Toxicité humaine des métaux lourds : mercure, plomb et cadmium

Le prochain Café des sciences se tiendrale jeudi 2 février 2012 à 20 h 30, précises.**********Le lieu où se tiendra ce café
n'est pas actuellement confirmé.Dès que possible,
cette information sera donnée dans cette page.Il est aujourd'hui reconnu que la pollution environnementale peut contribuer au développement de différentes pathologies chroniques chez l’homme.Dans ce cadre, de nombreuses études épidémiologiques et toxicologiques ont démontré que les expositions répétées à des métaux lourds, comme le mercure, le plomb ou le cadmium, entraînent des lésions au niveau de nombreux organes et augmentent, notamment, l’incidence de maladies neurologique, rénale, pulmonaire ou osseuse.L’Homme peut être exposé à ces trois toxiques dans son milieu professionnel par le biais de nombreuses activités industrielles ou dans son milieu domestique via l’alimentation notamment. Le devenir du mercure, du plomb et du cadmium dans notre organisme est aujourd’hui relativement bien connu.Ces métaux lourds partagent la propriété de s’accumuler progressivement et de façon stable dans leurs organes cibles. Au sein des tissus, ils interagissent avec de nombreuses cibles moléculaires et induisent des dysfonctionnements cellulaires qui sont à l’origine de leur toxicité organique.Du fait de leur très forte toxicité, ces trois métaux lourds font maintenant l’objet d’une réglementation environnementale très stricte au niveau mondial et européen.Pr Laurent VERNHET

IRSET,

UMR INSERM U1085

Institut de Recherche sur la Santé, l'Environnement et le Travail

Université de Rennes-1

Laurent VERNHETLiens :

• Agence Nationale de Sécurité Sanitaire - ANSS
• Réglementation environnementale
• Droit de l'environnement
• Portail environnement

