Consideratii Actuale Privind Toxicitatea Metalelorgrelea Supraorganismului Uman

LUCRARE DE LICENȚĂ

Considerații actuale privind toxicitatea metalelorgrelea supraorganismului uman

Table des matières

ABREVIATIONS

l’arsenic (As),

le cadmium (Cd),

le chrome (Cr),

le mercure (Hg),

le nickel (Ni),

le plomb (Pb),

le sélénium (Se),

le zinc (Zn),

le cuivre (Cu),

l’étain (Sn),

Le manganèse (Mn),

Le brome (Br,

INTRODUCTION

Dans l’organisme, les métaux lourds sont bel et bien ces petites quantités qui font les grandes catastrophes: mercure, plomb, cadmium, arsenic, aluminium et bien d’autres.

Or, ils sont surtout des éléments toxiques quotidiennement présents dans notre environnement et notre nourriture, et que nous absorbons allègrement. Alimentation, traitement médicamenteux, produits sanitaires, particules aériennes… ils sont partout. Liés à différents supports anodins, ils ont une fâcheuse tendance à s’accumuler dans l’organisme et à provoquer des maladies et /ou à accélérer le vieillissement, voire la dégénérescence.

Les produits chimiques à base métallique qui se transforment vicieusement en perturbateurs endocriniens détraquent nos mécanismes biologiques avec, à la clef, stérilité, cancers et autres affections morbides.

C'est dans ce contexte que je fait cet étude pour alerter les individus avec un taux d' expositions au métaux lourds en dessus ou dessous des valeurs toxicologiques admises actuellement. Car il ne faut pas négliger certains facteurs des plus importants de l’exposition aux toxiques, tels que :

– la coexistence et la simultanéité d’une multiplicité de substances chimiques et de polluants métalliques ;

– leur cumul et leur addition dans l’organisme ;

– les réactions individuelles à leur contact…

Bref je suis obligé de reconnaître des problèmes avec certains aliments courants comme le pain (trop riche en cadmium, plomb, mycotoxines2…), les pâtes (aluminium…), le café (cuivre, arsenic inorganique, acrylamide3…), le lait, les fruits, les poissons… Ce sont des aliments des plus courants et quasi quotidiens pour beaucoup.

Chapitre 2. Généralités sur les métaux lourdes

Plutôt que « métaux lourds », l’appellation « métaux toxiques » serait plus correcte. Elle englobe l’ensemble des métaux et métalloïdes présentant un caractère toxique pour la santé et l’environnement : plomb (Pb), mercure (Hg), arsenic (As), cadmium (Cd), nickel (Ni), zinc (Zn), manganèse (Mn), brome (Br)… pour ne citer que les plus connus ; nous y reviendrons. Certains comme le cuivre, le zinc, le chrome sont nécessaires à l’organisme en petites quantités, mais deviennent toxiques à doses plus importantes ou en association avec d’autres toxiques. Il faut savoir que la plupart des contaminants toxiques de notre environnement disposent d’un noyau métallique.

Manger, respirer et se soigner : voies d’accès privilégiées

Depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, nous vivons dans un environnement chimique : des milliers de produits métallo-chimiques baignent notre quotidien ; des sources de pollutions diverses encrassent l’organisme en permanence par différentes infiltrations. Et le plus terrible, c’est que nous nous polluons principalement en respirant, en mangeant et en nous soignant.

Nous nous imprégnons de métaux toxiques en respirant les gaz d’échappement des automobiles, les émissions aériennes des processus industriels, de la combustion du pétrole, du charbon, des végétaux, les émanations des incinérateurs d’élimination d’ordures ménagères, des déchets miniers et industriels…

Nous ingérons des toxiques en mangeant des aliments contaminés, résultats des pratiques agroalimentaires modernes stimulantes à l’excès, par l’utilisation à long terme de composés chimiques pour la protection des plantes. Ce qui a mené à l’explosion des quantités de cuivre, de mercure, de cadmium et de plomb dans les sols et les cours d’eau, contaminant les aliments. Il n’y a plus de poisson sans mercure et pas de pain sans cadmium, plomb et mycotoxines, de pâtes sans aluminium, de café sans cuivre, de lait et de fromage sans plomb… On ne trouve plus de frites sans mycotoxines et beaucoup d’acrylamides (principe cancérigène), ni de vin (même bio) sans sulfites (noyau métallique soufre) en quantité… Nous nous infestons de toxiques en buvant des jus de fruits, de l’eau dans des bouteilles en plastique, en récurant notre vaisselle et notre domicile, en cuisant au micro-ondes, en lavant notre linge…

Nous empoisonnons notre organisme avec des métaux lourds et des toxiques en nous soignant préventivement par les vaccins dont les adjuvants contiennent du mercure et /ou de l’aluminium ou en subissant depuis des générations l’obturation des caries par des amalgames dentaires contenant du mercure et de l’argent, en consommant certains médicaments…

Donc il est inévitable et démontré que, à terme, ces métaux toxiques se cumulent, s’additionnent et interagissent dans l’organisme. Ce que confirme une étude sur les squelettes qui montre que la proportion de métaux lourds est de 500 à 1 000 fois plus élevée dans les os de l’homme moderne que dans ceux de nos ancêtres.

LES RISQUES POUR LA SANTÉ

Tout le dictionnaire médical !  

