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Perturbateurs endocriniens, le temps de la précaution

12 juillet 2011 : Perturbateurs endocriniens, le temps de la précaution ( rapport de l'opecst )
4. Les études de laboratoire

A ces données environnementales multiples qui montrent une présence ubiquitaire et parfois des conséquences importantes pour les espèces animales, s'ajoutent les études menées dans les laboratoires qui portent à la fois sur des cellules humaines ou animales dites in vitro, et sur des animaux eux-mêmes, des rongeurs le plus souvent, et sont dites in vivo.

Elles viennent compléter le faisceau d'indice d'une implication des perturbateurs endocriniens.

a) La découverte des effets du Bisphénol A

Les effets de perturbation endocrinienne de certaines substances ont été découverts à l'occasion de recherches en laboratoire. Comme dans la nature, cela s'est souvent produit de manière fortuite.

Anna Soto et Carlos Sonnenschein, deux chercheurs de la Tufts University (Massachussetts), ont témoigné de leur découverte16(*). Elle s'est produite en 1987 alors que travaillant sur des inhibiteurs de cellules cancéreuses, ils ont constaté une prolifération anormale s'expliquant par une contamination aux oestrogènes. Après enquête, seule la formulation chimique des tubes plastiques avait changé. Elle contenait du nonylphénol pour les rendre plus stables et moins friables. Ce plastique n'était donc pas une matière inerte mais pouvait relarguer des substances aux effets nocifs.

Dans la lignée de cette découverte, Anna Soto et d'autres équipes ont mis en lumière le rôle du Bisphénol A potentiellement promoteur du cancer du sein chez les rongeurs, notamment à la suite de l'observation de la multiplication anormale des canaux galactophore chez la jeune souris exposée au BPA.

Les données ci-dessus illustrent ce résultat, elles ont été citées à votre rapporteur par Jean-Pierre Cravedi (cf. Munoz-de-Toro et al., Endocrinology, 2005). Le premier diagramme (A) montre l'augmentation du nombre de ramifications des canaux galactophores dans la glande mammaire de souris âgées de 4 mois soumises à une exposition périnatale de 25 à 250 ng/kg/j de BPA. Les coupes comparent une glande témoin avec une seconde d'une souris exposée à 25 ng/j.

Une découverte similaire a été faite en 1993 par David Feldman à l'université de Stanford qui découvrit fortuitement que son expérience sur une protéine présente dans une levure était polluée par du Bisphénol A qui s'était lié avec le récepteur à oestrogène. Celui-ci avait migré des flacons dans l'eau à l'occasion de la stérilisation à forte chaleur. Une infime contamination, quelques particules par milliard, avaient suffi à produire l'effet.

Il en fut de même de Patricia Hunt en 1998 à l'Université de Cleveland qui, travaillant sur des souris sur la relation entre l'âge de la mère et les malformations de la descendance. Elle s'aperçut, par des effets anormaux et très importants, de la contamination accidentelle de son expérience par du bisphénol A, libéré par le plastique des cages qui avait été détérioré par un détergent.

b) De l'animal à l'homme

L'évaluation de la toxicité des perturbateurs endocriniens pose la question du transfert à l'homme des données acquises sur l'animal.

Il faut tout d'abord noter que le principe de ce transfert est à la base de la réglementation sur la toxicité des produits chimiques pour le public et les professionnels. Comme votre rapporteur le détaillera ci-après, on déduit habituellement de la dose sans effet observé sur l'animal une norme d'exposition pour les professionnels et pour les particuliers afin de garantir leur sécurité pour une exposition chronique sur la vie entière.

Ce principe qui vaut pour l'autorisation de la mise sur le marché d'un produit, vaut sans aucun doute pour l'examen critique de son éventuelle toxicité.

Plusieurs chercheurs se fondent sur cette analogie pour asseoir leur démonstration de la toxicité du Bisphénol A. Pour eux, il existe une double analogie. La première est entre le diethylstilbestrol et le Bisphénol A qui sont deux molécules à effets oestrogéniques et qui sont proches chimiquement l'une de l'autre.

LES MOLÉCULES D'ESTRADIOL, DE DIETHYLSTILBESTROL ET DE BISPHÉNOL A :

La seconde analogie est entre l'homme et l'animal. Pour le diethylstilbestrol, tout ce qui a été constaté sur l'homme, l'a été également sur l'animal et inversement.

Pour les tenants de cette thèse, les résultats obtenus sur les rongeurs exposés aujourd'hui au Bisphénol A indiquent donc avec une très grande probabilité les effets en cours ou futurs sur l'homme.

