Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula Chapitre1 : cibles toxicologiques de la reproduction et du developpement I. Introduction Des milliers de substances chimiques dangereuses sont produites et employées sur un grand éventail de lieux de travail partout dans le monde. Certaines de ces substances peuvent avoir des effets négatifs sur la fonction de reproduction tant chez l'homme que chez la femme qui y sont exposés. En outre, il existe divers facteurs physiques et biologiques (tels que les radiations et les bactéries) employés dans de nombreux lieux de travail qui exposent les travailleurs à des dangers additionnels pour leur fonction de reproduction. Enfin, de nombreuses situations professionnelles (telles que les métiers produisant beaucoup de stress ou le travail posté) peuvent avoir des effets négatifs sur la fonction de reproduction des travailleurs hommes et femmes. I.1. Avant la conception L'exposition à certains risques sur le lieu de travail peut empêcher la conception. L'exposition à certaines substances ou combinaisons de substances peut réduire le désir sexuel chez l'homme ou la femme, endommager les ovules ou les spermatozoïdes, modifier le matériel génétique transporté par les ovules et les spermatozoïdes ou provoquer des cancers ou autres maladies des organes reproductifs de l'homme et de la femme. Réduction du désir sexuel. L'exposition à certains produits ou à des conditions qui causent du stress peut entraîner une réduction du désir sexuel tant chez l'homme que chez la femme. L'exposition à certaines conditions de travail peut aussi poser des problèmes menstruels et empêcher l'ovulation. Par exemple, des produits chimiques qui ont un effet déprimant, comme certains solvants, peuvent supprimer tout désir sexuel (perte de la libido). Le stress, les équipes tournantes ou l'exposition à certains solvants organiques peuvent perturber le cycle menstruel, ce qui peut aussi affecter les comportements sexuels et la fécondité. Dommages causés aux ovules et aux spermatozoïdes. L'exposition à certains risques professionnels peut aussi endommager directement les spermatozoïdes et les ovules (aussi appelés cellules germinales). Les travailleurs tant hommes que femmes peuvent devenir stériles ou subir une perte de fécondité en raison de l'exposition à des rayonnements ou à certains produits chimiques. Lorsque les cellules germinales de l'homme sont endommagées, elles peuvent produire des spermatozoïdes anormaux. Cela peut aussi entraîner une réduction du nombre de spermatozoïdes produits qui tombe en dessous du niveau nécessaire pour qu'une fécondation soit probable. Les modifications du matériel génétique transporté par les ovules et les spermatozoïdes sont appelées des mutations. Les mutations peuvent être transmises aux générations futures car les gènes contenus dans les chromosomes qui constituent le matériel génétique déterminent les caractéristiques que les enfants hériteront de leurs parents. Les mutations génétiques peuvent entraîner des défauts congénitaux, des décès à la naissance ou des fausses couches selon la nature du dommage causé. 1 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula Lorsque les effets sont graves et que le foetus ne peut pas survivre, il y aura fausse couche ou décès à la naissance. Certaines mutations peuvent entraîner uniquement des changements mineurs chez l'enfant. D'autres mutations ne produisent aucun effet visible. Toutefois, il importe de se souvenir que même s'il n'y a pas d'effets visibles ou de dommages chez l'enfant, la modification du matériel génétique est permanente. Ces modifications permanentes peuvent être transmises aux générations futures, chez lesquelles des modifications visibles pourraient apparaître. Une substance qui entraîne une modification du matériel génétique est qualifiée de mutagène. Des analyses de laboratoire spéciales permettent d'identifier les substances mutagènes. Souvent, les substances sont testées sur des animaux pour voir si elles produisent des mutations. Cancers et autres maladies: Certaines substances mutagènes causent aussi des cancers chez l'homme. Les substances qui causent des cancers sont appelées cancérigènes ou cancérogènes. Les organes reproductifs, comme les ovaires, les seins, le vagin et l'utérus chez la femme, et le pénis et les testicules chez l'homme, peuvent subir une dysfonction en raison de l'exposition à certaines substances dangereuses. Certains produits chimiques peuvent causer un cancer dans un ou plusieurs de ces organes. Des dommages au scrotum ou aux testicules peuvent empêcher la production de sperme. Les substances cancérigènes peuvent causer un cancer de la prostate chez l'homme, ce qui interférera aussi avec la production de sperme et peut empêcher la fécondation. I.2. Effets sur le développement La toxicité sur le développement est considérée dans son sens le plus large, y compris tout effet perturbant le développement normal de l’enfant, aussi bien avant qu’après la naissance. Elle correspond aux effets sur l’enfant résultant d’une exposition des parents avant la conception, pendant le développement embryofoetal ou pendant la période de lactation. Les manifestations majeures de cette toxicité diffèrent en fonction des fenêtres d’exposition et des cibles. Elles comprennent les effets embryo- ou foetotoxiques, réversibles ou irréversibles, tels que mort prématurée, fausse couche précoce ou tardive, anomalies structurelles (effets tératogènes), altérations de la croissance intra-utérine, déficiences fonctionnelles (toxicité pour les organes et systèmes), les anomalies péri- ou post-natales ainsi que les anomalies du développement mental ou physique, de la naissance à la maturation sexuelle. I.2.1. Malformations