Les métaux lourds /agents toxiques, agents de traitement, produits chimiques polluants de notre environnement et de notre alimentation disposent pour la plupart d’un noyau métallique. Ils se retrouvent généralement au niveau des particules (sauf le mercure qui est principalement gazeux) et peuvent affecter le système nerveux, les fonctions rénales, hépatiques, respiratoires, immunitaires…

  Une corrélation forte a été établie entre la présence de mercure et autres métaux lourds dans l’organisme et des maladies telles que les infections virales, les mycoses, la tuberculose, le cancer, la sclérose en plaques, les maladies auto-immunes, les dérèglements de la glande thyroïde, certains maux de tête, certaines allergies, certains problèmes dermatologiques, pieds et mains froids (symptôme important), suées nocturnes…

Des autopsies pratiquées sur un nombre significatif de défunts morts du cancer ont mis en évidence une quantité élevée de mercure au cœur des tumeurs, comparativement aux quantités mesurées dans le reste du corps. L’hypothèse émise que bien des tumeurs s’organisent autour d’un dépôt de métaux lourds se trouve confortée par cette étude. Dans tous les cas, il est établi que les métaux lourds sont cofacteurs de développement de tumeurs.

  Selon certaines théories, les maladies infectieuses seraient très souvent une tentative du corps pour se défendre contre les métaux lourds, le mercure en particulier ; ce qui est avéré particulièrement pour les candidoses. Le système immunitaire conduirait le corps à produire des microchampignons dont la fonction serait de se lier au mercure pour le neutraliser. En effet, l’organisme se débrouille mieux avec ces microchampignons qu’avec des dépôts intra ou extracellulaires. Un chercheur japonais a trouvé une relation entre les maladies virales et bactériennes et les dépôts de mercure. Il n’y a pas d’herpès sans dépôts de mercure.  

Tout cela permet d’appréhender le problème des maladies infectieuses et de leur traitement sous un angle et un jour nouveaux.

Il est à noter que la médecine utilise du mercure pour aseptiser les plaies et tuer les bactéries (le célèbre mercurochrome), ou dans le traitement du tétanos (vaccins), et il a été constaté que les bactéries peuvent devenir plus résistantes en s’entraînant avec le mercure…

Or, les effets parasites (c’est un doux euphémisme !) des métaux lourds sur nos systèmes biologiques et immunitaires, à moyen et long termes, sont souvent méconnus, voire rejetés. L’effet d’accumulation est nié par l’extrapolation à l’homme de normes et de doses en dessous desquelles une substance est considérée comme inoffensive. Imposées comme données scientifiques irréfutables en médecine humaine, ces normes sont très souvent inadéquates et même erronées. Car il est évident – et cela tombe sous le sens ! – que, in vivo, sur un organisme vivant considéré dans son intégralité, un polluant n’agit jamais seul et qu’il est essentiel d’envisager d’éventuelles synergies entre les divers polluants (mercure et champs électromagnétiques du téléphone portable par exemple…).

2.1. Caractéristiques physico-chimiques

Les définitions de ce que sont les métaux lourds dépendent du contexte dans lequel on se situe. D’un point de vue purement scientifique et technique, le terme de métal lourd s’applique à tout métal ayant une densité supérieure à 5 ou à tout métal ayant un numéro atomique élevé (en général supérieur à celui du sodium (Z = 11)), et surtout – c’est ce qui nous intéresse ici – à tout métal pouvant être toxique pour les systèmes biologiques.

figure 1: Classification périodique des éléments.(Fourest E, 1993) [1]

Par exemple, dans le traitement des déchets liquides, les métaux lourds indésirables auxquels on s’intéresse principalement sont l’arsenic (As), le cadmium (Cd), le chrome (Cr), le mercure (Hg), le nickel (Ni), le plomb (Pb), le sélénium (Se), le zinc (Zn).

Et, plus généralement, les métaux lourds associés aux notions de pollution et de toxicité sont l’arsenic (As), le cadmium (Cd), le chrome (Cr), le cuivre (Cu), l’étain (Sn), le mercure (Hg), le manganèse (Mn), le nickel (Ni), le plomb (Pb), le zinc (Zn).  

Cela posé, la classification en métaux lourds est souvent discutée, car certains métaux toxiques ne sont pas particulièrement lourds (le zinc), tandis que certains éléments toxiques ne sont pas tous des métaux (l’arsenic par exemple). Pour ces différentes raisons, la plupart des scientifiques préfèrent à l’appellation métaux lourds l’appellation éléments en traces métalliques (ETM) ou par extension éléments traces.

Toutefois, on emploie le terme métaux lourds par pure facilité de langage

Dans notre environnement, les métaux lourds sont présents sous les formes minérales les plus simples, et aussi sous forme organique (combinés à d’autres minéraux) ou sous forme complexe (comme le salicylate de plomb, provenant de l’amalgame du plomb (complexassions et /ou chélate) avec une substance humique des sols)… Toutes ces formes, même si elles sont présentes en quantité minime, et quelles que soient les transformations qu’elles subissent lors de leur cheminement dans l’environnement, doivent être prises en compte lorsque vient le temps de faire des bilans de santé liés à la pollution de l’organisme par les métaux lourds.  

De nombreuses affections physiques et mentales sont provoquées par une intoxication chronique aux métaux lourds. En termes d’effets secondaires, ils sont susceptibles d’activer les lymphocytes T et donc d’induire une auto-immunité par un fonctionnement anormal de l’organisme au cours duquel le patient doit lutter lui-même contre ses propres défenses immunitaires. Ainsi, le plomb, l’arsenic, le mercure… sont connus pour bloquer les groupements thiols (SH) de nombreuses protéines et enzymes, c’est-à-dire en fin de compte la voie de l’homocystéine. Or, l’hyperhomocystéinémie est synonyme de réactions d’hypersensibilité, donc d’auto-immunité.

