Effets sanitaires liés au plomb

Dr Y. Laïd Médecin épidémiologiste

Département Information Sanitaire Unité Santé Environnement

Institut National de Santé Publique

Journée d'Etude sur la Médiatisation

de l'Essence Sans Plomb

Alger le 23 mai 2012.

Introduction Le plomb : métal toxique dont l’utilisation

généralisée a entraîné

• une contamination de l’environnement,

• des problèmes sanitaires dans de nombreuses parties du monde ;

• s’accumule dans l’organisme et a une incidence sur de multiples systèmes, tels que les systèmes neurologique, hématologique, gastro-intestinal, cardio-vasculaire et rénal ;

• Le saturnisme désigne l’intoxication aigüe ou chronique par le plomb, définie par un taux de plomb dans le sang (plombémie) supérieur à 100 µg/l.

Sources : Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Toxicological profile for lead. Atlanta, GA : US Department of Health and Human Services, ATSDR, 2007. Plomb dans l’environnement. Quels risques pour la santé ? Paris : Les éditions Inserm, 1999.

Les composés alkylés du plomb utilisés comme additifs des carburants des véhicules à moteur sont responsables de l’essentiel des émissions de plomb minéral dans l’atmosphère :

• Environ 80 à 90% du plomb contenu dans l’air ambiant provient de la combustion d’essence au plomb.

• Le degré de pollution atmosphérique provenant de cette source diffère selon les pays, en fonction de la densité de véhicules automobiles et de l’efficacité des efforts entrepris pour réduire la teneur en plomb de l’essence (WHO, 1987).

Introduction

• L’utilisation d’essence au plomb a décru ces dernières années dans différents pays. Ceci a entraîné une diminution de la plombémie de la population en général.

• Des problèmes nutritionnels dans certains pays peuvent potentialiser l’effet de l’exposition au plomb chez les enfants.

• Aux Etats-Unis, on estime que les coûts de prise en charge chez l’enfant de toutes les maladies d’origine environnementale s’élèvent à 43,4 milliards de dollars par an et la grande majorité de ces dépenses sont celles liées aux intoxications par le plomb.

• Le plomb est un danger pour la santé publique et pour l’environnement.

• En Algérie, Kerbachi et coll, 2009, ont montré que les teneurs en plomb mesurées en milieu urbain sont relativement élevées.

Introduction

L’Algérie se trouve dans une phase de transition « épidémiologique»

41,4

23,8

8,2

2,7

6

50,4

29,1

9,9

3,3

7,3

0 10 20 30 40 50 60

Affections non transmissibles

Affections transmissibles,périnat, mater et nutri

Traumatismes

Facteurs influents sur l'état de santé

Maladies définies

Avec accouchement Sans accouchement

Répartition selon les trois grands groupes (Causes d’hospitalisation ENS Tahina

2005)

Contexte

Lead In Gasoline

1854 - Tetraethyl lead discovered by German chemist

1921 - Midgley discovers that tetraethyl lead curbs engine

knock

1922 - Public Health Service warns of dangers of lead

production, leaded fuel

1923 - Leaded gasoline goes on sale in selected markets

1936 - 90 percent of gasoline sold in US contains Ethyl

1972 - EPA gives notice of proposed phase out of lead in

gasoline.

1986 - Primary phase out of leaded gas in US completed

1994 - Study shows that US blood-lead levels declined by 78

percent from 1978 to 1991

2000 - European Union bans leaded gasoline

• En raison de ses multiples emplois, le plomb est présent dans l’air, le sol et l’eau. La contamination de l’environnement par ce métal s’est aggravée avec le développement industriel, et notamment avec l’usage d’essence plombée;

• Actuellement, une soixantaine de pays ont progressivement abandonné l’essence plombée

Framework for lead exposure a

a Source : Fewtrell et al. (2003)

b Corrosive water is water that is highly acidic or alkaline, and that can dissolve certain

metals (such as antimony cadmium, cooper, lead or nickel) in pipes and fixtures. When

corrosive water stands in contact with fittings the concentrations of these metals can be

elevated, even though their levels may be normal in « flushed » samples

Leaded water

pipes/corrosive

waterb

Lead paint

Leaded

gasoline ;

traffic density

Industrial

activity/cottage

industries

Lead in

cans/lead-

glazed

ceramics

Lead in

cosmetics and

traditional remedies

Lead in

water

Lead in air

and dust

Lead in food

Body burden, e.g.

