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Posté par Isabelle le Jeudi 24/05/2018 à 12:00
Le tungstène: dangereux pour la santé ?
Une étude réalisée chez la souris permet de comprendre comment ce métal s'accumule dans les tissus osseux

Une nouvelle étude a démontré comment et où se loge le tungstène dans les os de souris exposées à cet élément dans l'eau potable (Une eau potable est une eau devant satisfaire à un certain nombre de caractéristiques la rendant propre à la consommation humaine.). Ces découvertes, attribuables à une équipe de chimistes et de biologistes de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) McGill, pourraient ajouter au scepticisme entourant l'hypothèse autrefois généralement admise selon laquelle le tungstène (Le tungstène est un élément chimique du tableau périodique de symbole W (de l'allemand Wolfram) et de numéro atomique 74.) ne pose qu'un risque minime ? voire nul ? pour la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) humaine.


LÉGENDE: Chez la souris exposée au tungstène dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) potable, l'élément s'est accumulé dans les tissus poreux près de l'extrémité de l'os (à gauche). À l'aide de techniques de spectrométrie d'absorption des rayons X (La spectrométrie d'absorption des rayons X aide à déterminer la structure d'un matériau. Elle a l'avantage d'être sélective quant à l'espèce atomique observée.) émis par synchrotron (Le terme synchrotron désigne un type de grand instrument destiné à l'accélération à haute énergie de particules élémentaires.), les chercheurs ont obtenu une image (au centre) cartographiant la présence de tungstène sous une forme semblable au phosphotungstate, un catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie ni des produits, ni des réactifs et n'apparaît donc pas dans...) chimique (P = phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et de numéro atomique 15.), W = tungstène, O = oxygène). SOURCE: Cassidy VanderSchee

Le tungstène est un élément recherché pour diverses applications industrielles, militaires et médicales en raison de son point (Graphie) de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance...) ? le plus élevé de tous les métaux ? ainsi que de sa densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence....) et de sa dureté (Il existe différentes définitions de la dureté : pour un solide (minéral ou métal) et pour l'eau.) remarquables. Le tungstène, qui entre dans la composition d'outils de coupe, de munitions, de dispositifs médicaux et même de certains médicaments, fait maintenant partie de nos vies.

Si de nombreux organismes de réglementation imposent des valeurs limites quant à la concentration de poussière de tungstène en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un...) dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines...) ? principalement pour la protection des travailleurs qui ?uvrent dans les secteurs de l'extraction et de la transformation de ce métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins....) ? il n'existe que très peu de valeurs limites officielles visant la concentration de composés hydrosolubles de tungstène, auxquels un plus large segment de la population peut être exposé.

Le problème avait été soulevé au début des années 2000, alors que des scientifiques s'étaient penchés sur l'existence possible d'un lien entre des cas de leucémie (La leucémie (du grec leukos, blanc, et haima, sang), ou leucose, est un cancer des cellules de la moelle osseuse (les cellules de la moelle produisent les...) infantile à Fallon, au Nevada, et des concentrations élevées de tungstène dans la nappe d'eau souterraine approvisionnant la municipalité en eau potable. Cette affaire avait incité le Centre pour le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) et la prévention (La prévention est une attitude et/ou l'ensemble de mesures à prendre pour éviter qu'une situation (sociale, environnementale, économique..) ne se dégrade, ou qu'un...) des maladies des États-Unis à cibler le tungstène aux fins d'études de toxicologie et de carcinogenèse.

Résultats mitigés d'études de toxicologie antérieures

Les études sur la toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à provoquer des effets néfastes et mauvais...) du tungstène et son possible caractère carcinogène ont jusqu'ici donné des résultats mitigés. Certaines études ont démontré que, dans d'autres populations exposées à des taux de tungstène comparables à ceux observés à Fallon, l'incidence de cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de...) n'était pas plus élevée que la normale, résultat qui semblait exclure ce métal comme facteur incriminant. D'autres études réalisées chez des sujets exposés à la fois au tungstène et au cobalt ont révélé que le tungstène semblait augmenter la toxicité de l'autre substance. Cette découverte a fait ressortir la nécessité de mieux comprendre comment et sous quelle forme le tungstène s'accumule dans l'organisme, et dans quelle mesure il est éliminé par le corps.