2.2. exemples de métaux lourdes

le monde scientifique en distingue principalement trois : le mercure, le plomb et le cadmium.

D’abord pour une raison historique : les premiers biochimistes ont isolé ces trois métaux en raison de leur affinité avec le soufre qui permettait d’identifier les protéines qui précipitent lourdement ou donnent facilement des sels (sels de mercure, sels de plomb…). Dans son tableau de classification des éléments chimiques, réalisé à partir de la masse atomique et du nombre d’électrons des éléments, nous avons vu que le chimiste russe Mendeleïev reprend la distinction.

Par ailleurs, ces trois métaux ont aussi quelques caractéristiques physico-chimiques communes :

– ils se transportent, changent de forme chimique, mais ne se détruisent pas ;

– ils ont une conductivité électrique élevée, ce qui explique leur utilisation dans de nombreuses industries ;

– et surtout, ils présentent une toxicité certaine pour l’homme, entraînant notamment des lésions neurologiques plus ou moins graves.

Quand tous les autres métaux lourds présentent une utilité dans le processus biologique – certains métaux (les oligoéléments) sont même indispensables à la vie : le fer, le cuivre, le nickel, le chrome… –, les trois métaux cités sont des éléments uniquement toxiques.

Il est donc temps de découvrir ce que sont les principaux métaux lourds, leurs effets sur la santé, quelles maladies ils provoquent. Et tout d’abord, ceux qui me paraissent les plus dangereux et /ou les plus courants, et auxquels nous sommes tous très exposés.

3. L'arsenic

3.1. Généralité

La toxicité de l’arsenic, élément chimique semi-métallique, varie avec ses différentes formes : les composés minéraux sont plus toxiques que les composés organiques (carbone et hydrogène). L’arsenic se trouve de façon naturelle dans des roches comme la pyrite (sulfure de fer) et l’arsénopyrite. L’oxydation de ces roches provoque la libération d’arsenic. Il peut aussi se trouver en liaison avec des composés ferreux comme l’oxyde de fer ou l’hydroxyde de fer [2].

L’arsenic a pour origine naturelle les émissions volcaniques, mais quand il devient un problème de santé publique, il provient surtout de l’activité humaine : lors de la combustion de charbon et de fuel ; par un mauvais recyclage de composés électroniques ; lors de la production de verre ; dans les productions métallurgiques… Tous ses dérivés sont toxiques. Certains sont transformés par des bactéries et des levures en dérivés gazeux et s’accumulent en particulier dans les algues qui peuvent concentrer l’arsenic jusqu’à 10 000 fois la dose naturellement habituelle [2].

3.2. Sources d'obtention

Il est présent dans l’eau du robinet, dans certains poissons (les mers sont devenues des poubelles !) et dans d’autres produits dont il est facile de se passer : peintures, dératiseurs, certains fongicides, produits pour la protection des bois… [3]

L'arsenic est présent dans les pesticides sous forme d'arsenate de plomb par exemple, dans des vermicides utilisés en thérapeutique vétérinaire, dans les conservateurs du bois et il est utilisé en verrerie [3].  

Dans l'environnement, il y a relativement peu d'arsenic, les concentrations les plus élevées sont trouvées dans les poissons et en particulier les coquillages. L'arsenic présent dans le tabac vient des insecticides [4].  

En milieu industriel ou en laboratoire, il peut y avoir formation d' arsine ASH3, qui est un gaz toxique inflammable à odeur aliacée [4] .

3.3. Métabolisme (Toxicocinetique et toxicodinamie)

Absorption

Par inhalation : L'arsenic sous sa forme de gaz "arsine" est extrêmement réactif, il est absorbé au niveau des bronches.  

Par voie orale : Les formes d'arsenic suivants :trivalent et pentavalent sont solubles en milieu aqueux sont absorbées par le tube digestif. Les mécanismes de cette absorption ne sont pas bien connus mais il est très probable que l'arsenic pentavalent, sous forme d'arsénate, utilise les mêmes transporteurs que les transporteurs phosphates. 

Beaucoup de dérivés organométalliques de l'arsenic sont absorbés par voie digestive mais on conné trés mal les mécanismes qui en sont responsables exemple :l'arsenic inorganique (As3 +) 80-90% absorbé par l'intestin. [5] .  

Distribution

Lié aux globules rouges et globuline

Re -Distribution (24 heures): foie, les poumons, la rate

Se lie aux protéines contenant du sulfhydryle

L'arsénite, trivalent, se trouve en grande concentration dans les tissus riches en soufre comme les cheveux, les poils, les ongles.

L'arsénate, pentavalent, se fixe dans l'os, les dents où il persiste pendant longtemps. On en trouve également dans les mitochondries.

Diverses formes d'arsenic traversent le placenta[6].  

Biotransformations

Dans l'organisme l'arsenic subit des biotransformations : Il y a oxydation de l'arsenic trivalent en arsenic pentavalent et on trouve, après absorption d'arsenic trivalent, de l'arsenic pentavalent dans les urines.  

