Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques

Introduction Les hydrocarbures aromatiques polycycliques, communément appelés HAP, sont une famille de composés chimiques constitués d’atomes de carbone et d’hydrogène dont la structure des molécules comprend au moins deux cycles aromatiques condensés. Depuis de nombreuses années, les HAP sont très étudiés car ce sont des composés présents dans tous les milieux environnementaux et qui montrent une forte toxicité. Ils font partie des polluants organiques persistants (POPs).

I – Présentation des HAP 1 – Propriétés des HAP La formation des HAP peut avoir deux origines : pyrolytique ou pétrogénique (origine naturelle ou anthropique). Molécules lipophiles, pouvant être très toxiques. Ils sont classés en HAP légers (jusqu’à trois cycles) ou lourds. Le plus connu est le benzo(a)pyrène ou B(a)P.

Origine pétrogénique: à partir des produits pétroliers 2 – Sources et origine des HAP Origine pyrolytique : processus de combustion incomplète de la matière organique à haute température Avant : principalement dû à des phénomènes naturels (feux de forêts et de prairies ) Aujourd’hui : origine pyrolytique anthropique (émissions domestiques et industrielles) Origine pétrogénique: à partir des produits pétroliers

3 – Contamination environnementale par les HAP Contamination Atmosphérique: HAP sous forme gazeuse pour les plus légers, mais surtout associés à des particules. Principales sources d’émission : Activité industrielle (sidérurgie, pétrochimie) Chauffage résidentiel pot d’échappement des véhicules tabagisme en espace clos

Contamination des eaux : Contamination des sols : par dépôt Contamination des eaux : Par dépôt atmosphérique dans les eaux continentales proches de sites industriels Pollution des eaux continentales et océaniques par : l’extraction du pétrole, son transport maritime et l’utilisation des produits finis. (Exemple de pollution accidentelle : ERIKA en 1999) Pénétration des HAP dans les chaines alimentaires (contaminations des végétaux et animaux marins)

II– Métabolisme et biotransformations des HAP 1 – Absorption Les HAP sont des composés très liposolubles et sont absorbés par le poumon, l’intestin et la peau Par voie respiratoire : Mécanisme de clairance mucociliaire : particules d'HAP remontent l'arbre pulmonaire et sont avalées, entrant dans l'organisme par la voie digestive. B(a)P absorbé directement par voie pulmonaire.

Par voie cutanée : Une partie du B(a)P ne pénètre pas la barrière cutanée, ce qui limite les concentrations en HAP disponibles pour l'organisme Différences en fonction des espèces : Absorption de 10% à travers la peau de souris Absorption de 3% à travers la peau de l’homme Organes cibles : foie, reins, tissu adipeux Par voie orale : Absorption rapide au niveau intestinal et HAP rapidement métabolisé au niveau du foie

2- Distribution Les HAP sont majoritairement distribués dans le foie et les muscles, et en petite quantité dans le sang et l’intestin. 3- Biotransformations Les HAP sont biotransformés selon des voies multiples aboutissant pour la plupart à des intermédiaires époxydiques impliqués dans la génotoxicité. Enzymes de phase 1: actions d'oxydation, de réduction et d'hydrolyse formation de dérivés hydroxylés toxiques Enzymes de phase 2: rôle de détoxification par la formation de composés conjugués qui pourront être rapidement éliminés.

Schéma général des biotransformations des HAP

4- Elimination Du fait de l’importance du métabolisme hépato-biliaire, l’élimination est majoritairement fécale. Une autre voie importante est la voie urinaire pour éliminer les composés conjugués.

III– Toxicité des HAP 1 –Présentation Les HAP sont des molécules très toxiques : le benzène, le dibenzo(a,h)anthracène, le benzo(a)pyrène et le benzo(b)fluoranthène font partie des 20 substances les plus dangereuses classées par l'Agency for Toxic Substance and Disease Registry. Certains HAP peuvent produire des effets systémiques (hépatiques, hématologiques, immunologiques et développement d’athérosclérose) et/ou des effets sur la reproduction, ainsi que des effets génotoxiques et cancérigènes

2– Contamination des denrées alimentaires Actuellement, aucune teneur maximale en HAP n'est fixée par la réglementation dans les produits de la mer ou dans d'autres produits alimentaires. Produits de la mer : coquillages, crustacés, poissons Lait et produits carnés : - viande et produits de charcuterie : à 1µg/kg la limite maximale en B(a)P - sol, fourrage ruminants lait Homme le mode de cuisson = facteur de contamination (cuisson au barbecue, contact direct avec les flammes)

3– Mécanismes entrainant la toxicité : exemple du B(a)P Exemple de la biotoxification du B(a)P Formation du diol époxyde électrophile Liaison covalente de ce composé avec l’ADN Réplication + Fixation de la mutation Initiation du processus de cancérogénèse

Processus d’auto-induction enzymatique du B(a)P

Induction de l’expression du CYP1A1 et de certaines isoformes de GST Formation d’adduits à l’ADN

4- Effets toxiques des HAP Les 16 HAP les plus préoccupants pour l’homme ont été classés par différents organismes : B2 : cancérogène probable D : cancérogène possible mais insuffisamment étudié

Outre leurs propriétés cancérogènes, les HAP présentent un caractère mutagène dépendant de la structure chimique des métabolites formés. Ils peuvent aussi entraîner une diminution de la réponse du système immunitaire augmentant ainsi les risques d’infection Effets systémiques : pas de données pertinentes après études Toxicité cutanée Effet sur la reproduction et le développement : chez l’animal, dépend de la souche, de la voie d’administration et des niveaux de doses administrées ( pas d’étude chez l’Homme)

Conclusion Les HAP sont produits par des phénomènes naturels, l’activité industrielle et l’activité urbaine. Les HAP présentent un danger potentiel pour l’environnement et la santé publique. Les instances internationales et européennes ont été amenées à classer ces composés comme probablement ou possiblement cancérogènes chez l’homme. Cependant de nombreuses études restent à réaliser pour fixer des valeurs maximales dans les denrées alimentaires par exemple, et déterminer les effets de la bioaccumulation de ces composés.

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