Nanoparticules : quel est leur rôle ? Quels risques pour notre santé ?

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nanoparticules

Au départ, il s’agissait d’un progrès fantastique. Les nanomatériaux sont dix mille fois plus petits qu’un cheveu humain ! Issus du monde de l’infiniment petit, ils ont ainsi été intégrés, depuis la fin des années quatre-vingt-dix, dans une grande variété de produits de la vie courante. Sauf que leur succès soulève aujourd’hui de nombreuses questions, à commencer par celle de leur éventuel impact sanitaire et leurs effets à long terme sur la santé humaine.

Définition : qu’est-ce qu’un nanomatériau ? Une nanoparticule ?

Les nanoparticules, également appelées particules ultrafines, appartiennent à la famille des nanomatériaux. « Elles désignent des nano-objets dont les trois dimensions externes se situent à l’échelle nanométrique », explique l’Institut national de recherche et de sécurité (INRS) dans son dossier sur les nanomatériaux (source 1).

L’unité de référence du nanomonde est le nanomètre (nm). Le préfixe « nano » vient du grec « nanos » qui signifie nain. Un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre soit approximativement 1/50 000 de l’épaisseur d’un cheveu humain.

La petite taille des nanomatériaux leur confère des propriétés physiques et chimiques différentes des propriétés des matériaux « classiques », explique l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses) (source 2).

L’ensemble des techniques et des procédés permettant de fabriquer et manipuler les nanomatériaux s’appelle les nanotechnologies.

Aujourd’hui les nanomatériaux et les nanoparticules entrent dans la composition de nombreux produits de la vie courante : les aliments, les médicaments, les produits de construction, les cosmétiques…

Cosmétiques, textiles, produits d’hygiène… où se trouvent les nanoparticules ?

Les caractéristiques physico-chimiques particulières des nanomatériaux (taille, morphologie, caractère soluble, etc.) sont mises à profit dans de nombreux produits manufacturés.

Nano-dioxyde de titane et oxyde de zinc dans les crèmes solaires, pansements…

Plus d’un quart des nanoparticules produites chaque année finissent dans nos cosmétiques et produits d’hygiène. On retrouve :

  • Du dioxyde de titane et d’oxyde de zinc dans les produits solaires (ils réfléchissent les UV sans laisser de couche blanche sur la peau) ;
  • Du dioxyde de silice dans les couches pour enfants ou les serviettes hygiéniques ;
  • Du nano-argent dans les pansements

Nano-dioxyde de titane, d’argent, de silicium, de zinc… dans les vêtements

Autre usage en plein essor : l’intégration de nanos dans les vêtements pour prévenir les mauvaises odeurs (argent), les rendre waterproof (silice) ou antistatiques (zinc, titane).

Les nanoparticules sont aussi présentes dans le domaine médical

« Dans le domaine médical, les nanomatériaux sont utilisés dans l’optique d’optimiser les performances analytiques des diagnostics ou encore d’améliorer l’efficacité de certains traitements thérapeutiques », explique l’Anses.

Les nanoparticules représentent par exemple une alternative aux produits actuels de contraste lors d’actes d’imagerie médicale (radiographie, IRM, scintigraphie…). Ou bien elles sont utilisées dans le domaine des analyses biologiques. En effet de nombreux phénomènes biologiques se produisent à l’échelle moléculaire, « ainsi, développer un appareil d’analyse qui aurait la capacité de qualifier directement les phénomènes à l’échelle nanométrique pourrait aider à prévenir ou diagnostiquer précocement certaines maladies », explique un article de l’Inserm (source 3).

Mais il faut savoir que les nanoparticules sont présentes en grande majorité dans les produits alimentaires.

Quels sont les aliments qui contiennent des nanoparticules ?

Dans l’alimentation, des nanomatériaux peuvent être ajoutés volontairement en tant qu’additifs alimentaires pour améliorer l’aspect d’un produit, son appétence (modifier la structure, la couleur, la texture) pour favoriser l’absorption par l’organisme de certains nutriments.