Il y a de plus méthylation de l'arsenic trivalent en dérivés organométalliques , la S-adénosyl-méthionine jouant le rôle de donneur de -CH3, comme l'acide monométhylarsonique, MMA, et l'acide diméthylarsinique, DMA, qui s'appelle également acide cacodylique [7].

Elimination

L'arsenic s'élimine en grande partie dans l'urine, la concentration normale dans l'urine est de l'ordre de 10 à 20 µg/L qui se répartit de la manière suivante : environ 15% sous forme inorganique, 15% sous forme d'acide monométhylarsonique, MMA, et 70% sous forme de diméthylarsoniqueacide , DMA. l'élimination urinaire chez les sujets n'ayant aucune source d'intoxication par l'arsenic augmente considérablement après des repas riches en coquillages ou en poissons et peut atteindre des concentration de 100 à 1000µg/L.  

Il est donc extrêmement important de vérifier l'alimentation avant de considérer qu'il s'agit d'une intoxication. Dans ce cas l'arsenic est présent sous des formes organométalliques, dérivés méthylés ou diméthylés, arsénobétaïne, arsenic lié à des sucres[7].

3.4. Le mécanisme toxique d'action

Troubles respiratoires : En cas d'inhalation d 'arsenic lié aux poussières et non d'arsine qui est à l'état gazeux on a des troubles respiratoires et en cas d'intoxication chronique, une altération des muqueuses nasales pouvant conduire jusqu'à la perforation de la cloison nasale par action locale des dérivés de l'arsenic.  

Troubles digestifs : En cas d'intoxication par voie digestive,on note des diarrhées, des vomissements parfois sanglants, des douleurs abdominales..  

Troubles cutanéomuqueux : mélanodermie qui touche surtout les parties couvertes essentiellement le thorax, hyperkératose palmoplantaire, taches de couleurs gris-noiratre, dyskératose pouvant précéder l'apparition d'épithélioma spinocellulaire. L'arsenic augmente le risque et la fréquence des cancers cutanés. Une intoxication par l'arsenic provoque l'apparition de lignes transversales blanches sur les ongles (lignes de Mees).

Troubles neurologiques : Une encéphalopathie peut s'observé et surtout des polynévrites pouvant rappeler la symptômathologie du syndrome de Guillain-Barré. 

Troubles hépatiques : élévation des transaminases.

Troubles cardiovasculaires : on observe une vaso dilatation avec rougeur de la face.

Troubles hématologiques : leucopénie et anémie d'intensité modérée [8].

figure 1: les symptômes caractéristiques d’intoxication a l'arsenic[9].

Diagnostic de l'intoxication arsenicale

Le diagnostic des intoxications aigues est relativement facile lorsque l'on connait les circonstances de l'accident. Le dosage d'arsenic dans le sang et l'urine apporte la preuve de l'intoxication.  

Par contre il est beaucoup plus difficile d'affirmer une intoxication chronique. Le dosage de l'arsenic sanguin peut montrer une élévation des concentrations : le dosage de l'arsenic urinaire est très utile mais il est nécessaire de différencier l'arsenic inorganique de l'arsenic organique MMA et DMA. Le dosage de l'arsenic dans les cheveux permet également de confirmer une intoxication (en évitant une contamination externe de l'échantillon).

figure 2: les symptômes caractéristiques d’intoxication a l'arsenic et plomb [10].

3.5. Les méthodes de traitement en cas d'intoxication avec arsenic

Le traitement classique de l'intoxication arsenicale comporte l'utilisation de chélateurs, le plus classique étant le dimercaprol, qui s'administre par voie intramusculaire. Il est également possible de recourir par voie orale à la pénicillamine et à l'acide dimercaptosuccinique.

Par ailleurs étant donné que les dérivés méthylés sont peu toxiques il semblerait utile de favoriser la méthylation en administrant des donneurs de méthyl comme la S-adénosine méthionine[11] .

4. Le plomb

4.1. Généralité

Le plomb est l’un des métaux toxiques présent en grande abondance dans la croûte terrestre, à tous les étages : atmosphère, hydrosphère, sol… et naturellement présent lors de la dégradation de l’uranium radioactif, ou même se niche dans le zinc (Zn), le cuivre (Cu), et l’argent (Ag).

Le plomb est un ennemi de notre système nerveux central ; il altère aussi le système digestif et les globules rouges. Une fois qu’il circule dans le sang, le plomb se fixe dans les os et les dents : seule une petite quantité est éliminée dans les urines.

4.2. Sources d'obtention

Le plomb nous intoxique surtout par l’alimentation et par inhalation. Les principales sources de contamination viennent de l’industrie humaine, et plus particulièrement de la production et la consommation d’essence avec les gaz d’échappement des véhicules (voitures, deux-roues, avions…). Cela posé, de nombreux éléments de notre quotidien contiennent du plomb : l’eau potable, les conduites d’eau en plomb, les piles, les rejets dans l’air des fonderies, certains aliments (le plomb présent dans l’air se retrouve dans les sols, et donc dans les cultures, car il ne se détruit pas !), le tabac (qui augmente l’absorption du plomb dans l’organisme), la peinture, certains cosmétiques (comme le khôl)…

Le plomb est présent dans les minerais sous formes de galène ousulfure de plomb , de sulfate ou anglésite et de carbonate ou cérusite.. Il est largement utilisé dans l'industrie, dans les peintures en particulier sous forme de céruse ou de minium[12]. 

.

