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 RÉPONDRE

nanoparticules dans l'allimentation !

III/ Influence de l'utilisation des nanoparticules dans l'alimentation
1. Dangers :

Avant de parler des différents risques que représentent les Nanoparticules et nanotechnologies il est essentiel de rappeler qu’a notre époque il n’existe aucune méthode, validée et applicable dans tous les cas, qui permette de détecter, de quantifier, et de caractériser les nanoparticules dans les aliments et leur environnement (emballages, additifs, ustensiles de cuisines,…), les liquides biologiques ou encore les tissus biologiques.

 

A l’échelle nanométrique, le principe de toxicologie qui dit que « la dose fait le poison » n’est plus tout à fait valable.

Le degré de toxicité des nanoparticules varie en fonction de différents facteurs :

• Des facteurs propres à la nanoparticule en elle-même :

 

- Sa composition physico-chimique

- Sa forme

- Sa taille

- La charge à sa surface

- Son activité catalytique

- sa chimie de surface (qui diffère de la composition chimique du "cœur")

- sa structure

- sa capacité à s’agréger

D’après cela certains matériaux pourraient rester inoffensifs tandis que d’autres pourraient être nuisibles.

• Des facteurs externes :

 

- Le mode d’exposition des êtres vivants aux nanoparticules :

Si les nanoparticules sont inhalées ou ingérées par les humains ou les animaux alors elles pénètrent inéluctablement dans leur organisme et peuvent y causer toutes sortes de dommages.

Si en revanche elles sont intégrées à des matériaux qui les retiennent prisonnières, alors elles ne représentent a priori pas de menace directe. Mais elles présentent des risques pour les travailleurs qui les produisent, lors de l’usure du produit des nanoparticules peuvent se détacher et en fin de vie elles représentent un danger pour l’environnement.

- La présence ou non d’autres substances chimiques pouvant interagir avec les nanoparticules.

- La nature du milieu où se trouvent les nanoparticules…

 

Autant de facteurs difficiles à contrôler et qui expliquent, notamment, que les connaissances sur les nanoparticules, leurs propriétés, leur comportement dans le corps et dans l'environnement, leur toxicologie, etc.… restent très parcellaires. On ne dispose même pas aujourd'hui de méthodes d’évaluation des risques qui soient adaptées aux nanoparticules et les outils pour les identifier, les suivre et les mesurer.

Comme nous l’avons énoncé dans notre deuxième partie l’utilisation des nanoparticules dans le domaine de l’alimentaire permet d’envisager des applications intéressantes mais ces particules possèdent des caractéristiques (comme les phénomènes d’agglomération, d’absorption, d’interaction avec la matrice alimentaire, de catalyse des réactions d’oxydation,…) qui peuvent être à l’origine d’effets non encore maitrisés.

 

Par exemple, lors de leur vieillissement, les nanoparticules voient leur capacité d’agrégation et d’agglomération décuplées, pouvant conduire à des modifications de la matrice alimentaire et des tissus biologiques.

Les nanoparticules peuvent également interagir avec différents composants comme les lipides, les protéines, les ions, les minéraux, l’eau ou encore les acides nucléiques dans la matrice alimentaire.

Les modifications subies par les nanoparticules dans le tube digestif sont à ce jour inconnues, en particulier si elles s’agrègent ou non, si elles absorbent des biomolécules présentes dans la matrice alimentaire ou si elles sont transformées par les enzymes digestifs.

Après absorption digestive, certaines particules sont éliminées dans l’urine et les selles tandis que les autres sont retrouvés dans la plupart des organes (le foie, la rate, les reins, le poumon, la moelle osseuse et le cerveau) ainsi que dans le système immunitaire et la circulation portale. Des études suggèrent aussi que les nanoparticules pourraient provoquer une inflammation de l’appareil digestif.

Seules quelques études ont abordé la toxicité des nanoparticules après ingestion par voie orale et celles-ci se sont surtout intéressées au cas des nanoparticules obtenues à partir de métaux et ont étés réalisées le plus souvent sur des animaux.


Nous avons regroupés ci-dessous quelques résultats d’études concernant les nanoparticules abordées dans notre deuxième partie :


Nanoparticules de Zinc ou d’oxyde de Zinc (ZnO) :

Dans une étude effectuée par gavage de souris, ont été comparés les effets de particules de Zinc de 58 nanomètres et de 1 micromètre, en solution et en dose unique de 5 g/kg. Dans les deux cas il a été observé une inflammation du tube digestif accompagnée pour les nanoparticules d’une mortalité attribuée à leur agrégation. Dans le cas des nanoparticules des signes cliniques sévères ont été observés tel que des léthargies, des vomissements, des diarrhées, des anémies, des atteintes rénales et même allant jusqu'à la mort tandis que des atteintes hépatiques ont étés observées avec les microparticules.

