Zoom sur... les polluants alimentaires


19/12/2019 - 11 mn Polluants Contaminants

Les polluants alimentaires sont des xénobiotiques c’est à dire des molécules étrangères à l’organisme, en général de nature organique, et susceptibles d’exercer des effets toxiques en fonction de la période, la durée et la dose d’exposition. Ces polluants peuvent être introduits volontairement dans les aliments (ex : pesticides, additifs) ou involontairement du fait de procédés en lien avec la chaîne de production (ex : cuisson, emballage). La société française de nutrition (SFN) a décidé d'apporter son éclairage en organisant le 26 septembre 2019, une école clinique à destination d’un large public pour présenter la diversité des molécules susceptibles d’être présentes dans notre alimentation.
Zoom sur... les polluants alimentaires

Les organisateurs, Sylvie Bortoli (INRA, ToxAlim, Toulouse INSERM UMR1124 – Université Paris Descartes, Paris) et Xavier Coumoul (INSERM UMR1124 – Université Paris Descartes, Paris), ont rappelé dans un premier temps, la définition de la toxicologie et montré qu’en fonction des périodes de l’histoire, cette discipline fut définie de différentes manières.

De nos jours, la diversité des toxiques auxquels nous sommes exposés (en mélange et à basses doses), impose de remettre partiellement en cause le dogme de Paracelse (« la dose fait le poison »). De nombreux paramètres doivent ainsi être pris en compte : espèce, stade de développement (foetus, personne âgée…), sexe, état physiologique (sportif,..), état physiopathologique, expositions à d’autres toxiques. L’ère industrielle a conduit au travers des processus de production, manufacture, et/ou emballage à de nombreuses sources potentielles de contamination des aliments.

Au cours de la production, Isabelle Oswald (INRA, ToxAlim, Toulouse) a ainsi présenté l’importance des mycotoxines en tant que contaminants alimentaires naturels, produits par de très nombreuses moisissures. Plus de 1000 mycotoxines sont décrites avec une trentaine présentant des effets préoccupants ; il s’agit donc d’un problème mondial (avec 70% des denrées contaminées) car les niveaux de ces contaminants peuvent parfois dépasser les valeurs toxicologiques de référence.

De plus, avec le changement climatique, des simulations montrent que la contamination pourrait largement s’étendre dans les pays impactés par un réchauffement supérieur à 2°c. Leur toxicité peut être aiguë ou chronique avec de nombreux modes d’actions (impact sur la prise alimentaire, immuno-modulation, diminution de croissance impact sur le microbiote, inflammation chronique, perturbation endocrinienne, cancérogénicité). Si ces mycotoxines sont introduites involontairement par contamination naturelle, l’Homme utilise aussi volontairement des pesticides au cours des procédés de production agricole.

Laurence Payrastre (INRA, ToxAlim, Toulouse) a ainsi rappelé que ces produits phytosanitaires sont associés chez les professionnels, à des pathologies comme le cancer de la prostate, le myélome multiple ou la maladie de Parkinson. Chez l’enfant (via une exposition professionnelle), naturellement plus sensible du fait de l’immaturité de son système de défense, ils sont associés positivement à des malformations, des problèmes de neuro-développement, des cancers (leucémies, tumeurs cérébrales). En mélange avec d’autres composés, ils sont aussi associés à l’apparition de troubles métaboliques comme le diabète de type 2 ou la stéatose hépatique.

Le grand public peut diminuer ses niveaux d’exposition ; ainsi, un consommateur « bio » (80% de son alimentation) voit ses concentrations urinaires en organophosphorés baisser de 90%. Cette consommation d’aliments « bio » a été associée à une diminution du risque de surpoids, d’obésité, de cancer. Ces associations épidémiologiques ne constituent toutefois pas une preuve de causalité. Il est donc nécessaire de caractériser leurs modes d’action notamment à bases doses et sous forme de mélange pour examiner le risque d’une exposition du point de vue du consommateur : Laurence Payrastre a présenté les résultats d’une de ses études récentes, réalisée avec un mélange de pesticides utilisés classiquement pour traiter des pommes, administré à des souris par voie alimentaire ce qui a permis de révéler un effet dimorphique (gain de poids, troubles hépatiques chez les mâles / modification probable de l’activité du microbiote chez les femelles).

Cet exemple de la pomme, fruit emblématique de la production agricole française et un des aliments les plus consommés au monde a été utilisée par Laurence Huc (INRA, ToxAlim, Toulouse), pour présenter les enjeux actuels de la règlementation des pesticides et la nécessité d’une évolution constante de celle-ci. La pomme est considérée comme un aliment sain mais elle peut être l’objet de nombres attaques parasitaires nécessitant l’utilisation à la fois d’antifongiques et/ou d’insecticides en agriculture conventionnelle.