4.3. Métabolisme (Toxicocinetique et toxicodinamie)

figure 3: le métabolisme du plomb dans le corps humain [13]

Toxicocinétique

La pharmacocinétique de plomb chez les humains est complexe. Les êtres humains sont dans un état d'équilibre de fil positif de la naissance. Aux États-Unis, la concentration moyenne de plomb dans le sang a été rapporté à 0,03 mg / L (3 pg / dL) chez les enfants âgés de 1 an et 0,11 mg / L (11 mg / dL) chez les enfants âgés de 5 ans .

Absorption

L’absorption des vapeurs de plomb est respiratoire. L’absorption des poussières est

respiratoire et digestive :

•les particules dont le diamètre est compris entre 0,1 et 0,5 μm sont celles qui

sont les mieux absorbées par voie respiratoire ; leur passage systémique

(dans la circulation sanguine) dépend de leur hydrosolubilité ;

•les particules dont le diamètre est supérieur à 5 μm se déposent dans l’arbre

respiratoire, mais elles sont drainées vers le carrefour aéro-digestif et

finalement dégluties.

En pratique, dans la plupart des situations réelles, l’absorption des poussières est

principalement digestive.

Chez l’adulte, l’absorption digestive du plomb est faible (5 à 10 %). Elle est beaucoup plus

importante chez le jeune enfant (40 à 55 %). Elle s’effectue par transport actif ; même

lorsque la concentration dans la lumière du tube digestif (intra-luminale) est élevée, la

diffusion passive représente moins de 20 % du flux total. Elle est augmentée par le jeûne, les

régimes riches en graisses et, surtout, par la carence martiale (en fer), la vitamine D, les

régimes pauvres en calcium, en magnésium, en fer ou en zinc. Elle est d’autant plus

importante que les particules ingérées sont de plus petite taille et que le composé impliqué

est plus hydrosoluble.

L’absorption percutanée (par le contact avec la peau) n’est notable que pour les dérivés

organiques[14].

Distribution

Plomb absorbé qui est pas excrété est échangé principalement parmi les 3 compartiments suivants:

Sang

Tissus mous (foie, les reins, les poumons, le cerveau, la rate, les muscles et le cœur)

Tissus minéralisateurs (os et dents)

Après absorption, le plomb pénètre dans le compartiment sang. Le plomb dans le sang se trouve principalement dans les globules rouges (hématies). Bien que le sang transporte généralement qu'une petite fraction de la charge totale du corps de plomb, il sert de réceptacle initial de plomb absorbée et distribue dans tout le corps, le rendre accessible à d'autres tissus ou pour l'excrétion. La demi-vie d'élimination du plomb dans le sang humain adulte a été estimée à 1 mois, alors que chez l'enfant, il peut être aussi élevée que 10 mois[15].

Environ 99% du plomb dans le sang est associée à des globules rouges; le 1% restant réside dans le plasma sanguin, qui transfère conduit entre les différents compartiments. plomb dans le sang est également important parce que le niveau de plomb dans le sang (BLL) est la mesure la plus largement utilisée de l'exposition au plomb. Le test moins sensible protoporphyrine érythrocytaire (EP) est également utilisé en tant que mesure de plomb dans le sang. Ces tests, cependant, ne mesurent pas la charge corporelle totale; ils sont plus réfléchie des expositions récentes ou en cours.

Mouchoir doux

Le plomb se déplace rapidement dans et hors des tissus mous. Le sang distribue conduire à divers organes et tissus. Les études animales indiquent que le foie, les poumons et les reins ont les plus grands tissus mous concentrations de plomb immédiatement après exposition aiguë. Le cerveau est un site de distribution ainsi. Les enfants conservent plus de plomb dans les tissus mous que les adultes. Accumulation cérébrale sélective peut se produire dans l'hippocampe. Le plomb dans les tissus mous a une demi-vie approximative de 40 jours.

Tissus minéralisant

Le plus retenu de plomb dans le corps humain est finalement déposé dans les os. Les os et les dents d'adultes contiennent plus de 90% de leur charge totale du corps de plomb, et ceux des enfants contiennent environ 75%. Le plomb dans les tissus minéralisateurs sont pas uniformément réparti, avec accumulation dans les régions de l'os soumis à la calcification la plus active au moment de l'exposition.

L'os est considéré comme un double compartiment, avec un compartiment relativement peu profonde labile (de l'os trabéculaire), où la demi-vie d'élimination est de 90 jours, et un compartiment inerte profond (os cortical), où la demi-vie d'élimination peut être 10-30 années. Les dents sont également considérés comme faisant partie du compartiment de raccordement. Le constituant labile échange facilement plomb osseux avec le sang, alors que le plomb dans le composant inerte peut être stocké pendant des décennies. En période de stress physiologique, le corps peut mobiliser les réserves de plomb dans les os, ce qui augmente le niveau de plomb dans le sang.

Os à sang augmente de mobilisation de plomb pendant les périodes de grossesse, l'allaitement, la ménopause, le stress physiologique, la maladie chronique, hyperthyroïdie, la maladie du rein, les fractures, et l'âge avancé, et est aggravée par une carence en calcium. Par conséquent, la piscine normalement inerte présente un risque particulier, car il est une source potentiel endogène de plomb qui peut maintenir BLLs longtemps après l'exposition est terminée.[15].  

