Avis scientifique sur la présence d’arsenic dans les denrées alimentaires

The EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM Panel) assessed the risks to human health related to the presence of arsenic in food. More than 100,000 occurrence data on arsenic in food were considered with approximately 98 % reported as total arsenic. Making a number of assumptions for the contribution of inorganic arsenic to total arsenic, the inorganic arsenic exposure from food and water across 19 European countries, using lower bound and upper bound concentrations, has been estimated to range from 0.13 to 0.56 µg/kg bodyweight (b.w.) per day for average consumers, and from 0.37 to 1.22 µg/kg b.w. per day for 95th percentile consumers. Dietary exposure to inorganic arsenic for children under three years of age is in general estimated to be from 2 to 3-fold that of adults. The CONTAM Panel concluded that the provisional tolerable weekly intake (PTWI) of 15 µg/kg b.w. established by the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) is no longer appropriate as data had shown that inorganic arsenic causes cancer of the lung and urinary bladder in addition to skin, and that a range of adverse effects had been reported at exposures lower than those reviewed by the JECFA. The CONTAM Panel modelled the dose-response data from key epidemiological studies and selected a benchmark response of 1 % extra risk. A range of benchmark dose lower confidence limit (BMDL01) values between 0.3 and 8 µg/kg b.w. per day was identified for cancers of the lung, skin and bladder, as well as skin lesions. The estimated dietary exposures to inorganic arsenic for average and high level consumers in Europe are within the range of the BMDL01 values identified, and therefore there is little or no margin of exposure and the possibility of a risk to some consumers cannot be excluded.

© European Food Safety Authority, 2009

Résumé

L’arsenic est un métalloïde qui se présente sous différentes formes organiques et inorganiques, présentes dans l’environnement à l’état naturel ou résultant d’une activité anthropogénique. Les formes inorganiques de l’arsenic sont plus toxiques que les formes organiques, mais jusqu’à présent, la plupart des informations relatives à la présence d’arsenic dans les aliments collectées dans le cadre d’un contrôle officiel des denrées alimentaires font référence à l’arsenic total retrouvé, sans qu’aucune différence ne soit faite entre les formes organiques ou inorganiques. Le besoin de données de spéciation est évident car de nombreuses recherches ont montré, spécialement dans les fruits de mer, que l’arsenic était majoritairement présent sous des formes organiques, moins toxiques. De ce fait, une évaluation du risque qui ne tiendrait pas compte des différentes espèces mais qui considérerait que l’arsenic total est présent exclusivement sous forme d’arsenic inorganique entraînerait une surestimation considérable du risque sanitaire lié à l’exposition à l’arsenic dans les aliments.

Suite à un appel à données, 15 pays européens ont soumis plus de 100 000 résultats relatifs aux concentrations d’arsenic retrouvées dans diverses denrées alimentaires. Les deux tiers des échantillons se trouvaient sous le seuil de détection. Environ 98 % des résultats rapportés concernaient l’arsenic total et seules quelques recherches ont fait la différence entre les différentes espèces d’arsenic retrouvées. Les taux d’arsenic total les plus élevés ont été mesurés dans les denrées alimentaires suivantes : poissons et fruits de mer, produits ou compléments alimentaires à base d’algues, notamment le hijiki, céréales et produits céréaliers, avec des concentrations particulièrement fortes dans les grains de riz et les produits à base de riz, son et germe. La concentration en arsenic total ainsi que les espèces d’arsenic présentes dans un aliment peuvent varier selon le type de transformation subi par l’aliment, la température et le temps. La présence d’arsenic dans l’eau de cuisson semble être d’une importance particulière car elle détermine les concentrations en arsenic dans l’aliment préparé (plus ou moins élevées que dans le produit cru).

