Vous reprendrez bien un peu de cet effet cocktail?

Récemment, plusieurs articles ont été publié sur l’effet cocktail. En juin 2018 notamment, des chercheurs de l’INRA et de l’INSERM en France ont mis en évidence les effets d’un cocktail de pesticides sur les souris. Ils ont exposé des mâles et des femelles à un mélange de 6 substances communément utilisées dans l’agriculture pendant environ une année. Pour chaque pesticide, la dose d’exposition correspondait à la dose journalière admissible pour l’homme. A la fin de l’expérience, ils ont observé que les mâles prenaient du poids et devenaient diabétiques. Les femelles semblaient mieux protégées, mais développaient d’autres symptômes.

La dose journalière admissible pour l’homme est calculée sur la base de tests effectués sur les souris et les rats. La concentration sans effets observés lors des tests est divisée par un facteur de sécurité compris entre 10 et 1000. Cette dose devrait donc est sûre…

…oui peut-être, mais pour une seule substance et pas pour un mélange ou “cocktail”.

Qu’est-ce donc que l’effet cocktail?

A la fin des années 90, un groupe d’écotoxicologues allemands se penche sur les effets combinés de substances chimiques. Ils reprennent un classification publiée dans les années 50 par Plackett et Hewlett, des chercheurs qui ont tenté de caractériser les effets des mélanges sur l’être humain. Les propositions sont restées théoriques, car coûteuses à valider sur des souris, et impossible bien sûr à valider sur l’homme.

Or en écotoxicologie, nous testons des organismes avec des cycles de vie très courts. C’est le cas de la bactérie marine luminescente Vibrio fisheri, qui donne une réponse en 10mn (on mesure la diminution de la luminescence).

Les chercheurs allemands ont donc eu l’idée d’utiliser ces bactéries pour évaluer les effets des cocktails de substances chimiques. Au début des années 2000, ils ont ainsi montré dans le projet européen BEAM que deux modèles permettaient de prédire les effets des mélanges: le modèle d’addition des concentration et le modèle d’indépendance des effets.

En bref, le premier considère que toutes les substances agissent de la même manière (par exemple toutes les substances inhibent la photosynthèse). Dans ce cas, l’effet du cocktail est dû à toutes les concentrations additionnées, pondérées par la toxicité intrinsèque de chaque substance. Le deuxième modèle considère que toutes les substances agissent dans l’organisme de manière différente (inhibition de la photosynthèse et action sur le système nerveux par exemple). L’effet cocktail correspond alors à une addition des effets.

Dans la réalité, les organismes sont exposés à des substances ayant des manières d’agir semblables et dissemblables. Le premier modèle sur-estime donc les effets des mélanges et le deuxième les sous-estime.

Dans un souci de sécurité, les auteurs suggèrent donc d’introduire dans la Loi des valeurs limites basées sur le premier modèle (addition des concentrations).

Or depuis 2003, et malgré les nombreuses publications allant dans le même sens, aucune modification de la Loi. Que ce soit pour les denrées alimentaires ou pour l’environnement, les normes sont toujours fixées pour chaque substance individuellement. Aucune prise en compte de l’effet cocktail à l’horizon.

Pourquoi en 15 ans, n’a-t-on donc pas été capable de prendre en compte cet effet de mélange pour protéger notre santé et les espèces de l’environnement?

Je n’ai pas la réponse à cette question.

Cependant, certainement que le facteur économique joue un rôle important. Si on prenait en compte les mélanges, les normes diminueraient drastiquement et un certain nombre de substances disparaîtraient du marché.

La mise en pratique est également délicate. Prenons le cas d’un cours d’eau dans lequel les concentrations des substances prises en mélange sont trop élevées. Lesquelles, dans ce mélange, devront être diminuées, voir supprimées? Cela semble faire le lit de discussions à rallonge.

Mais au-delà de ces aspects, force est de constater que nous-mêmes, scientifiques, sommes bien empruntés pour proposer des valeurs limites concrètes pour les mélanges. Comme je le mentionnais dans un blog récent (un manque criant de données), nous sommes, à l’heure actuelle, en mesure d’évaluer les effets des mélanges pour quelques 50 substances grand maximum (essentiellement des pesticides) et ceci pour quelques espèces seulement.

Or nous sommes entourés par plusieurs centaines de milliers de substances chimiques présentes dans l’air, le sol ou l’eau.

Par précaution, il semble donc important et urgent de diminuer au maximum l’utilisation des substances chimiques, de même que leur rejet dans l’environnement!

Je pense très sincèrement que la chimie à amené certains avantages (notamment en médecine et en agriculture), mais le développement et l’utilisation à tout va de substances chimiques est très préoccupant et mets sérieusement en danger notre futur et celui des écosystèmes.

A titre d’exemple, l’utilisation de déodorants d’air intérieur me laisse toujours perplexe. Ces produits sont allergènes et irritants, mais on les spray même dans la chambre des enfants.

Autre exemple, les bloc-wc servent peut-être à colorer l’eau des toilettes, mais ils envoient dans les eaux de surface des biocides toxiques et des colorants. Est-ce vraiment utile?

Il existe ainsi des dizaines d’exemples de substances qui sont utilisées pour rien ou pour un confort tout relatif, mais qui contribuent de manière non négligeable à la pollution de l’environnement.

Pour ne pas paraître trop pessimiste, l’Office fédérale de l’environnement est en train de plancher sur la prise en compte de l’effet des mélanges pour les pesticides et les médicaments dans les eaux. C’est un premier pas.

 

A noter: on confond souvent l’effet cocktail avec un effet synergique des substances chimiques. Ce n’est pas le cas. L’effet synergique signifie qu’une substance va aider une autre à agir. L’effet conjoint sera donc beaucoup plus important que les effets individuels. C’est ce qui est recherché dans les formulations de pesticides ou dans certaines thérapies médicinales. C’est le cas également du pamplemousse par exemple, qui ne doit pas être consommé en même temps que certains médicaments car il peut en augmenter l’effet. A l’inverse, l’effet antagoniste est la diminution de l’effet d’une substance par une autre.  Dans l’environnement cependant, le nombre de substances chimiques et si important que les effets synergiques et antagonistes sont marginaux. Le modèle d’addition des concentrations suffit pour prédire les effets des mélanges.

 

Références:

Backhaus et al. 2003. The BEAM-project: prediction and assessment of mixture toxicities in the aquatic environment. Continental Shelf Research 23. Pages 1757-1769.

Gregorio V, Chèvre N. 2014. Assessing the risks posed by mixtures of chemicals in freshwater environments. Case study of lake geneva, Switzerland. Wires Water doi: 10.1002/wat2.1018.

Lukowicz C et al. 2018. Metabolic effects of a chronic dietary exposure to a low-dose pesticide cocktail in mice: sexual dismorphism and role of the constitutive androstane receptor. Environmental Health Perspectives.

Plackett and Hewlett. 1952. Quantal responses to mixtures of poisons. Journal of the Royal Statistical Society. Serie B. Volume XIV (2). Pages 143-163.

 

 

 

Nathalie Chèvre

Nathalie Chèvre

Nathalie Chèvre est maître d'enseignement et de recherche à l'Université de Lausanne. Ecotoxicologue, elle travaille depuis plus de 15 ans sur le risque que présentent les substances chimiques (pesticides, médicaments,...) pour l'environnement.

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