Blood lead level

Health effect, e.g.

-Increased blood

pressure and

cardiovascular

disease

-mental retardation

-anaemia

-decreased renal

function.

Proximal causes Physiological and

pathophysiological

causes

Distal causes Outcome

Sources d’exposition au plomb

• Le plomb peut être retrouvé dans l’atmosphère sous forme de vapeurs, de gaz ou de particules.

• Cette pollution atmosphérique est d’origine industrielle et automobile.

• Les émissions de plomb dans l’air sont en très forte baisse depuis 1990. Elles sont passées de 4 302 à 178 tonnes entre 1998 et 2003 en France, soit une baisse de 96 %. La diminution s’explique par la baisse progressive des teneurs en plomb dans l’essence puis par l’interdiction de l’essence plombée au 1er janvier 2000. En 1990, les émissions de plomb émanant du transport routier étaient largement prédominantes (90 % des émissions totales).

Sources d’exposition au plomb

Exposition et effets sur la santé

• Le plomb n’a aucun rôle physiologique connu

chez l’homme, sa présence relève

nécessairement d’une contamination.

• L’intoxication par le plomb ou ses dérivés

(vapeurs, sels, etc.) peut être chronique ou

aiguë, d’origine professionnelle, domestique

et/ou environnementale.

Figure 1 : Fractions massiques des métaux lourds dans les PM-i en site de proximité

En Algérie, une étude réalisée à Alger a montré qu’en milieu urbain, les teneurs mesurées en plomb sont relativement élevées et dépassent la nouvelle norme européenne de 0,2 μg/m3. Les métaux de l’écorce terrestre (Fe, Mn, Cu) sont associés aux particules grossières (3-10μm) tandis que le plomb enrichit surtout les fines particules issues du trafic routier qui ont la capacité de pénétrer dans les alvéoles du poumon (figure 1).

R. Kerbachi, N. Oucher, A. Bitouche, N. Berkouki, B. Demri, M. Boughedaoui et R. Joumard. Pollution par les particules fines dans l’agglomération d’Alger, Colloque international Environnement et transports dans des contextes différents, Ghardaïa, Algérie, 16-18 fév. 2009. Actes, ENP ed., Alger, p. 31-40

Les voies d’exposition

Trois voies d’exposition au plomb sont

possibles pour l’homme :

– l’ingestion, voie d’intoxication

prédominante ;

– l’inhalation ;

– le contact cutané reste la voie de

contamination la plus négligeable.

• Chez l'enfant, près de 50 % du plomb ingéré passe dans le sang (10 % chez l’adulte).

• Les jeunes enfants constituent la population cible de l’intoxication au plomb pour des raisons physiologiques d’une part (absorption digestive plus importante que celle de l'adulte, et des raisons comportementales d'autre part (importance de l'activité main-bouche). C’est le mode de contamination majeur de l’enfant.

• Chez l’adulte, la contamination est indirecte, par consommation d’eau ou d’aliments contenant du plomb ou ses dérivés. Elle peut se produire par exemple à partir de la consommation, dans une zone contaminée par des activités industrielles, de productions végétales ou animales dont les teneurs en plomb ont été sensiblement accrues.

• L’inhalation s’observe généralement en milieu professionnel mais elle peut également constituer une voie pour les personnes vivant sous les rejets atmosphériques.

Les voies d’exposition

Les principaux effets sur la santé

• Le plomb se distribue dans le sang, les tissus et surtout l’os dans lequel il s’accumule, pouvant y rester stocké très longtemps (demi-vie > 10 ans) et être relargué progressivement. Ce dernier phénomène explique que certaines plombémies restent élevées de façon parfois très prolongée (plusieurs années) ;

• Les imprégnations et intoxications chroniques par le plomb sont caractérisées par des effets essentiellement neurologiques. Les effets neurotoxiques sont plus importants et plus redoutés chez l'enfant que chez l'adulte, en raison d'un système nerveux central encore en voie de développement chez le fœtus puis chez l'enfant en bas âge.