Pour autant, il est bien évident que les rongeurs et les hommes ne réagissent pas de la même manière aux produits et ne sont pas physiologiquement strictement identiques. De multiples exemples en témoignent.

Il en est ainsi de la persistance des produits dans l'organisme. La demi-vie des composés perfluorés (PFOA) est de quelques jours chez la souris mais de quatre ans chez l'homme. A propos du Bisphénol A, il existe un débat sur la capacité des rongeurs à l'éliminer ou le métaboliser.

Il existe également de nombreuses différences dans le développement des systèmes vitaux et du fonctionnement du système hormonal comme l'a souligné Gabriel Livera lors de son audition :

L'une des spécificités de la gestation humaine est non seulement sa durée mais aussi que, dans ce temps plus long, les étapes sont moins séquentielles et que les fenêtres potentielles de sensibilité sont plus longues et se chevauchent.

D'autres différences sont notables. L'ouverture vaginale qui signe le début de la puberté chez la souris n'existe pas chez les primates. A l'inverse, l'endométriose est une pathologie propre aux primates. Les rongeurs sont des espèces poly-ovulantes alors que l'homme ou les ruminants sont mono-ovulants. Les rongeurs naissent beaucoup plus immatures que beaucoup de mammifères. Un certain nombre de développements qui s'effectuent pendant la gestation chez l'homme, interviennent dans la période néonatale chez les rongeurs.

De même, les recherches sur des biomarqueurs de Bisphénol A montrent qu'il n'est pas nécessairement aisé de déterminer quels sont ceux qui sont pertinents car les critères de différenciation sexuelle et le fonctionnement hormonal ne sont pas identiques.

Heather Patisaul de l'université de Caroline du Nord17(*) a ainsi examiné l'impact des perturbateurs endocriniens au cours du développement du cerveau et de l'appareil reproducteur. En effet, son bon fonctionnement dépend de l'axe hypothalamo-hypophysogonadique, impliquant l'hypothalamus, l'hypophyse et les gonades. Or dans l'hypothalamus, se trouvent des noyaux dont le volume diffère en fonction du sexe et qui peuvent être utilisés comme des biomarqueurs des effets des perturbateurs endocriniens. L'un de ses noyaux est l'ère préoptique qui, chez les rongeurs, est plus importante chez le mâle que chez la femelle. Cette ère est sensible aux hormones stéroïdiennes entre le 18e jour de la gestation et le 4e jour après la naissance, s'ensuit une période d'apoptose qui varie selon le sexe et s'achève au 12e jour après la naissance. Mais chez l'homme, l'aire préoptique n'est pas définie avec la même précision et il n'est donc pas facile d'extrapoler à l'homme les résultats obtenus chez les rongeurs.

Un autre biomarqueur possible serait le noyau périventriculaire antéroventral qui est plus gros chez les femelles que chez les mâles par un mécanisme similaire d'apoptose différenciée selon le sexe. Ce noyau neuronal joue notamment un rôle dans les hormones qui déclenchent l'ovulation. A l'intérieur du noyau, l'attention des chercheurs se porte plus particulièrement sur les neurones à kisspeptines qui jouent un rôle dans ce mécanisme et qui sont plus présents chez la femelle que chez le mâle.

Mais là aussi, chez l'homme et les primates, ce sont les androgènes et non les oestrogènes, qui seraient responsables de la masculinisation de l'hypothalamus. Une perturbation chez le rat du noyau périventriculaire antéroventral ne prédirait donc pas nécessairement un dysfonctionnement chez l'homme tout en indiquant cependant l'effectivité d'interactions.

En revanche, l'analogie rongeurs-homme semble beaucoup plus pertinente à propos des kisspeptines comme éléments déclencheurs de l'ovulation.

c) Perturbateurs endocriniens et reproduction humaine, un domaine déjà bien documenté

Pour tenter de progresser dans l'évaluation de la responsabilité des perturbateurs endocriniens dans un certain nombre de pathologies humaines, on peut s'appuyer sur l'expertise collective de l'I.N.S.E.R.M., publiée en 2011, sur Reproduction et environnement ou plus précisément sur les effets sur la reproduction des substances chimiques accessibles au grand public.

Bien que subsistent de très nombreuses lacunes, le domaine très sensible de la reproduction est aujourd'hui le mieux documenté de l'ensemble des questions relatives aux perturbateurs endocriniens. L'I.N.S.E.R.M. en a fait le point pour le BPA, les phtalates, les composés polybromés retardateurs de flamme, les composés perfluorés et les parabènes.

