IV/ LES DIOXINES



Un peu d’histoire….

La catastrophe de Seveso

Le 10 juillet 76, un réacteur de l’usine IGMESA produisant du trichlorophénol, a cédé sous une pression trop importante secondaire à un accident thermique.
Un nuage de dioxine s’est alors répandu sur le village de Seveso, qui a été immédiatement interdit d’accès.
Aucunes victimes n’a été déplorée, mais on a observé des lésions cutanés chez les habitants (chloracnée, ressemble à de l’acné juvénile), et des ITG ont été pratiquées, suite à des cas de tératogenèse chez des femmes enceintes.
Des milliers d’animaux ont par ailleurs été retrouvés morts.

L’agent orange au Viêt-Nam

De 1961 à 1971, et sous couverture du président J.F.KENNEDY, des herbicides appelés « AGENT ORANGE » sont déversés en masse sur les cultures et forêts vietnamiennes. Ils contenaient des dioxines de type TCDD qui ont contaminé les populations mais aussi les armées.
Leur utilisation a pu être incriminée dans la découverte ultérieure de cas nombreux de chloracnées, de cancers et de malformations fœtales.

Le poulet belge

Suite à la contamination de poulets belges par de la dioxine présente à des taux très élevés dans les lots de graisses animales utilisées pour les engraisser, le ministère de la Santé belge a retirer de la vente les poulets et les œufs issus de cette production. Des échantillons prélevés pouvaient contenir jusqu’à 500 pg/gramme de M.G. ! Des soupçons pèsent sur d’autres espèces animales nourries avec ce type d’aliments. La psychose a gagné l’ensemble des pays de l’union européenne, de même que le commerce international (Boycott américain envers les produits européens).


A/ Définitions


1- Composition, généralités

Les « dioxines » sont une famille de 210 composés organiques polychlorés qui se scinde en 2 grandes familles :

-les dioxines : les polychlorodibenzoparadioxines (PCDD)
-les furanes : les polychlorodibenzofuranes (PCDF)

Elles sont formées à partir de deux molécules de benzène, liées par deux atomes d’O, auxquelles viennent se greffer des atomes de chlore qui se substituent aux atomes d’H.
On peut ainsi obtenir 75 combinaisons de PCDDs qui ne peuvent se former qu’à une température supérieure à 300°C.

1,2,3… : Carbones susceptibles de fixer 1 atome de Chlore


2- Propriétés

a) Stabilité

Le noyau benzène possède par sa configuration électronique une stabilité physique et chimique particulièrement élevée.
D’autre part, les atomes d’H sont rattachés aux atomes de C du benzène par des liaisons faibles. De ce fait, ils sont très facilement substituables par des atomes de Cl qui eux se lient très fortement aux atomes de C.
Ainsi plus il y aura d’atomes de Cl, plus la molécule de dioxine sera stable.


Demi- vie de la dioxine dans différents milieux:

 

AIR Quelques jours
SOL
Surface 1 – 3 ans
Profondeur 10 – 12 ans
HOMME 7 à 10 ans




b) Lipophilie

Cette propriété explique que la dioxine se concentre essentiellement dans la masse graisseuse de l’organisme, le long de la chaîne alimentaire au bout de laquelle se trouve l’homme.

Cette liposolubilité va aussi permettre leur passage à travers les biomembranes cellulaires, notamment les barrières du système nerveux central et du placenta.

c) Toxicité

Parmi les 210 dioxines, 17 sont toxiques pour l’Homme, mais à des degrés différents (les PCDDs et PCDFs comptent parmi les plus puissants toxiques à long terme connus chez l’Homme, car agissant au niveau moléculaire.)

Leur stabilité (1/2 vie chez homme : 7 à 10 ans) et leur bioaccumulabilité leur permet d’agir sur plusieurs générations et de multiplier leurs effets.

Le système de toxicité le plus utilisé est celui retenu par l’OTAN et les résultats s’expriment en International Toxicity Equivalent Quantity (ITEQ).
La molécule de référence est la 2, 3, 7,8-tétrachlorodibenzo-p-dioxine (TCDD), isomère le plus toxique quel que soit l'effet biologique étudié. Elle a été reconnue cancérigène chez l’Homme par l’OMS en 1997.
On lui attribue la valeur 1, les autres isomères ayant une valeur inférieure, proportionnellement à leur toxicité. L’Organisation Mondiale de la Santé préconise la prise en compte, dans le calcul de l'équivalent toxique, des concentrations de 17 congénères de PCDD et PCDF et de 12 isomères de PCB.


