Focus
La sécurité alimentaire des contaminants chimiques est évaluée au niveau national et international par des comités d’experts constitués de scientifiques aux compétences complémentaires, nommés à titre personnel et qui ne doivent représenter ni les intérêts de groupes professionnels ni ceux de l’État. Les expertises
sont toujours collectives et contradictoires.En France, l’AFSSA, devenue l’ANSES en 2010, est en charge de ces évaluations, et l’EFSA (European Food Safety Authority) au niveau de l’Union Européenne.Ces différents comités sont consultatifs, ne prennent pas de décisions, mais fournissent des avis aux gestionnaires du risque et aux décideurs politiques.

Deux types de substances chimiques peuvent être présentes dans l’alimentation : les contaminants naturels et les contaminants introduits intentionnellement. Toutes les molécules introduites intentionnellement dans un aliment sont soumises à autorisation. Elles font l’objet au préalable d’une évaluation du risque toxicologique. Le problème principal posé par les contaminants naturels est dû au fait que leur existence et leur toxicité ne sont soupçonnées qu’a posteriori, à la suite d’une intoxication massive. Plusieurs principes et contraintes régissent donc l’évaluation du risque chimique en sécurité alimentaire, répartie en quatre étapes : l’identification du danger, sa caractérisation, l’évaluation de l’exposition et la caractérisation du risque.

Pr. Dominique Parent-Massin, Laboratoire de Toxicologie Alimentaire et Cellulaire EA 3880, Université de Bretagne Occidentale
Pr. Dominique Parent-Massin,
Laboratoire de Toxicologie Alimentaire et Cellulaire EA 3880,
Université de Bretagne Occidentale

Il est difficile de faire une corrélation entre l’augmentation de l’incidence d’une pathologie chez l’homme et l’exposition via la consommation alimentaire à une molécule chimique. Le patient n’est pas toujours conscient qu’il a été exposé par voie alimentaire à une substance chimique particulière. Il ne connaît pas la composition chimique des aliments qu’il ingère, il ignore la présence potentielle d’additifs, de pesticides ou de contaminants naturels. L’expérimentation humaine n’etant pas autorisée, les études toxicologiques doivent être réalisées sur des animaux de laboratoire et couvrir tous les effets toxiques potentiels. L’extrapolation des données d’innocuité ou de toxicité à l’homme nécessite l’utilisation de facteurs de sécurité donc d’incertitude.

L’ÉVALUATION DU RISQUE

Elle se fait en quatre étapes.

L’identification du danger

Elle consiste à identifier les effets toxiques pouvant être induits par lamolécule considérée.

Dans le cas des substances soumises à autorisation, on recherche principalement des structures chimiques d’alerte. L’identification du danger des contaminants naturels consiste à faire la corrélation entre l’augmentation de l’incidence d’une pathologie, la consommation d’une denrée alimentaire et la présence d’un contaminant naturel dans cette denrée.

La caractérisation du danger

Elle permet d’identifier les doses induisant les effets toxiques et surtout les doses sans effet toxique, à partir d’études toxicologiques :

  • Étude de toxicité subchronique par voie orale d’une durée de 1/10ème de la durée de vie de l’animal, soit 90 jours chez les rongeurs
  • Étude de toxicité chronique par voie orale sur la durée de vie entière de l’animal.
  • Étude de cancérogénèse in vitro (génotoxicité) et in vivo
  • Études sur la reproduction, la gestation et la lactation

Ces études doivent être menées sur un nombre suffisant d’animaux des deux sexes, au poids et à l’origine connus et homogènes. Elles doivent être réalisées sur au moins deux espèces de mammifères, a priori des rongeurs.
Ces différentes études obligatoires devraient permettre de mettre en évidence un effet toxique sur tous les organes, un éventuel effet cancérigène, un risque de malformation des foetus descendants (vérifié sur deux générations) ou une diminution des possibilités de reproduction.

Il n’existe pas à ce jour de méthode fiable permettant de mettre en évidence un risque d’allergie par voie orale (ou alimentaire) chez les animaux dont les résultats soient transposables à l’homme.

Or, à ce jour, les études toxicologiques chez l’homme ne sont pas autorisées pour des raisons éthiques sauf dans des cas exceptionnels, pour certaines molécules introduites intentionnellement dans l’aliment comme les édulcorants (qui présentent un intérêt chez certaines catégories de patients comme les diabétiques).