Différents effets variant selon l’importance de l’intoxication ont été observés :

• Effets gastro-intestinaux • Effets sur la grossesse • Effets chroniques sur le système nerveux

central de l’enfant • Effets sur la moelle osseuse et le sang • Effets sur la reproduction • Effets sur la fonction rénale • Effets cardiovasculaires • Effets cancérogènes

Les principaux effets sur la santé

Effets gastro-intestinaux

Premiers signes cliniques de l’intoxication au

plomb peuvent être non spécifiques :

– douleurs abdominales,

– constipation,

– crampes, nausées,

– vomissements,

– Anorexie,

– et la perte de poids.

Effets sur la grossesse

• Le plomb est transporté vers le fœtus à travers le placenta (pas de barrière métabolique empêchant I’assimilation fœtale du plomb).

• De plus, la quantité de plomb qui circule dans le système maternel et qui peut être assimilée par le fœtus pourrait être plus élevée que la teneur habituelle, puisqu'une partie du plomb stocké dans les os est réabsorbée dans le sang maternel pendant la grossesse.

• L'exposition prénatale au plomb peut produire des effets toxiques sur le fœtus incluant des diminutions du temps de gestation (augmentation de l'incidence des avortements spontanés), du poids à la naissance et du développement mental.

• Ces effets se produisent à des teneurs relativement basses de plomb dans le sang.

Effets chroniques sur le système nerveux central de l’enfant

• les effets neurotoxiques du plomb sont des effets sans seuil, pouvant persister à long terme. Une intoxication chronique par le plomb peut entraîner une atteinte des facultés cognitives, et comportementales.

• On estime que le retard mental dû à l’exposition au plomb en général est près de 30 fois plus élevé dans les régions où l’on utilise encore de l’essence plombée que dans celles où elle n’est plus utilisée.

• Des troubles du sommeil, de l'attention et de l'humeur peuvent aussi être observés de façon courante (enfant agité, irritable, voire hyperactif).

Effets sur la moelle osseuse et le sang

Le plomb inhibe la synthèse de

l’hème des globules rouges dès 100

μg/l de plombémie, entraînant une

diminution de l’hémoglobine et donc

une anémie à partir de 400 μg/l

Effets sur la reproduction

Perturbation de la spermatogenèse

Diminution de la fertilité chez l'homme

Effets sur la fonction rénale

• Réduction de la fonction rénale

• Les effets aigus sont généralement observés chez les enfants (l’exposition par voie orale +++),

• Les effets chroniques sont plus fréquentes chez les adultes professionnellement exposés au plomb, où la voie d'exposition principale est l'inhalation (ATSDR, 1999).

Effets cardiovasculaires

Dans la population générale, il existe une

corrélation positive entre plombémie et

pression artérielle.

Schwartz (1995) showed that decreases in blood lead from 10 µg/dl to 5 µg/dl were associated with a decrease of 1.25 mmHg in systolic blood pressure; other studies found decreases of 2 mmHg for reductions in blood lead from 20 µg/dl to 15 µg/dl, and from 15 µg/dl to 10 µg/dl (Schwartz, 1988; Pirkle et al., 1985). Sources : • Schwartz J (1995) Lead, blood pressure, and cardiovascular disease in men. Archives of Environmental Health, 50(1), 31–37. • Schwartz J (1988) The relationship between blood lead and blood pressure in the NHANES II survey. Environmental Health Perspectives, 78:15–22. • Pirkle JL, Schwartz J, Landis JR and Harlan WR. (1985) The relationshipbetween blood lead levels and blood pressure and its cardiovascular risk implications. American Journal of Epidemiology, 121(2),:46–258.

