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Nano et Alimentation (4/7) : Risques pour la santé : inquiétudes et incertitudes

Nano-Alim-M Par MD, DL et l'équipe Avicenn - Dernière modification mars 2017

Cette fiche fait partie de notre Dossier Nano et Alimentation.
Vous pouvez contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.



Des motifs d'inquiétude

Des études ont montré que des nanomatériaux peuvent :

  • franchir les barrières buccale et intestinale et se diffuser dans l’organisme1
    • Des études ont montré par exemple que des nanoparticules de silice ou d'argent s’agglomèrent dans l’eau ou dans les milieux acides (comme l'estomac) mais se réindividualisent dans l’intestin où le pH est neutre ; elles peuvent alors traverser plus facilement la barrière intestinale2.

  • s’accumuler ensuite dans les organes3 (tube digestif, foie, rate mais aussi estomac, reins, poumons, testicules, cerveau), dans le sang et à l’intérieur des cellules ;

  • y causer des perturbations voire des effets toxiques :

  • - Nanoparticules de dioxyde de titane (E171) :
    Des effets néfastes associés à l'ingestion de nanoparticules de dioxyde de titane ont été observés ces dernières années4 sur l'intestin, le foie, le coeur, l'estomac, ... Or nous en consommons de 0,2 à 1 mg/kg poids corporel/jour pour l'adulte, et chez l’enfant / adolescent aux Etats-Unis de 1 à 3 mg/kg/jour (jusqu'à un maximum estimé à 6 mg au Royaume-Uni pour les plus exposés)5, du fait de la plus forte teneur en TiO2 dans les confiseries. L'autorisation de l'additif alimentaire E171 (dioxyde de titane) en vigueur en Europe depuis 1969 a été reconduite en septembre 20166 par l'EFSA, qui a considéré que les données disponibles sur le E171 dans les aliments ne mettaient pas en évidence de problèmes de santé pour les consommateurs... tout en recommandant de nouvelles études sur les effets possibles sur le système reproducteur. Mais depuis, plusieurs études7 sont venues confirmer les doutes et légitimer les appels à la plus grande vigilance concernant cet additif, et notamment sa fraction nanoparticulaire.

  • - Nanoparticules de silice (E551) :
    Des effets potentiellement néfastes sur la santé associés à l'ingestion de nanoparticules de silice (le SiO2 correspond à l'additif E551) ont été montrés8, notamment des dysfonctionnements de la division cellulaire et des perturbations du trafic cellulaire9, ainsi que des effets indésirables sur le foie10 ; inquiétant si l'on considère que nous absorbons en moyenne environ 124 mg de nano-silice (E551) par jour11 ; en outre certaines nanosilices sont plus génotoxiques à faibles doses qu'à fortes doses12. La réévaluation de la silice sous forme de E551 (nano et non nano) est en cours ; initialement prévue pour décembre 201613, nous n'avons pas eu connaissance des résultats début 2017.

  • - Nanoparticules d'argent (E174 notamment) :
    Des nanoparticules d'argent sont présentes dans l'additif E174 mais également dans des emballages ou contenants alimentaires antibactériens ; or des nanoparticules d'argent injectées dans le sang de rats ont été retrouvées jusque dans le foie, au niveau noyau des hépatocytes, et altèrent les cellules de cet organe vital14 ; une autre étude a montré que des nanoparticules d'argent administrées par voie orale à des souris ont endommagé les cellules épithéliales ainsi que les glandes intestinales des rongeurs et entraîné une diminution de leur poids15 ; une perturbation de la flore intestinale a également été observée chez des poissons zèbres alimentés avec de la nourriture contenant des nanoparticules d'argent et de cuivre16. Il a été également démontré que l'ingestion de nanoparticules d'argent provoque des altérations permanentes du génome chez la souris et pourraient donc conduire à un cancer17


Des nanocomposites de dioxyde de cerium (CeO2) peuvent provoquer une altération du métabolisme18

Outre les répercussions sur la santé de l'ingestion de nanoparticules, il est à noter que les risques pour l'environnement sont également mal cernés et plutôt préoccupants19.

