le dosage de perturbateurs endocriniens avérés ou potentiels

Agents chimiques
Surveillance biologique des expositions aux contaminants chimiques
de l’environnement (pesticides, perturbateurs endocriniens…)
Le dosage de perturbateurs endocriniens avérés
ou potentiels dans les cheveux (pesticides,
retardateurs de flamme bromés)
Période : décembre 2008 à mars 2009
Adeline FLOCH-BARNEAUD
Ineris – Direction des Risques Chroniques, Unité Impact Sanitaire et Expositions – Verneuil-en-Halatte
Mots clés : Biomarqueur, Cheveux, Exposition, Pesticides, Retardateurs de flamme bromés, PBDE
L’exposition des populations aux contaminants chimiques de
et al., 2002 ; Tsatsakis et al., 2008b) à partir de mèches de
l’environnement peut être évaluée de plusieurs manières, par
200 mg de cheveux non préalablement lavées. Les subs-
exemple à partir de mesures des contaminants et leurs méta-
tances recherchées ont été l’α-HCH, le HCB4 et le γ HCH
bolites dans les milieux environnementaux ou de mesures
ou lindane (HCHs totaux) ainsi que les isomères ortho-para
de marqueurs dans les matrices biologiques humaines. L’uti-
et para-para des DDE5, DDD6 et DDTs totaux (o, p-DDE, p,
lisation de biomarqueurs est aujourd’hui utile en évaluation
p’-DDE, o, p-DDD, p, p’-DDD, o, p’-DDT et p, p’-DDT). Selon
des risques sanitaires, en épidémiologie, ou en toxicologie,
les substances, les rendements d’extraction étaient compris
puisqu’elle permet en particulier de mieux estimer les expo-
entre 73 % et 114 % et les limites de quantification étaient
sitions et de mieux comprendre le continuum entre l’exposi-
comprises entre 2,5 pg/mg et 5 pg/mg.
tion et les effets sur la santé humaine.
Des HCHs et des DDTs ont été quantifiés respectivement
L’utilisation des cheveux pour la surveillance biologique des
dans 50,5 % et 32,4 % des échantillons. Parmi les HCHs, le
expositions est actuellement peu développée par rapport
lindane est le plus fréquemment retrouvé (dans 33 % des
à l’utilisation d’autres matrices telles que l’urine ou le sang,
échantillons contre 31 % et 26 % pour l’α-HCH et le HCB
en particulier pour estimer l’exposition aux substances
respectivement). Parmi les DDTs, c’est le p, p’-DDE qui est
organiques. Néanmoins, le caractère non invasif et simple
pour sa part retrouvé le plus fréquemment (dans 13,5 % des
du prélèvement de cheveux confère à cette matrice biolo-
échantillons). Les résultats sont également exprimés par sexe
gique un intérêt en termes, entre autres, de faisabilité de
et selon quatre classes d’âge (<40 ans, 40-54 ans, 55-70 ans,
prélèvement. En outre, des études montrent que certaines
>70 ans). Il n’y a pas de d’impact significatif de l’âge ou du
substances ont tendance à y être stockées et que l’analyse
sexe sur la fréquence de détection des substances recher-
séquentielle de cheveux pourrait permettre d’établir un
chées.
calendrier rétrospectif des expositions (Covaci et al., 2008).
Dans les échantillons positifs7, les concentrations médianes
Utilisés depuis plusieurs années pour connaître l’exposition
sont respectivement de 117,8 pg/mg et de 9,4 pg/mg pour
des individus aux métaux ou aux drogues, en population
les HCHs totaux et les DDTs totaux. L’étude montre que les
générale et en milieu professionnel, les cheveux ont été
teneurs estimées chez les femmes et chez les hommes ne
identifiés plus récemment par certains auteurs comme une
sont pas significativement différentes. Les concentrations en
matrice biologique permettant d’estimer l’exposition chro-
HCHs sont relativement stables avec l’âge, ce que les auteurs
nique de la population aux polluants organiques, notamment
attribuent à une utilisation assez constante et récente. Les
les persistants (Schramm, 2008), certains d’entre eux étant
concentrations en p, p DDT et en DDTs totaux diminuent pour
soupçonnés d’être des perturbateurs endocriniens (pesti-
leur part significativement avec l’âge ; ce n’est pas le cas des
cides, diphényléthers polybromés, etc.).
métabolites (DDE ou DDD), dont certains sont connus pour
être très stables.
