Les xénobiotiques se trouvant dans l’environnement peuvent occasionner des effets délétères aux organismes vivants. Toutefois, nous sommes encore loin de connaître l’ensemble des mécanismes d’action des polluants et des réponses mises en place chez les organismes afin de survivre dans un environnement pollué. Dans ce travail, nous avons utilisé le crabe chinois, Eriocheir sinensis, comme modèle d’étude afin de mettre en évidence les réponses à un stress induit par le cadmium dissous dans le milieu aquatique. Nous avons focalisé notre attention sur la fonction d’osmorégulation. Différents types d’exposition ont été testés : une exposition « aiguë » (500 µg Cd l-1 de 1 à 7 jours) ; une exposition « chronique » (10 ou 50 µg Cd l-1 pendant 30 jours). On observe une diminution de la capacité d’hyper-osmorégulation suite à une exposition aiguë. Sous cette condition, les branchies antérieures sont endommagées et les activités de différentes enzymes diminuées. Par contre, le Cd semble sans effet sur les branchies postérieures. Il est par conséquent probable que les branchies antérieures auraient perdu leurs propriétés de perméabilité et laisseraient passer plus librement l’eau et/ou les ions. Une exposition chronique n’affecte pas l’osmorégulation. Cependant, une exposition chronique suivie d’une exposition aiguë montrent que le crabe s’acclimate, c’est-à-dire qu’il devient plus résistant au Cd. Chez ces crabes acclimatés, l’hépatopancréas est capable d’accumuler une plus grande quantité de Cd grâce, en partie du moins, à une teneur accrue en métallothionéines. L’analyse protéomique a permis d’observer que l’expression d’enzymes anti-oxydantes et de chaperonnes moléculaires est augmentée dans les branchies antérieures, suggérant que le Cd affecte les branchies en induisant des espèces réactives à l’oxygène et en oxydant les groupements sulfures des protéines. De plus, le potentiel de dégradation des protéines semble accru. Enfin, plusieurs enzymes impliquées dans différentes voies métaboliques sont sous exprimées, indiquant que le crabe entre dans un état compensatoire lui permettant de faire face à de fortes quantités de Cd. Ce travail démontre qu’une approche intégrative utilisant des analyses physiologiques, morphologiques, biochimiques et protéomiques, permet de caractériser l’état de stress dans lequel un organisme aquatique se trouve suite à différents types d’exposition à un xénobiotique. Même si une exposition chronique ne montre pas d’effet physiologique, elle peut toutefois induire des changements au niveau du protéome.