L’évaluation de l’exposition

Deux types de données permettent d’évaluer l’exposition du consommateur à des substances chimiques via l’alimentation :

  • Concentration dans les denrées alimentaires : dans le cas des substances soumises à autorisation, la dose autorisée dans la denrée concernée sera retenue (Limite Maximale de Résidus pour les pesticides, dose d’emploi pour les additifs). Dans le cas des contaminants naturels, il faut disposer de la quantité de contaminant naturel présent dans chaque denrée
    potentiellement contaminée et de la consommation de ces denrées.
  • Consommationdes denrées : deux niveaux de consommation doivent être pris en compte, la moyenne des consommations de chaque denrée et la consommation des forts consommateurs (95ème percentile). Il est également important de tenir compte de la consommation de groupe d’individus particuliers comme les enfants.

L’exposition totale du consommateur se calcule en faisant la somme de l’exposition induite par la consommation de chaque denrée, elle-même calculée enmultipliant la dose par la consommation de la denrée concernée consommée chaque jour.

La caractérisation du risque

Pour caractériser le risque, l’exposition du consommateur sera comparée à la DJA, la DJT ou la dose de référence aiguë (ARfD). Une substance introduite intentionnellement sera  considérée comme ne faisant pas courir de risque au consommateur et pourra être autorisée aux doses demandées si l’exposition est inférieure à la DJA. Dans le cas contraire, si l’exposition du consommateur toutes autorisations confondues, est supérieure à la DJA, le gestionnaire du risque devra envisager un refus d’autorisation si c’est une nouvelle substance, ou, si la molécule est déjà autorisée, une interdiction temporaire ou définitive, une diminution des doses utilisées et/ou du nombre des denrées alimentaires autorisées à  contenir la substance. Pour les contaminants naturels, si l’exposition du consommateur est supérieure à la DJT, le gestionnaire du risque devra alors envisager des mesures pour diminuer la quantité de contaminant.

PRINCIPES DES ÉVALUATIONS
Le principe des évaluations est fondé sur le concept de Dose Journalière Acceptable
(DJA), deDose Journalière Tolérable (DJT) et deDose deRéférenceAiguë (ARfD:Acute
Reference Dose).

  • La DJA est la quantité d’une substance chimique soumise à autorisation qu’un individu peut consommer tous les jours de sa vie sans courir de risque pour sa santé.
    Elle est déterminée à partir de la Dose Sans Effet (DSE) chez l’animal le plus sensible affectée a priori de deux facteurs de sécurité. Le premier tient compte de la variabilité interspécifique : il est égal à 10.
    Le second facteur de sécurité tient compte de la variabilité intraspécifique : il est aussi de 10. La DJA sera donc égale à la DSE divisée par 100. Dans le cas où des malformations seraient observées lors des études de tératogénèse, un facteur de sécurité supplémentaire entre 2 et 10 peut également être ajouté.
  • La DJT est la quantité d’un contaminant naturel alimentaire qu’un individu doit pouvoir ingérer tous les jours de sa vie sans courir de risque pour sa santé. Comme la DJA, la DJT est exprimée en mg (ou μg ou ng)/kg de poids corporel/ jour. Les contaminants naturels bénéficient rarement de dossier toxicologique complet tel que celui exigé pour unemolécule soumise à autorisation.
    Les évaluateurs disposent d’études menées de façon sporadique, par des chercheurs académiques ou institutionnels.
    Les études ne couvrent pas toujours tous les effets toxiques potentiels et ne sont pas toujours menées suivant les lignes directrices officielles et les Bonnes Pratiques de Laboratoire. En conséquence, les évaluateurs ne peuvent pas toujours identifier de dose sans effet et doivent utiliser alors la plus petite dose avec effet. Un facteur de sécurité supplémentaire compris entre 2 et 10 peut être ajouté. Dans le cas où seule une dose avec effet est disponible, celle-ci sera affectée également d’un facteur de sécurité supplémentaire égal à 10.
  • Dose de Référence Aiguë (ARfD) est la quantité estimée d’une substance présente dans une denrée alimentaire ou une boisson à laquelle on pourrait être exposé sur une période de 24 heures ou moins sans risque pour la santé du consommateur.

