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Laboratoire de Chimie et Microbiologie de l’Eau
UMR CNRS 6008
Université de Poitiers ; Laboratoire de Chimie et Microbiologie de l’Eau et Faculté de Médecine et Pharmacie
Mesure de l’exposition au sélénium :évaluations chimique et épidémiologique
auprès de sujets alimentés par une eau potable à teneur élevée, dans la Vienne
Thèse d’Université (décembre 2007) : Emmanuelle Bar ron
Dr Virginie [email protected]
Laboratoire de Chimie et Microbiologie de l’Eau
Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 2 ]
• Contexte et objectifs de l’étude
• Matériel et méthodes
• Résultats et discussion
• Conclusion
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 3 ]
Abondance naturelle
[ Présentation du sujet ] [ Matériel, méthodes ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Les apports en sélénium
Conditions physico-chimiques du milieu (pH, sels minéraux, matières organiques…)
Laboratoire de Chimie et Microbiologie de l’Eau
Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 4 ]
Apports séléniés
Les apports en sélénium chez l’Homme
[ Présentation du sujet ] [ Matériel, méthodes ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Laboratoire de Chimie et Microbiologie de l’Eau
Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 5 ]
[ Présentation du sujet ] [ Matériel, méthodes ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Absorption du sélénium par l’organisme
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 6 ]
[ Présentation du sujet ] [ Matériel, méthodes ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Le sélénium dans l’organisme
� Sélénoprotéines
Entre dans la composition des - Glutathion peroxydases
anti-oxydantes
- Iodothyronine désionidases : (Métabolisme des hormones thyroïdiennes)
- Autres proteines…
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 7 ]
Toxicité aiguëCarence forte
Maladie de Keshan, de Kashin-beck, myalgie
Précarence Physiologique Pharmacologique
Protection de cancer ?
Perte des ongles, des cheveux…
Tox. chronique
? ? > 10 000
Déficit immunitaire ? Cancers ? Troubles CV…
< 80
900
1000
30 40OMS
100500-700
50 80Recommandation20
Apports en sélénium µg/j
100-300
< 45 [Se] sangµg/L
[Se] ongles3900 µg/kg
DSEIO 240Dose Sans Effet Indésirable Observé
[ Présentation du sujet ] [ Matériel, méthodes ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Relation apports-effets biologiques
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 8 ]
DSEIO = 240 µg/j
= 24 µg/j dans 2 litres
Soit 12 µg/L arrondie à 10 µg/L
boissons
• Norme européenne et française = 10 µg/L (DSEIO OMS = 4 µg.kg-1 . j -1 )
Code de la santé publique, article R. 1321-2, depuis 1989
•EPA (USA) = 50 µg/L (Environmental Protection Agency)
•Recommandation OMS en révision
[Afssa 2004, Code de la santé publique, article R. 1321-2]
aliments
[ Présentation du sujet ] [ Matériel, méthodes ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Norme dans les eaux de consommation
[Longnecker 1991]
Carte réalisée par DDASS Vienne JC Parnaudeau
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 10 ]
Leigné-les-Bois, Coussay-les-Bois,
Lésigny, Mairé
Montmorillon, Jouhet, Leignes-sur-Fontaine, La Chapelle-Viviers,
Pindray
[Se] entre 10 et 40 µg.L-1 entre 1997 et 2007
[Contexte, objectifs ] [ Matériel, méthodes ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Contexte de l’étude
� Traitement des eaux (1999) : 2 procédés efficaces mais coûteux , lourds à mettre en place et en suivi.
� Recherche de nouvelles sources (1997): 4 fermetures de captages, dilution par mélange sur 4 captages, 4 captages toujours hors norme
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?
Conséquences sur la santé
?
?
?
Autoconsommation ??
Consommation d’eau du robinet ? ?
