was similar in both groups. Additionally, blood donation did not induce overt symptoms of fatigue in spite of the significant biological changes it produces. CONCLUSIONS: These data are valuable as they enable us to conclude that donors with IDWA after a blood donation would not clinically benefit from iron supplementation. Trial registration: NCT00689793.

Evolutionary forces affect multigenomic arbuscular mycorhizal fungi : an experimental approach using Glomus intraradices

Abstract Arbuscular Mycorhizal Fungi (AMF) are important plant symbionts that can improve floristic diversity and ecosystem productivity. These important fungi are obligate biotrophs and form symbioses with roots of the majority of plant species, improving plant nutrient acquisition in exchange of photosynthates. AM fungi are successful both ecologically as they occupy a very large spectrum of environments as well as host range and evolutionarily, as this symbiosis is over 400 million years old. These fungi grow and reproduce clonally by hyphae and multinucleate spores. AMF are coenocytic and recent work has shown that they harbor genetically different nuclei and that AMF populations are genetically diverse. How AMF species diversity is maintained has been addressed theoretically and experimentally at the community level. Much less attention has been drawn to understand how genetic diversity is maintained within populations although closely related individuals are more likely to compete for the same resources and occupy similar niches. How infra-individual genetic diversity is shaped and maintained has received even less attention. In Chapter 2, we show that individuals from a field population may differ in their symbiotic efficiency under reduced phosphate availability: We show there is genetic variation in an AMF field population for fitness-related growth traits in response to different phosphate availability acid host species. Furthermore, AFLP fingerprints of the same individuals growing in contrasting environments diverged suggesting that the composition in nuclei of AMF is dynamical and affected by environmental factors. Thus environmental heterogeneity is likely to play an important role for the maintenance of genetic diversity at the population level. In Chapter 3 we show that single spores do not inherit necessarily the same genetic material. We have found genetic divergences using two different types of molecular marker, as well as phenotypic divergences among single spore lines. Our results stress the importance of considering these organisms as a multilevel hierarchical system and of better knowing their life cycle. They have important consequences for the understanding of AMF genetics, ecology and the development of commercial AMF inocculum. Résumé Les champignons endomycorhiziens arbusculaires (CEA) sont d'importants symbiontes pour les plantes, car ils augmentent la diversité et la productivité des écosystèmes. Ces importants symbiontes sont des biotrophes obligatoires et forment une symbiose avec la plupart des plantes terrestres. Ils améliorent l'acquisition de substances nutritives de leurs hôtes en échange de sucres obtenus par photosynthèse. Ces champignons ont un grand succès écologique, ils colonisent une grande rangée d'environnements ainsi que d'hôtes. Ils ont aussi un succès évolutif certain de part le fait que cette symbiose existe depuis plus de 400 millions d'années. Les CEA sont asexués et croissent clonalement en formant des hyphes et des spores multinuclées. Les CEA sont des coenocytes et des travaux de recherche récents ont montré qu'ils possèdent des noyaux génétiquement différents. D'autres travaux ont aussi révélé que les populations de CEA sont génétiquement diversifiées. Comment la diversité des CEA est maintenue a seulement été adressée par des études théoriques et expérimentalement au niveau des communautés. Très peu d'attention a été portée sur le maintien de la diversité génétique infra et inter populationnelle, or ce sont les individus les plus proches génétiquement qui vont entrer en compétition pour des ressources et niches similaires. La formation et le maintien de la diversité intra-individu des CEA a reçu très peu d'attention. Dans le chapitre 2, nous montrons que des individus CEA d'un même champ différent dans leur efficacité symbiotique lorsque la concentration en phosphoré est réduite. Nous montrons qu'il existe de la variance génétique dans une population de CEA provenant d'un même champ en réponse à différentes concentrations de phosphore, ainsi qu'en réponse à différentes espèces d'hôtes, et ceci pour des traits de croissance vraisemblablement liés au succès reproducteur. De plus grâce à des AFLP nous avons pu montrer que le génome de ces individus subissent des changements lorsqu'ils croissent dans des environnements contrastés. Ceci suggère que les noyaux génétiquement différents des CEA sont des entités dynamiques. Il est fort probable que l'hétérogénéité environnementale joue un rôle dans le maintien de la diversité génétique des populations de CEA. Dans le chapitre 3, nous montrons que toutes les spores d'un même mycélium parental de CEA ne reçoivent pas exactement le même contenu génétique. Nous avons mis en évidence des divergences entre des Lignées monosporales en utilisant deux types de marqueur moléculaires, ainsi que des différences phénotypiques. Nos résutats soulignent l'importance de considézer ces organismes comme dés systëmes hiérarchiques mufti-niveaux, ainsi que de mieux connaître leur cycle de vie. Nos résultats ont d'importantes conséquences pour la compréhension du système génétique des CEA, ainsi que de leur évolution, leur écológie, mais également des conséquences pour la production d' inoccultim commercial.