De nombreuses incertitudes scientifiques

On ignore aujourd'hui encore beaucoup de choses sur les répercussions que l’ingestion de nanomatériaux peut avoir sur la santé humaine20. Les études de toxicité des nanoparticules par voie orale sont rares et beaucoup ont pu comporter des faiblesses méthodologiques21 qui rendent difficile l'utilisation de leurs résultats. Les conditions expérimentales reflètent encore mal la façon dont les consommateurs sont exposés ; les nanomatériaux considérés sont souvent synthétisés en laboratoire et donc différents des nanomatériaux (et résidus de nanomatériaux) que les consommateurs ingèrent réellement22.
En outre les caractéristiques physico-chimiques des nanoparticules testées et leurs interactions avec la matrice alimentaire sont insuffisamment documentées.
Néanmoins des progrès sont en cours depuis peu, grâce aux améliorations des pratiques des chercheurs, des outils et des protocoles.

L'un des problèmes qui risque de durer encore néanmoins a trait à la grande complexité de l'évaluation des risques liés à l'ingestion de nanomatériaux : la toxicité des nanoparticules diffère en effet selon leurs caractéristiques physico-chimiques (dimension, forme, degré d’agglomération, etc.). Or, ces caractéristiques sont très variables selon les nanomatériaux et peuvent évoluer tout au long de leur cycle de vie :
  • en fonction des conditions dans lesquelles les nanomatériaux sont synthétisés, stockés, éventuellement enrobés ;
  • par les transformations qu'ils subissent lors de la cuisson et de la préparation des plats ou dans l'appareil digestif23 (par exemple au contact du milieu acide de l’estomac, etc.)
  • lors des interactions avec les emballages et/ou avec les autres ingrédients et substances chimiques avec lesquels les nanomatériaux se retrouvent mélangés (avant puis pendant l'ingestion et la digestion) ; on peut craindre par exemple un "effet cocktail" avec certaines molécules24

L’évaluation du risque doit en outre tenir compte :AsYouSow2013
  • de la susceptibilité individuelle (le stress augmente par exemple la perméabilité intestinale aux xénobiotiques)25 ;
  • de la durée et de la période d’exposition26, sachant que selon une étude récente, les enfants consommeraient deux à quatre fois plus de titane que les adultes du fait de l'ingestion de sucreries ayant des niveaux élevés de nanoparticules de dioxyde de titane27
→ Autant d'éléments qui rendent extrêmement difficile l'évaluation de l'exposition du consommateur et des risques sanitaires liés à l'ingestion des nanoparticules.

Source : As you sow, 2013


En 2009, l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et l'Organisation mondiale de la santé (OMS) ont convoqué une réunion d'experts sur les incidences des nanotechnologies sur la sécurité sanitaire des aliments : le rapport qui en est issu, publié en 2011, liste les besoins de recherche pour mieux évaluer les risques dans le domaine. Nonobstant le large consensus sur la nécessité de renforcer les recherches sur les risques liés aux nanomatériaux ingérés, ces dernières sont aujourd'hui encore très limitées (voir notre fiche Les travaux de recherche sur les risques associés aux nanomatériaux en lien avec l'alimentation pour plus de détails).
Mais de l'aveu même de scientifiques impliqués dans les études de toxicologie et écotoxicologie, évaluer correctement les risques sanitaires et environnementaux des nanomatériaux a un coût prohibitif. En 2012, Mark Wiesner, directeur du CEINT (USA) avait ainsi résumé la situation : "le nombre et la variété des nanomatériaux est sidérant, il n'y a pas assez d'éprouvettes dans le monde pour procéder à toutes les expériences nécessaires"28. En 2009, des chercheurs ont estimé le coût des études de toxicité à réaliser pour les nanomatériaux déjà existants à 250 millions de dollars au minimum, voire 1,18 milliards de dollars en fonction du degré de précaution adopté, nécessitant entre 34 et 53 ans d'études29. Se pose ainsi la question de la prise en charge par les industriels eux-mêmes du coût de ces recherches.

En attendant des évaluations concluantes, la commercialisation de produits alimentaires contenant des nanoparticules continue

L'ANSES a réaffirmé en avril 2014 dans sa synthèse de l'état des connaissances relatives à l'évaluation des risques associés aux nanomatériaux que "la voie orale, peu étudiée jusqu’à aujourd’hui, devrait faire l’objet d’efforts de recherche spécifiques" (cf. p.8).