[Contexte, objectifs ] [ Matériel, méthodes ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Problématique de l’étude
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 12 ]
[Contexte, objectifs ] [ Matériel, méthodes ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Objectifs de l’étude
• Objectif principal : quantifier le niveau d’exposition individuelle au sélénium de la population générale adulte, résidant dans ces différentes communes de la Vienne
• Objectifs secondaires :
- étudier la relation entre les apports en sélénium provenant des aliments et des boissons et l’imprégnationcorporelle séléniée
- étudier l’état de santé général et la morbidité déclarée de la population résidant dans ces différentes communes de la Vienne par rapport à la population française,
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 13 ]
• Contexte et objectifs de l’étude
• Matériel et méthodes– Méthodes épidémiologiques– Méthodes de quantification du sélénium
• Résultats et discussion
• Conclusion
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[ Matériel, méthodes ][Contexte, objectifs ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Méthode épidémiologique
• Type d’étude – cohorte prospective 9 mois
• Population d’étude– 2 Groupes exposé/non exposé a priori selon le lieu de résidence– Appariés sur âge, sexe, catégorie socio-professionnelle– Adulte – >2 ans même habitat– Ayant donné leur consentement – Ne prenant pas de supplémentation en sélénium (complément alimentaire,
cure thermale Roche Posay)
⇒ 40 sujets/ groupe
• Autorisations réglementaires – CNIL n°05 424– CCTIRS n°1141527
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 15 ]
Questionnairede santé
Questionnaire d’inclusion
Journéesdupliquées
Questionnairealimentaire
Recueil des ongles
Oct.2005
Nov.2005
Janv.2006
Avril2006
Juil.2006
[ Matériel, méthodes ][Contexte, objectifs ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Récapitulatif des données collectées
Aliments locaux
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 16 ]
[ Matériel, méthodes ][Contexte, objectifs ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Relation entre les données
Stratégie d’analyse• Étude de l’exposition a posteriori de la population d’étude
• habitudes de consommation en eau du robinet
• Quantification du niveau d’exposition individuelle au sélénium
• journées dupliquées
• concentrations séléniées dans les coupures d’ ongles
• questionnaire alimentaire (série Baromètre Santé)
• Étude de l’état de santé général et de la morbidité déclarée
• Étude des déterminants de l’imprégnation corporelle séléniée
Exposition – Sexe – Age - Consommation tabagique - Consommation alcoolique –Taille du foyer – Niveau d’étude – Indice de masse corporelle – Activité physique –Apports totaux séléniés – Profil d’autoconsommateur – Score de Duke
• Comparaison des trois méthodes d’estimation des apports (méthode des triades)
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 17 ]
Technique d’analyse : ICP-MSLCABIE – UMR CNRS 5254 / Université de Pau et de l’A dour (Prof Potin)
[ Matériel, méthodes ][Contexte, objectifs ] [ Résultats, discussion ] [ Conclusion ]
Méthode de quantification du sélénium
Procédure d’analyse optimisée et validée :
- la préparation des échantillons injectés en ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)
- l’analyse proprement dite par ICP-MS.
Contrôle de qualité
- matériau de référence certifié
- cartes de contrôle
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 18 ]
• Contexte et objectifs de l’étude
• Matériel et méthodes
• Résultats et discussion– Population d’étude, autoconsommation, teneurs
en Se (eau et aliments produits localement)
– Estimation des apports– Détermination de la concentration séléniée des
coupures d’ongles– Analyse multivariée
• Conclusion
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 19 ]
Étude de l’exposition : niveau d’exposition
Population d’étude
[ Résultats, discussion ][Contexte, objectifs ] [ Conclusion ][ Matériel, méthodes ]
� 78 participants (39/groupe)
� critères d’appariement respectés
• âge 52, 7 ans ± 15 vs. 50,5 ± 13
� pas de différence d’habitudes de vie
• tabac, alcool, activité physique, indice de masse corporelle
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 20 ]
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
11/3/97 24/7/98 6/12/99 19/4/01 1/9/02 14/1/04 28/5/05 10/10/06 22/2/08
Dates de prélèvement
[Se]
µg
.L-1
Montmorillon-Jouhet
Coussay-les-Bois
Leigné-les-Bois
La Chapelle Viviers
Leignes-sur-Fontaine
Pindray
Concentration en sélénium dans les eaux de consommation
[ Résultats, discussion ][Contexte, objectifs ] [ Conclusion ][ Matériel, méthodes ]
Étude de l’exposition : facteur d’exposition
Laboratoire de Chimie et Microbiologie de l’Eau
Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique
0
5
10
15
20
25
01/08/2004
17/02/2005
05/09/2005
24/03/2006
10/10/2006
28/04/2007
Dates de prélèvements
[Se
] µg.