Les données de spéciation représentatives étant rares, le groupe scientifique de l’EFSA sur les contaminants de la chaîne alimentaire (groupe CONTAM) n’a pas été en mesure d’évaluer les ratios habituels entre l’arsenic inorganique et l’arsenic organique dans différents groupes de denrées alimentaires. De ce fait, le groupe CONTAM a dû faire un certain nombre de suppositions afin d’estimer la part de l’arsenic inorganique par rapport à celle de l’arsenic total dans l’évaluation de l’exposition basée sur les quelques données relatives à l’arsenic inorganique soumises par les pays européens ayant fourni des informations, ainsi que sur les données provenant de la littérature clé. Il a ainsi été supposé que la proportion d’arsenic inorganique pouvait varier de 50 % à 100 % de l’arsenic total rapporté dans les denrées alimentaires autres que le poisson et les fruits de mer, 70 % semblant correspondre le mieux à une moyenne générale. Dans le poisson et les fruits de mer, la proportion relative d’arsenic inorganique est faible et a tendance à diminuer lorsque le contenu en arsenic total augmente ; le ratio peut varier en fonction du type de fruit de mer. Compte tenu des données limitées concernant l’arsenic inorganique dans le présent ensemble de données et dans les données publiées, des valeurs fixes d’arsenic inorganique de 0,03 mg/kg dans le poisson et de 0,1 mg/kg dans les fruits de mer ont été considérées comme réalistes dans le calcul de l’exposition alimentaire chez l’homme.

Compte tenu de ces hypothèses, les expositions à l’arsenic inorganique dans les aliments et l’eau ont été estimées entre 0,13 et 0,56 µg/kg de poids corporel par jour pour des consommateurs moyens, et entre 0,37 et 1,22 µg/kg de poids corporel par jour pour les consommateurs au 95ème percentile. Estimations valables, au niveau national et en utilisant les concentrations minimales et maximales, pour 19 pays européens au travers desquels l’exposition alimentaire minimale et maximale variait selon un facteur de 2 à 3, plus en raison des habitudes alimentaires différentes que de taux d’occurrence différents. En extrapolant à partir des principales catégories d’aliments provenant de la base de données concise relative à la consommation alimentaire européenne de l’EFSA, les sous-classes d’aliments telles que les graines de céréales et les produits à base de céréales, suivies de l’alimentation destinée à des régimes alimentaires spécifiques, de l’eau en bouteille, du café et de la bière, des grains de riz et des produits à base de riz, du poisson et des légumes, ont été identifiées comme contribuant largement à l’exposition quotidienne à l’arsenic inorganique dans la population européenne générale.

Il a été estimé que les gros consommateurs de riz en Europe, parmi lesquels on retrouve certains groupes ethniques, subissaient une exposition alimentaire d’environ 1 µg/kg de poids corporel par jour à l’arsenic inorganique et que les gros consommateurs de produits à base d’algues pouvaient subir une exposition alimentaire d’environ 4 µg/kg de poids corporel par jour à l’arsenic inorganique. Les preuves disponibles sont limitées et ne montrent pas de différence au niveau de l’exposition alimentaire entre les végétariens et la population générale, à moins que les végétariens ne consomment de fortes quantités de produits à base d’algues.

Les enfants de moins de 3 ans sont les plus exposés à l’arsenic inorganique. Les estimations de l’exposition rapportées dans deux études différentes montrent que la consommation d’arsenic inorganique varie de 0,50 à 2,66 µg/kg de poids corporel par jour. L’exposition alimentaire à l’arsenic inorganique chez les enfants de moins de 3 ans, y compris à travers des aliments à base de riz, est généralement estimée comme étant 2 à 3 fois celle d’un adulte. Ces estimations n’incluent pas les enfants intolérants au lait qui doivent remplacer le lait reconstitué ou le lait de vache par des boissons à base de riz.

Par rapport à l’exposition alimentaire, il est probable que l’exposition non alimentaire à l’arsenic soit de moindre importance pour la population générale du l’Union Européenne (UE).

Une forte variabilité inter-espèces, inter-populations et inter-individus a été rapportée pour le métabolisme et la toxicocinétique de l’arsenic. Les animaux expérimentaux étant considérablement différents de l’homme au niveau du métabolisme et d’autres aspects de la toxicocinétique de l’arsenic, les résultats provenant d’études de toxicité chez l’animal ne représentent pas une base adéquate pour la caractérisation du risque.

Chez l’homme, l’arsenic inorganique soluble est rapidement et pratiquement totalement absorbé après ingestion. L’absorption de différents composés d’arsenic organique est généralement supérieure à 70 %. Après avoir été absorbé, l’arsenic est largement distribué au niveau de la quasi-totalité des organes et il traverse facilement la barrière placentaire. La biotransformation de l’arsenic inorganique chez les mammifères comprend une réduction de l’arsenic pentavalent en arsenic trivalent et une méthylation de l’arsenic trivalent.