Les malformations sont définies comme des altérations irréversibles qui affectent la survie de l’organisme, le développement ou une fonction particulière. Elles correspondent à la tératogénicité. Il existe d’autres types d’effets malformatifs, appelés « variations », considérées comme des altérations mineures de la constitution structurelle de l’organisme. Notons que la différence entre une anomalie congénitale mineure et une variation n’est pas toujours évidente et qu’il est préférable de rester prudent lors de l’interprétation d’un résultat. I.2.2. Altérations de la croissance 2 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula Les altérations de la croissance correspondent à une altération du poids ou de la taille des organes ou des mensurations de la progéniture. Cet effet peut être engendré par une exposition de la mère à n’importe quel moment du développement de l’enfant. Il peut être réversible ou non. Il peut être observé jusqu’à la maturation sexuelle de l’enfant. A noter que le retard d’ossification peut être un signe de retard de croissance embryofoetale, mais peut également être considéré comme le signe d’une embryotoxicité s’il n’est pas associé à une baisse du poids fœtal ou à une toxicité maternelle. I.2.3.Déficiences fonctionnelles Les déficiences fonctionnelles correspondent à une altération ou un retard des capacités de l’organisme, d’un système ou d’un organe (par exemple, altération comportementale ou neurocognitive) et sont liées à une exposition pendant la période critique de développement du système ou de l’organe, ou à une exposition post-natale (pendant la lactation). .Durant la grossesse Une fois qu'il y a eu fécondation, certaines substances nocives peuvent passer de la mère à l'embryon. On pense généralement que le foetus est particulièrement exposé durant les 14 à 60 premiers jours de la grossesse, c'est-à-dire la période durant laquelle les principaux organes se forment. Toutefois, selon la nature et le degré de l'exposition, le foetus peut être endommagé à tout moment durant la grossesse. Par exemple, l'exposition à une substance donnée à un certain point de la grossesse peut entraîner un dommage à un organe alors qu'à un autre moment elle peut entraîner une fausse couche. Il ne faut pas oublier que l'incidence normale des fausses couches et des défauts congénitaux varie selon le pays. Lorsqu'il y a défaut congénital ou fausse couche, il faut tenir compte des normes locales; toutefois, il ne faut jamais ignorer un cas qui est ou pourrait être lié à une exposition sur le lieu de travail. Une substance qui empêche le développement normal d'un foetus est appelée tératogène. Les tératogènes peuvent passer du sang de la mère au sang du foetus à travers le placenta. Beaucoup de gens ont entendu parler de la thalidomide, médicament qui était employé pour prévenir la nausée durant la grossesse. On sait aujourd'hui que la thalidomide a des effets tératogènes. Toutefois, on ne savait pas lorsqu'elle a été utilisée pour la première fois et en conséquence des milliers d'enfants sont nés avec des membres déformés ou atrophiés car leur mère avait pris le médicament durant sa grossesse. Heureusement, on dispose maintenant d'essais qui permettent de détecter les effets tératogènes des médicaments avant qu'ils soient mis sur le marché. Il existe un certain nombre de produits chimiques, d'agents biologiques (bactéries) et de facteurs physiques (rayonnements) employés dans divers lieux de travail dont on sait qu'ils causent des défauts congénitaux. Les défauts congénitaux peuvent comprendre tout un éventail d'anomalies physiques, telles que des déformations des os ou des organes et de problèmes de comportement ou d'apprentissage tels que l'arriération mentale. D'auteurs facteurs peuvent affecter la santé du foetus en développement, comme le stress à la maison, le tabagisme, la consommation d'alcool ou la prise de certains médicaments. En outre, ces facteurs peuvent se combiner avec des situations dangereuses sur le lieu de travail pour accroître ainsi le danger que court le foetus. Les femmes enceintes qui sont exposées à 3 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula certains produits chimiques, rayonnements ou facteurs de stress au travail risquent aussi de donner naissance à des enfants présentant une insuffisance pondérale, ce qui peut entraîner des problèmes de développement physique et mental. C. Après la naissance L'exposition à des dangers sur les lieux de travail peut aussi nuire au développement de l'enfant après sa naissance. Même s'il ne s'agit pas là directement de la fonction de reproduction, il importe de savoir que les nouveaux-nés et les enfants sont particulièrement vulnérables face aux effets des produits chimiques ou autres substances nocives qui peuvent être ramenés à la maison sur les vêtements, les chaussures ou même la peau et les cheveux. Par exemple, il est bien connu que les enfants longtemps exposés à de l'amiante ramené à la maison sur les vêtements présentent un risque accru de développement de maladies des poumons liées à l'amiante. Le lait maternel est une autre voie d'exposition pour les nouveauxnés. Si des substances nocives sont présentes dans le lait maternel, les nouveaux-nés peuvent les absorber lors de l'allaitement. Plusieurs facteurs importants déterminent si l'exposition à un produit chimique, un agent biologique ou un facteur physique ou à d'autres types de conditions de travail auront des effets négatifs sur la santé du travailleur. Ces facteurs sont les suivants: Durée de l'exposition: pendant combien de temps et quand le travailleur est-il exposé? Dose: quelle est la quantité de la substance à laquelle le travailleur est exposé? Synergies: quels sont les effets de