The efficiency of a novel delivery system (PEI600-Tat) in development of potent DNA vaccine using HPV16 E7 as a model antigen.

DNA vaccination is a promising approach for inducing both humoral and cellular immune responses. The mode of plasmid DNA delivery is critical to make progress in DNA vaccination. Using human papillomavirus type 16 E7 as a model antigen, this study evaluated the effect of peptide-polymer hybrid including PEI600-Tat conjugate as a novel gene delivery system on the potency of antigen-specific immunity in mice model. At ratio of 10:50 PEI-Tat/E7DNA (w/w), both humoral and cellular immune responses were significantly enhanced as compared with E7DNA construct and induced Th1 response. Therefore, this new delivery system could have promising applications in gene therapy.

Experimental manipulation of colony genetic diversity had no effect on short-term task efficiency in the Argentine ant Linepithema humile

Genetic diversity might increase the performance of social groups by improving task efficiency or disease resistance, but direct experimental tests of these hypotheses are rare. We manipulated the level of genetic diversity in colonies of the Argentine ant Linepithema humile, and then recorded the short-term task efficiency of these experimental colonies. The efficiency of low and high genetic diversity colonies did not differ significantly for any of the following tasks: exploring a new territory, foraging, moving to a new nest site, or removing corpses. The tests were powerful enough to detect large effects, but may have failed to detect small differences. Indeed, observed effect sizes were generally small, except for the time to create a trail during nest emigration. In addition, genetic diversity had no statistically significant impact on the number of workers, males and females produced by the colony, but these tests had low power. Higher genetic diversity also did not result in lower variance in task efficiency and productivity. In contrast to genetic diversity, colony size was positively correlated with the efficiency at performing most tasks and with colony productivity. Altogether, these results suggest that genetic diversity does not strongly improve short-term task efficiency in L. humile, but that worker number is a key factor determining the success of this invasive species.

A receptor-like kinase mutant with absent endodermal diffusion barrier displays selective nutrient homeostasis defects.

The endodermis represents the main barrier to extracellular diffusion in plant roots, and it is central to current models of plant nutrient uptake. Despite this, little is known about the genes setting up this endodermal barrier. In this study, we report the identification and characterization of a strong barrier mutant, schengen3 (sgn3). We observe a surprising ability of the mutant to maintain nutrient homeostasis, but demonstrate a major defect in maintaining sufficient levels of the macronutrient potassium. We show that SGN3/GASSHO1 is a receptor-like kinase that is necessary for localizing CASPARIAN STRIP DOMAIN PROTEINS (CASPs)--major players of endodermal differentiation--into an uninterrupted, ring-like domain. SGN3 appears to localize into a broader band, embedding growing CASP microdomains. The discovery of SGN3 strongly advances our ability to interrogate mechanisms of plant nutrient homeostasis and provides a novel actor for localized microdomain formation at the endodermal plasma membrane.

Effects of the transition time between muscle-tendon stretch and shortening on mechanical efficiency.

The net mechanical efficiency of positive work (eta(pos)) has been shown to increase if it is immediately preceded by negative work. This phenomenon is explained by the storage of elastic energy during the negative phase and its release during the subsequent positive phase. If a transition time (T) takes place, the elastic energy is dissipated into heat. The aim of the present study was to investigate the relationship between eta(pos) and T, and to determine the minimal T required so that eta(pos) reached its minimal value. Seven healthy male subjects were tested during four series of lowering-raising of the body mass. In the first series (S (0)), the negative and positive phases were executed without any transition time. In the three other series, T was varied by a timer (0.12, 0.24 and 0.56 s for series S (1), S (2) and S (3), respectively). These exercises were performed on a force platform sensitive to vertical forces to measure the mechanical work and a gas analyser was used to determine the energy expenditure. The results indicated that eta(pos) was the highest (31.1%) for the series without any transition time (S (0)). The efficiencies observed with transition times (S (1), S (2) and S (3)) were 27.7, 26.0 and 23.8%, respectively, demonstrating that T plays an important role for mechanical efficiency. The investigation of the relationship between eta(pos) and T revealed that the minimal T required so that eta(pos) reached its minimal value is 0.59 s.