Elimination

La plupart du plomb absorbée par l'organisme est excrété soit par la clairance rénale ou par clairance biliaire dans les fèces. Le pourcentage de plomb excrété et le calendrier de l'excrétion dépendent d'un certain nombre de facteurs. Des baisses importantes dans BLL d'une personne peut prendre plusieurs mois, ou parfois des années, même après le retrait complet des sources d'exposition. Il est important pour les cliniciens évaluation d'un patient à l'empoisonnement au plomb potentiel d'examiner potentiels exposition au plomb actuel et passé et chercher d'autres facteurs qui influent sur la biocinétique de plomb (par exemple, une mauvaise nutrition)[16].

4.4. Le mécanisme toxique d'action

Le plomb est un toxique cumulatif dont les principaux organes cibles sont la moelle osseuse, le système nerveux central et le rein. Bien que le plomb soit l'un des plus anciens métaux utilisés et que son action toxique fût déjà décrite par Hippocrate, les divers mécanismes de son action toxique ne sont pas encore complètement élucidés.
Au niveau de la moelle, le plomb a une grande affinité pour les groupements thiols et inhibe plusieurs enzymes nécessaires à la synthèse de l'hème. L'accumulation des substrats de ces enzymes sert de base à la surveillance biologique des salariés exposés au plomb, principalement l'acide d-aminolévulinique (ALA-U) dont le taux urinaire augmente et les protoporphyrines érythrocytaires peu solubles qui s'accumulent dans les hématies (PPZ) . Outre la diminution de l'érythropoïèse par inhibition de la synthèse de l'hème, le plomb possède aussi une toxicité directe sur les hématies circulantes et provoque une hémolyse.

Expérimentalement, le plomb a un effet sur l'appareil cardio-vasculaire : il entraîne une vasoconstriction artériolaire et un effet hypertenseur.

Le plomb exerce une action neurotoxique périphérique et centrale. Il interfère avec la synthèse et la libération de l'acétylcholine. L'action neurotoxique pourrait résulter en partie de l'accumulation de l'acide delta-aminolévulinique.

Si le plomb n'a qu'une faible toxicité rénale aiguë, l'intoxication chronique est responsable de lésions glomérulaires aspécifiques, avec sclérose et présence de dépôt fibrinoïdes intercapillaires, fibrose interstitielle et artériolaire, avec atrophie, dilatation et obstruction tubulaire et hyperplasie artériolaire. La néphropathie saturnine pourrait être secondaire à l'action de l'hypertension artérielle sur la vascularisation rénale[17].

4.5. Les méthodes de traitement en cas d'intoxication avec plomb

Le principal médicament utilisé en cas d'intoxication saturnine est le calcitétracématedisodique CaNa2 EDTA. Il s'administre à dose de 1 à 2 g/j par perfusion intraveineuse dilué dans du sérum glucosé. Par ailleurs en cas de d'encéphalopathie il est possible d'administrer conjointement ou du BAL ou du DMSA (diméthylmercapto succinique acide.Le traitement par le calcium EDTA Na2 entraine une élimination accrue de zinc dans les urines et il peut être souhaitable de compenser cette perte par l'apport de zinc par voie buccale. Par ailleurs une supplémentassions en calcium peut réduire l'absorption digestive du plomb[18].

5. Le mercure

5.1. Généralité

Le mercure est un élément présent dans la nature que l’on retrouve dans l’air, l’eau et les sols. Il existe sous plusieurs formes : mercure élémentaire (également appelé mercure métallique), inorganique ou organique, dont les effets toxiques sont variables. Le mercure est une substance toxique, connue pour sa nocivité pour les êtres humains, et en particulier pour les femmes enceintes, les nourrissons et les enfants. Il est considéré par l’OMS (Organisation mondiale de la santé) comme l’un des dix produits chimiques ou groupes de produits chimiques extrêmement préoccupants pour la santé publique.

Le mercure a surtout tendance à se localiser dans la matière grise du cerveau, et sa toxicité est telle qu’on lui attribue les normes de sécurité les plus strictes :

1. concentration minimale sans risque pour les cellules vivantes : 0,1 µg /l, selon la norme de l’Environnement Protection Agence (EPA) des États-Unis ;

2. norme OMS pour l’eau potable : 1 µg /l.

Pour rappel, 1 µg /l (microgramme) = 0,000001 g (gramme).

Les effets sur la santé

Les symptômes de l’intoxication évoluent avec le temps, en fonction de l’accumulation progressive du mercure dans l’organisme.

Au début, on ne remarque que des petits troubles de santé comme une transpiration plus abondante, une salivation excessive, une fatigue inexpliquée, de l’insomnie, une mauvaise haleine, des vertiges, des maux de tête…

Puis, progressivement, apparaissent des symptômes neurologiques : instabilité émotionnelle, irritabilité, dépression, pertes de mémoire… L’atteinte progressive du système nerveux, cible préférentielle du mercure, va se traduire au niveau physique par des fourmillements dans les mains, une sensation de brûlure avec endormissement des membres inférieurs, un léger tremblement des doigts, des paupières ou des lèvres .

D’autres symptômes ou certaines maladies peuvent également avoir un lien avec l’intoxication au mercure : infections virales, mycoses, tuberculose, cancer, sclérose en plaques, maladies auto-immunes, dérèglements de la glande thyroïde, certaines allergies et divers problèmes dermatologiques…

Le mercure (sous forme d’ions) à très faible concentration pourrait stimuler l’activité de l’enzyme protéine kynase C qui joue un rôle très important, entre autres dans l’activation des lymphocytes T (au rôle central dans le fonctionnement du système immunitaire) : la conséquence est une surexpression des molécules HLA d’histocompatibilité (disposées à la surface des CPA). Autrement dit, la toxicité du mercure, à l’instar d’autres antigènes, varie également selon les sujets. Il existe d’importantes variations individuelles en fonction des prédispositions génétiques ainsi que du statut immunitaire du moment .