Les cheveux, indicateurs de l’exposition
à des pesticides organochlorés interdits
depuis plusieurs années
Commentaire
Cette étude confirme que des insecticides organochlorés (HCH, DDT) dont l’utilisation est actuellement interdite
Une étude grecque réalisée chez 222 adultes en milieu rural
dans l’Union Européenne et notamment en Grèce, sont
(Tsatsakis et al., 2008a) a mis en évidence dans les cheveux
encore aujourd’hui (2006-2007) retrouvés dans l’organisme
de certains sujets la présence d’isomères ou de métabolites
humain, chez des sujets vivant en milieu rural, âgés de plus
de l’hexachlorocyclohexane (HCH)1 et du dichlorodiphényl-
de quarante ans. Elle montre que les cheveux constituent
trichloroéthane (DDT)2, insecticides organochlorés pour-
une matrice biologique appropriée pour mettre en évidence
tant interdits depuis plusieurs années dans l’Union Euro-
des expositions passées à des pesticides organochlorés et
péenne. Les analyses ont été réalisées par GC-MS (Covaci
que l’observation des concentrations en fonction de l’age
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Agents chimiques
Le dosage de perturbateurs endocriniens avérés ou potentiels dans les cheveux
(pesticides, retardateurs de flamme bromés) – Adeline FLOCH-BARNEAUD
des sujets est en accord avec des tendances d’utilisation
(utilisation massive puis interdiction). Dans cette étude, les
substances recherchées n’étant officiellement plus utilisées,
Développement d’une méthode d’analyse
des PBDE8 dans les cheveux
les cheveux n’ont pas été lavés avant extraction pour enlever
Les diphénylethers polybromés (PBDE) sont des retardateurs
d’éventuels dépôts (poussières, particules).
de flammes utilisés dans de nombreux produits de consommation (textiles, plastiques, circuits électroniques, etc.). Ils
Mesure dans les cheveux maternels
et les cheveux du nouveau-né pour estimer
l’exposition in utero à quelques pesticides
Une étude américaine (Ostrea et al., 2009a) a cherché à
déterminer, chez une population rurale des Philippines, les
biomarqueurs les plus adaptés pour estimer l’exposition in
utero à quelques pesticides dont certains connus pour leurs
effets potentiels sur le système endocrinien. Les auteurs ont
pour cela recherché des pesticides particulièrement utilisés
pour les activités agricoles ou domestiques et certains de
leurs métabolites, dans plusieurs matrices biologiques chez
des nouveau-nés (méconium, cheveux, sang de cordon) et
leurs mères (cheveux, sang). Les pesticides analysés chez
598 couples mère/enfant ont été les suivants : propoxur,
diazinon, lindane, transfluthrine, malathion, chlorpyrifos,
bioallethrine, prétilachlore, DDT, cyfluthrine et cyperméthrine. Les auteurs concluent que la matrice la plus sensible
est le méconium, suivie par les cheveux de la mère et que
l’analyse combinée du méconium et des cheveux maternels
augmente significativement le taux de détection de certains
pesticides (propoxur, pyréthrinoïdes). Dans cette étude, les
analyses sont réalisées par GC-MS sur des cheveux non lavés
(Pocesion et al., 2006 ; Ostrea et al., 2006). Six des pesticides recherchés (propoxur, bioallethrin, malathion, DDT,
chlorpyrifos, prétilachlore) sont notamment retrouvés dans
les cheveux des mères contre deux seulement dans le sang.
Les auteurs indiquent que l’avantage des mesures dans les
cheveux maternels est de permettre de détecter l’exposition
assez tôt pendant la période de grossesse et de prendre des
mesures de réduction des expositions adéquates par la suite.
sont connus pour être ubiquitaires et persistants dans l’environnement. Dans l’organisme humain, les PBDE sont généralement mesurés dans le sang, ils ont également été retrouvés dans le lait et les tissus adipeux. Une équipe espagnole
(Tadeo et al., 2009b) a récemment développé une méthode
d’analyse des PBDE dans les cheveux. Il s’agit d’une détermination par GC-MS, associée à une quantification par suivi
d’ions spécifiques. La méthode a été développée dans un
premier temps en dopant les cheveux avec des concentrations connues de différents congénères de PBDE (quatorze
congénères). Les limites de détection sont comprises entre
0,08 et 0,9 ng/g et les limites de quantification varient entre
0,27 et 3 ng/g selon les congénères. Les limites de détection
sont du même ordre de grandeur que celles obtenues pour
la mesure de PCB ou de pesticides dans les cheveux dans
d’autres études. La méthode a ensuite été appliquée sur les
cheveux de neuf adultes et sept enfants âgés de un à onze
ans résidant à Madrid. Les cheveux ont été lavés avant l’analyse pour s’affranchir d’une contamination externe liée à des
particules déposées. Les congénères les plus retrouvés sont
le BDE-47, le BDE-99, le BDE-100, le BDE-190 et le BDE-209,
ce dernier étant le plus abondant, ce que les auteurs expliquent par le fait que le déca-BDE (ici BDE-209) est le seul
encore autorisé dans l’Union Européenne. La somme de ces
PBDE dans les cheveux est comprise entre 3,2 et 11,1 ng/g
chez les sept femmes, elle est de 7,8 et 19,9 ng/g respectivement chez les deux hommes inclus dans l’étude et comprise
entre 1,4 et 8,4 ng/g chez les enfants.