La question de la mondialisation du marché de la pomme conditionne l’utilisation de ces pesticides notamment en cas de longs transports. Ainsi, en 2015, le nombre moyen de traitements annuels sur les pommiers en agriculture conventionnelle était de 36 avec 6 résidus de pesticides restants sur le produit final. Ces chiffres s’expliquent de par l’étalement de la production (9 mois). Du fait de cette exposition à des produits parfois utilisés seulement depuis peu de temps, Laurence Huc a évoqué la nécessité de développer une toxicologie prédictive car les réglementations actuelles peuvent pour partie être remises en question.

Ainsi, en 2018, l’EFSA a publié une note indiquant que 96% des aliments présents sur le marché européen présentent des niveaux de pesticides en deçà des limites permises. Ces limites sont basées sur les substances (par exemple le glyphosate) et pas sur les formulations (contenant en plus des adjuvants facilitant par exemple la pénétration du pesticide dans l’organisme cible). Cette valeur garantit les bonnes pratiques agricoles et la sécurité des consommateurs.

Ainsi, la dose journalière admissible (ou DJA, 100 fois inférieure à la dose n’induisant aucun effet toxique chez des organismes modèles comme les rongeurs) est un indice clé mais probablement encore imparfait du fait de l’action de certaines substances à très faibles doses et sous forme de mélanges. Ainsi, celles-ci peuvent être très différentes entre les pays (ex : glyphosate UE et USA) parfois du fait de la méthodologie employée pour les évaluer.

Laurence Huc a conclu sa présentation en proposant des solutions : certains traitements permettent uniquement d’améliorer les propriétés esthétiques et organoleptiques des aliments d’autant que la tendance est à l’augmentation de leurs utilisations (+22% depuis la mise en place du plan « EcoPhyto »), malgré une volonté politique de diminuer leurs usages pour les risques sanitaires et environnementaux. De plus, il conviendrait de prendre en compte les effets toxicologiques au-delà de la santé humaine, la prise en compte du cout économique sanitaire sur le long terme, mais aussi celui de la perte de la biodiversité.

Au cours de la manufacture de l’aliment, plusieurs formes de contamination peuvent survenir. Ainsi, la transformation des aliments, processus ancestral (salage, fumage…) qui a évolué et s’est complexifié, a apporté des bénéfices indéniables en termes de santé (ex : alimentation microbiologiquement saine) mais soulèvent désormais de nombreuses questions du fait de leur transformation ou de leur ultra-transformation.

Mathilde Touvier (EREN U1153 INSERM/U1125 Inra/Cnam/Université Paris13, Paris) a ainsi rappelé que les aliments ultra-transformés (UPF) ont en moyenne une moins bonne qualité nutritionnelle (plus riches en sel, en sucres, en acides gras saturés, avec moins de fibres ou de vitamines). Ils contiennent généralement des additifs, des ingrédients absents de nos cuisines (comme le sirop de glucose) et sont susceptibles de contenir des contaminants potentiellement toxiques formés lors des procédés de transformation (comme les acides gras « trans » industriels).

Il est toutefois important de ne pas confondre aliments industriels et ultra-transformés (un certain nombre d’aliments industriels n’étant pas ultra-transformés). Cette part d’UPF est variable selon les pays et atteint plus de 60% de l’apport énergétique aux USA. Les études épidémiologiques observent un lien entre consommation de ces UPF et risque de pathologies chroniques. Grâce à la E-cohorte NUTRINET-Santé lancée depuis 2009, il a été montré qu’une augmentation de 10 points de la part d’UPF dans le régime alimentaire est associée à une augmentation globale d’environ 12% des cancers (au global) et 11% pour le cancer du sein. De la même manière, la consommation d’UPF est associée à une augmentation de risque de maladies cardiovasculaires, mortalité, syndromes dépressifs et troubles fonctionnels digestifs.

Il est possible que d’autres composés tels que des contaminants liés aux procédés de transformation ou à l’emballage (bisphénols, phtalates, acrylamide, furanes…), ou certains additifs suspectés d’être associés à des pathologies sur modèles expérimentaux. Quasiment aucune donnée n’existe néanmoins chez l’Homme. Par principe de précaution, plusieurs pays (comme la France ou le Brésil) recommandent aujourd’hui de diminuer la part de consommation des UPF. Des sites de et applications existent comme « Open Food Facts », labellisé par Santé Publique France.

Toujours pendant la manufacture de l’aliment, les procédés de fumage ou de cuisson altèrent également les aliments notamment par la contamination en hydrocarbures aromatiques polycycliques comme le benzo(a)pyrène (BaP) ; Sylvie Bortoli a ainsi rappelé qu’il est désormais connu qu’hormis ses propriétés génotoxiques (ou endommageant l’ADN), ce BaP active aussi de nombreux modes d’action susceptibles de conduire à des pathologies métaboliques du fait d’une reprogrammation métabolique.