L’affinité du mercure inorganique pour l’hypophyse, telle que constatée chez les dentistes, pourrait résulter du transfert direct du mercure à partir des fosses nasales via les voies olfactives.

L’intoxication mercurielle, tout comme plus généralement l’intoxication par les métaux lourds, induit pêle-mêle :

– une glomérulonéphrite auto-immune du rein ;

– une atteinte du système nerveux périphérique (dont le syndrome de Guillain-Barré, maladie auto-immune) ;

– la perte de mémoire (de survenue précoce) pour les faits récents ;

– une sclérose latérale amyotrophique (SLA), ou maladie de Charcot, grave affection neurodégénérative, ce que semble confirmer une expérimentation animale chez le rat exposé durant plusieurs semaines à 50 µg /m3 (mètre cube) de vapeurs de mercure. On observe chez l’animal une accumulation de mercure dans les neurones des cornes antérieures de la moelle épinière, chez l’homme la dégénérescence des neurones de la corne antérieure (motoneurones) est caractéristique de la SLA, mais également de la poliomyélite dont la résurgence (syndrome post-polio) peut poser des problèmes diagnostiques avec la SLA  ;

– un tremblement cérébelleux (lié à une lésion du cervelet) ou un Parkinson, et sans aucun doute une maladie d’Alzheimer… .

5.2. Sources d'obtention

Elles sont diverses et résultent pour une grande part des activités humaines. Près de la moitié des émissions de mercure dans l’atmosphère proviennent des centrales électriques, des chaudières industrielles au charbon et de l’utilisation domestique de ce minerai pour le chauffage et la cuisine. Parmi les autres sources importantes d’émissions de mercure figurent les processus industriels, les incinérateurs de déchets et l’extraction minière du mercure, de l’or et d’autres métaux. Le mercure étant un élément naturellement présent dans l’environnement, il est aussi libéré par l’activité volcanique et l’érosion des roches.

Mais la pollution de loin la plus importante provient des amalgames dentaire. Pour résumer : une personne possédant huit amalgames métalliques en bouche (ce qui représente la moyenne de la population française) s’intoxique au mercure à raison de 15 µg par jour. En comparaison, la pollution environnementale liée à l’air pollué (usines…) et à la consommation de poissons contaminés au mercure ne représente que 2 µg par jour .

5.3. Métabolisme (Toxicocinetique et toxicodinamie)

5.4. Mécanisme toxique d'action

.  

figure 4: le métabolisme du mercure chez la femme enceinte, foetus et nourrisson .

5.5. Les méthodes de traitement en cas d'intoxication avec mercure

Les médicaments utilisés pour traiter une intoxication mercurielle sont le BAL, la pénicillamine et la méthionine.

6. Le cadmium

6.1. Généralité

le cadmium est un élément naturellement présent à l’état de traces dans l’écorce terrestre. Il peut être dispersé dans l’air par entraînement de particules provenant du sol et par les éruptions volcaniques, mais aussi par des activités humaines.

Les sources de pollution au cadmium

Les rejets de la métallurgie du zinc et du plomb, le PVC, certains pigments de peintures, l’incinération de matières plastiques et de caoutchouc, les accumulateurs nickel-cadmium (Ni-Cd), la fumée de cigarette, les amalgames dentaires, les engrais phosphatés, les produits d’entretien pour l’argenterie, de nombreux produits phytosanitaires (on le trouve dans les pesticides et les engrais, il pénètre donc dans l’environnement par le sol, puis se diffuse aux cultures et à notre alimentation), les gaz d’échappement, l’huile de moteur, les casseroles émaillées, les colorants… On peut également en trouver dans les aliments, et plus particulièrement dans les fruits de mer. En effet, le cadmium présent dans l’eau est retenu, entre autres fruits de mer, par les coquilles saint-jacques, les homards, les langoustes et les huîtres qui filtrent l’eau de mer. Le cadmium peut également se trouver dans le poisson, où il s’accumule principalement dans les viscères (intestin, foie et rein) et très peu dans le muscle. Attention aussi aux (mauvaises) charcuteries, café instantané, boissons au cola, farine blanche, bonbons, et même à l’eau du robinet…

Les effets sur la santé

Les deux principales voies d’absorption du cadmium sont l’inhalation et l’ingestion. Le cadmium entraîne l’apparition de certaines maladies comme le cancer (en particulier pulmonaire), l’obstruction des poumons avec emphysème ou bronchite chronique, une fragilisation des os, des maladies rénales…et aussi de l’anémie, de l’arthrite, des migraines, des problèmes cognitifs, des maladies cardiovasculaires comme l’artériosclérose, de l’ostéoporose ou une perte du goût et de l’odorat…

Le cadmium, Cd, ainsi que le zinc et le mercure appartiennent au groupe II de la classification de Mendeleïv. Le numéro atomique du cadmium est 48, sa structure électronique (Kr) 4d10 5s2. La masse de l'isotope stable le plus abondant est 114.

L'ion cadmium Cd2+ est divalent. Son rayon ionique est 0,97 A° celui du zinc 0,74 A° et celui du mercure 1,10 A°. 