 

Dans une seconde étude, les mêmes auteurs ont comparé la toxicité de nanoparticules d’oxyde de Zinc de 20 nanomètres et de 120 nanomètres ainsi que le matériau Zinc comme on le trouve habituellement en dose unique de 1 à 5 g/kg. Cette étude montre que les effets toxiques observés sont complexes. Des effets ont été observés, quel que soit la dose administrée, au niveau de l’estomac, du foie et de la rate. Ces effets sont plus sévères avec les nanoparticules de 120 nanomètres qu’avec celles de 20 nanomètres ou encore qu’avec le matériau conventionnel. En présence de nanoparticules de 20 nanomètres on constate aussi un effet au niveau du pancréas. D’après une étude réalisée in vivo par Wang et al., les nanoparticules de 120 nm ont causés des lésions dans le foie, le cœur et la rate de la souris. Une étude réalisée in vitro par Brunner et al. montre quant à elle une toxicité pour les cellules humaines même à de très faibles concentrations.

 

 

Nanoparticules de dioxyde de Titane (TiO2) :

Plusieurs études ont été réalisées sur les effets de cette nanoparticule. Celles-ci présentent des résultats contradictoires. Jani et al. (Étude réalisée en 1994) n’observent pas de toxicité de cette particule après administration quotidienne de nanoparticules de TiO2 de 500 nanomètres. Warheit et al. (Étude réalisée en 2007) observent des résultats similaires après une seule administration de particules de TiO2 de 140 nanomètres à des doses variant de 175 à 5000 mg/kg. Wang et al. (Étude également réalisée en 2007, in vivo) quant à eux observent une toxicité de ces nanoparticules au niveau du foie, des reins, et du cœur. Ces nanoparticules seraient cancérigènes et toxiques envers le génome. Une étude de Donaldson et al. de 1996 réalisée in vitro à constatée que ces nanoparticules détruisaient l’ADN. En 2006 ? Long et al. ont quant à eux conclu à l’apparitions de radicaux libres dans les cellules immunes du cerveau. Dans une autre étude in vitro Sayes et al., de fortes concentrations de nanoparticules perturbent le fonctionnement des cellules de la peau et des poumons.

 

 

Nanoparticules d’argent :

En 2008 une étude a été réalisée par Kim et al. Ils ont étudié la toxicité subchronique (28 jours) de nanoparticules d’argent de 60 nanomètres chez les rats, quand celles –ci sont ingérées par voie orale. Cette étude montre que les seuls signes de toxicité de ces particules sont des anomalies de paramètres biologiques hépatiques tandis que les nanoparticules d’argent sont détectées dans tous les organes incluant le cerveau. Ces nanoparticules sont également toxiques pour certaines cellules reproductrices des souris er pour les cellules du foie et du cerveau des rats.

 

Les résultats de ces études proviennent du rapport de l’AFSSA (Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments) et des travaux des « Amis de la Terre ».

 

L’IRSST (Québec) à d’ores et déjà pu mesurer : "Des effets toxiques au niveau des reins, de la reproduction et de la génotoxicité. De plus, certaines particules causent des granulomes, de la fibrose et des réactions tumorales au niveau pulmonaire. Des effets cytotoxiques ont également été rapportés."

 

Nous pouvons donc dire que les études de toxicité concernant les nanoparticules quand celles-ci sont ingérées par voie orale sont incomplètes et le plus souvent limitées à des cas d’ingestion par gavage sur une courte durée.

Un autre problème est aussi que les informations sur les caractéristiques physico-chimiques des nanoparticules et leur interaction avec la matrice alimentaire sont insuffisantes. Le peu de résultats d’études dont disposent les scientifiques sont parfois contradictoires bien qu’elles montrent en majorité des lésions graves dues aux nanoparticules dans la plupart des organes, dépendant parfois de la dose ingérée, de la taille des nanoparticules. Tous les organes sont des cibles potentielles de l’action des nanoparticules puisqu’aucune des barrières naturelles de l’organisme n’est conçue pour bloquer ces envahisseurs nanométriques et il en est de même pour de nombreux animaux et êtres vivants.

 

De plus, les paramètres physico-chimiques initiaux des nanomatériaux pourraient être modifiés par le mode d’utilisation des produits (la cuisson par exemple), le contact avec le milieu acide, l’estomac par exemple, ou encore avec les autres aliments également ingérés.

 

Au vu de l’absence de caractérisation précise des dangers, et d’outils capables d’analyser les usages alimentaires potentiels, il est aujourd’hui impossible d’évaluer l’exposition du consommateur et les risques sanitaires liés à l’ingestion des nanoparticules encourues par celui-ci.


« Le Risque, s’il ne peut être évalué, ne peut pas être exclu ».

Nous pourrions penser que si des nanoparticules sont présentes dans les emballages de certains aliments, celles-ci ne représentent aucune menace pour notre organisme. Mais il existe aujourd’hui de premiers éléments qui montrent qu’il serait possible que les nanoparticules migrent des emballages vers les denrées qu’ils contiennent et de ces denrées à notre organisme, puis qu’elles s’accumulent dans certains organes et à l’intérieur des cellules pour causer des dégâts dus à des effets toxiques.