Efficiency and safety of bilateral contemporaneous pallidal stimulation (deep brain stimulation) in levodopa-responsive patients with Parkinson's disease with severe motor fluctuations: a 2-year follow-up review.

OBJECT: The aim of this study was to evaluate the long-term safety and efficacy of bilateral contemporaneous deep brain stimulation (DBS) in patients who have levodopa-responsive parkinsonism with untreatable motor fluctuations. Bilateral pallidotomy carries a high risk of corticobulbar and cognitive dysfunction. Deep brain stimulation offers new alternatives with major advantages such as reversibility of effects, minimal permanent lesions, and adaptability to individual needs, changes in medication, side effects, and evolution of the disease. METHODS: Patients in whom levodopa-responsive parkinsonism with untreatable severe motor fluctuations has been clinically diagnosed underwent bilateral pallidal magnetic resonance image-guided electrode implantation while receiving a local anesthetic. Pre- and postoperative evaluations at 3-month intervals included Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS) scoring, Hoehn and Yahr staging, 24-hour self-assessments, and neuropsychological examinations. Six patients with a mean age of 55 years (mean 42-67 years), a mean duration of disease of 15.5 years (range 12-21 years), a mean "on/off' Hoehn and Yahr stage score of 3/4.2 (range 3-5), and a mean "off' time of 40% (range 20-50%) underwent bilateral contemporaneous pallidal DBS, with a minimum follow-up period lasting 24 months (range 24-30 months). The mean dose of levodopa in these patients could not be changed significantly after the procedure and pergolide was added after 12 months in five patients because of recurring fluctuations despite adjustments in stimulation parameters. All but two patients had no fluctuations until 9 months. Two of the patients reported barely perceptible fluctuations at 12 months and two at 15 months; however, two patients remain without fluctuations at 2 years. The mean improvements in the UPDRS motor score in the off time and the activities of daily living (ADL) score were more than 50%; the mean off time decreased from 40 to 10%, and the mean dyskinesia and complication of treatment scores were reduced to one-third until pergolide was introduced at 12 months. No significant improvement in "on" scores was observed. A slight worsening after 1 year was observed and three patients developed levodopa- and stimulation-resistant gait ignition failure and minimal fluctuations at 1 year. Side effects, which were controlled by modulation of stimulation, included dysarthria, dystonia, and confusion. CONCLUSIONS: Bilateral pallidal DBS is safe and efficient in patients who have levodopa-responsive parkinsonism with severe fluctuations. Major improvements in motor score, ADL score, and off time persisted beyond 2 years after the operation, but signs of decreased efficacy started to be seen after 12 months.

On the efficiency of recursive evaluations with applications to risk theory

On the efficiency of recursive evaluations with applications to risk theoryCette thèse est composée de trois essais qui portent sur l'efficacité des évaluations récursives de la distribution du montant total des sinistres d'un portefeuille de polices d'assurance au cours d'un période donnée. Le calcul de sa fonction de probabilité ou de quantités liées à cette distribution apparaît fréquemment dans la plupart des domaines de la pratique actuarielle.C'est le cas notamment pour le calcul du capital de solvabilité en Suisse ou pour modéliser la perte d'une assurance vie au cours d'une année. Le principal problème des évaluations récursives est que la propagation des erreurs provenant de la représentation des nombres réels par l'ordinateur peut être désastreuse. Mais, le gain de temps qu'elles procurent en réduisant le nombre d'opérations arithmétiques est substantiel par rapport à d'autres méthodes.Dans le premier essai, nous utilisons certaines propriétés d'un outil informatique performant afin d'optimiser le temps de calcul tout en garantissant une certaine qualité dans les résultats par rapport à la propagation de ces erreurs au cours de l'évaluation.Dans le second essai, nous dérivons des expressions exactes et des bornes pour les erreurs qui se produisent dans les fonctions de distribution cumulatives d'un ordre donné lorsque celles-ci sont évaluées récursivement à partir d'une approximation de la transformée de De Pril associée. Ces fonctions cumulatives permettent de calculer directement certaines quantités essentielles comme les primes stop-loss.Finalement, dans le troisième essai, nous étudions la stabilité des évaluations récursives de ces fonctions cumulatives par rapport à la propagation des erreurs citées ci-dessus et déterminons la précision nécessaire dans la représentation des nombres réels afin de garantir des résultats satisfaisants. Cette précision dépend en grande partie de la transformée de De Pril associée.