Effets cancérogènes

la cancérogénicité du plomb et de ses dérivés est discutée par les experts. Certaines études épidémiologiques effectuées chez l’adulte en milieu professionnel suggèrent un effet cancérogène du plomb (poumon, estomac, et probablement vessie) mais le plus souvent il existe une co-exposition (tabac, arsenic, etc.). Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a toutefois classé le plomb et ses composés comme cancérogènes possibles pour l’homme (Groupe 2B)

150

10

20

30

40

50

100

Death

Encephalopathy Nephropathy Frank Anemia

Colic

Hemoglobin Synthesis

Vitamin D Metabolism

Encephalopathy

Frank Anemia

Decreased Longevity

Hemoglobin Synthesis

Nephropathy

Peripheral Neuropathies Infertility (MEN)

Systolic Blood Pressure (MEN)

Hearing Acuity

Erythrocyte Protoporphyrin (Women)

Hypertension (?)

Nerve Conduction Velocity

Erythrocyte Protoporphyrin

Vitamin D Metabolism(?)

DEVELOPMENTAL TOXICITY

IQ HEARING GROWTH

Transplacental Transfer

Blood Lead (ug Pb/dl)

- Low birth weight - Miscarriages, Stillbirth

- Premature birth

CHILDREN ADULTS Source :

Steven G. Gilbert, PhD, DABT,

A Small Dose of Toxicology

Charge de morbidité

• Aux États-Unis, la plombémie n’a cessé de diminuer chez les enfants de 1 à 5 ans durant les 20 dernières années. La plombémie moyenne se situait :

– autour de 15 µg/dl à la fin des années 1970,

– autour de 4 µg/dl à la fin des années 1980.

– à la fin des années 1990, elle se situait autour de 2 µg/dl.

• Cette baisse s’observe aussi au Canada dans l’ensemble de la population. En 2007-2008, les Canadiens de 6 ans à 79 ans avaient une plombémie moyenne de 1,37 µg/dl

• Selon l’OMS, en 2000, environ 120 millions de personnes dans le monde avaient une plombémie comprise entre 5 et 10 μg/dl, et un nombre équivalent avait des taux encore supérieurs. Cette plombémie dépasse 5 μg/dl chez 40 % des enfants et 97 % d’entre eux vivent dans des pays en développement.

• La charge de morbidité par retard mental léger attribuable à l'exposition au plomb a entraîné 9,8 millions d'années de vie ajustées sur l'incapacité (DALY), et la charge de morbidité cardio-vasculaire causée par une pression artérielle élevée a entraîné 229000 décès prématurés et 3,1 millions de DALY.

• Au total, ces deux résultats représentent à eux seuls environ 0,9% de la charge mondiale de morbidité.

Charge de morbidité

Fig 2 :

Fig 3 : Distribution mondiale de la charge morbide attribuable

à 20 facteurs de risque majeurs (Source : WHO (2002). World Health Report 2002 - Reducing risks, promoting healthy life.

Geneva, World Health Organization).

Conclusion

• Une charge de morbidité importante est associée à l'exposition au plomb ; elle est évitable ;

• Les efforts entrepris par les autorités de notre pays pour la réduction et le remplacement du plomb dans les produits et processus industriels en particulier ceux se rapportant à la fabrication des carburants doivent être accompagnés par :

– La surveillance du plomb dans les milieux ;

– la mise en place d’enquêtes sanitaires sur les niveaux d’imprégnation par le plomb au niveau de la population générale. La plombémie serait un bon indicateur témoin des résultats obtenus en termes de réduction du plomb dans les différents milieux.

Bibliographie

• Plomb dans l’environnement. Quels risques pour la santé ? Paris : Les éditions Inserm, 1999.

• L’intoxication des enfants par le plomb : Information visant à susciter le plaidoyer et l’action. Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE) et Fonds des Nations Unies pour l’enfance (UNICEF) 1997

• Agency for Toxic Substances and Disease Registry Case Studies in Environmental Medicine (CSEM) Lead Toxicity.2010

• Agency for Toxic Substances and Disease Registry : toxicological profile for lead, 2007

• World Health Report 2002 - Reducing risks, promoting healthy life. Geneva, World Health Organization.

• Le plomb, Observatoire régional de la santé Rhône-Alpes, 2007

• Prévenir la maladie grâce à un environnement sain. Organisation Mondiale de la Santé : Genève 2010.

• Air quality guideline for Europe. WHO Regional Publications, European Series, No. 91; 2000.