B) Origine


Les dioxines sont des produits secondaires de réactions chimiques issues d’activités de production, et plus particulièrement lors des réactions de combustions.
C’est pourquoi l’industrie en est la principale source, et notamment les incinérateurs de déchets.
En effet, les dioxines formées dans l’incinérateur sont retrouvées dans les fumées de combustion, qui sont purifiées par des filtres au charbon actif, qui sont censées les neutraliser.
Cependant, si la majeure partie des dioxines produites est retenue, une partie est rejetée dans l’atmosphère sous forme de poussières.
Bien qu’il y ait des contrôles ponctuels sur les émissions de produits toxiques contenus dans les fumées d’incinération, il est impossible de mesurer en continu la quantité réelle de dioxines et autres substances retrouvées dans l’atmosphère.


C) Parcours, devenir des dioxines


Les poussières de dioxines s’échappant des incinérateurs se dispersent dans l’environnement, où elles peuvent rester jusqu’à une décennie ! (voir tableau 1)
Leur stabilité a pour conséquence la non destruction et l’accumulation de ces substances dans la nature, et en particulier dans l’organisme humain.
En effet, ces poussières contaminent les végétaux (par simple dépôt), qui seront ensuite ingérés par des animaux (et ceci même par ceux des élevages labellisée AB…)
Molécules liposolubles, les dioxines vont alors se concentrées dans le tissu adipeux des animaux, ainsi que dans la matière grasse de leur lait.
L’Homme va consommer la viande et le lait, et se trouver de cette façon contaminé à son tour. Au final, l’alimentation constitue environ 90% de notre exposition aux dioxines.
D’autre part, les poussières contaminées peuvent également être inhalées (10% de l’exposition).

(Cf. Schéma 1)


D) Détail du processus d‘absorption


Les dioxines dissoutes dans les lipides alimentaires (lait, ou viandes) suivent le trajet du bol alimentaire où elles subissent la digestion au même titre que les nutriments. Elles sont alors absorbées au niveau de la muqueuse intestinale pour rejoindre le compartiment sanguin.

Par l’intermédiaire de la circulation sanguine, elles arrivent au niveau des différents tissus pour finalement se concentrer dans ceux utilisant les lipides comme substrat majoritaire dans leurs réactions métaboliques (synthèses hormonales, stockage,…) Les principaux organes concernés sont :

-le foie
-les gonades
- les différents organes du système endocrinien (hypophyse, la thyroïde, les parathyroïdes, les surrénales, les testicules, les ovaires, les cellules de Langerhans du pancréas
- les tissus nerveux (myéline,…)
- la peau (hypoderme,…)


De l’incinérateur à notre assiette : parcours des dioxines (schéma 1)

Au niveau des différents tissus, la dioxine pénètre dans la cellule en se fixant sur des récepteurs cytosoliques, utilisés dans la transmission de messages hormonaux: les récepteurs Ah (AhR).
A l’état de repos, les Ahr (Ah : Aryl-hydrocarbon ou hydrocarbure aromatique) forment un complexe avec une protéine (Hsp90). La liaison de la dioxine avec l’AhR entraîne une dissociation de ce complexe. Le nouveau complexe AhR – dioxine, passant la membrane cellulaire, va se fixer sur un récepteur nucléaire pour entrer dans le noyau de la cellule et créer une liaison avec une séquence promoteur de l’ADN (séquence modulant la transcription des gènes). L’activité de la cellule se trouve ainsi augmentée de façon anormale, de la même façon que le ferait un cancer : l’équilibre fragile division/apoptose* est bouleversé (divisions cellulaires anarchiques, synthèse de protéines…)

Il s’agit bien d’un mécanisme de toxicité à l’échelle moléculaire induisant une perturbation qui peut être redoutable par ses effets multiples sur l’organisme, touchant les systèmes de communication.


*Apoptose = mort cellulaire génétiquement programmée

Mécanisme d’action de la dioxine à l’échelle cellulaire

1 – Au repos, complexe Hsp90/AhR
2 – Arrivée de la dioxine qui se fixe sur AhR ? dissociation du complexe Hsp90/AhR
3 – Migration cytosolique du nouveau complexe AhR/dioxine vers le noyau
4 – Fixation du complexe sur un récepteur nucléaire (Amt)
5 – Fixation du complexe Amt/AhR/dioxine sur la chaîne d’ADN

Légende:
Dioxine
HSP90
AhR
ADN
Amt


E) Imprégnation alimentaire et législation


Aux vues de la contamination alimentaire par les dioxines issues de l’incinération, des recommandations ont dues être instaurées.
L’OMS et le CSHPF ont fixé1 dose journalière admissible qui depuis 98 est passée de 10 pg / Kg P à 1 à 4 pg / Kg P, avec un seuil de sécurité considéré comme élevé.


