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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 20 juin 2016

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 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 certains 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 :

    • concernant les risques associés à l'ingestion de nanoparticules de dioxyde de titane (le TiO2 correspond à l'additif E171), ont déjà été observés :
      • des réponses toxiques (dommages à l’ADN) ont été observés in vitro sur des lignées cellulaires épithéliales de l'intestin chez l'homme4
      • des oedèmes du foie, des lésions du coeur et des mastocytes dans les tissus de l'estomac chez de jeunes rats5
      • leur passage à travers l'épithélium intestinal ex vivo, in vivo and in vitro et leur maintien dans les cellules de l'intestin où elles peuvent induire des lésions chroniques6
      • des perturbations au niveau immunitaire7
      • ... 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)8, du fait de la forte teneur en TiO2 dans les confiseries.

    • concernant les risques associés à l'ingestion de nanoparticules de silice (le SiO2 correspond à l'additif E551), on sait que les nanoparticules de silice 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 la barrière intestinale9, avec des effets potentiellement néfastes sur la santé10, notamment des dysfonctionnements de la division cellulaire et des perturbations du trafic cellulaire11, ainsi que des effets indésirables sur le foie12 ; inquiétant si l'on considère que nous absorbons en moyenne environ 124 mg de nano-silice (E551) par jour13 ; en outre certaines nanosilices sont plus génotoxiques à faibles doses qu'à fortes doses14

    • 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 vital15 ; une autre étude récente vient de montrer 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 poids16 ; 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 cuivre17. Il vient également d'être démontré que l'ingestion de nanoparticules d'argent provoque des altérations permanentes du génome chez la souris et pourraient donc conduire à un cancer18

    • des nanocomposites de dioxyde de cerium (CeO2) peuvent provoquer une altération du métabolisme19

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 préoccupants20.

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 humaine21. Les études de toxicité des nanoparticules par voie orale sont rares et celles qui existent présentent souvent des faiblesses méthodologiques22 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 réellement23.
En outre les caractéristiques physico-chimiques des nanoparticules testées et leurs interactions avec la matrice alimentaire sont insuffisamment documentées.

De fait, l'évaluation des risques liés à l'ingestion de nanomatériaux est d'une grande complexité : la toxicité des nanoparticules diffère 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 digestif24 (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 molécules25

L’évaluation du risque doit en outre tenir compte :AsYouSow2013
  • de la susceptibilité individuelle (le stress augmente par exemple la perméabilité intestinale aux xénobiotiques)26 ;
  • de la durée et de la période d’exposition27, 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 titane28
→ 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"29. 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'études30. Se pose ainsi la question de la prise en charge par les industriels eux-mêmes du coût de ces recherches.

Des évaluations qui se font attendre

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).

La réévaluation du dioxyde de titane sous forme de E171 (nano et non nano), initialement prévue pour décembre 2015 a été repoussée à 201631 !
Celle de la silice sous forme de E551
(nano et non nano) n'est pas prévue avant décembre 201632.
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) :


⇒ 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. NanoResp, Les nanomatériaux dans l’alimentation. Quelles fonctions et applications ? Quels risques ?, octobre 2015

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 - cf. Gerloff et al. 2011, 2012, cité par E. Houdeau (voir note plus bas)

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

6 - Titanium dioxide nanoparticle impact and translocation through ex vivo, in vivo and in vitro gut epithelia, Brun E. et al., Particle and Fibre Toxicology, 11:13, 2014 ; voir également, plus généralement, Nanoparticles in Food - with a focus on the toxicity of titanium dioxide, C. Rydström Lundin, Uppsala University and the Swedish National Food Agency, 2012

7 - Distribution dans l’intestin et impacts sur le système immunitaire de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) après exposition orale chez le rat, Bettini S et al., Nutrition Clinique et Métabolisme, décembre 2014

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

9 - Cf. NanoResp, Les nanomatériaux dans l’alimentation. Quelles fonctions et applications ? Quels risques ?, octobre 2015

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

11 - Voir notamment :

12 - 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

13 - 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

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

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

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

18 - 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

19 - 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

20 - Voir par exemple :

21 - 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

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

23 - 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

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

25 - 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

26 - 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

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

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

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

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

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

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


⇒ Revenir au sommaire du "Dossier Nano et Alimentation"

Fiche initialement créée en mai 2013
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