l'exposition simultanée à plusieurs substances? En outre il peut y avoir des effets négatifs lorsque des produits chimiques ou biologiques sont associés à certaines conditions environnementales auxquelles les travailleurs sont également exposés. Variations individuelles: certains travailleurs peuvent être plus sensibles à certaines substances que d'autres. Tab : Produits potentiellement toxiques pour la reproduction chez la femme Produit Manifestation clinique Site Mécanisme/cible Agents alkylants Troubles des règles Aménorrhée Atrophie ovarienne Baisse de la fécondité Ménopause prématurée Troubles des règles Atrophie ovarienne Baisse de la fécondité Ovaire Toxicité pour les cellules de la granulosa Toxicité pour les ovocytes Toxicité pour les cellules de l’endomètre Plomb Utérus Hypothalamus Hypophyse Ovaire 4 Diminution du taux de FSH Diminution du taux de progestérone Cour de reprotoxicologie Mercure Troubles des règles Master1 Toxicologie Hypothalamus Ovaire Cadmium Atrésie folliculaire Diœstrus persistant Azathioprine Réduction du nombre de follicules Ovaire Hypophyse Hypothalamus Ovaire Dr.Boukezoula Modification de la production et de la sécrét gonado-trophines Toxicité folliculaire Prolifération des cellules de la granulosa Toxicité vasculaire Toxicité pour les cellules de la granulosa Cytotoxicité Analogue de la purine Ovogenèse Chlordécone Baisse de la fécondité Hypothalamus Perturbation de la synthèse de l’ADN/ARN Agoniste des œstrogènes DDT Troubles des règles Hypophyse Perturbation de FSH, LH 5 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula Chapitre 2 : Les Perturbateurs endocriniens Le système endocrinien a pour but de maintenir les fonctions normales et le développement en dépit d’un environnement en perpétuel mouvement. Sa plasticité est relayée dans un premier temps par le système nerveux central, permettant des réponses rapides, puis les nombreuses glandes qui composent le système endocrinien agissant de façon prolongée, directe et indirecte par un système complexe de boucles de rétrocontrôle. De nombreuses molécules présentes dans l’environnement jouent un rôle perturbateur dans l.homéostasie hormonale. 1. Système endocrinien Le mot hormone vient du grec hormao : se dépêcher. Ce sont des molécules qui transmettent des messages aux différentes cellules du corps. 1.1 Mécanisme d’action des hormones Les hormones agissent en tant que messagers chimiques régulant de nombreuses fonctions de l’organisme telles que l’humeur, la croissance, le développement, la reproduction, le métabolisme, la pression artérielle, la glycémie, l’équilibre des fluides. Il existe plus de 50 hormones qui agissent sur différents tissus : pancréas, thyroïde, surrénales, testicules, ovaires, parathyroïdes. Les hormones diffusent dans tout l’organisme par la circulation sanguine. La plupart de ces organes sont sous le contrôle constant et précis du cerveau grâce à la sécrétion de substances régulatrices par l’hypophyse et l’hypothalamus. 1.2 Contrôle des systèmes de reproduction Les régions de l’hypothalamus qui contrôlent les systèmes de reproduction endocriniens se développent durant des périodes spécifiques, pour une grande part sous l’effet des hormones stéroïdes endogènes comme les oestrogènes et les androgènes. On peut donc penser que le cerveau des mammifères mâles se féminise et se démasculinise sous l’action de l’œstradiol et des androgènes produits par le développement embryonnaire puis post natal des testicules. 2. Définitions des perturbateurs endocriniens Les perturbateurs endocriniens sont des substances naturelles ou artificielles qui peuvent interférer avec le système hormonal. Ils se répartissent en plusieurs classes: Hormones naturelles produites dans le corps (p.ex., œstrogènes, testostérone). Hormones naturelles produites par des plantes (phytœstrogènes). Substances chimiques produites pour leur effet hormonal (p. ex., pilules contraceptives). Substances chimiques employées dans l’industrie, l’agriculture et les biens de consommation. 3. Historique 6 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula Rachel Carlson a écrit en 1962 Le printemps silencieux, (44) mettant en route le mouvement écologiste à propos des pesticides. Elle accusait les politiques d’occulter la vérité sur les effets néfastes des pesticides pour plaire à l’industrie agroalimentaire. Le terme de perturbateur endocrinien a été inventé en 1991 lors de la conférence de Wingspread réunissant une vingtaine de scientifiques autour de Théo Colborn et Pete Myers. En 1992, la conférence de Rio de Janeiro sur l’environnement et le développement a défini six programmes dont le programme international pour la sécurité chimique. En 1996 Our Stolen future a été écrit par Theo Colborn, Diane Dumanoski et Pete Myers, préfacé par le vice-président des Etats-Unis, Al Gore, et traduit en français sous le titre : L’homme en voie de disparition ? (45) Ce livre fait le lien entre les différentes observations animales et explicite la notion de perturbation endocrinienne. Théo Colborn a depuis de nombreuses années été alarmée par des phénomènes inexpliqués qui touchaient certaines espèces animales. Dès 1996 se sont réunis 70 scientifiques du monde entier, lors de l’atelier européen de Weybridge. Ils avaient pris conscience de l’ampleur des méfaits potentiels de certaines molécules, dont l’utilisation courante explose, qui ont des effets mal connus, mais potentiellement très dangereux pour la santé. Le Parlement européen a mis en place en 2006 le règlement REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Chemicals) afin d’améliorer la protection de la santé humaine et de l’environnement. Les rôles de REACH sont d’évaluer les dangers, évaluer la relation dose-effet, évaluer