Le cadmium une température de fusion à 320°, un point d'ébullition à 765°, il s'agit donc d'un élément relativement volatil.  

Les propriétés du zinc et du cadmium diffèrent de celles du mercure. Le zinc et le cadmium forment des cristaux ioniques alors que le mercure forme de cristaux moléculaires, HgCl2.

6.2. Sources d'obtention

Le cadmium est présent dans les minerais, le plus souvent associé au zinc, il y a environ de 1 pour cent à 1 pour mille de cadmium dans le zinc utilisé en plomberie. 

Le cadmium est présent dans des batteries type nickel-cadmium, dans divers matériaux plastique, dans les composants électriques (fusibles) et électroniques. Il est utilisé pour la métallisation électrolytique appelée cadmiage. 

On trouve du cadmium dans le tabac et on admet qu'une cigarette en contient 1 à 2 µg dont environ 10% est absorbé en inhalation par le fumeur . 

6.3. Métabolisme (Toxicocinetique et toxicodinamie)

Après absorption, Cd est transporté dans tout le corps, généralement lié à une protéine contenant un groupe sulfhydryle comme la métallothionéine. Environ 30% se dépose dans le foie et 30% dans les reins, avec le reste étant réparti dans tout le corps, avec une demi-vie de dégagement de 25 années . La demi-vie de cadmium dans le sang a été estimée entre 75 et 128 jours, mais cette demi-vie représente principalement le dépôt dans les organes, pas la clairance du corps . Par conséquent, les niveaux de Cd sang, cheveux, et d'urine sont des substituts pauvres pour charge corporelle et reflètent principalement une exposition récente, comme l'est aussi vrai avec les autres métaux lourds. Estimation précise de la charge corporelle de Cd, il faudra tester l'urine provocation

.Le cadmium s'élimine dans l'urine, la concentration normale de cadmium est inférieure à 2µg/g de créatinine, soit une élimination inférieure à 5 µg/jour. 

6.4. Le mécanisme toxique d'action

La toxicité du cadmium a été démontrée dans plusieurs organes, comme on le verra plus tard. Cadmium induit une lésion tissulaire à travers la création stress oxydatif , les changements épigénétiques de l'expression de l'ADN , l'inhibition ou la régulation positive des voies de transport en particulier dans le segment proximal de S1 du rein tubule . Autres mécanismes pathologiques comprennent interférences concurrentiel avec l'action physiologique de Zn ou Mg ,l'inhibition de la synthèse de l'hème , et la déficience de la fonction mitochondriale potentiellement induire l'apoptose. Épuisement du glutathion a été observé, comme l'a distorsion structurelle de protéines due à la liaison Cd à des groupes sulfhydryle. Ces effets sont amplifiés par l'interaction avec d'autres métaux toxiques tels que Pb et As et peut-être améliorés par Zn ou Se et par des facteurs augmentant les niveaux de Nrf2 .

 Selon les modalités de l'intoxication par le cadmium on observe une prépondérance des troubles pulmonaires, digestifs, osseux ou rénaux  :

Troubles respiratoires

L'intoxication aigue par voie pulmonaire, provenant le plus souvent d'inhalation dans des enceintes mal ventilées de fumées contenant du cadmium se traduit par des difficultés respiratoires (dyspnée, toux , douleur rétrosternale) pouvant aller jusqu'à un œdème pulmonaire et à des signes généraux, notamment une fièvre rappelant celle des fondeurs.  

Troubles digestifs  

L'intoxication aigue par le cadmium par voie orale se traduit par des troubles digestifs , nausées, vomissements, diarrhée, crampes épigastriques parfois suivis de signes de choc.  

Troubles rénaux  

L'intoxication chronique se traduit essentiellement par un trouble rénal, une tubulopathie proximale qui engendre une protéinurie tubulaire caractérisée par l'excrétion de protéines de faible poids moléculaire comme bêta2- microglobuline et la rétinol binding protein (RBP).  

Normalement ces protéines de faible poids moléculaire passent le filtre glomérulaire et sont réabsorbées au niveau du tubule proximal. Le cadmium inhibe leur réabsorption et l'augmentation de leur présence dans l'urine est un signe d'atteinte rénale . 

Troubles osseux  

Le cadmium peut se fixer dans l'os en compétition avec le calcium surtout si l'alimentation n'apporte pas suffisamment de calcium. Le cadmium entraine des signes de type ostéomalacie et augmente la fréquence des fractures osseuses spontanées.  

Les malades souffrants de la maladie de "ItaiItai" au Japon avaient présenté à la fois des troubles rénaux avec protéinurie et une atteinte osseuse.  

Autres effets  

Le cadmium pourrait favorisé l'apparition d'une hypertension et de certaines anémies et entrainerait quelques perturbations hépatiques. Il serait carcinogène.

figure 5: les symptômes caractéristiques d’intoxication au cadmium .

6.5. Les méthodes de traitement en cas d'intoxication avec cadmium

Le diagnostic d'une intoxication au cadmium est basée sur le dosage de cadmium dans le sang et l'urine.

On conseille de traiter les malades intoxiqués par le cadmium par le calcitétracénatedisodique, Ca,Na2 EDTA, ou le DMSA, bien que les résultats bénéfiques ne soient pas évidents.  

L'utilisation d'un chélateur soufré tel que le dimercaprol est déconseillée car il augmente la néphrotoxicité.  

D'une manière générale le traitement chélateur n'est efficace que s'il est administré peu de temps après le début de l'intoxication.  

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