Un des plus répandus, le E5551

  • L’une des nanoparticules les plus couramment utilisées est le nano-oxyde de silicium, ou dioxyde de silice (dénommé E551), additif qui évite l’agrégation de denrées en poudre (sel, sucre, soupes, cacao…) ou apporte de l’onctuosité à certains produits (plats surgelés, glaces, sauces, assaisonnements…) ;
  • Les nanoparticules d’argent sont, elles, incorporées dans les emballages pour leurs propriétés antibactériennes et antifongiques ;
  • Avant son interdiction d’utilisation dans les aliments (voir plus bas), on pouvait aussi trouver du nano-dioxyde de titane (E171) dans les bonbons et les chewing-gums, comme colorant ou conservateur : il permettait de blanchir et d’intensifier la brillance des confiseries.

« Près de 900 produits alimentaires intègrent au moins un additif ou un ingrédient répondant à la classification ‘substances pour lesquelles la présence de nanomatériaux manufacturés est avérée’ », rapporte l’Anses (source 4).

Les sous-secteurs alimentaires les plus concernés sont (données récoltées avant la suspension en France du E171) :

  • Le lait infantile (25,6 %) ;
  • Les confiseries (15,6 %) ;
  • Les céréales du petit-déjeuner (14,8 %) ;
  • Les barres céréalières (12,9 %) ;
  • Les viennoiseries et desserts surgelés (10,9 %).

Une liste de 37 nanoparticules recensées dans les produits en grande majorité alimentaires

Il est aujourd’hui possible de caractériser la présence de nanomatériaux dans les aliments grâce à des technologies avancées comme la microscopie électronique, explique l’Anses.

EN 2020, l’Agence a ainsi référencé 37 nanomatériaux utilisées en tant qu’additifs ou ingrédients alimentaires et pour lesquels elle considère que la présence de nanoparticules est :

  • Avérée : 7 substances qui sont les carbonate de calcium, le dioxyde de titane, les oxydes et hydroxydes de fer, le silicate de calcium, les phosphates tricalciques,les silices amorphes synthétiques, les composés organiques et composites ;
  • Suspectée : 30 substances dont l’aluminium, l’argent, l’or, le phosphates de magnésium, le citrate d’ammonium ferrique, les sels de sodium, de potassium et de calcium d’acides gras…

Quels sont les risques et les dangers des nanoparticules ?

« L’utilisation des nanomatériaux soulève de nombreuses questions sur les risques sanitaires qu’ils peuvent entraîner, aussi bien pour la santé humaine que pour l’environnement, d’autant plus que la construction de l’encadrement réglementaire de leur utilisation n’est pas aujourd’hui achevée », rapporte l’Anses.

Les nanoparticules traversent la barrière cutanée

Parmi les accusations principales : ces substances peuvent migrer car la peau n’est pas imperméable, en particulier lorsqu’elle est abîmée. Les nanoparticules peuvent ensuite emprunter la circulation sanguine ou lymphatique et se déposer dans des organes. Capables de traverser les barrières biologiques, elles pourraient s’accumuler dans le cerveau ou atteindre le fœtus.

« D’après les résultats des études expérimentales, certains nanomatériaux inhalés sont de surcroît capables de traverser la paroi alvéolaire, migrer vers la plèvre, les structures ganglionnaires, rejoindre les systèmes sanguin et lymphatique et atteindre différents organes comme le foie, le cœur ou la rate. Ils peuvent également dans certains cas traverser la muqueuse nasale et être transportés via les nerfs jusqu’au cerveau », ajoute l’INRS.

« Peu de connaissances sont actuellement disponibles sur leurs effets sur la santé humaine. Mais des études laissent suspecter la possibilité de survenue d’effets inflammatoires, respiratoires, cardiovasculaires ou neurologiques », poursuit l’INRS. « La diffusion et l’accumulation de nanomatériaux inhalés dans l’ensemble de l’organisme pourraient jouer un rôle majeur dans le développement de certaines pathologies cardiaques ou du système ».