 

Malgré de nombreuses incertitudes il semblerait que la plus grande réactivité et la capacité des nanoparticules à entrer dans les organismes et à s’y accumuler, leur confère une toxicité plus importante que l’espèce chimique dont elles sont issues quand cette espèce est de taille macro métrique.

Bien que certaines études sur les nanoparticules utilisent des concentrations bien plus élevées que celles présentes dans la nature, il s’avère que même à faible dose ces particules causent des effets non-négligeables chez les poissons et les invertébrés notamment (acen).

 

Plusieurs tests ont montré que certains nanomatériaux présents dans des produits, disponibles sur le marché actuellement, peuvent endommager l’ADN, affecter gravement les fonctions des cellules et perturber les cycles reproductifs.

 

En conclusion, nous pouvons dire que les nanoparticules en général constituent un danger car elles possèdent la capacité de pénétrer dans notre organisme et de causer des dégâts pouvant aller jusqu'à la modification de notre ADN, tout en passant par des dégradations du foie, de la rate, du cœur, du cerveau, du système immunitaire et de la plupart de nos autres organes ainsi que du cycle reproductif. Les nanoparticules contenues dans les aliments sont d’autant plus dangereuses qu’elles se retrouvent directement au cœur de notre organisme en passant par l’appareil digestif. Leur action est donc plus importante et plus directe que celle de nanoparticules emprisonnées dans des objets.

L’environnement des denrées alimentaires représente aussi un risque puisque les nanoparticules contenues dans les emballages ou dans les ustensiles de cuisines par exemple auraient la possibilité de migrer de ces objets vers les aliments et ainsi de se retrouver directement dans notre organisme comme si elles se trouvaient dans les aliments à l’origine.

Un des dangers important des nanoparticules est que, pour l’instant, nous ne possédons aucun moyen de les détecter et de les suivre au cours de leur vie, donc leur présence dans un aliment ou dans son environnement ne sera pas forcement indiquée : nous pourrions donc nous retrouver malade sans même avoir su que nous avions ingérés des nanoparticules.

De plus il ne faut pas oublier de mentionner le fait que la présence de nanoparticules dans l’alimentation animale ou dans le matériel utilisé lors de l’élevage et de l’exploitation des animaux destinés à l’alimentation induira le fait que ces nanoparticules se retrouveront dans notre assiette.

Ces particules nanométriques représentent donc un risque non négligeable.


2. Enjeux économiques :

 

Classement des budgets alloués à la recherche et au développement des nanoparticules en 2006 :

1. L’Europe (2.1 Milliards de dollars consacrés à la recherche et au développement des nanoparticules)

2. Les Etats-Unis (1.8 Milliards de dollars)

3. L’Asie (1.7 milliards de dollars dont la moitié au Japon)

4. 200 millions de dollars répartis dans d’autres pays comme la Russie ou l’Australie…

 

L’Europe prévoit de consacrer, entre la période 2007-2013, 3,5 milliards d’euros au domaine des nanoparticules.

 

Loin de rester à l’écart, les pays à revenus intermédiaires s’intéressent progressivement aux nanoparticules :

• La Corée du Sud figurait en 2006-2008 à la troisième place des dépôts de brevets concernant les nanoparticules derrière les Etats-Unis, le Japon et juste devant la France.

• L’Inde a lancé en 2007 un programme de promotion des nanosciences et nanotechnologies d’un budget de 255 millions de dollars.

• Le Brésil possède 300 chercheurs diplômés d’un doctorat en nanotechnologies.

• L’Argentine s’est dotée d’un plan couvrant la période 2005-2015.

• L’Afrique du Sud a lancé un projet intitulé SANI (South African Nanotechnology Initiative).

 

Certains de ces pays se sont même lancés dans des programmes de collaboration entre pays du Sud, par exemple l’Inde, le Brésil et l’Afrique de Sud collaborent au sein de L’IBSA (India Brazil South-Africa).

L’essentiel de ces pays cherchent à s’insérer dans l’innovation concernant le domaine des nanoparticules principalement pour défendre leur compétitivité dans le marché mondial.

 

Dans le domaine de l’alimentation, le budget consacré aux nanotechnologies s’élèverait à 20.4 milliards de dollars en 2010 (Helmut Kaiser Consultancy, 2008). Plus de 200 sociétés alimentaires investissent actuellement dans les nanotechnologies.

 

Mais la vigilance est de rigueur concernant ces estimations économiques, puisque certains organismes très ambitieux calculent leur estimation en prenant en compte la valeur totale des produits contenant des nanoparticules et non pas seulement la valeur de ces nanoparticules. De plus il faut garder à l’esprit que ces estimations se basent sur des promesses de développement nécessitant des études plus approfondies notamment sur les risques liés à ces particules.

 

Le domaine de l’agroalimentaire est celui où ont été annoncés les plus importants développements de la recherche et développement mais les risques sanitaires liés aux nanoparticules dans l’alimentation pourraient remettre en question les chiffres mirobolants issus des estimations financières et les promesses futuristes faites en ce domaine.

Santé du Monde