· Le Bisphénol A

Le BPA (4,4-isopropylidènediphénol) est un produit extrêmement courant présent dans les polycarbonates et les résines époxy. On peut en trouver dans d'autres plastiques et dans des papiers thermosensibles. Classé reprotoxique de catégorie 3 par l'Union européenne, il est donc jugé préoccupant pour la fertilité de l'espèce humaine sans que ses effets soient démontrés. La dose journalière tolérable est de 50 ug/kg de poids corporel. L'exposition se fait essentiellement par l'alimentation. Il est d'ores et déjà interdit pour certains usages, notamment les biberons.

Dans les pays occidentaux, les tests ont montré que l'on pouvait détecter du BPA dans plus de 90 % de la population. Le BPA peut passer la barrière placentaire. Il est éliminé en quelques heures par l'organisme, mais l'exposition permanente à ce produit le rend présent continûment dans les liquides et tissus humains.

Compte tenu du peu d'études chez l'homme mais des autres données disponibles, l'expertise collective de l'I.N.S.E.R.M. estime que « on ne peut pas considérer que le Bisphénol A, aux doses auxquelles la population générale est exposée, soit sans danger pour le versant masculin de la fonction de reproduction ».

Chez l'animal, les deux principales études menées selon les lignes directrices de l'OCDE n'ont pas mis en évidence d'effets significatifs. Pourtant de nombreux travaux réalisés dans les laboratoires de recherche académique en ont montrés. Des conséquences sur l'ensemble de la fonction de reproduction mâle ont été constatées à la suite d'une exposition au Bisphénol A durant la gestation et l'allaitement. Il en est de même chez le rat et la souris femelle (puberté précoce, altération de l'utérus, du vagin, de l'ovaire, de l'endomètre). Ces résultats ne sont pas toujours reproductibles, les lignées de rongeurs sont différemment sensibles aux doses administrées. Cette variabilité ne serait pas le reflet d'une absence d'effet mais d'un polymorphisme génétique voire le résultat d'expositions antérieures car les études montrent également des effets transgénérationnels.

C'est l'exposition au BPA durant la phase de constitution des organes qui paraît la plus sensible. Pour les femelles, l'exposition à 0,25 ug/kg/j pourrait modifier le développement du sein, à des doses 100 ou 1000 fois plus fortes, elle pourrait augmenter la sensibilité aux oestrogènes et favoriser l'apparition de tumeurs. Il en serait de même pour la prostate à des expositions de 10 à 20 ug/kg/j.

· Les phtalates

Les phtalates sont des plastifiants utilisés pour rendre le PVC (chlorure depolyvinyl) plus souple et flexible. Il en existe un très grand nombre qui se distinguent en fonction de leurs structures atomiques :

. DEP - Diéthyl-phtalate

. DEHP - Di-éthtyl-hexyl-phtalate

. DBP - Dibutyl-phtalate

. DINP - Diisononyl-phtalate

. BBP - Butylbenzyl-phtalate.

Plusieurs d'entre eux sont d'ores et déjà interdits, d'autres seulement pour certains usages comme les jouets et articles pour enfants, les produits cosmétiques, l'usage alimentaire. Le DEHP, interdit dans de nombreux usages, est toujours utilisé dans le matériel médical et pose le problème de l'exposition des femmes enceintes ou allaitantes et des nouveaux-nés, les prématurés particulièrement.

Comme pour le BPA, l'exposition de la population se fait prioritairement via les aliments. L'exposition des adultes au DEHP a été estimée à 2 ug/kg/j. L'exposition des enfants de moins de trois ans serait 3 à 5 fois supérieure. Ce sont surtout les expositions médicales qui ont un caractère préoccupant. Le European Chemicals Bureau estimait en 2008 qu'elle pouvait atteindre 3 000 ug/kg/j chez les adultes hémodialysés et 1 700 ug/kg/j chez des nouveaux-nés transfusés.

Il ne semble pas qu'il y ait de bioaccumulation chez l'homme du fait de l'élimination relativement rapide, de quelques heures à quelques jours, mais c'est l'exposition ubiquiste qui conduit à une présence permanente dans l'organisme.

De même que pour le BPA, les études chez l'homme sont insuffisantes et on doit se tourner vers les études sur l'animal.

Chez les rongeurs mâles des effets sont observés à des doses de l'ordre de 100 mg/kg/j, soit très nettement supérieures à la DJA. Comme dans d'autres études les variations de sensibilité sont importantes. Des effets comparables sont observés chez la femelle à un niveau équivalent d'exposition.

