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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 )

III. LES PERTURBATEURS ENDOCRINIENS, UNE RÉVOLUTION ?

La question directement posée par ce constat, au demeurant assez alarmant, est de connaître la part de responsabilité des perturbateurs endocriniens. Sont-ils la cause ou une des causes ?

Pour tenter de répondre à cette interrogation et constituer un faisceau d'arguments conduisant ou non à la causalité, votre rapporteur reviendra sur les études menées sur l'environnement, dans les laboratoires mais aussi sur l'homme. Ce sont ces travaux qui ont conduit à la conceptualisation de la notion de perturbateurs endocriniens au tout début des années 1990, comme l'avait résumé à votre rapporteur, Rémy Slama dans une diapositive très explicite :

Le concept de perturbateurs endocriniens est récent. Il est encore discuté. Il convient d'en mesurer toutes les conséquences sur la toxicologie traditionnelle car il apparaît comme une véritable révolution.

A. DE LA NATURE À L'HOMME

L'histoire du concept de perturbateur endocrinien est, tout d'abord, l'histoire de découvertes scientifiques dans l'environnement, de travaux de laboratoire sur l'animal et d'observations chez l'homme.

1. La faune sauvage

Depuis plusieurs décennies, se sont accumulés les cas d'animaux sur lesquels ont été diagnostiquées d'importantes anomalies du tractus génital conduisant à rechercher un facteur commun déclenchant.

a) Les alligators du lac Apopka

Un des cas les plus connus est celui des alligators du lac Apopka en Floride. Louis Guillette et d'autres chercheurs de l'Université de Floride avaient remarqué une diminution importante de leur nombre et un accroissement du nombre des mâles ayant un micro-pénis et diverses anomalies testiculaires.

L'analyse des sédiments du lac devait révéler leur contamination par des pesticides organochlorés notamment le DDT (dichlorodiphényl-trichloroéthane) et le DDE (dichlorodiphényldichloréthylène). Les recherches montrèrent que le DDE se retrouvait à des niveaux 10 à 20 fois plus élevés dans le sang des alligators de ce lac que dans celui des animaux des lacs voisins et 100 fois plus dans les oeufs. Or, le DDE a une action oestrogénique et anti-androgénique. Il agissait en perturbant le système endocrinien des alligators et conduisait à leur féminisation.

b) L'aigle américain et Rachel Carson

Rachel Carson, en publiant en 1962 son livre Silent Spring, a provoqué un véritable bouleversement. Elle avait constaté sur le campus de son université les conséquences dramatiques sur l'avifaune de l'emploi massif des pesticides. Cela l'avait conduite à enquêter sur l'origine de l'effondrement des populations d'oiseaux qui rendait « Le printemps silencieux »13(*). Ce livre est un ouvrage majeur, ayant participé au développement des mouvements écologistes dans les pays occidentaux. Dans son édition française, la préface rédigée par le Pr Roger Heim, à l'époque président de l'Académie des sciences et directeur du Muséum national d'histoire naturelle (MNHN) est un véritable réquisitoire contre les méfaits de l'usage intensif des produits chimiques et la destruction du milieu naturel.

Dans son livre, Rachel Carson incriminait tout particulièrement le DDT dont l'impact sur la réduction de la population de l'aigle américain allait être démontré ce qui conduisit à l'interdiction de ce produit, en 1973. Ce fait est d'importance car le modèle agro-économique de l'après guerre rentrait alors en conflit direct avec l'un des symboles les plus forts de la nation américaine. L'aigle était contaminé car, comme prédateur supérieur, il concentrait toute la pollution de la chaîne alimentaire et des différents niveaux trophiques (source. F.Chast 2011) :

L'interdiction du DDT conduisit à la baisse de sa présence dans les tissus et à un recouvrement de ses capacités de reproduction et donc des populations.

Reproduction de l'aigle avant et après l'interdiction du DDT aux États-Unis (d'après Grier, J., Science, 1982, cité par F. Chast, 2011) :

c) Le pseudo-hermaphrodisme des gastéropodes marins

L'effet de substances chimiques a aussi été noté sur les gastéropodes marins. A la fin des années 1970 on a constaté un déclin ou une extinction de la population du « Pourpre petite pierre » dont le nom scientifique est Nucella lapillus lié à la masculinisation des femelles, phénomène dit « d'imposex ». Selon les stades d'atteinte, elles développaient un pénis et devenaient totalement inaptes à la reproduction. Il en était de même chez le bulot et chez l'océnèbre. Le Tributylétain ou TBT utilisé dans les peintures antisalissures ou antifouling a pu être mis en cause comme perturbateur endocrinien.

Son interdiction dans les années 1980 a produit un effet sur les populations analysées. Mais cet effet ne s'est vraiment fait sentir que près de 20 ans après l'interdiction. Le taux des femelles infertiles de Nucella lapillus (stade 4 et plus de la malformation) était encore de 60 % en 2003. Parallèlement le pourcentage de femelles indemnes ou très peu touchées (stade 1) a triplé passant de moins de 10 % à plus de 30 %.

d) L'impact sur les poissons

De nombreuses observations ont été faites sur les poissons à travers la production de vitellogénine (VTG) par les poissons mâles alors qu'il s'agit d'une hormone fabriquée par les ovaires. Sumpler et Jobling ont pu montrer dans une célèbre publication de 1995 que sa production était multipliée par 100 000 au bout de trois semaines d'exposition dans le panache d'une station d'épuration.