EXEMPLES D’ÉVALUATIONS

L’aspartame

Édulcorant autorisé, toutes les études toxicologiques requises réglementairement montrent qu’il n’est pas génotoxique.

Dans une étude de cancérogénèse chez la souris et trois chez le rat, l’aspartame administré pendant 110 semaines n’a présenté aucun effet toxique ni cancérigène, la plus forte dose testée étant de 4 000 mg/kg de poids corporel (pc)/j.

La DJA a été fixée à 40mg/kg pc/j à partir d’une dose sans effet de 4000mg/kg pc/j dose la plus forte utilisée au cours des études de cancérogénèse chez le rat, divisée par un facteur de 100.

Le débat a été relancé en juillet 2005 par une étude italienne, selon laquelle l’aspartame induirait de façon dose-dépendante et à de faibles doses, proches de la DJA, une  augmentation de l’incidence d’hémopathies malignes (lymphomes/leucémies).

L’EFSA a examiné très en détail les données brutes de cette étude et n’a pas retenu cette affirmation comme pertinente. Les animaux présentaient une incidence importante de pneumopathies accompagnées d’hyperplasie lymphocytaire.

Or il est connu que des lymphomes et/ou des leucémies pulmonaires peuvent survenir dans les colonies de rats atteintes de ce type de pneumopathie.

L’EFSA a également invalidé l’étude décrivant l’apparition de tumeurs mammaires lorsque les mères étaient nourries à l’aspartame, s’appuyant sur une étude sur des souris  transgéniques particulièrement sensibles aux effets cancérigènes soumises pendant neuf mois à des doses d’aspartame de 500 à 9 500 mg/kg pc /j dans laquelle aucune augmentation de l’incidence de tumeur n’a été retrouvée.

L’EFSA a donc confirmé la DJA de l’aspartame à 40mg/kg pc /j, et l’absence de risque lors de la gestation.

Un contaminant naturel : lamycotoxine DON

Les mycotoxines sont des métabolites secondaires des moisissures contaminant les matières premières agricoles. Parmi elles, les trichothécènes, comme DON, T-2 et HT-2,  thermostables, peuvent être présentes dans les produits finis comme le pain et les pâtes alimentaires.

Le Scientific Committee of Food (organisme précédant l’EFSA, EU, 2001) a retenu l’étude de toxicité chronique menée sur la souris.

La dose sans effet est égale à 100 μg/kg pc/j. L’effet toxique pertinent identifié dans cette étude est une diminution du gain de poids entraînant un retard de croissance.

Un facteur de sécurité de 100 (10 x10) a été appliqué à la dose sans effet pour obtenir la dose journalière tolérable de DON égale à 1μg/kg pc. L’étude d’exposition montre que si l’exposition du fort consommateur adulte est inférieure à la DJT (57 %), celle des forts consommateurs enfants est proche de la DJT (93 %).

Les phycotoxines

Les phycotoxines, toxines produites par du phytoplancton dont se nourrissent les fruits demer, s’accumulent dans les coquillages et peuvent entraîner des effets toxiques puissants après exposition unique ou chronique. Cinq familles de phycotoxines posent des problèmes en sécurité alimentaire, classées en fonction des symptômes qu’elles induisent : intoxication paralysante, intoxication diarrhéique, intoxication amnésiante, intoxication neurologique, intoxication ciguatérique par les poissons. Parmi les toxines qui induisent des
intoxications diarrhéiques, l’acide okadaïque est produit par des dinoflagellés, plus spécialement des espèces Dinophysis et Procentrum. Le premier épisode d’intoxication a été décrit en 1961, aux Pays Bas. En 1970, la toxine responsable et le phytoplancton concerné ont été identifiés.

L’acide okadaïque bénéficie d’une ARfDégale à 0,33 μg/kg basée sur une dose avec effet chez l’homme égale à 1 à 1,5 μg/kg pc affectée d’un facteur de sécurité de trois. Lors de l’évaluation du risque, l’EFSA a sélectionné une ration de 400g comme étant la ration maximum à utiliser, et a constaté que l’exposition est trois fois supérieure à l’ARfD si les fruits demer sont contaminés à la valeur limite tolérée dans l’UE.

Un édulcorant d’origine naturelle : les extraits de stévia (stevia rebaudiana)

Stevia rebaudiana est une plante originaire duParaguay, consommée depuis plusieurs siècles par les populations d’Amérique du Sud pour sucrer.