Commentaire
Cette étude décrit une méthode de dosage des PBDE dans
Commentaire
Il s’agit de la première étude comparant les résultats de
mesures simultanées dans cinq matrices biologiques pour
tenter d’estimer au mieux les expositions in utero. Elle montre
que les cheveux maternels constituent une matrice sensible
pour estimer l’exposition aux pesticides faisant l’objet de
l’étude, pendant la grossesse (la matrice la plus sensible
étant le méconium). Les résultats de cette étude font l’objet de discussions entre les chercheurs Ostrea et Tsatsakis
(Tsatsakis et al., 2009 ; Ostrea et al., 2009b). Néanmoins,
ces résultats soulignent l’intérêt de développer les connaissances (méthodes analytiques, cinétiques de transfert, etc.)
relatives aux matrices biologiques telles que les cheveux
maternels ou le méconium, impliquant un prélèvement non
invasif, encore peu utilisées pour estimer les expositions aux
pesticides, notamment in utero.
les cheveux et montre que certaines de ces molécules sont
retrouvées dans cette matrice. Les critères de choix des
quatorze congénères retenus dans l’étude ne sont pas indiqués, comme c’est le cas dans la plupart des articles concernant l’analyse des PBDE dans les matrices biologiques.
Notons que la liste inclut les congénères les plus généralement recherchés dans d’autres matrices biologiques (sang
notamment) et d’intérêt par rapport aux apports alimentaires,
selon l’Afssa. Il s’agit des BDE-28, 47, 99, 100, 153, 154, 183
et 209. L’application de la méthode à un échantillon de petite
taille limite les conclusions. Toutefois, cette étude montre
que certains PBDE peuvent être retrouvés dans les cheveux
en population générale et que cette matrice, si elle était
mieux connue, pourrait constituer un outil supplémentaire
pour estimer les expositions chroniques à ces substances.
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Agents chimiques
Conclusion générale
Tadeo JL, Sánchez-Brunete C, Miguel E. Determination
of polybrominated diphenyl ethers in human hair by gas
Les études présentées montrent que les mesures
chromatography-mass spectrometry. Talanta. 2009 ; 78 (1) :
de substances organiques dans les cheveux peuvent
38-43.
permettre de mettre en évidence des expositions
Tsatsakis A, Tzatzarakis M, Tutudaki M et al. Assessment of
à certains perturbateurs endocriniens. Elles décri-
levels of organochlorine pesticides and their metabolites in
vent notamment des méthodes analytiques permet-
the hair of a Greek rural human population. Hum. Exp. Toxi-
tant de mesurer de faibles niveaux de certains
col. 2008 ; 27 (12) 933-40.
pesticides (DDT, propoxur, etc.) ou de retardateurs
de flamme bromés (PBDE). Elles montrent que les
cheveux constituent une matrice intéressante
pour estimer les expositions car les prélèvements
sont simples, peu coûteux, non invasifs et peuvent
permettre d’estimer des expositions chroniques
passées. Toutefois, l’interprétation des résultats de
mesures de ces composés dans les cheveux reste
actuellement difficile en raison notamment de i)
l’absence de procédures analytiques harmonisées
(prélèvements, lavage, extraction, etc.), ii) d’une
Publications de référence
Covaci A, Tutudaki M, Tsatsakis M et al. Hair analysis :
another approach for the assessment of human exposure
to selected persistent organochlorine pollutants. Chemosphere. 2002 ; 46 (3) : 413-18.
Covaci A, Hura C, Gheorghe A et al. Organochlorine contaminants in hair of adolescents from Iassy, Romania. Chemosphere. 2008 ; 72 (1) : 16-20.
connaissance insuffisante des mécanismes et des
Ostrea EM Jr, Villanueva-Uy E, Bielawski DM et al. Maternal
cinétiques de transfert vers les cheveux, iii) de l’ab-
hair-an appropriate matrix for detecting maternal exposure
sence de niveaux de référence en population ou de
to pesticides during pregnancy. Environ. Res. 2006 ; 101 (3) :
relations dose-réponse, etc.
312-22.
