Des niveaux plus élevés de métaux urinaires tels que le cadmium, le tungstène, l'uranium, le cobalt, le cuivre et le zinc sont liés à une augmentation des maladies cardiovasculaires et de la mortalité dans une population américaine diversifiée sur le plan racial et ethnique, selon une nouvelle étude de la Mailman School of Public Health de l'université Columbia. Bien qu'il soit bien documenté que l'exposition à certains métaux a été associée aux maladies cardiovasculaires (MCV) et à la mortalité, jusqu'à présent, les preuves étaient limitées au-delà de l'arsenic, du cadmium et du plomb et pour une population diversifiée sur le plan racial. Les résultats sont publiés dans la revue Circulation.
Une fois analysés ensemble, les six métaux mélangés, dont le cadmium, le tungstène, l'uranium, le cuivre, le cobalt et le zinc, ont été associés à un risque accru de 29 % de maladies cardiovasculaires et à un risque accru de 66 % de décès au cours de la période de suivi de l'étude de 18 ans. Un risque accru de maladies cardiovasculaires et de mortalité a également été identifié pour chaque métal individuellement.
Notre étude présente les résultats de la plus grande étude prospective sur les métaux urinaires et les maladies cardiovasculaires à ce jour et soutient le rôle des métaux urinaires comme nouveaux facteurs de risque de maladies cardiovasculaires et de risque de mortalité toutes causes confondues. Nos résultats peuvent éclairer la prédiction des risques et les stratégies de prévention pour améliorer la santé cardiovasculaire en réduisant l'exposition aux métaux dans diverses populations.
Irene Martinez-Morata, docteure en médecine, PhD, Département des sciences de la santé environnementale de la Columbia Mailman School, et auteure principale
L'exposition aux métaux est très répandue. Les sources et les voies d'exposition varient et peuvent être exacerbées par le changement climatique, entraînant une contamination de l'air, du sol et de l'eau, et finalement de la chaîne alimentaire. Une plus grande exposition aux métaux a été constatée dans des groupes de population tels que les Noirs non hispaniques, les Hispaniques/Latinos, les Chinois et les Amérindiens, ainsi que dans les communautés ayant un statut socioéconomique inférieur, révélant que des facteurs sociopolitiques, historiques et structurels contribuent aux disparités au-delà des facteurs individuels tels que le tabagisme, la profession et le régime alimentaire. « Les interventions visant à réduire l'exposition aux métaux peuvent particulièrement bénéficier à ces groupes de population qui souffrent également d'une plus forte mortalité par maladies cardiovasculaires », ajoute Irene Martinez-Morata.
L'American Heart Association a récemment reconnu que les métaux toxiques arsenic, cadmium et plomb étaient associés à une certaine incidence de maladies cardiovasculaires. Cependant, jusqu'à présent, les études évaluant les effets de métaux moins étudiés, notamment des biométaux comme le cuivre et le zinc, et des mélanges de métaux, plus susceptibles de reproduire des expositions réelles, ont été limitées.
En utilisant l'étude multiethnique sur l'athérosclérose (MESA), les chercheurs ont évalué l'association de six métaux urinaires avec les événements cardiovasculaires et la mortalité dans six communautés urbaines et suburbaines des États-Unis : la ville de Baltimore et le comté de Baltimore, dans le Maryland ; Chicago ; le comté de Forsyth, en Caroline du Nord ; le comté de Los Angeles ; le nord de Manhattan et le Bronx, à New York ; et St. Paul, au Minnesota, de juillet 2000 à août 2002. Des échantillons d'urine ont été analysés au Trace Metals Core Laboratory de l'université de Columbia. Pour évaluer l'effet conjoint des métaux urinaires en tant que mélange, les chercheurs ont effectué des analyses supplémentaires en utilisant une approche d'apprentissage automatique récemment développée au département de biostatistique de l'université de Columbia.
Parmi la population analysée, 39 % étaient des Blancs non hispaniques, 27 % des Noirs non hispaniques, 22 % des Hispaniques/Latinos et 12 % des Chinois. Au cours de la période de suivi de l'étude, 1 162 participants ont développé une maladie cardiovasculaire et 1 844 sont décédés.
Après avoir pris en compte les facteurs de risque établis de maladies cardiovasculaires comme le tabagisme, l’hypertension ou le diabète, l’étude a identifié que des niveaux plus élevés du mélange de cadmium, tungstène, uranium, cobalt, cuivre et zinc dans l’urine étaient associés à un risque accru de 29 % et de 66 % de maladies cardiovasculaires et de mortalité, respectivement, au cours de la période de suivi de l’étude. Pour les métaux individuels, des niveaux plus élevés de cadmium étaient associés à un risque accru de 25 % et de 68 % de maladies cardiovasculaires et de mortalité, respectivement. Des associations similaires ont été identifiées pour tous les autres métaux.
