Les chercheurs ont comparé les biomarqueurs métalliques de six populations américaines diverses pour étudier pourquoi les schémas d’exposition peuvent varier si nettement d’une communauté à l’autre.
Étude : Biomarqueurs de métaux et de mélanges de métaux dans trois cohortes américaines : MASALA, MESA-LA et Strong Heart Family Study. Crédit d’image : Francesco Scatena/Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans le Journal de science de l’exposition et d’épidémiologie environnementaleles chercheurs ont évalué la distribution des biomarqueurs multimétalliques urinaires au sein de diverses populations ethniques de l’ouest des États-Unis (NOUS) pour évaluer comment les facteurs environnementaux, alimentaires et géographiques peuvent façonner les profils métalliques urinaires.
L’étude a spécifiquement comparé les concentrations d’un large panel allant jusqu’à 19 oligo-éléments dans des sous-échantillons harmonisés d’adultes indiens d’origine asiatique, blancs, noirs, hispaniques, sino-américains et amérindiens.
Les analyses ont identifié des différences substantielles dans les concentrations de métaux urinaires entre les cohortes et ont en outre suggéré que les habitudes alimentaires, les sources d’eau potable et l’hydrogéologie, les différences entre zones urbaines et rurales, le tabagisme et d’autres facteurs sociaux et comportementaux pourraient contribuer à expliquer ces différences.
Sommaire
Arrière-plan
Des recherches approfondies menées auprès de cohortes mondiales ont établi que l’exposition chronique à de faibles doses de métaux est l’un des principaux contributeurs chimiques modifiables à la charge de morbidité mondiale. Des recherches antérieures ont estimé que les métaux représentent davantage d’années de vie corrigées de l’incapacité (DALY) que d’autres produits chimiques toxiques, tandis que les auteurs de l’étude notent que leur charge dépasse également celle attribuée aux facteurs liés au mode de vie tels que la consommation d’alcool ou l’inactivité physique.
Ces résultats alarmants ont été attribués à la présence généralisée de ces contaminants dans l’environnement (par exempleair et eau) et des produits de consommation (par exempleles aliments et le logement), ce qui peut entraîner une exposition chronique à de faibles doses à des métaux traces non essentiels tels que le plomb (Pb), le cadmium (Cd) et l’arsenic (As).
Notamment, l’exposition aux métaux, y compris l’exposition au Pb, au Cd et à l’As, a été associée aux maladies cardiovasculaires (MCV), maladie rénale chronique (MRC), et le diabète. De plus, bien qu’essentiels avec modération, des concentrations élevées de micronutriments essentiels (par exemplele zinc (Zn) et le cuivre (Cu)) peuvent également être nocifs et ont été associés à une dérégulation métabolique.
Malheureusement, malgré ces connaissances, peu d’études aux États-Unis ont comparé les profils multimétalliques de divers groupes raciaux et ethniques à l’aide de méthodes analytiques harmonisées. Par exemple, les Américains d’origine sud-asiatique sont connus pour être confrontés à un risque cardiométabolique élevé par rapport aux autres groupes ethniques du pays. Cependant, les profils d’exposition aux métaux dans ces populations restent relativement peu étudiés.
À propos de l’étude
La présente étude visait à combler ces lacunes empiriques et à éclairer les futures approches de biosurveillance en caractérisant les modèles de biomarqueurs multimétalliques dans trois cohortes de l’ouest des États-Unis : 1. Les médiateurs de l’athérosclérose chez les Sud-Asiatiques vivant en Amérique (MASALA) étude pilote dans la région de la baie de San Francisco (n = 111), 2. The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis, centre de Los Angeles (MESA-LA; n = 444), et 3. L’étude familiale Strong Heart (SHFS; n = 111).
L’échantillon de données combiné comprenait six sous-populations démographiques : 1. Indiens d’origine asiatique, 2. Blancs, 3. Noirs, 4. Hispaniques, 5. Américains d’origine chinoise et 6. Indiens d’Amérique. Les analyses statistiques de l’étude ont évalué des sous-échantillons harmonisés de 111 participants de chacun des groupes démographiques (n = 666 ; âge médian = 56 pour MASALA et SHFS, 62 pour MESA-LA ; ~ 50 % de femmes).
Des échantillons d’urine des trois cohortes ont été analysés par spectrométrie de masse à plasma inductif (ICP-MS), permettant ainsi de quantifier un large panel d’oligoéléments. Les concentrations urinaires ont ensuite été normalisées à la créatinine (microgrammes par gramme, µg/g). Dans la cohorte MASALA, le même large panel de métaux a également été mesuré dans le sérum, permettant des comparaisons sériques-urine appariées. Le nickel, le lithium, l’antimoine et le vanadium n’ont pas été mesurés dans MESA-LA.