L-1
Montmorillon-Jouhet
Coussay les Bois
Leigné les Bois
La Chapelle Viviers
Leignes sur Fontaine
Pindray
[ 21 ]
Concentration en sélénium dans les eaux de consommation
[ Résultats, discussion ][Contexte, objectifs ] [ Conclusion ][ Matériel, méthodes ]
Étude de l’exposition : facteur d’exposition
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 22 ]
Consommation de l’eau du robinet
0%
20%
40%
60%
80%
100%
NE E NE E NE E NE E
automne hiver printemps été
eau embouteillée
eau du robinet
boisson chaude
[ Résultats, discussion ][Contexte, objectifs ] [ Conclusion ][ Matériel, méthodes ]
Étude de l’exposition : niveau d’exposition
sujets exposés plus nombreux à boire de l’eau du robinet que sujets non exposés p < 0,05
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 23 ]
Autoconsommation
aucune différence p=0,28
[ Résultats, discussion ][Contexte, objectifs ] [ Conclusion ][ Matériel, méthodes ]
Étude de l’exposition : niveau d’exposition
Aliments locaux
Pain, pommes de terre, légumes et fruits ⊂ intervalle INRAŒufs : grande variabilité (22 – 240 µg.kg-1) ⊂ intervalle INRA
Pâtes : 180 ± 51 µg.kg-1 (INRA < 22 µg.kg-1 ; Simonoff 156 ± 11 µg.kg-1)
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 24 ]
• Contexte et objectifs de l’étude
• Matériel et méthodes
• Résultats et discussion– Population d’étude, autoconsommation, teneurs
en Se (eau et aliments produits localement)
– Estimation des apports– Détermination de la concentration séléniée des
coupures d’ongles– Estimation de l’état de santé– Relation entre les données
• Conclusion
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[ 25 ]
0
0.5
1
1.5
Sel
eni
um
int
ake
fro
m fo
od (
µg
/d/k
g bo
dy w
eigh
t)
autumn winter spring summer
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Sel
eniu
m in
take
from
bev
erag
e (µ
g/j/k
g bo
dy w
eigh
t)
autumn winter spring summer
p<0,0001
Apport sélénium moyen provenant de l’eausujets exposés = 0,23 ± 0,13 µg.j-1.kg-1
sujets non exposés = 0,024 ± 0,010 µg.j-1.kg-1
Apport sélénium moyen provenant des alimentssujets exposés = 0,70 ± 0,18 µg.j-1.kg-1
sujets non exposés = 0,74 ± 0,25 µg.j-1.kg-1
p=0,53
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 26 ]
50 80Recommandation
Toxicité aiguëCarence forte Précarence Physiologique Pharmacologique Tox. chronique
900Apports en sélénium
µg/j
? ? > 10 000
30 40OMS
20 100-300
2
1723
5156
41
29
37
1510
6 3 3 2 20
10
20
30
40
50
60
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160Apport sélénié (µg.j -1)
Fré
quen
ce
42%
31%26%
[ Résultats, discussion ][Contexte, objectifs ] [ Conclusion ][ Matériel, méthodes ]
Estimation des apports séléniés : bilan de situatio n
Apport en sélénium quotidien moyen :
0,94 ± 0,37 µg.j-1.kg-1 de poids corporel < 4 µg.j-1.kg-1 (OMS)
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 27 ]
[ Résultats, discussion ][Contexte, objectifs ] [ Conclusion ][ Matériel, méthodes ]
Résultats des concentrations séléniées des ongles
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 20 40 60 80 100
Id e n t if ica t io n d e s s u je ts
[Se]
µg/
kg
Sujets exposés Sujets non exposés
campagne 2
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique
Concentrations séléniées dans les ongles (µg/kg) selon la zone de résidence des 78 participants
[ 28 ]
Unexposed ExposedConcentration mean ±±±± sd (n) p
Residence Zone 532 ± 100 (36) 613 ± 117 (36) 0.0030Educational attainmentelementarycollegesecondary university or equivalent
495 ± 117 ( 5)550 ± 130 (12)526 ± 89 ( 8)564 ± 46 ( 6)
625 ± 140 (12)623 ± 95 (10)568 ± 78 ( 9)644 ± 166 ( 5)
0.22
Household size1 à 2 personnes> 3 personnes
539 ± 107 (19)523 ± 95 (17)