l’exposition et caractériser le risque. L’agence européenne des produits chimiques a été créée. La classification CMR a été créée car ces molécules ont à la fois des propriétés Cancérigènes, Mutagènes et Reprotoxiques, mais la recherche d’effets perturbateurs endocriniens ou d’effets neurocomportementaux n’est pas systématique pour tous les produits mis sur le marché. Tous les industriels doivent enregistrer les substances chimiques qu.ils produisent ou importent à plus d’une tonne par an ce qui est un seuil très élevé, ce qui suppose l’évaluation sur 30 000 substances parmi les 135 000 répertoriées. Des doses de tolérance sont définies pour l’humain, comme la dose journalière admissible (DJA) ou tolérable (DJT). L’INSERM a réalisé en 2011 une expertise collective sur les perturbateurs endocriniens (46) qui tente de regrouper les effets certains de ces molécules. 4.Mécanismes d’action des perturbateurs endocriniens Les perturbateurs endocriniens agissent de diverses manières: Effet agoniste: la substance se lie à un récepteur hormonal et l’active de la même façon qu’une hormone naturelle. Effet antagoniste: la substance se lie à un récepteur hormonal puis le bloque. Les hormones du corps ne peuvent plus s’y fixer. Effet sur la biodisponibilité: la substance perturbe la synthèse ou la dégradation des hormones du corps, altérant ainsi la quantité à disposition. La substance peut aussi influencer la circulation des hormones dans le sang. 5. Dose 7 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula Les perturbateurs endocriniens n’agissent pas selon les mécanismes habituellement connus en toxicologie. Il existe une toxicité subclinique difficile à mesurer mais qui peut provoquer une diminution de l’intelligence et des changements de comportement même en l’absence de symptômes de toxicité cliniquement visibles. (40) 5.1. Action à faible concentration Ces substances sont des milliers de fois plus concentrées que les œstrogènes libres naturels, c’est-à-dire non liés à des protéines et donc biologiquement actifs. Des quantités extrêmement faibles d’œstrogènes libres suffisent à altérer le développement prénatal. La réponse à la dose est dynamique : on peut parfois observer des effets à faible dose mais pas à dose élevée avec certains perturbateurs endocriniens. Il n’existe pas de seuil toxique pour les perturbateurs endocriniens qui agissent de concert avec les hormones naturelles présentes dans l’organisme. Ce n’est pas la dose qui fait le poison, mais le moment de l’administration à des doses infiniment faibles à un moment stratégique du développement embryonnaire. La relation linéaire de la courbe dose/réponse est valable pour les substances de type génotoxiques, mais non pour les effets épigénétiques des perturbateurs endocriniens. 5.2. Effets retardés Les troubles peuvent se manifester longtemps après que l’exposition a eu lieu, les agents pathogènes pouvant avoir disparu des tissus, occultant l’identification des risques. (41) 5.3 Imprégnation de la population L’omniprésence des perturbateurs endocriniens dans l’environnement se traduit par une imprégnation quasi-totale de la population, et ce, pas seulement dans les pays développés. Les niveaux d’imprégnation correspondent le plus souvent au niveau d’action observé chez l’animal en situation expérimentale. Les perturbateurs endocriniens s’accumulent dans les chaînes alimentaires du fait de leur persistance. Ils s’accumulent dans les graisses des poissons et se retrouvent à des concentrations bien plus élevées dans les tissus de superprédateurs que dans ceux des poissons. Ainsi, la concentration des PCB (polychlorobiphényles) est 25 millions de fois plus forte dans les tissus d’un bout à l’autre de la chaîne alimentaire. L’homme possède la caractéristique d’être au sommet de la chaîne alimentaire. Les concentrations de produits toxiques augmentent au fur et à mesure qu’ils passent d’un animal à un autre, et l’homme en ingère des concentrations des milliards de fois plus importantes. 5.4 Synergie Dans les réflexions internationales, la prise en compte de la notion de mélange a conduit à développer le concept d’exposome, ensemble de facteurs environnementaux nocifs auxquels l’individu a été exposé depuis sa vie intra utérine. Les études utilisant des mélanges de substances ayant les mêmes cibles et effets montrent souvent des effets synergiques : si chaque drogue prise séparément ne montre pas d’effet mesurable à une certaine dose, leur synergie entraîne des effets à ces faibles doses pour lesquelles aucun effet n’était attendu. 8 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula 6.Localisation des perturbateurs endocriniens Les perturbateurs endocriniens se trouvent dans l.air, l.eau, le sol, l’alimentation, les poussières. La contamination se fait par ingestion, inhalation, absorption, voie transplacentaire. Leur présence est quasi-ubiquitaire dans toutes les régions du monde. Environnement Plus de 50% des perturbateurs endocriniens sont des Polluants Organiques Persistants (POP) qui s’accumulent dans les écosystèmes, ont une biodégradation très lente, ont un effet rémanent, ils s’accumulent le long des chaînes trophiques, circulent dans différents compartiments environnementaux (atmosphère, biosphère, hydrosphère, lithosphère). Alimentation L’alimentation est la voie principale de contamination. La contamination peut être naturelle avec les phyto-oestrogènes de germe de blé, soja, houblon, ou artificielle avec les produits migrants des emballages, des résidus de pesticides, des détergents ou des médicaments. Eau Les perturbateurs endocriniens sont principalement lipophiles mais peuvent se retrouver dans l’eau par adsorption sur des particules. Leur dégradation dans les stations