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Impact sanitaire et environnemental des résidus de médicament
Ecotoxicité
La présence de résidus de médicaments, conçus pour être biologiquement actif, peut provoquer des effets indésirables sur des organismes non cibles présents dans l’environnement. Evaluer le risque environnemental et ainsi protéger les différents écosystèmes nécessite la connaissance de concentrations d’exposition et de données toxicologiques. Aujourd’hui, plusieurs approches permettent d’évaluer la toxicité des composés pharmaceutiques vis-à-vis de divers organismes mais les données actuelles restent encore insuffisantes.
Toxicité aigue
Les substances pharmaceutiques à usage humain ne semblent pas présenter, en général, de toxicité aigüe. En effet, la très grande majorité de ces composés présente des valeurs de toxicité aigüe supérieures à 1 mg/l. Si ces valeurs sont comparées à des concentrations maximales mesurées dans l’environnement (dans les effluents de stations d’épuration aussi bien que des eaux naturelles), les valeurs de toxicité sont très largement supérieures [Cleuvers, 2004 ; Hernando et al, 2004].
Toxicité chronique
Des effets toxiques peuvent survenir sans bioaccumulation et l’enjeu associé aux médicaments concerne leur toxicité chronique, consécutive à des expositions à de faibles concentrations à long-terme (Santos et al. 2010). Tout comme la toxicité aigue, celle chronique se focalise sur une seule molécule. Les études de toxicité chronique confirment que les antidépresseurs de type inhibiteurs de la recapture de la sérotonine sont à surveiller plus particulièrement au regard de la toxicité exprimée sur les invertébrés et de l’implication du système sérotoninergique dans la locomotion (Besse et Garric, 2008). Ainsi, un intérêt tout particulier devrait être porté sur la fluoxétine, molécule qui présente une très forte toxicité chez les algues vertes. Les comparaisons des valeurs de toxicité chronique mettent également en évidence que les antibiotiques sont des molécules très préoccupantes. Les études menées par Isidori et al. (2005, 2006) montrent que leur toxicité est fonction de la molécule et de l’organisme considérés
Effets des mélanges
Jusqu’à présent, les études toxicologiques s’intéressaient particulièrement aux conséquences biologiques d’une molécule sur différents organismes mais depuis quelques temps, des travaux prenant en considération la toxicité liée à un mélange de deux voire plusieurs composés ont été développés. En effet, ces protocoles d’évaluation peuvent mettre en évidence les effets antagonistes ou synergiques de certains résidus [Cleuvers, 2003 ; Cleuvers, 2004 ; Hernando et al., 2004]. Tout comme les études traitant de la toxicité chronique, l’analyse de l’effet mélange est bien moins documentée que la toxicité aigue des résidus de médicaments sur divers organismes.
Perturbateurs endocriniens
Le cytochrome P-450 (P-450) est une enzyme impliquée dans les réactions de métabolisme des xénobiotiques de phase I. Le P-450 est également impliqué dans des réactions de synthèse et de dégradation de molécules endogènes comme les stéroïdes et les prostaglandines. Un nombre important de médicaments peut agir comme inducteur ou inhibiteur enzymatique, notamment au niveau des différentes isoformes du P-450. Théoriquement, une inhibition ou une induction du P-450 peut entraîner des perturbations dans l’homéostasie des organismes voire dans les fonctions de reproduction. Cependant à l’heure actuelle, aucun effet toxique sur un organisme aquatique n’a pu être clairement relié à une induction ou une inhibition du P-450. Le P-450 est par contre communément proposé comme marqueur d’exposition des organismes aquatiques et notamment des poissons à des polluants environnementaux. Il existe un nombre important de molécules pharmaceutiques douées de ces propriétés et donc susceptibles d’engendrer des effets de perturbation endocrinienne (Besse et Garric, 2008).
Du fait que les études sont encore trop peu nombreuses, seules certaines substances pharmaceutiques telles que les hormones stéroïdiennes (contraceptifs oraux) seraient affirmé d’avoir exercé des activités de perturbation endocrinienne dans l’environnement, de plus amples travaux sont nécessaires.
Antibiorésistance
Certaines bactéries initialement sensibles aux traitements antibiotiques peuvent développer une résistance face aux traitements antibiotiques. Cette résistance peut s’amplifier notamment suite à des mécanismes de mutation et des échanges de gènes résistants entre bactéries, entre autres [Halling-Sorensen, 1998]. Ce phénomène est d’autant plus problématique qu’il engendre une diminution de l’efficacité des traitements existants en cas d’infection.