Le groupe CONTAM a noté que, depuis que la dose provisoire hebdomadaire tolérable (PTWI) de15 µg/kg de poids corporel avait été établie par le comité mixte FAO/OMS d’experts des additifs alimentaires (JECFA), de nouvelles données avaient montré que l’arsenic inorganique provoquait des cancers du poumon, des voies urinaires et de la peau ; un certain nombre d’effets indésirables ont été rapportés à des taux d’exposition plus faibles que ceux revus par le JECFA. Le groupe CONTAM a donc conclu que la PTWI de 15 µg/kg de poids corporel du JEFCA n’était plus appropriée et a, dans son évaluation, mis l’accent sur des données plus récentes montrant des effets à des doses plus faibles d’arsenic inorganique que celles prises en compte par le JECFA.

Les principaux effets indésirables rapportés comme étant associés à une ingestion sur le long terme d’arsenic inorganique chez l’homme sont les lésions cutanées, les cancers, la toxicité de développement, la neurotoxicité, les maladies cardiovasculaires, le métabolisme anormal du glucose et le diabète. La neurotoxicité est principalement rapportée en cas d’exposition aiguë lors d’un empoisonnement délibéré ou d’un suicide, ou à de fortes concentrations dans l’eau potable. Les preuves de maladies cardiovasculaires (Blackfoot disease, maladie vasculaire périphérique, coronaropathie, infarctus du myocarde et AVC) et de diabète dans des zones présentant des niveaux relativement faibles d’exposition à l’arsenic ne sont pas concluantes. Il existe de plus en plus de preuves des effets négatifs d’une exposition à ce produit sur le développement du fœtus et du nourrisson (un poids de naissance plus faible, notamment) ; de nouvelles preuves concernant les liens dose-réponse et les durées d’exposition critiques sont nécessaires.

En conséquence, les données relatives aux cancers de la vessie, du poumon et de la peau, associés à une exposition orale à l’arsenic inorganique, et celles relatives aux lésions cutanées ont été considérées par le groupe CONTAM comme fournissant peut-être un point de référence approprié. Il existe toutefois une limite dans toutes les études disponibles : l’exposition alimentaire totale à l’arsenic inorganique n’a pas été mesurée. Dans la plupart des études, la concentration d’arsenic dans l’eau potable a été utilisée comme mesure de référence pour l’exposition. La mesure de la concentration en arsenic dans les voies urinaires ou les ongles des pieds a été utilisée dans un nombre moins important d’études. Afin d’émettre un avis sur les risques sanitaires liés à la présence d’arsenic inorganique dans les denrées alimentaires, il est nécessaire de faire des suppositions quant à l’exposition alimentaire totale des populations dans lesquelles les critères de santé respectifs ont été étudiés. Le groupe CONTAM a noté qu’une sous-estimation de l’exposition alimentaire totale dans les populations étudiées entraînerait une sous-estimation du point de référence et, de ce fait, une surestimation du risque lorsque l’on considérerait l’exposition alimentaire totale des pays européens dans cet avis, et inversement, et a conclu qu’il serait pertinent d’identifier un certain nombre d’expositions alimentaires totales possibles dans les études épidémiologiques clés.

Le groupe CONTAM a modélisé les données relatives à la dose-réponse provenant d’études épidémiologiques clés et a également pris en compte le rapportage d’autres résultats de modélisation dose-réponse. Une réponse de référence d’un risque additionnel de 1 % a été sélectionnée car elle pouvait correspondre aux données observées. En raison des incertitudes relatives à l’exposition dans les études épidémiologiques clés, le groupe CONTAM a identifié un certain nombre de valeurs pour la limite inférieure de confiance à 95 % de la dose de référence d’un risque additionnel de 1 % (BMDL₀₁) pour chaque critère. Les valeurs BMDL₀₁ les plus faibles concernent le cancer du poumon. Ces données proviennent d’une étude relativement réduite mais qui a l’avantage de porter sur une population susceptible d’avoir un background nutritionnel et génétique plus proche de celui des populations européennes que de celui des populations asiatiques rurales, pour lesquelles la plupart des données épidémiologiques sont disponibles. En revanche, les données relatives aux lésions cutanées proviennent, elles, de populations plus larges et montrent un degré élevé d’uniformité entre les études. L’exposition à l’arsenic est considérée comme une cause nécessaire mais pas suffisante des lésions cutanées et compte tenu du fait que les observations de lésions cutanées proviennent principalement de communautés asiatiques rurales exposées à de forts taux d’arsenic dans l’eau, il est possible que les résultats aient été influencés par d’autres facteurs tels que le statut nutritionnel. Le groupe CONTAM a ainsi conclu que l’étendue générale de valeurs BMDL₀₁ de 0,3 à 8 μg/kg de poids corporel par jour devait être utilisée comme unique point de référence dans la caractérisation du risque pour l’arsenic inorganique.