d’épuration est partielle mais pourrait être complétée par traitement de nitrification/dénitrification ou ozonisation. Les molécules sont réintroduites dans l’environnement par ruissellement. On peut les retrouver dans des eaux de surface susceptibles d’être utilisées comme ressource pour l.eau potable. Graisses animales La nature souvent hydrophobe des xénobiotiques fait que les graisses animales en sont la source principale. Le lait autrefois équivalent à la viande en terme de contamination a fait l’objet de mesures sanitaires strictes en Europe. Les viandes ou poissons les plus gras contiennent donc davantage de perturbateurs endocriniens. Jouets pour enfants La plupart des jouets pour enfants contiennent des molécules toxiques ayant effet de perturbateurs endocriniens : maquillages, poupées, déguisements, peluches, peinture, jouets en bois. L.ASEF (Association Santé Environnement France) a rédigé un rapport alarmant recensant les produits toxiques contenus dans les jouets que l’on peut acheter en France, malgré la législation en vigueur. 7.Nature des perturbateurs endocriniens 7.1 Solvants Les solvants sont présents dans les produits ménagers, l’encre, les peintures, les colles, les cosmétiques notamment les teintures pour cheveux. Ils comprennent les éthers de glycol, les cétones. L’alcool est un solvant. Une utilisation même ponctuelle peut avoir des effets catastrophiques. 9 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula 7.2 Métaux lourds Les métaux lourds se retrouvent principalement aux alentours des industries métallurgiques, les fonderies et certaines installations de combustion. Ils présentent des effets oestrogéniques in vitro. Ils sont utilisés dans la fabrication des jouets tels que les feutres, les peintures, les pâtes à modeler, le maquillage, les jouets en bois, les bijoux pour enfants car la législation n’est pas toujours appliquée surtout avec les produits d’importation. Ils sont aussi stockés dans les poissons et crustacés et peuvent ainsi être ingérés. 7.3 Parabènes Les parabènes sont des esters de l’acide 4-hydroxybenzoïque. Ils ont des propriétés antibactériennes et antifongiques, ce pourquoi ils sont utilisés comme conservateurs dans les cosmétiques, les médicaments, les aliments, les produits pharmaceutiques Ils sont dénommés comme additifs : E214, E215, E218, E219. 80% des cosmétiques en contiennent ainsi que de nombreux médicaments. 7.4 Retardateurs de flammes bromés Les retardateurs de flammes bromés sont des éthers aromatiques bicycliques. Ils sont incorporés à des matériaux à des teneurs allant de 5 à 20%. Ils sont utilisés pour ignifuger les matériaux plastiques, les composants électroniques tels que télévision, ordinateur, les vêtements les matelas, les rideaux, les sièges, les tissus, les peluches. Les plus utilisés sont les polybromodiphényléthers (PBDE). 7.5 Composés perfluorés Les composés perfluorés constituent une grande famille chimique comportant des oligomères et des polymères. Ce sont des tensio-actifs neutres ou anioniques qui présentent une grande stabilité sur les plans thermiques, chimiques et biologiques. Ils sont utilisés dans de nombreuses applications industrielles, notamment pour les traitements anti-taches et imperméabilisants de textiles, les enduits résistants aux matières grasses, les emballages en papier ou carton autorisés pour le contact alimentaire, les revêtements anti-adhésifs, les mousses anti-incendie, les cires à parquet, certains insecticides, les tensio-actifs utilisés dans l’exploitation minière et les puits de pétrole. Leur présence est donc ubiquitaire dans notre environnement. 7.6 Hydrocarbures, éthers de glycols, aldéhydes Les hydrocarbures, éthers de glycols, aldéhydes se trouvent dans les livres et magazines neufs. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont contenus dans la fumée de tabac, de diesel et de combustion du bois. Ces substances ont des effets nocifs sur la reproduction et le développement des enfants et sont des perturbateurs endocriniens. (64) 7.7 Bisphénol A Le bisphénol A ou 4,4-isopropylidènediphénol a été initialement produit comme l’ostrogène de synthèse pour lutter contre l’infertilité mais avait été supplanté par le distilbène. Il est moins persistant que d’autres perturbateurs endocriniens mais son utilisation est tellement généralisée que beaucoup d’humains y sont exposés. (41) 10 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula Il provient du polycarbonate utilisé comme monomère pour la fabrication industrielle par polymérisation de plastiques de type polycarbonate et synthèse de résines époxy. Il est également utilisé comme antioxydant dans les plastifiants et le PVC ((chlorure de polyvinyl) et comme inhibiteur de polymérisation dans le PVC. 7.8 Phtalates Les phtalates sont omniprésents dans l’industrie du plastique, on en fabrique 3 millions de tonnes par an dans le monde. (61) Ce sont des plastifiants utilisés pour rendre le PVC plus souple et flexible. Ce sont des agonistes oestrogéniques et des anti-androgènes indirects agissant sur la stéroïdogenèse. (57) Ils sont le produit d.estérification d’un acide phtalique avec un ou plusieurs alcools. 