Nicolas Cabaton (INRA, ToxAlim, Toulouse) a ensuite rappelé l’importance des emballages dans notre vie quotidienne mais aussi sur le plan économique : 300 milliards de canettes de boisson (90% en aluminium) sont ainsi vendues dans le monde par an, rapportant 30 milliards de dollars en 2013. Les matériaux en contact des denrées alimentaires assurent : protection, conservation, transport, étiquetage, attractivité. Toutefois, ces MCDA ou « Matériaux au contact des denrées alimentaires » ne sont pas inertes et des constituants de ces MCDA peuvent migrer vers l’aliment. La migration est influencée par l’utilisation faite avec le produit emballé (diffusion liée au chauffage, à la nature de l’aliment plus ou moins lipophile, la durée de conservation…).

Ils sont donc réglementés au niveau européen par l’EFSA ou au niveau national par l’ANSES (en cas d’absence d’harmonisation européenne). De très nombreux exemples de MCDA sont connus : revêtements époxy (avec les bisphénols comme le BPA ou le BADGE), les oléorésines, les vinyles, les résines phénoliques, les résines acryliques, les résines polyester ou les polyoléfines. Le bisphénol A (monomère de résine epoxy dont la consommation moyenne par an en 2006 était de 1,75 kg par citoyen par an), molécule emblématique interdite depuis janvier 2015 dans les emballages à contact alimentaire en France, Le BPA agit à basses doses sur la glande mammaire, la prostate, affecte la fertilité, est obésogène, affecte les niveaux de neurotransmetteurs.

Moins connues, les MOSH et les MOAH (huiles minérales qui revêtent les cartonnages des pâtes alimentaires ou du popcorn), rentrent dans la composition des agents lubrifiants ou de démoulage. Ces huiles peuvent se bioaccumuler, induire la formation de microgranulomes dans le foie et certaines sont génotoxiques. Les composés perfluorés (utilisés pour le Teflon, le GoreTex, les mousses des extincteurs, les sacs de popcorn, les papiers de fast-food, les boîtes de pizza) sont aussi suspectés d’induire une toxicité hépatique chez l’Homme. La diversité de ces mécanismes impose donc de renforcer la surveillance sur ces molécules présentes dans les emballages et de veiller à garantir pour le consommateur une migration aussi faible que possible.

Également en émergence, les nanoparticules (particule possédant une de ses trois dimensions comprises entre 1 et 100 nm) sont utilisées comme bactéricides, antimottants, modificateurs de viscosité, colorants (le médiatique E171), nanoencapsulants, texturants et blanchisseurs (ex : bonbons, sauces, dentifrice). Un règlement européen de 2011 indique qu’un produit peut être considéré comme un nanomatériau à condition que la part de sa composition nanoparticulaire soit supérieure à 50% (valeur utilisée comme référence par certains industriels pour que certains produits ne soient pas identifiés comme nanomatériaux).

Pourtant, Bruno Lamas (INRA, ToxAlim, Toulouse) a rappellé que certains d’entre eux présentent des propriétés toxiques de nature variée démontrées sur les rongeurs (perturbation du microbiote intestinal, accumulation dans certains organes (foie, rate ou placenta)). Ces effets devront être confirmés « mécanistiquement » chez l’Homme tout en prenant en compte la spécificité de chacun.

En conclusion, il existe de très nombreux polluants alimentaires qui présentent donc une très large variété de modes d’action dont la caractérisation est essentielle. Sylvie Bortoli a bien souligné que ceux-ci dépendent de leurs propriétés d’absorption, de distribution tissulaire et qu’il existe une relation directe entre la dose externe d’exposition et la concentration interne de contamination. Si les contaminants sont détectés par des récepteurs, certains d’entre eux sont hormonaux avec comme conséquence une perturbation endocrinienne mais il est désormais connu que ceux-ci peuvent aussi agir par le biais d’une perturbation métabolique ou épigénétique.

Il apparaît également nécessaire de favoriser la complémentarité entre épidémiologie et toxicologie mécanistique, de travailler sur les alternatives aux produits récemment interdits en développant la toxicologie prédictive (ex du bisphénol A remplacé par les alternatives S, F, AF…), de prendre en compte de nombreux critères comme la durée, la dose, la période d’exposition, les effets dimorphiques dans les nouveaux protocoles en toxicologie. Ceci nécessite donc un rapprochement entre épidémiologistes, « expologues » et toxicologues pour dessiner la toxicologie prédictive du futur.



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