Dans les trois articles présentés, les analyses sont
Ostrea EM Jr, Bielawski DM, Pocesion NC Jr et al. A compa-
réalisées par chromatographie en phase gazeuse
rison of infant hair, cord blood and meconium analysis to
couplée à une spectrométrie de masse. D’une
detect fetal exposure to environmental pesticides. Environ.
manière
Res. 2008 ; 106 (2) : 277-83.
générale,
les
protocoles
analytiques
doivent être adaptés aux objectifs des études, en
Posecion N, Ostrea E, Bielawski D et al. Detection of expo-
particulier, si seule la dose interne doit être esti-
sure to environmental pesticides during pregnancy by the
mée, une étape de lavage permettant d’éliminer
analysis of maternal hair using GC-MS. Chromatographia.
d’éventuels dépôts sur les cheveux doit être inté-
2006 ; 64 (11-12) : 681-87.
grée. Le recours à cette matrice (cheveux) dans le
Tsatsakis AM, Tzatzarakis MN, Tutudaki M. Pesticide levels
cadre de la surveillance biologique pourrait consti-
in head hair samples of Cretan population as an indicator of
tuer une voie prometteuse, sous réserve d’amélio-
present and past exposure. Forensic Sci. Int. 2008b ; 176 (1) :
rer les connaissances relatives à certains facteurs
limitants actuels.
67-71
Zhao G, Wang Z, Dong MH et al. PBBs, PBDEs, and PCBs
levels in hair of residents around e-waste disassembly sites
in Zhejiang Province, China, and their potential sources. Sci.
Mots clés utilisés
pour la recherche bibliographique
Total Environ. 2008 ; 397 (1-3) : 46-57.
Biomarqueur, Biomonitoring, Cheveux, Exposition, Pesticides,
Revue de la littérature
PBDE.
Schramm KW. Hair-biomonitoring of organic pollutants.
Chemosphere. 2008 ; 72 (8) : 1103-11.
Publications analysées
Ostrea EM Jr, Bielawski DM, Posecion NC Jr et al. Combi-
Publications non sélectionnées
ned analysis of prenatal (maternal hair and blood) and neonatal (infant hair, cord blood and meconium) matrices to detect
Esteban M, Castaño A. Non-invasive matrices in human
fetal exposure to environmental pesticides. Environ. Res.
biomonitoring : a review. Environ. Int. 2009 ; 35 (2) : 438-49.
2009 ; 109 (1) : 116-22.
Cet article n’a pas été analysé car il s’agit d’une revue de la
littérature.
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Agents chimiques
Le dosage de perturbateurs endocriniens avérés ou potentiels dans les cheveux
(pesticides, retardateurs de flamme bromés) – Adeline FLOCH-BARNEAUD
Tsatsakis AM. Commentary on the levels of pesticide
2
DDT :
Dichlorodiphényltrichloroéthane,
cet
insecticide
exposure in general and rural population based on the
organochloré a été développé au début de la seconde
article titled « A comparison of infant hair, cord blood and
guerre mondiale. Il fut largement utilisé dans la lutte contre
meconium analysis to detect fetal exposure to environmen-
les moustiques transmettant le paludisme, le typhus ainsi
tal pesticides » by Ostrea et al. [Environ. Res. 106 (2008)
que d’autres insectes vecteurs de maladies, et également
277-283]. Environ. Res. 2009 ; 109 (3) : 350-1 ; author reply
comme insecticide agricole. Son utilisation est interdite
352-3.
Il ne s’agit pas d’un article mais des commentaires formulés
depuis 1986 dans l’Union Européenne.
3
par Tsatsakis sur la publication d’Ostrea
Ostrea EM Jr, Bielawski DM, Posecion NC Jr. Response to
“Commentary on ‘Pesticide exposure levels in general rural
spectrométrie de masse.
4
HCB : Hexachlorobenzene, il s’agit entre autres d’un méta-
5
DDE : Dichlorodiphenyldichloroéthylène, c’est notamment
bolite des isomères du HCH.
population’” by Tsatsakis et al. [Environ. Res. 2009 ; 109 (3) :
350-1]. Environ. Res. 2009 ; 109 (3) : 352-3. A VERIFIER
le principal métabolite du DDT.
Il ne s’agit pas d’un article mais de la réponse d’Ostrea à Tsat6
sakis
GC-MS : Chromatographie en phase gazeuse couplée à la
DDD : Dichlorodiphenyldichloroethane, c’est notamment un
métabolite du DDT.
7
Lexique
1
Echantillon positif : Echantillon dans lequel au moins une
des substances recherchées a pu être quantifiée.
HCH : Hexachlorocyclohexane, composé chimique de la
8
PBDE : Diphényléthers polybromés, ils constituent une suite
famille des organochlorés. Son isomère γ, plus connu sous
de 209 produits chimiques différents, dont certains sont ou
le nom de lindane, dont l’utilisation agricole est aujourd’hui
ont été utilisés pour ignifuger les produits plastiques et les
interdite dans l’Union Européenne, a des propriétés insec-
textiles.
ticides.
©Afsset • Bu lletin de veille scientifiq ue en sécu rite sanitaire de l’environnement* et d u travail - J u in 2010
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