« L’exposition à des métaux moins étudiés comme le tungstène et l’uranium est courante aux États-Unis et peut se produire par l’eau potable, la nourriture, la pollution de l’air et la poussière intérieure », a observé Martinez. Bien que certains métaux, appelés biométaux, comme le cuivre et le zinc, soient nécessaires à notre corps en petites quantités, des niveaux élevés de ces métaux dans l’urine peuvent être nocifs. « Bien qu’il s’agisse d’un domaine d’étude en cours, des niveaux élevés de métaux essentiels dans l’urine peuvent indiquer une exposition excessive ou une perte des réserves corporelles de ces nutriments, ce qui peut se produire lorsque le métabolisme commence à dysfonctionner, comme cela se produit aux premiers stades d’une maladie cardiovasculaire. »
« La mise en œuvre de politiques et de réglementations sur la pollution de l’air, la contamination de l’eau potable et des aliments, ainsi que sur les produits de consommation au niveau fédéral, en plus de s’attaquer aux facteurs de vulnérabilité des communautés et des ménages, et de modifier les comportements individuels, peut réduire l’exposition aux métaux. Nous notons que des analyses plus approfondies aideront à éclairer les stratégies de prévention et les interventions, y compris celles qui visent des métaux moins étudiés et non réglementés comme le tungstène ou le cobalt », a noté Martinez. « Et si les réglementations fédérales visant à abaisser les niveaux maximum de contaminants dans l’eau potable et à interdire l’essence au plomb, par exemple, ont réussi à réduire l’exposition aux métaux toxiques comme l’arsenic, le cadmium et le plomb dans l’eau et l’air, des études beaucoup plus poussées sont nécessaires pour comprendre les contributions de métaux comme le tungstène et le cobalt. »
« L’un des points forts de notre étude est la façon dont nous avons évalué l’association des métaux urinaires en tant que mélange », a déclaré Ana Navas-Acien, docteure en médecine, titulaire d’un doctorat, professeure et présidente du département des sciences de la santé environnementale de la Columbia Mailman School. « En plus d’échantillonner une grande population et une base de participants diversifiée sur le plan racial, nous avons utilisé des méthodes de laboratoire de pointe – dirigées par notre laboratoire de base sur les métaux traces – et nous avons analysé les résultats sur une longue période de suivi. Cependant, des études futures utilisant des mesures répétées des niveaux de métaux urinaires peuvent fournir des informations encore plus avancées sur l’exposition au fil du temps. »
« Ces résultats soulignent l’importance de réduire l’exposition environnementale à ces métaux, qui touchent de manière disproportionnée les minorités et les communautés les plus pauvres », explique Cashell Jaquish, Ph. D., épidémiologiste génétique au National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), qui fait partie des National Institutes of Health (NIH), et responsable de programme pour l’étude MESA. « Ces résultats pourraient conduire à des efforts visant à réduire l’exposition aux métaux dans nos communautés et ainsi à réduire les disparités en matière de santé en matière de maladies cardiaques, principale cause de décès dans ce pays. »
Les co-auteurs sont Kathrin Schilling, Ronald Glabonjat, Arce Domingo-Relloso, Melanie Mayer, Marta Galvez Fernandez, Tiffany Sanchez, Linda Valeri et Anne Nigra, Columbia Mailman School of Public Health ; Joel Kaufman, Université de Washington ; Dhananjay Vaidya et Wendy Post, Université Johns Hopkins ; Miranda Jones, Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health ; Michael Bancks, Wake Forest University School of Medicine ; R. Graham Barr, Daichi Shimbo et Steven Shea, Columbia University Irving Medical Center.
L'étude multiethnique sur l'athérosclérose (MESA) est financée par le National Heart, Lung, and Blood Institute, subventions 75N92020D00001, HHSN268201500003I, N01-HC-95159, 75N92020D00005, N01-HC-95160, 75N92020D00002, N01-HC-95161, 75N92020D00003, N01-HC-95162, 75N92020D00006, N01-HC-95163, 75N92020D00004, N01-HC-95164, 75N92020D00007, N01-HC-95165, N01-HC-95166, N01-HC-95167, N01-HC-95168 et N01-HC-95169. Veuillez consulter le document pour obtenir la liste complète des organisations qui soutiennent la recherche.