Une approche écosystémique aux sources de sélénium dans l'alimentation et à ses effets sur la santé en lien avec l'exposition au mercure en Amazonie brésilienne

Lemire, Mélanie (2010). « Une approche écosystémique aux sources de sélénium dans l'alimentation et à ses effets sur la santé en lien avec l'exposition au mercure en Amazonie brésilienne » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en sciences de l'environnement.

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Résumé

Le mercure (Hg) est un polluant global qui pose plusieurs risques pour la santé humaine. Le poisson, qui peut bioaccumuler des quantités importantes de Hg, renferme aussi des nutriments et assure la sécurité alimentaire de plusieurs populations humaines. Le projet CARUSO, au sein duquel les présentes recherches ont été réalisées, utilise une approche écosystémique, interdisciplinaire et participative pour étudier les sources de Hg et ses effets dans la région du Bas-Tapajos, en Amazonie brésilienne. Au début des années 2000, lors d'un atelier avec les villageois sur les résultats des études précédentes, les femmes du village ont demandé aux chercheur-es s'il existait des aliments qui pourraient influencer les effets du Hg sur leur santé. Ceci a amené l’équipe du CARUSO à initier de nouvelles études sur les sources possibles et le rôle du sélénium (Se) dans cette région. Le Se est un oligoélément qui constitue le centre actif d'au moins 25 sélénoprotéines. Ces dernières sont indispensables pour le cerveau, notamment pour le protéger contre les dommages du stress oxydatif. Plusieurs études animales, souvent parcellaires et contradictoires, soutiennent que le Se protège contre les effets toxiques du Hg. Ces auteur-es suggèrent que le Se pourrait soit compenser les effets du stress oxydatif causé par le Hg, former des complexes inertes Hg-Se ou réduire la biodisponibilité du Hg dans les organes-cibles. Les quelques études chez les populations exposées au Hg n'ont toutefois pas montré de tels effets du Se chez les humains. Par ailleurs, quelques études suggèrent que le Se pourrait aussi réduire le stress oxydatif causé par l'exposition au plomb (Pb), une autre substance toxique récemment identifiée chez les riverains de cette région. Les aliments sont la principale source de Se et leurs teneurs en Se varient suivant plusieurs facteurs dont les niveaux de Se présents dans les sols. Un apport alimentaire insuffisant ou excessif en Se peut avoir des effets néfastes sur la santé. La déficience de Se est associée notamment à une augmentation des maladies cardiaques et de divers types de cancer. Les effets toxiques causés par un excès de Se sont moins fréquents et ont été rapportés chez des populations chinoises vivant dans des écosystèmes naturellement très riches en Se. Les signes et les symptômes de toxicité associés à un excès de Se sont l'apparition graduelle de signes dermiques et de problèmes gastro-intestinaux suivis de troubles moteurs et sensoriels. Récemment, un statut élevé de Se a aussi été associé à une prévalence élevée de diabète, d'hypercholestérolémie et d'hypertension chez différentes populations aux États-Unis, en France et en Angleterre, qui consomment une quantité importante de suppléments alimentaires de Se. La première étude sur le Se menée par l'équipe du CARUSO montre que, chez les riverains du Bas-Tapajos, le statut de Se varie de normal à très élevé et de façon importante entre les communautés. Selon la littérature, certains aliments présents dans la région d'étude pourraient contenir des niveaux considérablement élevés de Se. Cependant, aucune information pouvant expliquer les variations du statut de Se chez les riverains, par exemple les niveaux de Se dans les aliments ou les niveaux de Se dans les écosystèmes terrestres et aquatiques de la région du Tapajos, n'est disponible. Le Hg constitue un problème important pour ces communautés amazoniennes. L'exposition au Pb, récemment découverte, pourrait exacerber les effets néfastes du Hg sur la santé des riverains. La présente recherche utilise une approche écosystémique pour mettre en lumière dans quelle mesure le Se peut contribuer à réduire les effets de ces substances toxiques sur la santé des riverains. Les objectifs de cette thèse sont: (i) d'évaluer les variations saisonnières du statut de Se à l'aide de différents bioindicateurs; (ii) d'identifier les sources alimentaires de Se dans plusieurs villages du Bas-Tapajos; (iv) d'examiner les relations entre les bioindicateurs de Se et les effets connus de la toxicité du Se, et; (v) d'évaluer les relations entre les bioindicateurs de Se et les effets sur les fonctions motrices et les cataractes séniles, seuls et en lien avec le Hg et le Pb. Une première phase de cette recherche a eu lieu dans six communautés de la région du Bas-Tapajos en 2003 et 2004. Deux études transversales ont été réalisées: à la saison de la décrue des eaux (N = 259) et à la saison de la crue des eaux (N = 137), avec des mesures répétées pour un sous-groupe (N = 112). Les niveaux de Se ont été mesurés dans le sang (B-Se), les cheveux (H-Se) et l'urine (U-Se). Les résultats de cette étude montrent une importante variation interindividuelle des niveaux de B-Se (de 142 to 2447 ug/L), sans variations particulières d'une saison à l'autre (médiane 284 et 292 ug/L respectivement). Toutefois, l'analyse séquentielle de segments de cheveux montre une variation significative du statut de Se dans le temps: les niveaux de H-Se étaient significativement plus bas à la saison de la décrue des eaux comparé qu'à