Nanomatériaux et risque de cancer : quels sont les liens ?

« Un certain nombre d’études montrent la capacité des nanomatériaux à induire des lésions de l’ADN […], mais peu de données sont disponibles sur leur potentiel cancérigène », rapporte le Centre de lutte contre le cancer Léon Bérard (source 5).

Toutefois, « la biopersistance des nanomatériaux fait également craindre un risque de toxicité chronique, voire de développement de cancers avec la conjugaison du processus de génotoxicité et de l’inflammation chronique ».

En 2011, l’institut américain NIOSH (National Institue for Occupational Safety and Health) a fixé des limites d’exposition au dioxyde de titane (TiO2) étant donné son risque cancérogène pulmonaire.

En France, pour la première fois, une recommandation de valeur limite d’exposition professionnelle au dioxyde de titane a été communiquée par l’Anses en 2021 (source 6).

« Chez les personnes exposées par voie respiratoire, le dioxyde de titane sous forme nanoparticulaire (TiO2-NP) peut engendrer une inflammation pulmonaire susceptible d’entraîner dans certains cas la cancérogenèse. L’Anses recommande des valeurs limites d’exposition professionnelle (VLEP) pour renforcer la prévention des risques pour les travailleurs et préconise une VLEP-8h de 0,80 microgramme par mètre cube sur une durée de 15 minutes. Le respect de cette valeur permet de prévenir l’inflammation pulmonaire, effet survenant aux concentrations d’exposition les plus faibles ».

L’interdiction du dioxyde de titane (TiO2) ou E171 dans l’UE en 2022

Jusqu’à ce que son utilisation soit remise en cause, le dioxyde de titane (TiO2) était largement utilisé comme additif alimentaire sous le nom de E171. On le retrouvait dans les confiseries, les compléments alimentaires, les sauces, les produits de boulangerie fine… Mais en 2017, l’Institut national de la recherche agronomique (INRA) publiait une étude montrant que l’additif E171 dans les denrées alimentaires était susceptible de générer des effets initiateurs et promoteurs des stades précoces de la cancérogénèse colorectale. Le 1er janvier 2020, la mise sur le marché français des denrées alimentaires contenant du E171 est suspendue pour une durée d’un an. Une interdiction qui se prolonge en 2021 par mesure de précaution. Finalement, en 2022, l’utilisation du E171 dans les denrées alimentaires devient définitivement interdite dans l’Union européenne.

Des nanoparticules que nous respirons au quotidien

Nous respirons des nanoparticules fabriquées par l’homme telles que les particules ultrafines émises par les véhicules diesel ou la fumée de tabac, ainsi que les nanoparticules dites manufacturées comme le noir de carbone, le dioxyde de silice et le dioxyde de titane, rappelle le Pr Pascal Andujar, médecin au service de Pathologies professionnelles et de l’Environnement du Centre hospitalier de Créteil.

« Les effets des particules ultrafines issues de la pollution atmosphérique (produites par exemple par les moteurs diesel) ou émises lors de certaines activités industrielles (par exemple lors des procédés de soudage) ont été largement étudiés. Les études épidémiologiques et les essais chez l’homme en condition d’exposition contrôlée sur ce type de particules suggèrent la possibilité de survenue d’effets respiratoires (réactions inflammatoires, obstruction réversible des petites voies aériennes) et cardiovasculaires (affections ischémiques myocardiques), notamment chez les personnes fragilisées. De tels effets sont suspectés en cas d’exposition à certains nanomatériaux manufacturés », écrit l’INRS.

Exposition aux nanoparticules : quelle réglementation ? Que dit la loi ?

Afin de mieux connaître la réalité de la production et de l’utilisation de ces substances, la France a mis en place il y a plusieurs années un dispositif de déclaration des substances à l’état nanoparticulaire (Loi Grenelle de 2010).