7.9 autres Les PCB (polychlorobiphényles) ou pyralène sont des huiles synthétiques employées dans l’industrie à de multiples titres surtout isolants dans les condensateurs. Les dioxines ou PCDD polychlorodibenzo-p-dioxines sont des composés aromatiques polycycliques chlorés et sont libérées par des processus de combustions incomplètes, des pyrolyses de composés organiques, des événements naturels comme des éruptions volcaniques ou des feux de forêt. Le pesticide permettant de tuer les nuisances d’origine biologique regroupent les insecticides, fongicides, herbicides, acaricides, mais aussi d.autres substances pour lutter contre les limaces (molluscicides), les rongeurs (rodenticides), les nématodes (nématocides) désinfecter le sol (fumigants). Certaines substances à usage thérapeutique ne sont pas dénuées de risques sur la santé. Les traitements hormonaux à usage médical ou vétérinaire sont rejetés en grande quantité dans l’environnement : stéroïdes synthétiques présents dans les pilules contraceptives, hormones thyroïdiennes ou surrénaliennes de substitution, THS de la ménopause, les antibiotiques qui s’accumulent dans les sédiments. 11 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie 8. Les perturbateurs endocriniens et troubles de la reproduction 8.1. Les troubles de la reproduction masculine 12 Dr.Boukezoula Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula Figure : Evolution du nombre de spermatozoides et des anomalies de l’appareil de reproduction masculin au cours des dernieres decennies (Sharpe RM et al, 2004). 8.1.1. Diminution de la production spermatique. L’établissement d’une diminution de la production spermatique a surtout été remarqué d’après les données épidémiologiques. c’est pendant la vie fœtale que se met en place le stock de gonocytes qui deviendront des spermatogonies souches à l’âge adulte. La spermatogenèse ne va commencer qu’à la puberté et son contrôle résulte de mécanismes endocriniens complexes largement méconnus. En outre, la réduction expérimentale de gonocytes ainsi que du nombre de cellules de Sertoli pendant la vie fœtale, provoquent une diminution de la production spermatique. Ainsi, la qualité de la production spermatique a l’âge adulte dépend de la gamétogenèse fœtale et surtout de la capacité des gonocytes a se transformer en spermatogonies souches. 8.1.2. Cryptorchidie. Ce terme puise son étymologie du grec «crypto » et « orchidie » qui signifie respectivement « cache » et « testicule «. Elle est définie comme une malformation congénitale dans laquelle les testicules restent dans l’abdomen (selon l’Encyclopedie Universalis). Cependant, il ne faut pas la confondre avec l’ectopie testiculaire ou le testicule se trouve en situation anormale par migration aberrante contrairement à la cryptorchidie dite « vraie « qui résulte d’un arrêt de migration sur le trajet normal des testicules au niveau abdominal, inguinal ou a l’orifice supérieur du scrotum. La plupart des testicules cryptorchides sont 13 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula histologiquement normaux à la naissance, mais subissent des altérations de structures s’ils restent en dehors du scrotum âpres la deuxième année de vie. Environ 50% des patients atteints de cryptorchidie unilatérale ainsi que 70% des patients atteints de cryptorchidie bilatérale ont une production de sperme diminuée. Dans 10% des cas, ils développeront un cancer testiculaire a l’âge adulte. 8.1.3. Hypospadias. Il est defini comme ≪ une malformation des voies urinaires dans laquelle l’uretre s’ouvre sur la face inferieure de la verge ou au niveau du scrotum, voir du perinee ≫ (selon le Dictionnaire Grand Larousse illustre). Il resulte d’une anomalie de fermeture de la gouttiere uretrale, a la onzieme semaine donc d’une absence de canalisation du gland. Il est souvent associe a des malformations de la verge pouvant gener la miction et l’activite sexuelle. La classification de Duckett (1998), basee sur la position du meat anatomique (Fig.10) apres correction de la courbure de la verge, a ete proposee pour evaluer le niveau d’atteinte de chaque patient. (Skakkeabaek NE et al, 2001). On distingue du plus grave au plus benin l’hypospadias perineale, scrotale ou balanique (Fig. 16). Le seul traitement est la chirurgie. 8.1.4.Cancer des testicules. Le cancer des testicules comme la diminution de la qualite seminale, ne se manifeste qu’a la puberte contrairement a l’hypospadias et a la cryptorchidie. On suppose que les cellules tumorales appelees ≪ cellules Carcinome In Situ ≫ (CIS) proviennent de gonocytes ou de cellules souches qui ne se seraient pas differenciees correctement en spermatogonies pendant la vie foetale. En effet, les CIS ont la meme morphologie et les memes marqueurs immunohistochimiques de surface que les cellules souches (phosphatases alcalines, etc…). Elles resteraient a l’etat quiescent jusqu’a la puberte puis se developperaient en engendrant un cancer testiculaire (Skakkeabaek NE et al, 2001). 8.2. Les troubles de la reproduction féminine 8.2.1. L’endométriose L’endométriose est une maladie qui fait que les tissus de l’endomètre, qui recouvrent l’intérieur de l’utérus, grandissent hors de l’utérus et s’attachent aux autres organes, en général dans la cavité pelvienne, tels que les ovaires et les trompes de fallope. Ces tissus demeurent sous contrôle hormonal normal, donc croissent, se rompent et saignent comme à l’intérieur de l’utérus. Ces saignements internes dans les cavités pelvienne ou abdominale, sont alors prisonniers à l’intérieur du corps et entraînent des inflammations, douleurs et la formation de tissus cicatriciels. Les tissus de l’endomètre peuvent aussi se retrouver dans un ovaire, où ils peuvent former des kystes. L’endométriose est une source de douleurs chroniques intenses. Selon des estimations, une femme sur dix aux Etats-Unis souffre de cette maladie, obligeant plus de 100 000 d’entre elles à subir une hystérectomie (retrait de l’utérus). Des recherches suggèrent que les PCB et les dioxines pourraient augmenter les risques d’endométriose chez les femmes. Une étude a mis en évidence le fait que les femmes atteintes d’endométriose ont dans leur sang des taux de phtalates supérieurs à la normale des autres femmes. 