Elle contient des molécules, des glycosides de stéviol, et notamment le rébaudioside A, un édulcorant intense au pouvoir sucrant 200 fois supérieur à celui du sucre.

En 2008, l’AFSSA a considéré qu’elle ne pouvait fixer une DJA en l’absence de données brutes. Au vu des publications scientifiques disponibles, elle constatait l’absence d’effets indésirables dans une étude de toxicité de 13 semaines, une étude de reproduction sur deux générations, une analyse critique des études demutagénèse et les études pharmacologiques chez l’homme.

Considérant que l’exposition de la population adulte serait égale à 0,5 mg/kg pc/j en moyenne, 2,8mg/kg pc/j chez les forts consommateurs adultes, de 0,2mg/kg pc/j en moyenne chez les enfants de 3 à 17 ans et de 2,1mg/kg pc/j chez les forts consommateurs enfants, l’AFSSA a estimé que l’emploi de rébaudioside A extrait de Stevia rebaudiana, de pureté supérieure à 97%, ne présente pas de risque pour le consommateur.

Cet édulcorant a donc été autorisé en France à titre provisoire en attendant l’évaluation du risque et l’autorisation européenne. L’EFSA a évalué des extraits de Stevia rebaudiana et non le rébaudioside A seul. Elle a fixé une DJA de 4mg/kg pc/j en 2010.

On notera que cette DJA est 10 fois inférieure à celle de l’aspartame, traduisant ainsi un danger supérieur à celui de l’aspartame et nécessitant en conséquence, une consommation
maximale inférieure.

L’autorisation par la Commission Européenne devrait être promulguée en 2011.

LES COLORANTS
La Commission Européenne a demandé à l’EFSA de ré-évaluer tous les additifs
alimentaires autorisés dans l’UE, en priorité les colorants.

Colorants dont la DJA n’a pas été modifiée :
Colorant DJA exprimée en mg/kg pc/j
EFSA (2010)
Tartrazine E102 7,5
Azorubine E122 4
Allura Red AC E129 7
Green S E142 5
Brilliant Black BN E151 5
Colorants dont la DJA a été modifiée :
Colorant Ancienne DJA
Exprimée
en mg/kg pc/j
DJA exprimée
en mg/kg pc/j
EFSA (2010)
Red 2G E128 0.1 DJA annulée
Sunset Yellow FCF E110 2.5 1.0 (temporaire)
Ponceau 4R E124 4.0 0.7
Brown HT E155 3.0 1.5
Brown FK E154 0.15 DJA annulée
Amaranth E123 0.8 0.15
Quinoline Yellow 10 0.5

Pourquoi la DJA du rouge 2G est-elle suspendue ? Cette DJA de 0.1 mg/kg pc/j était fondée sur une étude long terme chez le rat dont la Dose Sans Effet est égale à 8 mg/kg pc/j compte tenu des modifications des paramètres hématologiques observées aux doses supérieures, affectée d’un facteur de sécurité de 100.
Cependant, on sait maintenant que le rouge 2G est métabolisé en aniline qui est génotoxique in vivo et cancérigène chez les rongeurs. Compte tenu des données insuffisantes sur le mécanisme génotoxique et des similarités métaboliques entre animaux et homme, le risque cancérigène pour l’homme ne peut être exclu. L’EFSA a donc suspendu la DJA du rouge 2G, et la Commission a interdit le rouge 2G.
La ré-évaluation est encore en cours et devrait se terminer pour tous les additifs alimentaires (350) en 2015.

BIBLIOGRAPHIE

  1. Afssa. 2009. Évaluation des risques liés à la présence de mycotoxines dans les chaînes alimentaires humaine et animale. Rapport final.
    Coordination scientifique JM Fremy. 308 pages.
  2. Parent-Massin D. Principes d’évaluation du risque chimique en sécurité alimentaire.
    EMC (Elsevier Masson SAS, Paris), Pathologie professionnelle et de l’environnement, 2009, 16-065-A-15.
  3. EFSA. Opinion of the Scientific Panel on Food Additives, Flavourings, Processing Aids and Materials in contact with Food (AFC) on a request from the Commission
    related to a new long-term carcinogenicity study on aspartame.

    Question number EFSA-Q-2005-122.
    The EFSA Journal 2006; 356: 1-44.
    http://www.efsa.europa.eu