En octobre 2016, l'ANSES a été saisie par ses ministères de tutelle pour étudier les risques liés aux nanoparticules dans l'alimentation, et plus précisément :
  • réaliser une étude détaillée de la filière agro-alimentaire au regard de l'utilisation des nanos dans l'alimentation,
  • prioriser les substances et/ou produits finis d'intérêt en fonction de critères pertinents déterminés au cours de l'expertise,
  • réaliser une revue des données disponibles (effets toxicologiques et données d'exposition)
  • et en fonction de leur disponibilité, étudier la faisabilité d'une évaluation des risques sanitaires pour certains produits.
Les résultats de l'expertise initialement attendus pour fin 201730 ne seront pas connus avant septembre 201831.

C'est pourquoi, au regard des conclusions inquiétantes d'une étude ipubliée par l'INRA le 20 janvier 201732, les ministères chargés de l’économie, de la santé et de l’agriculture ont décidé de saisir conjointement l’ANSES afin de déterminer si l’additif alimentaire E171 présente un éventuel danger pour les consommateurs33.
Cette saisine dont les résultats sont annoncés pour la fin mars 2017 s’inscrit dans le cadre des travaux de l’agence déjà engagés à la demande du gouvernement le 17 octobre 2016 sur l’impact potentiel sur la santé des nanomatériaux présents dans l’alimentation de manière plus générale (cf. supra).

En attendant, les consommateurs continuent donc d'ingérer ces nanoparticules, le plus souvent sans le savoir !

En savoir plus

Voir sur notre site :

Autres références sur le web postérieures à la réalisation de cette fiche (juin 2013) :
- France 3, Les nanoparticules, un nouveau scandale sanitaire ?, 11 novembre 2016
- Critical assessment of toxicological effects of ingested nanoparticles, McCracken C et al., Environ. Sci.: Nano, 3, 256-282, 2016



⇒ Fiche suivante "Variations sur les thèmes de la prudence, de la confiance et de la vigilance"

NOTES et REFERENCES :

1 - Voir par exemple :

2 - Cf. notre fiche Quel devenir et comportement des nanomatériaux dans le corps humain ?, veillenanos.fr

3 - Nanotechnologies et nanoparticules dans l’alimentation humaine et animale, Afssa (aujourd'hui ANSES), mars 2009 : le tube digestif, le foie et la rate sont les principaux organes cibles. Après administration par voie orale de nanoparticules d’argent de 60 nm à des rats pendant 28 jours, de l'argent a été retrouvé dans l’estomac, les reins, le foie, les poumons, les testicules, le cerveau et le sang : cf. Kim, J.S. et al. Twenty-eight-day oral toxicity, genotoxicity, and gender-related tissue distribution of silver nanoparticles in Sprague-Dawley rats, Inhal. Toxicol., 20(6), 2008

4 - Par exemple :

5 - Voir la référence sur notre fiche Quels ingrédients nano dans notre alimentation ?

6 - Cf. notre fiche Risques associés aux nanoparticules de dioxyde de titane

7 - Publications postérieures à l'avis de l'EFSA rendu en septembre 2016 (liste non exhaustive) :

8 - Cf. notre fiche Risques associés aux nanoparticules de silice et aussi :

9 - Voir notamment :

10 - Voir notamment :
- Silica nanoparticle-induced toxicity in mouse lung and liver imaged by electron microscopy, Fundamental Toxicological Sciences, 2(1) : 19-23, 2015
- Novel insights into the risk assessment of the nanomaterial synthetic amorphous silica, additive E551, in food, van Kesteren PCE et al., Nanotoxicology, 2014

11 - cf. Des nanoparticules de silice dans l’alimentation, un régime risqué ?, OMNT, 20 avril 2011 ; l'article en français n'est plus accessible aujourd'hui, mais la source, en anglais, est toujours accessible : Presence and risks of nanosilica in food products, Dekkers et al., Nanotoxicology, 5(3) : 393-405, 2011

12 - Voir notamment :

13 - Cf. notre fiche Risques associés aux nanoparticules de silice.