L'impact de la perturbation endocrinienne chez le poisson a pu être testé en grandeur naturelle au Canada, en Ontario, dans l'experimental lake area. Il s'agit d'une série de lacs qui ont été pollués volontairement de manière à pouvoir mesurer l'effet des polluants et de leur combinaison. Ces travaux sont aujourd'hui arrêtés. Ils ont cependant mis en évidence que la pollution du milieu pouvait conduire à une production de vitellogénine, un précurseur du blanc d'oeuf, équivalente chez les mâles et les femelles, à leur féminisation par l'apparition d'ovocytes dans les testicules ainsi qu'à une modification de la structure des populations voire la quasi extinction notamment du cyprinidé Tête-de-boule pour une concentration d'éthynilestradiol de 5-6 ng/l (Kidd et al. 2007).

Les recherches partielles faites dans les estuaires en Europe montrent que le nombre de poissons touchés par des phénomènes de féminisation plus ou moins importante reste très variable mais peut atteindre un niveau de l'ordre de 15 %.

En France, les résultats d'une étude conduite en Seine-Maritime (Minier et al., 2000) indiquent la présence de poissons intersexués dans plusieurs rivières sans que celle-ci excède 25 %, leur intersexualité étant modérée : 2 sur une échelle de 7, ce qui est relativement moins important qu'au Royaume-Uni. Cependant, deux études de 2009 et 2011 montraient le haut niveau de contamination oestrogénique de l'estuaire de la Seine, soit parmi les quatre plus importants d'Europe et des conséquences significatives sur les flets mâles (poissons plats). Il semble que l'impact soit d'autant plus marqué que plusieurs polluants se conjuguent : PCB, DDT, nonylphénol...

La situation des milieux aquatiques retient l'attention car elle constitue un exemple d'une exposition chronique permanente propice à l'accumulation.

Les poissons forment de parfaites espèces sentinelles ou biomarqueurs de la pollution et de ses impacts. Les chercheurs français de l'ONEMA et de l'INERIS travaillent plus spécifiquement sur le poisson zèbre, Danio rerio, le chevaine, Leuciscus cephalus, le gardon, Rutilus rutilus, le chabot, Cottus gobio, et l'épinoche à trois épines, Gasterosteus acculeatus. Ces dernières espèces sont choisies en raison de leur large distribution dans les hydrosystèmes français et européens mais aussi en fonction des connaissances disponibles, notamment en raison de leur utilisation préalable comme espèce sentinelle en écotoxicologie. L'épinoche présente à cet égard de nombreux avantages car il est de petite taille et se prête volontiers au travail de laboratoire. In situ, il n'est pas migrateur. Comme le soulignaient Wilfried Sanchez et Jean-Marc Porcher14(*), l'épinoche a aussi la particularité de sécréter une protéine spécifique, la spiggin, dont la synthèse et contrôlée par les androgènes. C'est un marqueur spécifique des épinoches femelles alors que la vitellogénine est utilisée chez les poissons mâles. Pour donner ce rôle in situ aux poissons choisis, il aura été nécessaire, au préalable, de caractériser les biomarqueurs en conditions contrôlées à partir de plusieurs dosages dont on aura mesuré les effets.

e) De nombreux autres espèces atteintes

Les milieux naturels atteints avec certitude par des perturbateurs endocriniens sont extrêmement nombreux.

Des malformations sexuelles et des problèmes de reproduction similaires ont été relevés sur les ours polaires, des phoques, des panthères, des cerfs, des ratons laveurs ou des rapaces qui, se trouvant au sommet de la chaîne alimentaire, concentrent les polluants jusqu'à atteindre des niveaux toxiques. Un amincissement de la coque des oeufs de certains oiseaux a été montré en raison de l'action du DDE, un métabolite du DDT.

Exemple de concentration dans l'environnement (source EPA-AFSSET-ANSES)

Dans la mer Baltique et dans la mer de Wadden, au large des Pays-Bas, le déclin des populations de phoques gris et annelés trouve une explication par la contamination aux PCB de leur alimentation et une concentration dans leur tissu adipeux.

En Inde, des populations de vautours ont quasiment disparu (97 % en 10 ans) en raison de l'usage dans les élevages bovins de diclofénac, un anti-inflammatoire qui interrompait le fonctionnement des reins et entrainait la mort.

*

Lors de son audition, Jean-Pierre Cravedi a présenté une synthèse des effets constatés dans l'environnement sous la forme d'un tableau qui permet d'en avoir une vision globale. Les constatations paraissent très convergentes :

 

Effet

Produit

Corrélation
Expo-effet

Effet sur la population

Effet expérimental

Mollusques

Imposex

TBT

+

+

+

Rapaces

Fragilisation des coquilles

DDE

+

+

+

Poissons

Féminisation

Effluents

+

+

+

Loutres/visons

Troubles reproduction

PCB

+

+

+

Phoques

Troubles repro et syst immunitaire

PCB

+

+

+

Alligators

Démasculinisation

DDE

+

+

+

Batraciens

Hermaphrodisme

Atrazine

+

+

+

Ours polaire

Démasculinisation

PCB

+

+

+

Dans l'environnement, on dispose donc de preuves certaines que certaines substances agissent comme des perturbateurs endocriniens et ont de graves effets sur le système reproducteur.

Ces constatations font aussi ressortir la diversité de ces produits et les différences de sensibilité entre les espèces.


* 13 Édité dès 1963 en France, Plon, 287 p.

* 14 Ineris, rapport scientifique, 2007-2008, Approche multi-biomarqueurs pour la surveillance des écosystèmes aquatiques.