8.2.2 Puberté précoce Dans certaines régions du monde, les jeunes filles atteignent la puberté beaucoup plus tôt que par le passé, et entament parfois leur développement sexuel plusieurs années en avance sur la normale. Une étude menée en 2001 sur les enfants immigrés d’Europe provenant de pays 14 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula d’Amérique Latine et d’Asie a montré que certaines jeunes filles commençaient à avoir de la poitrine avant huit ans et avaient leurs règles avant dix ans. Bien que les scientifiques ne soient pas sûrs de l’origine de cette précocité, l’exposition dès le plus jeune âge à l’insecticide DDT avant leur immigration en est une cause possible ; des niveaux élevés de DDE, un produit issu de la décomposition du DDT, ont été mesurés dans le sang de trois-quarts des enfants immigrants montrant des signes de puberté précoce. 8.2.3. Inversion du sex-ratio L4inversion du sex-ratio provoque une diminution des naissances mâles. La proportion des nouveau-nés mâles décline depuis 20 ans dans de nombreux pays industrialisés, ce qui serait dû à l’exposition in utero aux perturbateurs endocriniens. En effet, l’embryon mâle poursuit sa différentiation sexuelle entre la 6e et la 9e semaine de grossesse sous l’influence des hormones sécrétées par les gonades. L’explosion de l’usine de Seveso en Italie a donné une grande quantité de dioxines dans l’atmosphère. On observe dans les populations contaminées une inversion du sex-ratio en faveur des filles. 8.2.3. Prématurité et troubles de croissance L’exposition intra-utérine aux perturbateurs endocriniens est associée à un plus petit poids de naissance, une plus petite taille et un plus petit périmètre crânien chez les nouveaunés. Les DDE, dioxines et HAP sont les perturbateurs endocriniens qui affectent le plus la croissance. L’exposition intra-utérine aux phtalates provoque un poids fœtal réduit et une mortalité fœtale augmentée. L’exposition accidentelle de femmes enceintes à des forts taux de PCB à Taïwan a provoqué un petit poids de naissance et des troubles de la croissance. L’exposition prénatale aux dioxines entraîne un retard de croissance intra utérin. Les pesticides provoquent chez les enfants exposés in utero un plus petit poids de naissance, une diminution du périmètre crânien. 15 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula Chapitre 3 : Toxicologie Réglementaire et besoins de l’industrie. I.Classification et réglementation Les effets reprotoxiques étant des effets graves, au même titre que les effets cancérigènes, des classifications des substances sont proposées par diverses instances compétentes. I.1. Ancienne classification Les substances sont réparties en catégories 1, 2 ou 3 : La catégorie 1 : regroupe les substances pour lesquelles l’effet reprotoxique est avéré chez l’homme. Les catégories 2 et 3 : rassemblent les substances pour lesquelles cet effet a été observé chez l’animal. La distinction entre ces deux dernières catégories est liée à la qualité des données disponibles (données humaines incertaines en catégorie 2 ; absence de données humaines et données animales incertaines en catégorie 3), et donc au degré d’assurance sur le caractère toxique de la substance. R60 : Peut altérer la fertilité R61 : Risque pendant la grossesse d’effets néfastes pour l’enfant R60 : Peut altérer la fertilité R61 : Risque pendant la grossesse d’effets néfastes pour l’enfant 16 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula R62 : Risque possible d’altération de la fertilité R63 : Risque possible pendant la grossesse d’effets néfastes pour l’enfant I.2. Nouvelle classification (OEHHA) L’OEHHA est le bureau de l’Etat de Californie pour l’évaluation des risques sanitaires liés à l’environnement (Office of Environmental Health Hazard Assessment). Ce service a en charge de porter à la connaissance des citoyens une liste de substances susceptibles d’engendrer des pathologies cancéreuses ou sur la reproduction et le développement des enfants, dans le cadre d’un programme intitulé « The Safe Drinking Water and Toxic Enforcement Act ». Cette liste est actualisée au moins annuellement en fonction des nouvelles connaissances disponibles. L’expertise est structurée et codifiée. Elle conduit à statuer sur les preuves scientifiques acquises sur chaque substance. Il n’est pas proposé de catégories en fonction d’une gradation de ces preuves, contrairement aux classifications européenne et française. I.2.1. Première catégorie de susbtance toxique pour la reproduction Une substance reprotoxiques est classée dans la catégorie 1 quand il est avéré qu’elle a des effets néfastes sur la fonction sexuelle et la fertilité ou le développement des êtres humains ou s’il existe des données provenant d’études animales, éventuellement étayées par d’autres informations, donnant fortement à penser que la substance est capable d’interférer avec la reproduction humaine. Substance reprotoxique de catégorie 1A Une substance reprotoxique de catégorie 1A est une substance dont la toxicité pour la reproduction humaine est avérée. La classification d’une substance dans la catégorie 1A s’appuie largement sur des études humaines. Substance reprotoxique de catégorie 1B Une substance reprotoxique de catégorie 1B est une substance présumée toxique pour la reproduction humaine. La classification d’une substance dans la catégorie 1B s’appuie largement sur des données provenant d’études animales. I.2.2. Seconde Catégorie de substance toxique pour la reproduction Une substance reprotoxique de catégorie 2 est suspectée d’être toxique pour la reproduction humaine : elle est classée dans la catégorie 2 quand des études humaines ou animales ont donné des résultats qui ne sont pas suffisamment probants pour justifier une 17 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula classification de la substance dans la catégorie 1, mais qui font apparaître un effet indésirable sur la fonction sexuelle et la fertilité ou sur le développement. H360 : Peut nuire à la fertilité ou au fœtus H360 : Peut nuire à la fertilité ou au foetus H361 : Susceptible de nuire à la fertilité ou au foetus II. Réglementation et besoin de l’industrie La réglementation se divise en trois grands blocs réglementaires : 1. La mise sur le marché 2. L’information sur les risques 3. La protection des travailleurs Ces trois blocs s’appliquent sans préjudice et indépendamment les uns des autres. 