599 ± 120 (20)631 ± 115 (16)
0.51
TobaccoNo smokerSmoker
558 ± 96 (27)453 ± 66 ( 9)
626 ± 114 (31)560 ± 146 ( 3)
0.0054
Alcohol consumptionat least twice a week maximum once a week
546 ± 115 (15)521 ± 90 (21)
631 ± 134 (18)596 ± 99 (18)
0.90
Physic activitynot at least one activity
511 ± 69 ( 6)536 ± 106 (30)
596 ± 91 ( 9)619 ± 126 (27)
0.48
BMI<2020 ≤ IMC < 2525 ≤ IMC < 30 ≥ 30
594 ± 94 ( 2)525 ± 82 (19)518 ± 128 (13)627 ± 60 ( 4)
524 ( 1)609 ± 131 (19)619 ± 105 (15)
695 ( 1)
0.38
Profil d’autoconsommateur<2[2, 3][4, 5]>5
532 ± 115 ( 9)535 ± 91 ( 9)511 ± 78 ( 6)539 ± 115 (12)
567 ± 135 ( 4)622 ± 126 ( 5)577 ± 68 ( 9)647 ± 130 (17)
0.40
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 29 ]
[Se] ongles µg.kg-1 Non exposé Exposé p
532 ± 100 613 ± 117 0,0030
[Se] ongles µg.kg-1 Non exposé Exposé p
Non tabagique 558 ± 96 626 ± 114 0,0054
Tabagique 453 ± 66 560 ± 146
[ Résultats, discussion ][Contexte, objectifs ] [ Conclusion ][ Matériel, méthodes ]
Analyse multivariée
= Exposition – Sexe – Age - Consommation tabagique -Consommation alcoolique – Taille du foyer – Niveau d’étude – Indice de masse corporelle – Activité physique –Apports totaux séléniés – Profil d’autoconsommateur –Score de Duke
[Se] coupures d’ongles
= Exposition – Consommation tabagique[Se] coupures d’ongles
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique
Discussion
• Quelle que soit la méthode de mesure utilisée, niveau d’apport sélénié estimé très inférieur à celui observé dans les zones dites sélénifères
• première étude à combiner 3 méthodes de quantification du niveau d’exposition séléniée dans une population française
• Journées dupliquées : – méthode de référence mais lourde à mettre en place.
– nécessite une méthode de dosage performante et fiable, difficile à mettre en œuvre dans le cas du sélénium
• Questionnaire alimentaire– Plus facile mais moins précise– Utilisation de photos (SUVIMAX) pour portion
[ 30 ]
[ Résultats, discussion ][Contexte, objectifs ] [ Conclusion ][ Matériel, méthodes ]
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Laboratoire de Chimie et Microbiologie de l’Eau
Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique
• Imprégnation corporelle– valeurs moyennes comparables à celles retrouvées chez
des sujets européens comprises entre 500 et 700 µg/kg (van den Brandt et al. 1993; Krogh et al. 2003; Bergomi et al. 2002)
– concentration en sélénium du sang ?– consommation de tabac responsable d’une diminution de
la concentration séléniée des coupures d’ongles• apport alimentaire quantitativement plus faible,
• consommation d’anti-oxydants augmentée à cause d’une production accrue de radicaux libres,
• influence de la consommation de tabac sur l’incorporation de sélénium à la matrice des ongles
[ 31 ]
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique
• Discussion de la valeur limite de 10 µg/L• recommandations d’apports adéquats et d’apports
limites proposés par des panels d’experts de spécialités différentes (toxico, nutritionnistes..)dans diverses organisations (OMS, IOM, EPA…)
[ 32 ][Barron, J Water Health, 2009]
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 33 ]
EAR = estimated average requirementRDA = recommended dietary allowanceAI = adequate intakeUL = upper levelNOAEL = no observed adverse effect levelLOAEL = lowest observed adverse effect level
[Schumann, J Trace Elem Med Biol, 2006]
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 34 ]
[Barron, J Water Health, 2009]
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Mesure de l’exposition au sélénium : évaluations ch imique et épidémiologique [ 35 ]
Note des autorités sanitaires françaises, Novembre 2009