Vidéos
Effets du mercure sur les neurones
Le mercure dans les amalgames dentaires
Métaux lourdsLa pollution métallique peut être due à différents métaux lourds comme le cadmium, le mercure ou le plomb. De multiples activités humaines en sont responsables. Cette pollution provient en effet essentiellement :• des rejets d’usines, notamment de tanneries (cadmium, chrome), de papeteries (mercure), d’usines de fabrication de chlore (mercure) et d’usines métallurgiques,• des épandages sur les sols agricoles d’oligo-éléments ou de boues résiduelles de stations d’épuration,• de l’utilisation de certains fongicides (mercure),• des retombées des poussières atmosphériques émises lors de l’incinération de déchets (mercure) ou de la combustion d’essence automobile (plomb),• du ruissellement des eaux de pluie sur les toitures et les routes (zinc, cuivre, plomb).Cette pollution métallique pose un problème particulier, car les métaux ne sont pas biodégradables. En outre, tout au long de la chaîne alimentaire, certains se concentrent dans les organismes vivants. Ils peuvent ainsi atteindre des taux très élevés dans certaines espèces consommées par l’homme, comme les poissons. Cette " bio-accumulation " explique leur très forte toxicité.
Toxicité du Cadmium
Intoxication au cadmiumElle est connue depuis les années 1950. Très toxique sous toutes ses formes (solide, vapeur, sels, composés organiques), le cadmium est l'un des rares éléments n'ayant aucune fonction connue dans le corps humain ou chez l'animal. Il faut éviter son contact avec des aliments. La toxicité spécifique de ses isotopes est moins connue, mais l'IRSN a produit une fiche pédagogique sur le radionucléide Cadmium-109 et l'environnement.Chez l'animal, c'est le rein et le foie qui sont principalement touchés. Certains animaux (équins en particulier) semblent fortement concentrer le cadmium dans leurs reins, d'autant plus que le cheval (cas le plus courant) est vieux. C'est pourquoi des législations spécifiques peuvent concerner les abats des animaux « tardivement abattus », de cheval en particulier.La teneur moyenne en cadmium des abats d'équidés (cheval, âne, mulet, baudet..) est environ de 10 µg/g de cadmium. La dose journalière tolérable temporaire DJTT ayant été fixée à 1 µg.kg-1.d-1, toute commercialisation des abats des équidés tardivement abattus est interdite. Même si ces abats étaient la seule source de cadmium alimentaire pour les humains, cette interdiction serait justifiée, car une consommation moyenne hebdomadaire de seulement 100 g d'abats, conduit à exposer le consommateur à 1000 µg/semaine, soit pour quelqu'un de 60 kg, plus que le doublement de la DJTT (qui autorise une consommation de 60 µg par jour, soit 420 µg/semaine).Chez l'Homme, il provoque notamment des problèmes rénaux et l'augmentation de la tension. En outre, son inhalation étant dangereuse, des risques potentiels sont à craindre avec les téléphones portables et sans fil : En particulier s'ils sont utilisés peu de temps après chargement (ce qui est moins fréquent avec les portables mais récurrent avec les téléphones sans fil), car les piles ou batteries rechargeables sont alors chaudes et dégagent souvent, même neuves, des vapeurs toxiques en faibles quantités, mais facilement inhalées de par la proximité des voies respiratoires.Face à ces risques et aux autres contaminations environnementales, les piles NiMH moins polluantes et moins dangereuses pour la santé, vont remplacer à partir de 2008 les piles NiCd au sein de l'Union européenne.
Toxicité du plomb
Plomb (maladie professionnelle)
et Saturnisme.
Cette petite bille de plomb correspondait à la dose de plomb à ne pas dépasser dans la nourriture, pour 37 jours, pour un être humain adulte avant 2006. Depuis l'OMS a réduit la DHT (Dose hebdomadaire tolérable) pour le plomb à 25 µg/kg de poids ; soit une dose journalière tolérable de 3,6 μg/kg pc/j) 19.Beaucoup des utilisations historiques du plomb ou de ses composés sont désormais proscrites en raison de la toxicité du plomb pour le système nerveux (saturnisme en particulier).Un risque existe dès lors que le plomb ou certains de ses composés peuvent être inhalés (sous forme de vapeur ou de poussière) ou ingérés, et assimilés par l'organisme. L’intoxication par voie cutanée existe mais reste rare. Les voies de transport sont l’eau, l’air et les aliments.Les personnes les plus vulnérables sont les enfants et les femmes enceintes, puis les personnes âgées.Les enfants sont souvent les plus touchés car leur organisme absorbe proportionnellement plus de plomb que celui des adultes. En vieillissant l'organisme élimine moins bien le plomb, et le plomb peut en désorber avec l'ostéoporose.Il n’existe pas vraiment de seuil de tolérance au plomb pour cette catégorie de personnes. En effet les enfants possèdent un système nerveux en plein développement et une absorption digestive 3 fois plus élevée que celle des adultes ce qui les rend beaucoup plus sensibles vis-à-vis de l’exposition au plomb. L’intoxication chez les enfants se fait sans symptômes, c’est lors de leur développement (durant la scolarisation) que des effets comme la baisse du QI, l’anémie, des troubles du comportement, des problèmes de rein, des pertes auditives, se feront ressentir.Les risques d’intoxication au plomb pour les enfants sont grands lorsque ceux-ci jouent dehors car ils peuvent être en contact avec de poussières ou encore des écailles de peinture à base de plomb et portent souvent les doigts à la bouche. Quand ils sucent un objet ou jouet peint au plomb, la peinture peut s’effriter et être ingérée. Il arrive aussi que les enfants se fassent les dents sur les rebords de fenêtre20.Seuils, et doses tolérables : Le toxicologue se réfère à différents types de références (seuils, normes ou doses tolérables ou admissibles), dont : « Dose Journalière Admissible » (DJA) , « Dose Journalière Tolérable » (DJT), « Dose hebdomadaire tolérable » (DHT) ou DHTP (« Dose hebdomadaire