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Illustration Géraldine Grammon, 2017

Les portes d'entrée des nanomatériaux dans le corps humain

Par MD, SD et l'équipe Avicenn - Dernier ajout décembre 2018

Cette fiche est la première partie de notre Dossier Nano et Risques pour la santé. Elle a vocation à être complétée et mise à jour avec l'aide des adhérents et veilleurs d'Avicenn. Vous pouvez vous aussi contribuer à l'améliorer en nous envoyant vos remarques à l'adresse redaction(at)veillenanos.fr.

On distingue communément trois principales voies d'exposition potentielle aux nanomatériaux :
Mais elles sont en fait plus nombreuses :

Le degré de pénétration des nanomatériaux est dans chaque cas conditionné par les caractéristiques physico-chimiques des nanomatériaux (taille, forme, etc.).

Inhalation*

L'inhalation constitue la principale voie de pénétration des nanomatériaux dans le corps humain, en tout cas pour les travailleurs impliqués dans la fabrication ou manipulation de nanomatériaux sous forme de poudre.
Les nanomatériaux susceptibles d'être inhalés par le grand public sont ceux qui sont contenus sous forme de poudre ou dans les sprays : produits ménagers, sprays de crèmes solaires, peintures aérosols par exemple.
Une fois inhalés, les nanomatériaux peuvent être rejetés ou rester dans l'appareil respiratoire (sur les fosses nasales, les bronches et les alvéoles pulmonaires) ou encore être conduits dans le système gastro-intestinal après déglutition.
Une fois inhalés, les nanomatériaux de diamètre compris entre 10 et 100 nm pénètrent plus profondément dans les alvéoles que les particules micrométriques ; en revanche les nanomatériaux plus petits restent dans les voies aériennes supérieures1.

Ingestion*

Présents dans notre alimentation, dans les médicaments, dans les dentifrices, rouges ou baumes à lèvres, les nanomatériaux peuvent se retrouver dans le système gastro-intestinal.
Plus les nanomatériaux sont petits, plus ils semblent absorbés par l'appareil digestif et dispersés ensuite dans l'organisme2.

Contact cutané*

Les nanomatériaux présents dans les cosmétiques ou les vêtements par exemple peuvent entrer au contact de notre peau.
La pénétration des nanomatériaux à travers la peau - parfois expressément recherchée3 - est possible mais serait relativement limitée4, même si les résultats sont souvent contradictoires et rendus peu exploitables en raison notamment d'une insuffisante caractérisation physico-chimique des nanomatériaux et / ou de la diversité des montages expérimentaux*.

* Ainsi certains protocoles ne reflètent pas les conditions réelles d'utilisation des crèmes solaires : certains ont utilisé des échantillons de peau de cochon et sur une durée maximale de 16 heures seulement5, sans prendre en compte des facteurs pourtant déterminants, comme la flexion de la peau ou les produits rajoutés par les industries cosmétiques pour favoriser la pénétration cutanée des produits actifs.
A titre d'exemple, une autre étude australienne publiée en 2010, effectuée sur des humains (et non pas des cochons), à partir de crèmes solaires utilisant des nanoparticules d'oxyde de zinc, avait montré que de faibles quantités de zinc traversaient la barrière cutanée. Il avait fallu attendre deux jours pour en détecter dans le sang des volontaires6.
Dans l'ensemble, la littérature suggère néanmoins que le taux de pénétration des nanoparticules peut être plus élevé que pour des particules plus grosses bloquées par les couches supérieures de l'épiderme (le seuil de 45 nm environ est évoqué dans la littérature scientifique, mais on lit ailleurs que des nanoparticules de polystyrène de 200 nm peuvent néanmoins traverser la peau, donc ces chiffres sont à manier avec prudence).
De nombreuses incertitudes demeurent.
Leur passage à travers la peau serait facilité par le sébum, la sueur, les flexions répétées de la peau, ainsi que par les lésions cutanées (en cas d’eczéma ou de boutons, de brûlure due par exemple à un coup de soleil, d’une micro-coupure résultant du rasage, etc.).

L'une des questions cruciales à élucider concerne le devenir des nanoparticules au niveau des follicules pileux, encore indéterminé. La présence de cellules souches, qui peuvent migrer, pose la question du possible transport des nanoparticules à l'intérieur du corps via ce canal. Des dermatologues des Hôpitaux Bichat et Rothschild ont, pour la première fois, observé au Synchrotron soleil la présence de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) le long de follicules pileux d’une patiente atteinte d’alopécie frontale fibrosante (chute de cheveux en haut du front) qui utilise quotidiennement, depuis 15 ans, des écrans solaires contenant du TiO27.

Autres voies

  • Voie urogénitale
Des nanomatériaux comme le nanoargent entrent dans la composition de sous-vêtements, de gels vaginaux antibactériens et spermicides8. Franchissent-ils alors les barrières physiologiques ? Avicenn n'a pas recensé d'études sur ce sujet.

  • Effraction cutanée
Récemment, plusieurs équipes de chercheurs ont alerté sur les risques liés au transfert de nanoparticules contenues dans les tatouages vers le sang, les vaisseaux et ganglions lymphatiques (entraînant leur gonflement chronique) et différents organes9.