Essays on the measurement of school efficiency

Measuring school efficiency is a challenging task. First, a performance measurement technique has to be selected. Within Data Envelopment Analysis (DEA), one such technique, alternative models have been developed in order to deal with environmental variables. The majority of these models lead to diverging results. Second, the choice of input and output variables to be included in the efficiency analysis is often dictated by data availability. The choice of the variables remains an issue even when data is available. As a result, the choice of technique, model and variables is probably, and ultimately, a political judgement. Multi-criteria decision analysis methods can help the decision makers to select the most suitable model. The number of selection criteria should remain parsimonious and not be oriented towards the results of the models in order to avoid opportunistic behaviour. The selection criteria should also be backed by the literature or by an expert group. Once the most suitable model is identified, the principle of permanence of methods should be applied in order to avoid a change of practices over time. Within DEA, the two-stage model developed by Ray (1991) is the most convincing model which allows for an environmental adjustment. In this model, an efficiency analysis is conducted with DEA followed by an econometric analysis to explain the efficiency scores. An environmental variable of particular interest, tested in this thesis, consists of the fact that operations are held, for certain schools, on multiple sites. Results show that the fact of being located on more than one site has a negative influence on efficiency. A likely way to solve this negative influence would consist of improving the use of ICT in school management and teaching. Planning new schools should also consider the advantages of being located on a unique site, which allows reaching a critical size in terms of pupils and teachers. The fact that underprivileged pupils perform worse than privileged pupils has been public knowledge since Coleman et al. (1966). As a result, underprivileged pupils have a negative influence on school efficiency. This is confirmed by this thesis for the first time in Switzerland. Several countries have developed priority education policies in order to compensate for the negative impact of disadvantaged socioeconomic status on school performance. These policies have failed. As a result, other actions need to be taken. In order to define these actions, one has to identify the social-class differences which explain why disadvantaged children underperform. Childrearing and literary practices, health characteristics, housing stability and economic security influence pupil achievement. Rather than allocating more resources to schools, policymakers should therefore focus on related social policies. For instance, they could define pre-school, family, health, housing and benefits policies in order to improve the conditions for disadvantaged children.

Energy and nutrient intake of Swiss women aged 75-87 years.

OBJECTIVE: Reliable data about the nutrient intake of elderly noninstitutionalized women in Switzerland is lacking. The aim of this study was to assess the energy and nutrient intake in this specific population. SUBJECTS: The 401 subjects were randomly selected women of mean age of 80.4 years (range 75-87) recruited from the Swiss SEMOF (Swiss Evaluation of the Methods of Measurement of Osteoporotic Fracture Risk) cohort study. A validated food frequency questionnaire (FFQ) was submitted to the 401 subjects to assess dietary intake. RESULTS: The FFQ showed a mean daily energy intake of 1544 kcal (+/-447.7). Protein intake was 65.2 g (+/-19.9), that is 1.03 g kg(-1) body weight per day. The mean daily intake for energy, fat, carbohydrate, calcium, magnesium, vitamin C, D and E were below the RNI. However, protein, phosphorus, potassium, iron and vitamin B6 were above the RNI. CONCLUSION: The mean nutrient intake of these free living Swiss elderly women was low compared with standards. Energy dense foods rich in carbohydrate, magnesium, calcium, vitamin D and E as well as regular sunshine exposure is recommended in order to optimise dietary intake.