tolérable provisoire » ; « Dose Limite Annuelle » (DLA) ...Pour fixer quelques ordres de grandeur :Dans l'alimentation, la DHT (dose hebodmadaire tolérable) était en France pour le plomb (avant 2006) provisoirement fixée à 1500 µg/semaine pour le plomb.Pour l'Union européenne, les taux max. en plomb (en mg/kg de poids frais) sont de 0,3 pour la chair (muscle) de poisson, 0,5 pour les crustacés, 1 pour lescéphalopodes et 1,5 pour les mollusques bivalves. Depuis (en 2006), l'OMS a réduit la DHT pour le plomb à 25 µg/kg de poids ; *, soit une dose journalière tolérable de 3,6 μg/kg pc/j).Ceci signifie que même le plus petit plomb de pêche commercialisé correspond à une quantité de métal toxique significative, s'il est ingéré sous une forme bioassimilable.Pour l'eau potable, la norme en France était de 50 microgrammes par litre jusqu'en décembre 2003, elle est passée à 25 microgrammes par litre et il est prévu de la faire passer à 10 microgrammes par litre en décembre 2013.Au Canada, elle est de 10 microgrammes par litre depuis 2001 ;Pour les sols, le plomb est naturellement présent (c'est ce qu'on appelle le fond pédogéochimique naturel) à hauteur de quelques dizaines de mg par kg de sol ; par exemple une synthèse des données existantes sur l’état des sols en France (Baize, 1994, 1997), montre que les teneurs en plomb de 11 150 échantillons, prélevés en surface des zones agricoles (avant épandage de boues de station d’épuration), sont relativement dispersées avec une moyenne des teneurs de 30,3 mg/kg pour une médiane de 25,60 mg/kg. Dans un rapport public de synthèse du BRGM22, on trouve des chiffres de 10 à 30 mg/kg pour des sols non pollués. Localement des apports anciens (séquelles de guerre, industrielle ou utilisation d'arséniate de plomb comme insecticide ont pu modifier les teneurs apparemment « naturelles » du sol) (dès l'antiquité romaine).Pour la santé ; Aux États-unis, la CSPC (Consumer Product Safety Commission) a fixé comme standard qu’une assimilation de plomb équivalent à 175 mg/jour nécessite une visite de contrôle.Dans la nature ; chez les invertébrés ; sous forme de sels simples, le plomb est très toxique pour les invertébrés aquatiques à partir de 0,1 et & GT40 mg/Litre pour les organismes d'eau douce. Les invertébrés marins semblent en supporter des doses 20 fois plus élevées (toxicité manifeste à partir de 2,5 et GT 500 mg/Litre. Chez les poissons, sa toxicité varie selon les espèces, avec des CL50 96-h allant de 1 à 27 mg/litre dans l'eau douce, et de 440 à 540 mg litre en eau dure ou salée (le plomb se dissout moins bien dans l'eau dure). Les sels de plomb sont peu solubles dans l'eau, et la présence d'autres sels réduit la disponibilité du plomb pour les organismes en raison de précipitations de plomb. Les résultats des tests de toxicité doivent donc être traités avec prudence, sauf quand la dissolution de plomb est mesurée.Une certaine adaptation semble possible chez les invertébrés ; ceux qui vivent en zone polluée semblent se montrer plus "tolérant" au plomb que les autres 23. Inversement, les adaptations de certains invertébrés aquatiques aux conditions hypoxiques peuvent être inhibées par des taux élevés de plomb. Les très jeunes poissons sont plus vulnérables au plomb que les adultes ou les œufs ; une difformité spinale et un noircissement de la région caudale font partie des symptômes d'intoxication. La dose limite toxique maximale acceptable (MATC pour les anglophones) pour le plomb inorganique varie de de 0,04 mg/L à 0,198 mg/L (selon les espèces et les conditions, mais les composés organiques sont plus toxiques encore ; la présence de calcium ou autres ions non toxiques en solution diminue la toxicité aiguë du plomb.• Amphibiens : les œufs de grenouilles et de crapauds sont vulnérables à des teneurs inférieures à 1,0 mg/litre en eau stagnante et 0,04 mg/litre en eau courante, avec des arrêts de développement de l'œuf ou retards d'incubation. Les grenouilles adultes sont affectées à partir de 5 mg/litre dans l'eau, et le plomb ingéré par les amphibiens (insectes contaminés, vers de terre, etc.) a des effets toxiques observés à 10 mg/kg.• Nématodes : s'ils consomment des champignons ou des bactéries contaminés par du plomb, ils présentent des troubles de la reproduction.• Crustacés terrestres : les Cloportes semblent particulièrement résistants au plomb.• Insectes : les larves sont probablement plus vulnérables au plomb que les adultes : Des chenilles nourries avec des aliments contenant des sels de plomb présentent à des troubles du développement et de la reproduction.• Oiseaux : des sels de plomb ajoutés dans la nourriture intoxiquent les oiseaux à partir d'environ 100 mg/kg de nourriture. L'exposition de cailles (de l'éclosion à l'âge de la reproduction) à une nourriture contenant 10 mg de plomb/ kg induit des effets sur la production d'œufs.• On a peu d'informations sur les effets des composés organoplombiques (Par exemple : des composés trialkyllés affectent les étourneaux dès 0,2 mg/jour, 2 mg/jour étant invariablement fatal).• L'ingestion de grenaille de plomb est très toxique pour tous les oiseaux.
Intoxication au mercureLe mercure est un métal très toxique, il affecte principalement les fonctions cérébrales (neurotoxique) et rénales(néphrotoxique) et est soupçonné d'être lié à certains cancers, comme les cas de leucémie apparus au Japon à Minamata.L'intoxication au mercure est également appelée hydrargisme, hydrargyrie ou hydrargyrisme.Cet élément est d'autant plus nocif qu'il s'évapore facilement et que ses vapeurs sont aisément assimilées par l'organisme. De plus, l'absorption simultanée de cuivre, de zinc ou de plomb tend à accroître le pouvoir nocif du mercure.Il est important de distinguer les effets des sels de mercure (mercure sous forme ionisée) Hg++ et Hg+ du mercure métallique Hg°, des effets des composés organiques du mercure (méthylmercure CH3Hg notamment) beaucoup plus toxiques.

• Le mercure est dans nos champs