Par ailleurs, le 4 juin 99, l’AFSSA a rendu son rapport sur l’exposition moyenne de la population française calculée à partir de données récentes sur la consommation : celle ci est estimée à 1,2 pg / Kg P.
Or, l’EPA américaine en 2001 a provisoirement recommandé de ne pas dépasser une dose journalière de 0.01pg / TEQ / Kg / jour , soit une dose cent fois plus faible…
La dose journalière a été progressivement revue à la baisse au fur et à mesure de la progression de la recherche sur la toxicité des PCDDs et PCDFs.
Cependant, de nombreux biais ont faussé ce calcul…
En effet :

• les PCB (polychlorobiphényles), molécules voisines des dioxines n’ont pas été prises en compte, bien que leurs effets soient assimilables.
• Les enfants de moins de 2 ans ont été exclus considérant qu’ils n’étaient pas exposé de part leur régime alimentaire. Or,
• Les dioxines d’origine aériennes ont été négligées
• Les nouvelles normes de toxicités fixées par OMS révisant à la hausse la toxicité de 10%, ont été « oubliées »…

Au final, l’exposition réelle serait, dans le meilleur des cas, doublé par rapport aux chiffres annoncés…


Le 09/07/2001, suite aux constats récents au sujet des dioxines, une circulaire à l’initiative des ministères de l’emploi et de la solidarité et du ministère de l’aménagement du territoire et de l’environnement à été faite à l’attention :

• du ministère de la santé
• de la DRASS
• des directions régionales de l’industrie, de la recherche et de l’environnement
• des préfets de département
• de la DDASS
• des directions des agences d’hospitalisation


Au sujet de la surveillance de l’imprégnation en dioxine :

• de la population française
• du lait maternel (fait par l’INVS en 2004)
• de l’alimentation (AFSSA)

Mais aussi :

- de l’étude sur les conséquences sur la santé
- de l’étude de la faisabilité d’étude épidémiologique autour des incinérateur (INVS)
- de la poursuite les efforts pour diminuer les émissions avec mises en conformité des incinérateurs

A ce titre, en 2002, l'AFSSA et l'INVS ont engagé à la demande du ministère de la Santé une réflexion au plan national sur les effets sanitaires des émissions des usines d'incinération d'ordures ménagères (UIOM). Trois groupes de travail se sont penchés respectivement sur l'évaluation des situations locales, l’appréhension de l'exposition de la population aux dioxines autour des incinérateurs et enfin la promotion des études épidémiologiques sur les cancers et les effets sur la reproduction.

Allaitement maternel et dioxine

Le lait maternel, de par sa haute teneur en lipides (environ 35 grammes par litre), n’est pas épargné. C’est malheureusement l’un des aliments les plus exposés aux dioxines.
En effet, des études quantitatives menées en France par le CAREPS (Centre Rhône-Alpes d’Epidémiologie et de Prévention) et l’INVS à la demande de l’ADEME et du ministère chargé de la Santé ont été menées dans le but d’évaluer la teneur en dioxine du lait maternel par rapport aux autres pays de l’Union et d’en expliquer les variations au sein de la population française. Les analyses ont montré une contamination du lait maternel à hauteur de 16,5 ITEQ/gramme de M.G (soit 165 fois supérieure à la DJA par l’OMS !


ATTENTION !

Nous ne pourrions négliger les innombrables bénéfices de l’allaitement maternel devant cette contamination, ceux-ci dépassent largement les effets liés à la présence de dioxines. (Sources : OMS)


F) Les conséquences pour la santé


La peau

La dioxine est responsable de l’apparition d’une chloracnée récalcitrante, eczéma disgracieux à l’odeur chlorée, laissant des cicatrices. (Observés lors d’expositions élevées, telles que l’accident de Seveso)

L’appareil pulmonaire

Les poussières inhalées sont, comme toutes particules étrangères, irritantes pour la muqueuse respiratoire .Ceci se caractérise par une inflammation locale des tissus pouvant induire une cancérisation à l’image de la poussière d’amiante.
Le système hormonal
L’action pseudo hormonale des dioxines (fixation sur les récepteurs de messages hormonaux) entraîne une perturbation généralisée de tout le système endocrinien. Des études épidémiologiques hollandaises ont démontré que la consommation d'un lait maternel riche en dioxines peut entraîner une diminution des performances psychomotrices.

Une large étude épidémiologique également hollandaise a montré que plus l'exposition du nouveau-né aux dioxines et substances apparentées présentes dans le lait maternel est importante, plus les taux plasmatiques d'hormones thyroïdiennes sont bas. Les résultats de ces études sont particulièrement importants parce que les hormones thyroïdiennes jouent un rôle crucial dans le développement neurologique et intellectuel du fœtus et de l'enfant.