L’utilisation importante des antibiotiques en médecines humaine et animale est considérée comme la raison majeure de l’accroissement de la résistance bactérienne aux antibiotiques, et de la contamination de l’environnement (eau et sol) par les antibiotiques. Dans le corps humain ou animal, les bactéries résistantes sont sélectionnées en cas d’antibiothérapie de durée insuffisante ou inadaptée ou si les quantités d’antibiotiques utilisés sont trop faibles. Dans ces différents cas, les bactéries les plus sensibles disparaissent et seules les bactéries qui ont résisté au traitement survivent et se multiplient. Dans l’environnement, 2 hypothèses expliqueraient l’existence de bactéries résistantes.
-la présence constante d’antibiotiques, consécutive aux rejets humains (effluents de STEP) ou animaux (épandage lisier/fumier sur les sols agricoles), à des concentrations inférieures aux seuils thérapeutiques (Goñi-Urriza et al., 2000);
-le rejet dans le milieu de bactéries résistantes présélectionnées dans les organismes humains ou animaux (Séveno et al., 2002 ; Reinthaler et al., 2003 ; Salyers et al., 2004).
Dans la première hypothèse, la sélection de bactéries résistantes se ferait dans l’environnement alors que dans la deuxième hypothèse, il y aurait un transfert de gêne porteur de résistance entre des bactéries d’origine fécale (humaine ou animale) et des bactéries uniquement présentes dans le milieu naturel.
La présence de bactéries résistantes aux antibiotiques dans l’environnement, et en particulier dans les eaux, représente un danger sanitaire et un danger écologique. En effet, du point de vue sanitaire, l’homme est exposé à ces bactéries résistantes soit de façon directe lorsqu’elles survivent aux traitements de potabilisation et qu’elles sont consommées avec les eaux de boisson ou lorsqu’elles ont remonté la chaîne alimentaire jusqu’aux coquillages filtreurs consommés par les hommes, comme les moules par exemple ; soit de façon indirecte lorsqu’elles sont dans les eaux récréatives comme les eaux de baignades.
Du point de vue environnemental, un premier risque est lié à la dissémination de gène de résistance au sein des communautés microbiennes. Le deuxième risque écologique est lié aux possibles perturbations des communautés microbiennes autochtones impliquées dans les cycles biogéochimiques.
Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE GENERALITES
I. GENERALITES SUR LES MOLECULES PHARMACEUTIQUES
I.1 Définition
I.2 Problématique
I.3 Classes de molécules pharmaceutiques
I.3.1 Antalgiques et anti-inflammatoires
I.3.2 Antibiotiques
I.3.3 Médicaments des troubles du comportement et de l’humeur
I.3.4 Autres composés pharmaceutiques
I.3.5 Médicaments à usage vétérinaire
I.4 Pharmacocinétiques
I.4.1 Devenir dans l’organisme
I.4.2 Notion de fraction excrétée de substance active (Fexcreta)
II. Sources, présence et devenir des résidus de médicaments dans le milieu environnemental
II.1 Sources et voie d’introduction des résidus de médicaments dans l’environnement aquatique
II.1.1 Voies d’introduction liée à l’usage humain
II.1.1.1 Par les stations d’épurations urbaines
II.1.1.2 Etablissements de soins
II.1.2 Voies d’introduction liée à l’usage vétérinaire
II.1.3 Unités de production
II.2 Distribution dans les différents compartiments de l’environnement aquatique
II.2.1 Eaux résiduaires
II.2.2 Eaux naturelles
II.2.3 Eaux potables
II.2.4 Sédiments
II.3 Devenir dans l’environnement aquatique
II.3.1 Milieu naturel
II.3.1.1 Dégradation abiotique
II.3.1.2 Dégradation biotique
II.3.1.3 Sorption sur la matière solide
II.3.2Filières de traitements des eaux destinées à la consommation humaine
III.Impact sanitaire et environnemental des résidus de médicament
III.1 Ecotoxicité
III.1.1 Toxicité aigue
III.1.2 Toxicité chronique
III.1.3 Effets des mélanges
III.2 Perturbateurs endocriniens
III.3 Antibiorésistance
DEUXIEME PARTIE METHODES ANALYTIQUES
I. Echantillons et techniques d’échantillonnage
I.1 Type de prélèvement
I.2 Matériaux contenants les prélèvements
I.3 Conservation des prélèvements
II.Conditionnement des échantillons
IIITraitement des échantillons/extraction des composés pharmaceutiques
III.1 Extraction de la phase dissoute par SPE
III.2 Extraction de la phase solide et particulaire par ASE
III.3 Extraction des composés piégés dans les échantillonneurs passifs
IV. Techniques analytiques
IV.1 Couplage chromatographie-spectrométrie de masse
IV.2Type de colonnes et de phases mobiles de la chromatographie liquide
IV.3 Types d’analyseurs
IV.4 Critères de validation d’une méthode analytique
IV.5 Limites analytiques
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