celle de la crue des eaux (médiane: 0.7 et 0.9 ug/g, plage d'étendue: 0.2-4.3 et 0.2-5.4 ug/g respectivement). Lors des deux saisons, les relations entre les niveaux de B-Se et de H-Se étaient linéaires et hautement significatives, alors que celle entre les niveaux de B-Se et de U-Se était mieux décrite par une courbe sigmoïde. Les variations temporelles de H-Se suggèrent qu'il y ait des variations saisonnières importantes des sources locales de Se. Chez les populations présentant un statut de Se hautement variable ou élevé, les analyses séquentielles de H-S peuvent constituer un bioindicateur utile pour évaluer les variations temporelles et le statut mensuel de Se. Pour la seconde phase de cette recherche, réalisée en 2006, nous avons recruté 448 personnes, âgées de 15 à 87 ans, dans 12 communautés de la région. Les niveaux de Se et de Hg ont été mesurés dans le sang, le plasma, les cheveux et l'urine et les niveaux de Pb ont été mesurés dans le sang. Des questionnaires ont permis de collecter des données sociodémographiques, sur les fréquences de consommation des aliments potentiellement riche en Se, sur la présence des symptômes de toxicité du Se et sur l'histoire médicale des participants. Une évaluation de signes de la toxicité du Se (cheveux, ongles et peau) a été réalisée par une infirmière. Tous les participants ont également subi un examen visuel complet et réalisé une batterie de tests neuromoteurs pour évaluer la coordination motrice, la dextérité manuelle et la force de préhension. Des échantillons d'aliments et d'eau consommée par les riverains ont aussi été collectés dans quatre de ces communautés. Les analyses du Se dans les aliments de la région ont montré que les noix du Brésil (Bertholletia excelsa) sont une excellente source de Se, mais avec des concentrations hautement variables, 0.4 à 158.4 ug/g. D'autres aliments comme le poulet, la viande de chasse, les œufs et le bœuf avaient des niveaux élevés de Se (0.3-1.4 ug/g), alors que le borécole, les patates douces, le riz et les pupunha avaient des niveaux moyens de Se (0.l-0.2 ug/g). Selon le type d'aliment, les niveaux de Se ne suivaient pas les mêmes profils de variation entre les communautés. Les niveaux de Se dans l'eau potable étaient négligeables (< 1.4 ug/L). Les niveaux de B-Se étaient positivement associés à la consommation de noix du Brésil, de poulet et de viande de chasse. Les noix du Brésil contenaient aussi des niveaux hautement variables et parfois très élevés de Ba (1.9-1437 ug/g) et de Sr (3.3-1 73 ug/g). Chez les participants, les niveaux de B-Se variaient entre 103.3-1500.2 ug/L (médiane 228.4 ug/L), de Se plasmatique (P-Se) entre 53.6-913.2 ug/L (médiane 134.8 ug/L), de H-Se entre 0.4-3.8 ug/g (médiane 0.7 ug/g) et de U-Se entre 2.3-1375.0 ug/g creat. (médiane 33.6 ug/g creat.). Les médianes de Hg sanguins (B-Hg) et Pb sanguins (B-Pb) étaient de 42.5 ug/L et de 113.0 ug/L respectivement. Même si les niveaux de B-Se et P-Se dépassaient les concentrations considérées toxiques, aucun signe ou symptôme de toxicité du Se n'était associé aux bioindicateurs de statut de Se. Par ailleurs, les bioindicateurs de Se (surtout le P-Se) étaient positivement reliés à de meilleures performances pour tous les tests moteurs, en tenant compte des variables sociodémographiques et des bioindicateurs de B-Hg et de B-Pb. Les coefficients de régression pour les bioindicateurs de Se étaient considérablement plus élevés lorsque les modèles étaient contrôlés pour le B-Hg. Aucune interaction entre les bioindicateurs de Se, Hg et Pb n'a été observée. Chez les adultes de 40 ans et plus, 32.7% présentaient des cataractes séniles. Les rapports de cote pour la prévalence des cataractes séniles, ajustés pour l'âge et la consommation de cigarette, montrent un effet bénéfique du P-Se à des concentrations >111 ug/L et des effets néfastes du B-Hg à des concentrations >25 ug/L (0.25 [0.10-0.69] et 4.52 [1.35-15.16], respectivement). Lorsque les concentrations de P-Se étaient >111 ug/L, aucune association entre le B-Hg et la prévalence de cataractes séniles n'a été observée. Cette thèse est la première recherche à montrer l'absence d'effets toxiques du Se chez des populations ayant un statut élevé de Se venant des aliments et des effets bénéfiques du Se sur les fonctions motrices et les cataractes séniles. Cette recherche met aussi en lumière que des interrelations entre le Se et le Hg chez l'humain sont possibles, mais plus complexes qu'un ratio molaire Se:Hg de 1:1. Chez des populations exposées à des niveaux élevés de Hg, un statut adéquat, et même élevé de Se, pourrait jouer un rôle crucial pour atténuer les effets toxiques du Hg ou maintenir l'activité optimale des sélénoprotéines. Plus d'études sont nécessaires pour comprendre dans quelles conditions le Se dans les aliments affecte la santé chez des populations avec une exposition faible ou modérée au Hg. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sélénium, Mercure, Noix du Brésil, Fonctions motrices, Cataractes séniles, Amazonie brésilienne.

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur
Directeur de thèse: Mergler, Donna
Mots-clés ou Sujets: Sélénium, Noix, Alimentation, Toxicité, Exposition ambiante (Environnement), Mercure, Amazonie brésilienne
Unité d'appartenance: Instituts > Institut des sciences de l'environnement (ISE)
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 13 déc. 2010 16:49
Dernière modification: 01 nov. 2014 02:16
Adresse URL : http://archipel.uqam.ca/id/eprint/3545

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