14 - cf. Effects of Silver Nanoparticles on the Liver and Hepatocytes in vitro, Gaiser B.K. et al., Toxicol. Sci., 2012) ;

15 - cf. Toxic effects of repeated oral exposure of silver nanoparticles on small intestine mucosa of mice, Toxicology Mechanisms and Methods, 23(3), Mars 2013 ;

16 - cf. Ingestion of metal-nanoparticle contaminated food disrupts endogenous microbiota in zebrafish (Danio rerio), Environmental Pollution, 174, Mars 2013

17 - Oral ingestion of silver nanoparticles induces genomic instability and DNA damage in multiple tissues, Nanotoxicology, 2014
Voir également : Exposure to silver nanoparticles induces size- and dose-dependent oxidative stress and cytotoxicity in human colon carcinoma cells, Toxicology in Vitro, 28(7), : 1280–1289, octobre 2014

18 - Cf. "Nanoparticules d'oxyde : quelle toxicité sur les cellules intestinales ?", travaux du CEA-iBEB réalisés dans le cadre du projet ANR AgingNanoTroph, 3 janvier 2013

19 - Voir par exemple :

20 - Voir notre fiche - Pourquoi tant d'incertitudes sur les risques associés aux nanomatériaux ?, veillenanos.fr ; et plus sépcifiquement sur l'alimentation : Nanoparticle toxicity by the gastrointestinal route: evidence and knowledge gaps, Int. J. Biomed Nanosci Nanotechnol, 3, 163-210, 2013

21 - Voir notre fiche Pourquoi tant d'incertitudes sur les risques associés aux nanomatériaux ?, veillenanos.fr et :

22 - Cf. par exemple Yang Y et al., Characterization of Food-Grade Titanium Dioxide: The Presence of Nanosized Particles, Environ. Sci. Technol., 2014, 48 (11), pp 6391–6400

23 - Mammalian gastrointestinal tract parameters modulating the integrity, surface properties, and absorption of food-relevant nanomaterials, Bellmann S et al., WIREs Nanomed Nanobiotechnol., 2015

24 - Des nanomatériaux, combinés avec d'autres substances, ne pourraient-ils pas devenir (plus) dangereux ? Les toxicologues travaillent en isolant des substances ce qui ne permet pas d'établir les effets d’interaction d’une pluralité de substances pénétrant dans l’organisme. Pour plus d'information sur l'effet cocktail, voir le rapport State of the Art Report on Mixture Toxicity, 2009, par Andreas Kortenkamp, Thomas Backhaus, et Michael Faust, commandité par la DG Environnement de la Commission européenne. Et les deux journées d'échanges sur l'Exposition aux mélanges de substances chimiques : Quels défis pour la recherche et l’évaluation des risques, ANSES, décembre 2013

25 - Voir aussi E. Houdeau (INRA), "Nanoparticules et barrière intestinale : comprendre les mécanismes de franchissement" : Diaporama, Carrefour de l'innovation agronomique (CIAG), novembre 2012 ; Article académique, Innovations Agronomiques, 24, 105-112, 2012

26 - Susceptibility of Young and Adult Rats to the Oral Toxicity of Titanium Dioxide Nanoparticles, Small, 9(9/10), 2013

27 - Titanium Dioxide Nanoparticles in Food and Personal Care Products, Weir A. et al., Environ. Sci. Technol., 46 (4), pp 2242–2250, 2012

28 - With Prevalence of Nanomaterials Rising, Panel Urges Review of Risks, New York Times, 25 janv. 2012

29 - The Impact of Toxicity Testing Costs on Nanomaterial Regulation, Environ. Sci. Technol., 2009, 43 (9)

30 - Réponse à la question N° 85181 du député Yves Daniel, ministère des Affaires sociales, de la santé et des droits des femmes, octobre 2016

31 - L’Anses lance un appel à candidatures d’experts scientifiques afin de procéder à la constitution d’un groupe de travail (GT) «Nanos & Alimentation », ANSES, janvier 2017

32 - Additif alimentaire E171 : les premiers résultats de l’exposition orale aux nanoparticules de dioxyde de titane, communiqué de presse, 20 janvier 2017 (déjà cité plus haut)

33 - Dioxyde de titane (E 171) : le Gouvernement saisit l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses) sur les conclusions d’une étude de l’INRA, communiqué de presse, 20 janvier 2017

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Fiche initialement créée en mai 2013
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