  • Voie parentérale (intra-veineuses, vaccins, ...)
Cette voie est utilisée en médecine : il s'agit des voies intraveineuses, sous-cutanée, intradermique ou intramusculaire, par lesquelles des nanomatériaux peuvent être introduits dans le corps humain.
Des dispositifs médicaux implantables comportant des nanorevêtements sont également testés ou développés (pace-makers, prothèses).
Des nanoparticules sont également présentes dans des vaccins :
  • certaines par contamination non volontaire10, mais en nombre si infime qu'il pourrait, selon l'Agence européenne des médicaments, être constaté "partout dans l'environnement" et "ne devrait pas être considéré comme un risque pour la santé"11
  • d'autres à des fins prophylactiques (préventives) ou thérapeutiques12, principalement à l'état de recherche et développement voire pour certains déjà en voie de commercialisation.

Et après ? Là encore les incertitudes sont nombreuses. Leur devenir dans l'organisme est encore mal connue : une fois dans le corps, les nanomatériaux ne sont pas nécessairement dégradés ou éliminés et peuvent s'accumuler et avoir des effets délétères.
Dans tous les cas, les caractéristiques physico-chimiques des nanomatériaux (taille, forme, etc.) influent sur le degré de pénétration et la toxicité des nanomatériaux dans l'organisme.

Lire aussi nos fiches :
- Nano et Santé : Bibliographie, veillenanos.fr
- Pourquoi tant d'incertitudes sur les risques associés aux nanomatériaux ?, veillenanos.fr
- "Caractéristiques physico-chimiques" et toxicité des nanomatériaux, veillenanos.fr
- Quel devenir et comportement des nanomatériaux dans le corps humain ?, veillenanos.fr
- Nano et Alimentation - Risques pour la santé : inquiétudes et incertitudes, veillenanos.fr
- Comment financer les études de risques associés aux nanomatériaux ?, veillenanos.fr
- L'approche nano 'safe by design' ? Décryptage d'Avicenn, veillenanos.fr
- Nano et Cosmétiques, veillenanos.fr

Ailleurs sur le web :

NOTES et REFERENCES
1 - Pour plus de détails, voir Les nanomatériaux, INRS, ED6050, septembre 2012. Et aussi Les nanoparticules d'uranium traversent la barrière pulmonaire, Aktis (IRSN), octobre-décembre 2013

2 - Voir nos fiches :

3 - Voir par exemple "Nos cosmétiques valent de l'or", Magazine Avantages, 7 décembre 2018 : "En passant la barrière cutanée, l’or permettrait de lutter contre le stress oxydatif dû à la pollution et aux UV, limitant ainsi les rides. Il serait aussi capable de lutter contre les tâches et booster le système immunitaire de la peau."

4 - Cf. :

5 - INTERNATIONAL : Relance de la polémique sur la capacité des nanoparticules à traverser la barrière cutanée, veillenanos.fr, 3 octobre 2012

6 - Small Amounts of Zinc from Zinc Oxide Particles in Sunscreens Applied Outdoors Are Absorbed through Human Skin, Gulson B et al., Toxicological Sciences, 118(1) : 140–149, novembre 2010

7 - Cf. Crème solaire, nanoparticules et alopécie frontale, Synchrotron soleil, février 2018

8 - Voir notre inventaires de produits commercialisés contenant des nanomatériaux, ou par exemple : Dépister le VIH à l'oeil nu ou le contrer avec une crème ?, janvier 2014 et Use of silver nanoparticles increased inhibition of cell-associated HIV-1 infection by neutralizing antibodies developed against HIV-1 envelope proteins, Journal of Nanobiotechnology, 9:38, 2011

9 - Voir notamment :
- Scientists find that nanoparticles from tattoos travel inside the body, ESRF, 12 septembre 2017 (Synchrotron-based ν-XRF mapping and μ-FTIR microscopy enable to look into the fate and effects of tattoo pigments in human skin, Schreiver I et al., Scientific reports, 2017) ; les professionnels ont réagi en minimisant les risques, tout en dénonçant tout de même "le flou entretenu par les industriels fournissant les pigments (CI = Color index) aux fabricants d’encres, sous couvert de secret commercial. Nos distributeurs nationaux, respectueux des exigences imposées par la loi, ne disposent eux-mêmes pas de précisions sur les CI des étiquettes. C’est bien aujourd’hui la seule zone d’ombre sur nos encres de tatouage. La véritable évolution attendue désormais par les tatoueurs et les tatoués vise une plus grande transparence des fournisseurs de pigments... Pour une meilleure connaissance des produits de tatouage", cf. Nanoparticules : Pas de panique !, Tatouage Magazine, n°119, novembre-décembre 2017
- Size and metal composition characterization of nano- and microparticles in tattoo inks by a combination of analytical techniques, Bocca B et al., J. Anal. At. Spectrom.,32, 616-628, janvier 2017
- le communiqué de l'Université de Bradford (Royaume-Uni) et l'article des Amis de la Terre Australie : Des nanoparticules dans les tatouages pourraient causer des cancers (en anglais), 4 novembre 2013

10 - Voir notamment :

11 - Les vaccins sont-ils « contaminés par des nanoparticules toxiques » ?, Le Monde, 19 juillet 2017

12 - Voir par exemple :


Fiche initialement créée en novembre 2013
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