L'ensemble de ces études démontre que l'exposition actuelle des mères aux dioxines entraîne des altérations significatives et potentiellement dangereuses du métabolisme des hormones thyroïdiennes et du développement psychomoteur chez leurs enfants.
D’autre part, il a été rapporté une augmentation des cas de DID (diabète insulino-dépendant ou de type 1) secondaire à une atteinte du pancréas du aux dioxines et assimilés, qui perturbent dans le sens d’une diminution la synthèse de l’insuline.

L’appareil reproducteur

Non seulement la dioxine a des conséquences pour la santé de l’individu directement exposé mais elle met en péril sa capacité a se reproduire, entravant ainsi la pérennisation de l’espèce humaine.

En effet, depuis le constat de l’augmentation significative du taux de dioxines dans l’environnement il y a de cela une cinquantaine d’années, il a été observé en parallèle une diminution de la quantité et de la qualité des spermatozoïdes .Entre notre génération et celle de nos grands-parents, le nombre de spermatozoïdes fonctionnels a été réduit de moitié.
Des études ont montré notamment des altérations morphologiques et des troubles de la motilité, traduisant une tératogenèse.

Chez la femme, l’augmentation de la fréquence et de la sévérité des endométrioses induites par un dérèglement hormonal (développement ectopique de muqueuse utérine localisée) pourrait également découler de l’augmentation de l’exposition des populations à la dioxine et à ses apparentés, à en juger de par leur proximité avec des sites pollués .Cette maladie entraîne notamment des douleurs violentes de l’abdomen et jusqu’à une infertilité.

Sans compter les problèmes engendrés par l’exposition des fœtus cités ci-dessus.

Cependant le lien de cause à effet n’a pu être clairement établit mais est très largement suspecté par les scientifiques .Des études sont actuellement en cours afin d’en apporter la preuve formelle.

Le système hépatique

L’exposition aux dioxines agit également sur les cellules hépatiques, dont le fonctionnement s’en trouve perturbé , ceci entraînant notamment au niveau sanguin une augmentation des triglycérides et du cholestérol avec des répercutions sur le système cardiovasculaire (athérome,..).
D’autre part, il a été rapporté une augmentation des cas de DID (diabète insulino-dépendant ou de type 1) secondaire à une atteinte du pancréas du aux dioxines et assimilés, qui perturbent dans le sens d’une diminution la synthèse de l’insuline.


Le fœtus

Les dioxines contenues dans le sang maternel traversent la barrière placentaire par l’intermédiaire des lipides sanguins. Elles ont alors la même action sur le cellules embryonnaires que sur les cellules adultes de modification de l’activité cellulaire, générant des divisions anarchiques susceptibles d’induire une tératogenèse chez les sujets prédisposés, exposées a une multiplicité des facteurs de risque, ou exposés à de très fortes doses (type accident de Seveso)

D’autre part, des défauts de descente des testicules (cryptorchidies uni- ou bilatérales) ainsi que des différenciations sexuelles incomplètes (féminisation des fœtus) secondaires à une exposition au cours de la gestation et de l’allaitement ont été observés chez plusieurs nouveau-nés, ayant pour conséquence des troubles de la fertilité à l’âge adulte.

En outre, des effets fœtotoxiques ont été mis en évidence chez le rat, provoquant des avortements spontanés.

Cette liste des conséquences sur la santé résume l ‘ensemble des effets connus à ce jour mais d’autres incidences émergerons sans doute d’ici quelques années Les études sont lancées, les recherches avancent,mais qui sait quelle sera l’ampleur des découvertes…

Risques cancérogènes

Le Centre International de Recherche sur le Cancer a classé le 2,3,7,8-TCDD comme cancérigène pour l’homme suite à une étude menée sur le suivi d’employés de 4 usines de fongicides .Le risque de cancer est augmenté d’un facteur de 1,4 (équivalent à celui du tabagisme passif).

Mais attention, même si l'effet carcinogène de la dioxine est indiscutable, il n’y aurait pas d’effets mutagènes. La dioxine ne serait qu’un promoteur de cancers induits par d’autres agents physiques, chimiques ou biologiques (amiante, benzène, irradiations…)

Le dépistage des personnes exposées

Pour connaître l’imprégnation exacte de l’organisme par la dioxine, seule la quantification par dosage sanguin est pertinente mais une analyse à elle seule coûte entre 6000 et 7000 francs soit 915 à 1070 €.Cette technique serait la plus fiable pour démontrer formellement ce que les scientifiques soupçonnent depuis déjà plusieurs années, notamment l’augmentation significative du nombre de cancers chez les personnes à proximité des incinérateurs .Mais les fonds manquent ! On se contente alors d’hypothèses émises à partir d’expériences sur des animaux en laboratoire.