Evaluation des pratiques d'irrigation, de fertilisation et d'application de pesticides dans l'agriculture périurbaine de Dakar, Sénégal

RESUMEL'agriculture urbaine et périurbalne - nommée ci-après AU - est un thème fort de recherche transversale, au vu des nombreux enjeux économiques, sociaux et environnementaux. L'objectif de cette recherche était de contribuer à une meilleure connaissance des processus de transfert de polluants et du cycle des nutriments à l'échelle locale, afin de déterminer sous quelles conditions l'AU de Dakar peut être pratiquée sans porter atteinte à la santé et à l'environnement.Une approche basée sur l'étude des processus géochimiques dans ie sol jusqu'à la nappe a été choisie, à l'échelle de la parcelle cultivée et à une échelle un peu plus large de la zone périurbaine de Dakar pour déterminer les influences du type d'occupation du sol.L'évaluation des impacts de l'irrigation avec des eaux usées brutes et des eaux de nappe saumâtres sur la qualité des sols (chapitre 2) a montré que l'alcalinité et les teneurs en calcium élevées des eaux saumâtres induisent la précipitation de CaC03 dans l'horizon superficiel du sol. Na remplace consécutivement Ca sur le complexe argilo-humique du sol et les bicarbonates diminuent dans la solution du sol. Le carbone organique dissout (COD) augmente significativement dans la solution du sol et dans la nappe sous-jacente. Malgré l'alcalinité et les teneurs très élevées en calcium des eaux usées, il y a peu de précipitation de CaC03 dans l'horizon superficiel du sol et une faible augmentation du sodium échangeable ESP. La nitrification de l'ammonium des eaux usées (moy 190mg/L à Pikine) produit des protons, qui ne sont plus tamponnés par les bicarbonates exportés hors du profil. Il y a alors une nette baisse de pH des sols irrigués par des eaux usées non traitées. Les sols irrigués par des eaux usées et saumâtres stockent moins de C et Ν que les sols de référence.L'évaluation de l'influence de l'occupation des sols en zone périurbaine sur à la nappe phréatique peu profonde (chapitre 3) a permis de déterminer les traceurs représentatifs de l'occupation du sol, à savoir Br/CI, NO3/CI et δ180-Ν03 pour l'irrigation par des eaux usées, pH et δ15Ν-Ν03 pour l'irrigation par des eaux de nappe, et Rb+Cr et Κ pour les lixiviats de fosses septiques. Ce chapitre a mis en évidence des points importants de la dynamique de l'azote en zone périurbaine sous deux occupations du sol : (1) la dénitrification est un processus important dans l'agrosystème périurbain de Dakar en bas de dune, dans les gleysols où l'on trouve des conditions temporairement réduites et un substrat organique favorables aux microorganismes de la dénitrification. Les teneurs en nitrates sont presque nulles avec irrigation d'eau de nappe. (2) en bas de pente, mais avec irrigation quotidienne par les eaux usées, l'apport continu d'ammonium inhibe probablement la dénitrification, mais favorise la volatilisation. (3) la nitrification de l'ammonium dans la nappe lors de la lixiviation des fosses septiques se distingue de la nitrification de l'ammonium dans la zone non saturée dans la zone d'agriculture périurbaine par la composition isotopique de l'oxygène de l'eau. Une comparaison des flux d'azote entre l'agrosystème et les quartiers périurbains de Dakar (chapitre 4) ont révélé que ces derniers étaient du même ordre de grandeur par unité de surface, à savoir 2-4 tonnes Ν /ha/an.L'évaluation des flux de pesticides dans l'agrosystème et des risques induits pour les eaux souterraines (chapitre 5) a révélé un fiux total de pesticides de 60kg/ha/an, totalisant 15 matières actives. Seules deux de ces matières actives sont autorisées par le comité des pesticides sahélien. Les pesticides les plus utilisés par les producteurs sont l'organochloré dicofol, les organophosphorés methamidophos, dimethoate et fenithrotion ainsi que le cabamate methomyl. Les flux les plus importants sont de 9 à 7 kg/ha/an (methomyl, methamidophos, ethoprophos et dicofol). Les pesticides qui présentent un risque élevé de contamination des eaux souterraines et qui devraient être prioritaires pour un suivi analytique sont : le carbofuran, le dimethoate, l'ethoprophos et le methomyl.En conclusion, une meilleure gestion de la fertilisation est nécessaire dans la zone d'AU de Dakar, afin de (1) réduire les pertes gazeuses qui contribuent à l'effet de serre, (2) de ralentir la minéralisation du carbone et de l'azote organiques pour créer un stock de C et Ν dans ces sols, (3) de limiter le lessivage dans la nappe et enfin, 4) d'augmenter l'efficacité d'utilisation de Ν par les plantes. Une optimisation de l'irrigation