Pour les besoins de son étude sur l'exposition au tungstène chez la souris, publiée dans la revue Communications Chemistry, l'équipe de l'Université McGill a eu recours à de puissantes techniques de spectrométrie de rayons X pour répondre à ces questions. Les résultats sont pour le moins préoccupants.

Alors que des études antérieures avaient démontré que le tungstène s'accumule dans les tissus osseux, les chercheurs de McGill ont découvert que cette accumulation n'était pas uniforme, mais plutôt concentrée dans certaines parties de l'os.

"Nous avons découvert que le tungstène, substance auparavant considérée comme non toxique et inerte (Inerte est l'état de faire peu ou rien.), s'accumule en fait d'une manière non homogène dans les os", explique Cassidy VanderSchee, auteure principale de l'étude et doctorante au Département de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle...) de l'Université McGill. "Qui plus est, nous avons constaté que la substance s'accumule sous une forme chimique différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans l'anneau des entiers...) après son administration, ce qui confirme l'activité chimique (L'activité chimique d'une espèce est l'influence de la quantité d'une espèce sur l'énergie libre d'un système. Elle se note a.) du métal dans l'organisme."

Accumulation dans les tissus osseux

L'étude a démontré que, chez la souris exposée à des taux élevés de tungstène dans l'eau potable, l'élément s'accumule dans des zones précises ? soit la moelle osseuse (La moelle osseuse est tissu situé au centre des os. Il y en a deux formes: la moelle jaune (tissu adipeux) qui prend le nom de moelle grise en vieillissant et la moelle rouge qui est...) et les tissus osseux poreux (ou spongieux) ? à un degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) 10 fois supérieur aux concentrations de fond. Le dépôt de tungstène dans les tissus spongieux semble indiquer que cet élément s'accumule dans l'organisme au cours des phases de croissance et de remodelage de l'os, ce qui indique que les personnes jeunes et en croissance sont particulièrement vulnérables.

Les chercheurs ont aussi découvert que le métal demeurait présent dans la couche extérieure compacte de l'os ? le cortex (En biologie, le cortex (mot latin signifiant écorce) désigne la couche superficielle ou périphérique d'un tissu organique.) ? même chez les souris qui avaient consommé de l'eau exempte de tungstène pendant huit semaines après l'exposition initiale. Comme l'organisme ne peut éliminer le tungstène de ces tissus, l'os devient une source d'exposition chronique.

Découverte encore plus inquiétante: le tungstène subit une transformation dans l'organisme. En effet, l'étude a démontré que cet élément s'accumulait sous une forme semblable au phosphotungstate, catalyseur chimique connu pouvant grandement influer sur les processus biologiques de la moelle osseuse et des tissus osseux spongieux ? notamment la formation de cellules immunitaires et la croissance osseuse.

"Nous croyons que bon nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) des effets biologiques du tungstène que nous avons étudiés pourront être associés aux changements observés dans les tissus osseux", précise Koren Mann, professeure agrégée d'oncologie à McGill et coauteure de l'étude. "Cela comprend les effets sur le système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi » du « non-soi ». Ce qui est reconnu comme...), les cellules souches et le cancer."

"Les études sur les risques de l'exposition au tungstène pour la santé humaine se poursuivent, mais nos travaux en révèlent déjà beaucoup sur la façon dont cet élément s'accumule dans l'organisme. Ce sont là des découvertes essentielles à la mise au point de traitements efficaces pour l'élimination de cette substance", affirme Scott Bohle, professeur de chimie à McGill et auteur en chef de l'étude.

Cette étude a été réalisée en collaboration avec des scientifiques du Centre canadien de rayonnement synchrotron (Synchrotrons, synchro-cyclotrons et cyclotrons réfèrent à différents types d'accélérateurs circulaires.) de Saskatoon, en Saskatchewan, et du National Synchrotron Light Source II du Département américain de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), au laboratoire national de Brookhaven, à Upton, dans l'État de New York (New York , en anglais New York City (officiellement, City of New York) pour la distinguer de l’État de New York, est la principale ville des...).

Ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...) a été financé par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, les Instituts de recherche en santé du Canada et le Programme des chaires de recherche du Canada.

L'article "Accumulation of persistent tungsten in bone as in situ generated polytungstate", par Cassidy R. VanderSchee et coll., a été publié dans la revue Communications Chemistry le 8 mars 2018. DOI:10.1038/s42004-017-0007-6
https://www.nature.com/articles/s42004-017-0007-6

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