POLLUTION : 8 voies biologiques de vulnérabilité aux toxiques

En précisant les différentes voies biologiques ou types d’atteintes à la santé perpétrés par les substances toxiques présentes dans la pollution, cette équipe de la Mailman School of Public Health de l'Université Columbia illustre l’ampleur et la complexité des dommages de la pollution sur la santé humaine. Ces données, présentées dans la revue Cell, sensibilisent à notre vulnérabilité multiple aux substances toxiques et appellent à mener de nouvelles recherches, avec l'aide de l'intelligence articielle notamment, pour mieux qualifier pour chaque substance ou combinaison de substances, les cibles biologiques et les maladies associées.

« Chaque jour, nous en apprenons davantage sur la façon dont l'exposition aux polluants dans l'air, l'eau, le sol et les aliments peut être nocive pour la santé humaine », commente l'auteur principal, le Dr Andrea Baccarelli, président des sciences de la santé environnementale à la Columbia. Ce nouvel examen des preuves de la littérature publiée sur le sujet, documente 8 caractéristiques des expositions environnementales ou 8 voies biologiques par lesquelles les polluants contribuent au développement de maladies : stress oxydatif et inflammation, altérations et mutations génomiques, modifications épigénétiques, dysfonctionnement mitochondrial, perturbation endocrinienne, communication intercellulaire altérée, communautés microbiologiques altérées et altération de la fonction du système nerveux.

Des voies biologiques qui peuvent se combiner

Ces mélanges complexes peuvent agir en synergie et entraîner des maladies graves, même à des concentrations relativement modestes. Car nous sommes en général exposés à des mélanges de polluants, qui « attaquent » notre corps et notre santé, par de multiples voies et de la conception à la vieillesse. Ces expositions modifient l'expression des gènes, façonnent notre système immunitaire, déclenchent des réponses physiologiques et finalement impactent le bien-être et la santé.

8 voies biologiques d’attaques toxiques :

1. stress oxydatif et inflammation : lorsque les défenses antioxydantes sont épuisées, l’exposition à certaines substances peut entraîner une inflammation, une mort cellulaire et des dommages aux organes ;
2. altérations et mutations génomiques : ces expositions peuvent également favoriser une accumulation d'erreurs d'ADN qui déclenchent le cancer et d'autres maladies chroniques ;
3. modifications épigénétiques : ces expositions altèrent l’expression des gènes et la synthèse des protéines responsables du développement à l'enfance mais aussi du fonctionnement régulier du corps ;
4. dysfonctionnement mitochondrial : une panne de la centrale électrique cellulaire, peut interférer avec le développement et contribuer à différentes maladies chroniques déjà associées à ce dysfonctionnement des mitochondries ;
5. perturbation endocrinienne : les produits chimiques présents dans notre environnement, nos aliments et nos produits de consommation perturbent la régulation de nos hormones ;
6. communication intercellulaire altérée : les récepteurs de signalisation et les autres moyens par lesquels les cellules communiquent entre elles, dont la neurotransmission, sont affectés ;
7. communautés microbiologiques modifiées : ces expositions provoquent des déséquilibres dans les communautés bactériennes ou microbiomes, ce qui accroît la vulnérabilité aux allergies, aux infections mais aussi à toute une série de maladies ;
8. fonction du système nerveux altérée : les particules microscopiques présentes dans la pollution atmosphérique atteignent le cerveau par le nerf olfactif et peuvent interférer avec la cognition.

Si l'exposition à la nature a des effets bénéfiques sur la santé mentale,

notent les auteurs, ce n’est pas le cas des différents types de pollution (air, eau, sol…). Cette analyse n’est qu’un début et ces 8 caractéristiques ne sont en aucun cas exhaustives. « Ces voies ne reflètent pas toute la complexité des propriétés chimiques et physiques des expositions environnementales ».

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre les mécanismes complexes par lesquels les expositions et les mélanges de substances affectent la biologie humaine. Les nouvelles technologies biomédicales et la science des données (IA) devraient permettre de mieux préciser ces différents effets, jusqu'au niveau d'une cellule unique, cependant le défi environnemental est immense, en regard du nombre de substances bien sûr, mais aussi des changements climatiques.

Source: Cell March 02, 2021 DOI: 10.1016/j.cell.2021.01.043 Hallmarks of environmental insults

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Équipe de rédaction SantélogMar 13, 2021Rédaction Santé log

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