A l'inverse, chez les poissons, tout particulièrement le poisson zèbre, ce sont les effets sur les femelles qui sont les plus probants avec des atteintes des ovocytes.

· Les composés polybromés retardateurs de flamme

Les plus répandus sont les polybromodiphényléthers (PBDE), les différents types d'hexabromocyclododécane (HBCD) et le tétrabromobisphénol A (TBBPA) qui imprègnent de très nombreux matériaux pouvant s'enflammer. Certains composés du PBDE ont été interdits.

Il n'y a pas encore aujourd'hui de dose journalière tolérable définie (DJT) en Europe à la différence des États-Unis.

Au niveau de la population générale, l'exposition à ces produits serait de l'ordre de 1 à 80 ng/kg/j.

Contrairement au BPA et aux phtalates, il s'agit de polluants organiques persistants lipophiles et bioaccumulables. La demi-vie est de plusieurs jours à plusieurs années.

Sur l'homme, les données sont très partielles et seuls les PBDE ont fait l'objet d'études. Des cohortes en Finlande, au Danemark et en Californie ont mis en évidence une augmentation de la cryptorchidie et du délai pour concevoir.

Chez l'animal, les données sont tout autant parcellaires car elles ne portent que sur quelques composés et ont été réalisées par un seul et même laboratoire.

· Les composés perfluorés

Il s'agit d'une large famille de produits utilisés dans les traitements antitaches et imperméabilisant pour les textiles pour l'habillement ou l'ameublement, mais aussi antiadhésifs pour des usages alimentaires et de nombreux autres emplois industriels. Les deux composés qui retiennent le plus l'attention sont le sulfonate de perfluorooctane (PFOS) et l'acide perfluorooctanoïque (PFOA). Ils sont hydrophobes et lipophobes et ne se bioaccumulent donc pas. Leur demi-vie dans l'organisme est toutefois de plusieurs années chez l'homme. Le PFOS est considéré comme un polluant persistant. Il est interdit pour certains usages. La DJT du PFOS est de 0,15 ug/kg/j et de 1,5 ug/kg/j pour le PFOA.

Si pour la population adulte, la source alimentaire paraît à nouveau comme la plus importante, les jeunes enfants peuvent être exposés pour d'autres voies : tissus, tapis, moquettes... L'exposition habituelle est de l'ordre de quelques nanogrammes. Mais certaines populations peuvent être au seuil comme les gros consommateurs de poisson.

Le transfert mère-foetus est démontré mais avec un facteur d'abattement de 1,5 à 3,5. Ces composés sont présents dans le lait.

Les travaux chez l'homme sont rares. Les études chez les rongeurs ne semblent pas ou peu montrer d'effets sur la fertilité. Un impact plus important serait constaté chez une espèce de poisson, le vairon.

· Les parabènes

Les parabènes sont utilisés pour leurs propriétés conservatrices antibactériennes et antifongiques. On les retrouve dans les aliments comme additifs : E218, méthyl parabène, et E219, son sel de sodium, E214, éthyl parabène et son sel de sodium, E215. Leur usage dans les cosmétiques est quasi systématique (80 %) : méthyl, éthyl, propyl, butyl et isobutyl parabène. Enfin, il y en a dans de nombreux médicaments. Le journal Le Monde avait d'ailleurs, le 24 mai 2011, publié une liste de 400 médicaments courants en contenant.

En raison de leur omniprésence, les parabènes sont retrouvés dans quasiment toute la population avec une surreprésentation chez les femmes et les jeunes filles.

De nouveau, les études sur l'homme sont incertaines ou insuffisantes, y compris sur le lien entre parabènes et cancer du sein.

Chez le rat et la souris des études ont montré l'absence d'effet sur les organes reproducteurs du butyl parabène. Concernant le méthyl et l'isopropyl parabènes, les résultats inclineraient plutôt pour un effet sur l'appareil reproducteur de la femelle chez le rongeur.

*

Aucune conclusion générale n'est donc possible pour l'ensemble de la famille des perturbateurs endocriniens et, globalement, les données scientifiques sur l'homme restent malheureusement faibles.

Cependant pour certains d'entre eux ou pour certaines fenêtres d'exposition, le faisceau de probabilité d'effets sur la reproduction et sur la cancérogénèse se renforce progressivement.


* 16 Cf. Marie-Monique Robin, Notre poison quotidien, La Découverte-Arte, 2011, p. 329 et s.

* 17 Pour la science, n°396, octobre 2010, p.42 et s.