Le groupe CONTAM a noté que l’arsenic inorganique n’entrait pas directement en réaction avec l’ADN et qu’il existait un certain nombre de mécanismes proposés de cancérogénicité tels que les dommages oxydatifs, les effets épigénétiques et les interférences avec la réparation des dommages causés à l’ADN, pour chacun desquels un mécanisme limite pouvait être avancé. Toutefois, compte tenu de l’incertitude relative à la forme des relations dose-réponse, il n’a pas été considéré comme approprié d’identifier, à partir des données chez l’homme, une dose d’arsenic inorganique sans risque sanitaire quantifiable, c’est-à-dire une dose journalière ou hebdomadaire tolérable. Une évaluation des marges d’exposition (MOE) entre les points de référence identifiés à partir des données chez l’homme et l’exposition alimentaire estimée à l’arsenic inorganique dans la population européenne doit donc être effectuée.

En Europe, l’exposition alimentaire estimée à l’arsenic inorganique pour des consommateurs moyens et des gros consommateurs se situe dans l’étendue des valeurs BMDL₀₁ définies par le groupe CONTAM et, de ce fait, il existe peu, voire aucune MOE, et l’éventualité d’un risque pour certains consommateurs ne peut pas être exclue. Les groupes de consommateurs confrontés à des niveaux d’exposition plus élevés sont les gros consommateurs de riz, comme certains groupes ethniques par exemple, et les gros consommateurs de produits à base d’algues. Les expositions alimentaires estimées de ces groupes se situent également dans l’étendue des valeurs BMDL₀₁. Les nourrissons de moins de 6 mois nourris exclusivement au sein ou avec un lait reconstiué à base de lait de vache, mélangé avec de l’eau contenant de l’arsenic aux concentrations moyennes observées en Europe, présentent la plus faible exposition alimentaire estimée à l’arsenic inorganique. Les expositions alimentaires estimées chez les enfants sont plus élevées que celles observées chez les adultes, en raison de leur consommation alimentaire plus importante, proportionnellement à leur poids corporel. Toutefois, ceci n’indique pas nécessairement que les enfants soient plus à risque car les effets nocifs sont dus à une exposition sur le long terme et les estimations d’exposition se situent également dans l’étendue des valeurs BMDL₀₁.

Parmi les formes organiques de l’arsenic, l’arsenobétaïne, qui est la forme majeure dans le poisson et la plupart des fruits de mer, est largement considéré comme ne représentant pas un problème sur le plan toxicologique. Les arsénosucres et les arsénolipides sont principalement métabolisés en diméthylarsinate chez l’homme, mais aucune information spécifique n’est disponible quant à leur toxicité. Pour ce qui est des autres composés organiques de l’arsenic, aucune donnée relative à leur toxicité pour l’homme n’est disponible. En raison de l’absence de données, les arsénosucres, les arsénolipides, le méthylarsonate et le diméthylarsinate ne peuvent pas être pris en compte dans la caractérisation du risque.

Le groupe CONTAM a recommandé que l’exposition alimentaire à l’arsenic inorganique soit réduite. Afin d’affiner l’évaluation du risque représenté par l’arsenic inorganique, la production de données de spéciation pour différentes denrées alimentaires est nécessaire, afin de confirmer l’évaluation de l’exposition alimentaire, ainsi que celle de données relatives à la relation dose-réponse pour les effets possibles sur la santé.
 

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