Une déclaration des substances à l’état nanoparticulaire obligatoire depuis 2013

C’est donc en 2012 que la France a rendu obligatoire la déclaration des substances à l’état nanoparticulaire, telles quelles, en mélanges ou dans certains matériaux, pour les fabricants, importateurs et distributeurs de plus de 100 grammes de substances à l’état nanoparticulaire par an.

La mise en place du registre et le recueil de ces déclarations ont été confiés à l’Anses via le dispositif R-Nano.

Depuis le 1er janvier 2013, les entreprises qui fabriquent, importent ou distribuent des nanomatériaux manufacturés sur le territoire français, sont donc soumises à la déclaration obligatoire R-Nano.

Concernant la présence et la manipulation de nanoparticules dans le milieu du travail, « à l’heure actuelle, il n’a pas été défini dans les réglementations française et européenne de valeurs limites d’exposition professionnelle pour les nanomatériaux manufacturés. En France, il existe des valeurs limites d’exposition relatives à différentes catégories de poussières : dioxyde de titane, graphite sous forme non fibreuse, certains oxydes et sels métalliques, etc. Cependant, ces valeurs limites ne sont pas applicables, en l’état, aux substances sous forme nanométrique », précise l’INRS.

Nouvelle recommandation de la Commission européenne en 2022

Attendue depuis 2014, la révision de la recommandation de définition européenne d’un nanomatériau C(2022) 3689 a été publiée vendredi 10 juin 2022 par la commission Européenne (CE). Mais l’Anses constate que la connaissance des nanomatériaux est encore parcellaire.

Elle recommande de mener de plus amples études : « ce n’est qu’au regard de l’évaluation des dangers qu’ils représentent que la définition et la réglementation pourront être affinées. » L’accent doit particulièrement être mis sur les nanomatériaux qui sont ingérés, tels que les aliments ou les médicaments », note un article publié sur Vie-publique.fr (source 7).

Comment éviter les nanoparticules dans notre quotidien ?

Concernant l’alimentation : l’Anses incite à limiter l’exposition des consommateurs en évitant les usages superflus de nanomatériaux dans l’alimentation et en favorisant les produits sûrs, dépourvus de nanomatériaux, et équivalents en termes de fonction et d’efficacité. Ce qui n’est pas toujours évident, comme le souligne l’association Avicenn, qui déplore dans un rapport d’investigation publié en décembre 2022 la présence de nanoparticules non étiquetées, parfois même non autorisées, dans 20 produits du quotidien sur les 23 produits testés (source 8).

L’exposition professionnelle aux nanoparticules

Concernant l’exposition aux nanomatériaux dans le cadre du travail : « les stratégies de prévention des risques liés aux nanomatériaux et les bonnes pratiques de travail doivent être élaborées au cas par cas. Compte tenu des connaissances encore limitées sur la toxicité des nanomatériaux, la prévention repose principalement sur la limitation des expositions professionnelles », note l’INRS.

Les risques pour la santé diffèrent en fonction de la nature chimique des nanoparticules, de leur taille ou encore de leur forme. Il faut donc les examiner au cas par cas avant d’affirmer qu’une nanoparticule est toxique. Un travail colossal qui ne fait que commencer. En attendant, le renforcement de la traçabilité et de la réglementation est indispensable afin que les consommateurs et consommatrices soient informé(e) s et sachent ce qu’ils utilisent dans leur cuisine ou leur salle de bains.

Une nouvelle méthodologie d’évaluation des risques dite « nanospécifique »

En 2021, l’Anses a proposé une nouvelle méthodologie d’évaluation des risques dite « nanospécifique », qu’elle vient de tester sur l’additif alimentaire E171, dont l’utilisation dans les produits alimentaires a finalement été interdite en 2022. « Ce test confirme la pertinence de la méthodologie de l’Anses et le besoin d’une approche nanospécifique », indique l’Anses. « Elle montre le chemin restant à parcourir pour disposer de toutes les données toxicologiques nécessaires afin d’évaluer correctement un nanomatériau » (source 9).



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