Résultats de l’étude
Les analyses de l’étude ont révélé que les participants à MASALA présentaient les concentrations urinaires les plus élevées de molybdène (Mo ; médiane = 66,5 µg/g) et de thallium (Tl ; médiane = 0,26 µg/g), mais présentaient également les plus faibles concentrations de zinc (354 µg/g) et de manganèse (Mn ; médiane = 0,11 µg/g). Les auteurs suggèrent que ces tendances pourraient refléter en partie les habitudes alimentaires précédemment signalées parmi les populations indiennes d’Asie, notamment une consommation plus élevée de légumineuses et une consommation moindre de viande rouge et transformée, car les légumineuses sont des sources reconnues de molybdène, tandis que la viande rouge est une source de zinc et de sélénium.
À l’inverse, les participants chinois à MESA-LA ont démontré la concentration urinaire totale d’arsenic la plus élevée (43,9 µg/g), près de six fois supérieure à celle de MASALA (7,60 µg/g) et huit fois supérieure à celle de SHFS (5,08 µg/g), ce qui, selon les auteurs, pourrait en partie refléter une plus grande consommation de riz et de fruits de mer. Étant donné que l’arsenic urinaire total peut comprendre des composés dérivés de fruits de mer relativement peu toxiques, une spéciation de l’arsenic, qui distingue différentes formes chimiques d’arsenic, serait nécessaire pour clarifier les sources et la signification toxicologique de cette différence.
Les concentrations de plomb urinaires étaient plus élevées dans MASALA et dans plusieurs groupes MESA-LA que dans la cohorte SHFS à prédominance rurale, notamment 1,12 µg/g parmi les participants chinois de MESA-LA et 0,88 µg/g dans MASALA, contre 0,59 µg/g dans SHFS. Les auteurs suggèrent que cette tendance pourrait refléter le trafic historique et les émissions industrielles, les logements plus anciens et les différences dans la prévalence du tabagisme. Ils ont également noté que le plomb urinaire n’est pas considéré comme un biomarqueur sensible.
Les différences géographiques dans les sources d’eau et l’hydrogéologie régionale se reflétaient également dans les concentrations d’uranium des participants, qui étaient plus faibles dans la cohorte MASALA de San Francisco (0,008 µg/g ; eau de surface) que dans MESA-LA (0,019 µg/g) et SHFS (0,016 µg/g), ce qui est cohérent avec la dépendance de la région de la baie de San Francisco aux eaux de surface, alors que MESA-LA et SHFS incluent des régions avec une plus grande dépendance aux eaux souterraines ou aux approvisionnements mixtes.
Enfin, des évaluations couplées sérum-urine ont démontré de fortes corrélations pour plusieurs éléments éliminés par les reins, notamment le molybdène (r = 0,83), l’arsenic (r = 0,79), le cobalt (Co ; r = 0,76) et le césium (Cs ; r = 0,67), alors que les éléments essentiels étroitement régulés tels que le zinc, le cuivre et le manganèse ont montré de faibles corrélations. Le molybdène et le cobalt constituaient des exceptions notables parmi les éléments essentiels en raison de leur clairance rénale rapide.
Conclusions
Cette étude fournit l’une des premières comparaisons inter-cohortes des profils de métaux urinaires dans diverses populations étudiées dans l’ouest des États-Unis et suggère que les modèles alimentaires croisés, l’hydrogéologie, les conditions urbaines-rurales et d’autres facteurs démographiques et comportementaux peuvent contribuer à des profils d’exposition spécifiques à une population distincte. Un fort accord dans le regroupement de baryum-strontium (Ba-Sr) et de césium-thallium (Cs-Tl) était cohérent avec les sources d’exposition communes et les voies de transport ou métaboliques partagées entre les populations.
Les auteurs ont averti que les mesures sériques n’étaient disponibles que pour MASALA et que des facteurs environnementaux et de mode de vie non mesurés, notamment les émissions industrielles et agricoles, les suppléments, les médecines traditionnelles et l’utilisation de produits de consommation, pouvaient également avoir contribué aux différences entre les cohortes.
Ces résultats soutiennent les approches de biosurveillance spécifiques à une population aux États-Unis. L’étude fournit également une base pour de futures recherches évaluant le lien entre ces modes d’exposition et le risque de maladie chronique.