1. La mise sur le marché (équipements de travail, substances chimiques, matières radioactives,…) concerne les fabricants et les importateurs. 18 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula 2. L’information sur les risques et la transmission de cette information (étiquetage des agents chimiques dangereux, notice d’instruction, …). 3. La protection des travailleurs L’employeur doit effectuer une analyse exhaustive de l’ensemble des risques auxquels les salariés sont soumis. L’objectif de cette réglementation est de : Protéger la santé humaine et l’environnement face aux risques potentiels des substances chimiques. Instaurer une information identique et transparente sur la nature et les risques des substances, telles quelles ou dans un mélange, du fournisseur jusqu’au client. Sécuriser la manipulation des substances chimiques par les salariés. Comment ? En responsabilisant tous les maillons de la chaîne industrielle Les industriels sont maintenant responsables de la gestion des risques posés par les substances chimiques et de la fourniture d’informations de sécurité pour leurs utilisateurs. Cette responsabilité signifie que tous les maillons de la chaîne d’activité, du producteur au client, doivent être au même niveau d’information. Chaque substance utilisée sera enregistrée afin de sécuriser les risques d’utilisation et protéger autant les professionnels que le client final et l’environnement. On peut prendre des mesures supplémentaires pour les substances extrêmement préoccupantes lorsque le besoin de renforcer l’action apparaît nécessaire. En posant le principe « Pas de données, pas de marché » Sans connaissance sur les substances utilisées, il y a interdiction de les mettre sur le marché. Les professionnels doivent dorénavant enregistrer leurs substances afin d’en décrire les risques potentiels ; après diagnostic, soit les substances ne posent pas de risque ou le risque est maîtrisé et elles peuvent être utilisées, soit elles présentent certains risques et leur utilisation est encadrée, voire interdite. Procédures En fonction de la dangerosité de la substance 1. L’enregistrement pour toutes les substances Cet enregistrement consiste, pour les entreprises, à constituer des dossiers comportant les informations sur les propriétés physico-chimiques, toxicologiques et écotoxicologiques des substances, une évaluation des risques pour la santé et l’environnement (en fonction des utilisations de ces substances tout au long de leur cycle de vie) et les mesures de gestion appropriées. 2. L’autorisation pour les substances les plus préoccupantes La procédure d’autorisation impose une utilisation encadrée des substances chimiques les plus préoccupantes, susceptibles de provoquer des effets irréversibles graves sur la santé ou l’environnement. L’objectif est de parvenir à la substitution des substances les plus dangereuses par des substances ou des technologies de remplacement plus sûres pour la santé humaine et l’environnement. Une trentaine de substances sont soumises à autorisation et ne pourront être utilisées que si elles ont fait l’objet d’une autorisation pour cet usage selon des délais spécifiques pour chacune. 19 Cour de reprotoxicologie Master1 Toxicologie Dr.Boukezoula C’est le cas par exemple pour le HBCDD, un retardateur de flamme, le DEHP, un phtalate utilisé dans les plastifiants (PVC, revêtements de sols…) ou le chromate de plomb, utilisé dans les peintures et vernis, notamment pour la restauration d’objets d’art, dans la finition du cuir, l’industrie des plastiques ou la pyrotechnie. 3. La restriction pour les substances conduisant à un risque inacceptable La restriction interdit la mise sur le marché et l'utilisation d’une substance pour certains usages présentant un risque inacceptable pour la santé ou pour l’environnement. Une soixantaine de substances ou groupes de substances sont aujourd’hui soumis à restriction, comme par exemple le benzène dans les jouets, le nickel dans les bijoux et autres articles au contact avec la peau tels que les fermetures éclair des vêtements ou certains éthers de glycol dans les peintures. Les obligations réglementaires des entreprises L’étiquetage et les fiches de données de sécurité La réglementation impose un étiquetage des substances et mélanges dangereux dont font partie la plupart des agents CMR. par l’utilisation de symboles de danger et de phrases permettant d’identifier les dangers des produits mais aussi des précautions minimales à suivre. Ces étiquetages figurent aussi dans les fiches de données de sécurité. Ces documents, dont la fourniture est obligatoire pour les produits dangereux, permettent aux utilisateurs de connaître les conditions pour une utilisation en sécurité de ces produits. La protection des salariés et les dispositions du code du travail Le code du travail prévoit un certain nombre de dispositions relatives à la protection des salariés vis-à-vis des risques liés à l’exposition à des agents CMR. Certaines de ces dispositions sont communes aux expositions à des agents chimiques dangereux et à des agents CMR, d’autres sont spécifiques de l’exposition aux agents CMR. 20