devrait limiter l'alcalinisation secondaire. Enfin, la mise en place d'une lutte intégrée ou biologique contre les ravageurs est indispensable afin de minimiser les risques pour les eaux souterraines et les mares permanentes.ABSTRACTUrban and periurban agriculture (UA) is an important issue in southern countries, because of its key role in their social and economical development and its environmental concern. The goal of this study was to contribute to a better understanding of pollutant transfer and nutrient cycling at the local scale, in order to implement the necessary improvements to guarantee the sustainability of this practice.An approach based on geochemical processes occurring in the vadose zone from the surface down to the groundwater level was chosen, at the scale of cultivated plots and at the regional scale of Dakar periurban areas, to determine the influence of land use.The assessment of irrigation with untreated domestic wastewater and brackish water on soil quality (chapter 2) showed: (1) that the high alkalinity and calcium contents of brackish water induce CaC03 precipitation in the top layer of the soil and therefore a replacement of Ca by Na on the clay- humic complexes, strongly marked during the dry season. Dissolved organic carbon (DOC) increased significantly in the soil solution and in the underlying groundwater. (2) in spite of the similarly high alkalinity and Ca contents of waste water, there is only little CaC03 precipitation and a low increase of the percentage of exchangeable sodium (ESP) in the soil top layer. The nitrification of the ammonium of wastewater (mean 190 mg/L in Pikine) produces protons, which are not any more buffered by bicarbonates exported out of the soil profile, which leads to a net decline of soil pH. Both soils irrigated with untreated wastewater and brackish water store less of C and Ν than soils irrigated with non saline groundwater.The assessment of the impact of land use on the shallow groundwater (chapter 3) allowed determining representative tracers of the land use. Low Br/CI ratio, high NO3/CI ratio and low δ1βΟ- nitrate indicated the influence of wastewater; high pH and high 515N-nitrates indicated the influence of brackish water together with high amendments of organic fertilizers; high Rb+Cr and Κ indicated the influence of poor sanitation facilities in periurban districts (septic tank leakage). This chapter also pointed out the following facts about the nitrogen dynamics : (1) denitrification is a key-process in the Dakar UA agrosystem in the gleysols irrigated with groundwater. The underlying groundwater is almost nitrate free. (2) in the Gleysols irrigated with waste water, ammonium inhibits denitrification but facilitate ammoniac volatilization. A comparison of nitrogen balance between the UA agrosystem and the periurban districts of Dakar (chapter 4) revealed similar flows per surface unit, namely 2-4 tons Ν / ha / year.The evaluation of pesticides use in the UA agrosystem and the risk assessment for the groundwater (chapter 5) revealed a total flow of pesticides of 60kg / ha / year, totalizing 15 active substances. Only two of these are authorized by the Sahelian Pesticides Committee. The most used pesticides are dicofol (organochlorinated), methamidophos, dimethoate and fenithrotion (organophosphate) as well as methomyl. (carbamate). The most important flows vary between 9 to 7 kg / ha / year. Pesticides with a high risk of groundwater contamination - according to SIRIS and EPRIP 2 indicators - are: carbofuran, dimethoate, ethoprophos and methomyl. These substances should be established as a priority for an analytical follow-up in the different environmental compartments.In conclusion, a better management of the fertilization is necessary in the Dakar UA, (1) to reduce the gaseous losses which contribute to greenhouse emissions (2) to slow down the mineralization of the organic carbon and the nitrogen, in order to enhance the C and Ν stock in these soils, (3) to limit the nitrate leaching in the groundwater and finally, 4) to increase the N-use efficiency of plants. An optimization of the irrigation scheme should limit the secondary sodisation if coupled with an increase the stable organic matter of the soil. An integrated or biologic crop pest strategy is urgently needed to minimize risks with respect to ground and surface water (ponds used for fishing).RESUME LARGE PUBLICL'agriculture mondiale connaît actuellement une crise majeure, affectée par les changements climatiques, la sécurité alimentaire et les dégradations de l'environnement. Elle n'a plus le rôle unique de produire, mais devient un élément essentiel de la protection des ressources naturelles et du paysage. Les politiques agricoles basées sur les marchés mondiaux devront se réorienter vers une agriculture locale basée sur le développement durable.La production alimentaire située dans l'enceinte des villes, nommée agriculture urbaine ou périurbaine (AU ci-après) joue un rôle important dans le contexte actuel d'accroissement de la population et de la pauvreté urbaines. L'AU concerne en effet la majorité des mégapoies du monde, fait vivre plus de 200 millions de personnes dans les pays du Sud, fournit jusqu'à 80% de la demande urbaine en certains produits frais, fait barrière à l'extension urbaine et permet un recyclage de certains déchets urbains. L'AU a pour particularité d'être à cheval entre des politiques rurales et urbaines, d'où un délaissement ce cette activité au secteur informel. Ce qui a développé de nombreuses stratégies à risques, comme à Dakar, où les petits producteurs périurbains irriguent quotidiennement avec des eaux usées domestiques par manque d'accès à une eau de bonne qualité et pour raccourcir les cycles de production. L'extrême précarité foncière des acteurs de l'AU de Dakar les empêchent d'investir à long terme et induit des pratiques inadéquates d'irrigation, d'usage de pesticides et de fertilisation de ces sols sableux.L'objectif de cette recherche était de contribuer à une meilleure connaissance des processus de transfert de polluants et du cycle des nutriments à l'échelle des parcelles cultivées par des eaux usées et des eaux saumâtres, afin de déterminer sous quelles conditions l'AU de Dakar peut être pratiquée et surtout maintenue sans porter atteinte à la santé et à l'environnement. Pour cela, une approche basée sur l'étude des processus géochimiques dans le sol jusqu'à la nappe a été choisie, à l'échelle de la parcelle cultivée et à une échelle un peu plus large de la zone périurbaine de Dakar pour déterminer les influences du type d'occupation du sol.Les résultats principaux de cette étude ont montré que (1) il y a un processus de salinisation anthropique des sols (sodisation) lors d'irrigation avec des eaux de nappe saumâtres, un processus accentué en saison sèche et lors d'années à pluviométrie déficitaire. Bien que les eaux usées soient aussi salines que les eaux de nappe, la salinisation des sols irrigués' par des eaux usées est limitée par l'ammonium présent dans les eaux usées (moy 190mg NH4/L à Pikine) qui produit de l'acidité lors de la transformation en nitrates dans le sol (nitrification). (2) les sols irrigués par des eaux usées (EU) stockent moins de C et Ν que les sois de référence, ce qui montrent bien que l'azote des eaux usées n'est pas disponible pour les plantes, mais est lessivé dans la nappe (100 à 450 mg/L N03 sous irrigation par EU, alors que la limite de OMS est de 50mg/L). (3) l'utilisation des isotopes stables des nitrates et des éléments traces, notamment le bore et le brome, ont permis de distinguer l'influence de l'irrigation par des eaux usées, de l'irrigation par des eaux de nappe et des lixiviats de fosses septiques sur les propriétés de la nappe. (4) Le processus de la dénitrification (atténuation naturelle des concentrations en nitrates de la nappe par biotransformation en azote gazeux) est important dans les zones basses de l'agrosystème périurbain de Dakar, sous irrigation par eaux naturelles (ΝΟ3 < 50mg/L). Tandis que sous habitat sans assainissement adéquat, les nitrates atteignent 300 à 700 mg/L. (5) Le flux total de pesticides dans l'AU est énorme (60kg/ha/an) totalisant 15 pesticides, dont deux seulement sont autorisés. Les pesticides les plus utilisés sont des insecticides organophosphorés et organochlorés classés extrêmement dangereux à dangereux par l'OMS, appliqués à des doses de 2 à 9 kg/ha/an. Les pesticides qui ont montré un risque élevé de contamination des eaux souterraines avec les indicateurs SIRIS et EPRIP2 sont : le carbofuran, le dimethoate, l'ethoprophos et le methomyl.En conclusion, nous recommandons la reconstitution d'un horizon superficiel des sols riche en matière organique stable et structuré par production locale de compost. Cette mesure réduira les pertes gazeuses contribuant à l'effet de serre, augmentera le stock de Ν dans ces sols, alors utilisable par les plantes et permettra de diminuer l'irrigation car la capacité de rétention de l'eau dans le sol sera accru, ce qui limitera le lessivage des nitrates dans la nappe et l'alcalinisation secondaire. Enfin, la mise en place d'une lutte intégrée ou biologique contre les ravageurs est indispensable afin de minimiser les risques pour les eaux souterraines et lesmares permanentes.