Biotox : Mercure et composés

Mercure sanguin total : 4,36 µg/L (95^ème percentile chez les adultes de plus de 20 ans), NHANES 2017-2018 [G1]

Mercure sanguin total : 5 µg/L (95^ème percentile dans un échantillon de 1992 adultes du Nord de la France), étude IMEPOGE 2008-2010 [24]

Mercure sanguin total : 5 µg/L (Valeur HBM-I, UBA 1999) ; 15 µg/L (valeur HBM-II, UBA 1999) (valeurs sanitaires basées sur les effets neurodéveloppementaux liés à une exposition prénatale au méthylmercure; dérivées pour les femmes en âge de procréer mais recommandées également pour les autres groupes de la population générale) [G4]

Mercure sanguin total : 3,5 µg/L (valeur HBM-GV_GenPop provisoire, projet HBM4EU) (valeurs sanitaires basées sur les effets neurodéveloppementaux liés à une exposition prénatale au méthylmercure) [22]

Toxicocinétique - Métabolisme [1, 2]

Mercure élémentaire (métallique) et composés inorganiques

En milieu professionnel, les principales voies d'absorption sont la voie respiratoire pour le mercure élémentaire et probablement la voie digestive pour les composés inorganiques (contamination des mains sur les surfaces et manuportage à la bouche). L’absorption respiratoire est estimée à 69-80 % pour les vapeurs de mercure élémentaire ; pour les composés inorganiques, elle dépend de la granulométrie des aérosols et de la solubilité des composés. L'absorption digestive est estimée à 0,04 % pour le mercure élémentaire et à 1-16 % pour les composés inorganiques chez l’adulte. L’absorption transcutanée des vapeurs de mercure élémentaire est faible. Le contact cutané avec certains dérivés inorganiques, en particulier des dérivés mercuriques, irritants ou corrosifs, peut compromettre l’intégrité des téguments et ainsi permettre ou faciliter le passage transcutané.

Le mercure élémentaire absorbé (Hg⁰) est rapidement oxydé dans le sang et les tissus en mercure mercurique (forme ionisée Hg²⁺), principalement par des catalases. Après inhalation de mercure élémentaire sous forme de vapeurs, une faible fraction du mercure élémentaire non oxydé passe la barrière hémato-encéphalique et est en grande partie oxydée dans système nerveux central. Le mercure ionisé ne pouvant pas traverser cette barrière, il s’accumule dans le cerveau en cas d’exposition répétée. Le mercure ionisé est distribué, comme le mercure des dérivés inorganiques, dans les autres tissus et principalement dans le rein.

Un ratio sang total/plasma de 1,3 a été observé chez des travailleurs exposés à des vapeurs de mercure élémentaire. Dans une étude réalisée chez 7 volontaires exposés à 0,4 mg/m³ de vapeurs de mercure (Hg⁰) pendant 15 minutes, l’élimination plasmatique était bi-phasique, avec des demi-vies médianes de 1,2 jours (0,6-2,5) et 10,5 jours (6-57) [3].

Après inhalation de vapeurs de mercure, le mercure est principalement excrété sous forme non métabolisée Hg⁰ dans l’air exhalé et sous forme de Hg²⁺ mercurique dans les urines et les selles. Chez des volontaires exposés à 0,4 mg/m³ de vapeurs de mercure (Hg⁰) pendant 15 minutes, 7,5-12 % de la dose absorbée étaient éliminés dans l’air expiré dans les 3 jours et 8-40 % étaient éliminés dans les urines dans les 30 jours après l’exposition, avec un pic d’excrétion urinaire 8,5 jours après l’exposition [3]. À partir de ces données, une demi-vie d’élimination urinaire médiane de 63,2 jours (12,8-98,9) a été estimée [4]. Chez des travailleurs exposés aux vapeurs de mercure, la demi-vie d’élimination urinaire était en moyenne de 56 jours (31-100) [5]. Les dérivés mercuriques et mercureux (Hg⁺) absorbés sont excrétés dans les urines (sous forme Hg²⁺) et les fèces. Des données de modélisation toxicocinétique et d’autopsies chez l’homme suggèrent une demi-vie d’élimination de plusieurs années pour le mercure inorganique accumulé dans le système nerveux central [6].

Composés organiques de mercure

L’absorption digestive est proche de 100 % après ingestion de méthylmercure sous forme de chlorure ou incorporé dans les poissons. Le diméthylmercure et les dérivés phénylmercure sont absorbés par voie cutanée. Il n’y a pas de données sur l’absorption par inhalation.

Après ingestion de méthylmercure, le mercure se distribue dans le sang (plus de 90 % dans les érythrocytes) et les autres tissus, les concentrations les plus élevées étant retrouvées dans le foie, les reins et le cerveau. Le méthylmercure ingéré est en partie déméthylé grâce aux bactéries gastrointestinales ; la déméthylation du méthylmercure absorbé a lieu dans le foie, le cerveau et d’autres tissus. En cas d’exposition répétée au méthylmercure, le taux de déméthylation est insuffisant pour éliminer la dose totale absorbée : un mélange de méthylmercure et de mercure inorganique est présent dans l’organisme.

Après absorption, les dérivés du phénylmercure sont transformés en mercure inorganique (mercurique).

Le méthylmercure est majoritairement excrété via les selles, les urines et les cheveux, sous forme de mercure inorganique mercurique Hg²⁺ dans les selles et les urines et de mercure organique dans les cheveux. Après administration intraveineuse de méthylmercure radiomarqué chez des volontaires, 31 % de la dose étaient excrétés dans les selles et 4 % dans les urines pendant la période d’observation de 70 jours. Une demi-vie d’élimination corps entier de 43,7 jours en moyenne a été calculée [7]. Après exposition aux dérivés du phénylmercure, le mercure absorbé est éliminé via la bile, les selles, l’urine et les cheveux.

Indicateurs biologiques d'exposition

Mercure élémentaire (métallique) et composés inorganiques

Le mercure total urinaire, est un indicateur de l’exposition chronique au mercure inorganique, corrélé avec la concentration de mercure dans les reins, ainsi qu’avec des effets sanitaires neurologiques et rénaux. Il a également été corrélé avec l’exposition aux vapeurs de mercure Hg⁰ chez des travailleurs exposés. L’espèce du mercure majoritaire dans les urines est le mercure inorganique Hg²⁺. En raison de la longue demi-vie d’élimination, le moment de prélèvement est indifférent mais un prélèvement le matin avant le poste est préconisé pour réduire le risque de contamination. Par ailleurs, une variation diurne de l’excrétion urinaire a été observée avec des concentrations maximales le matin et minimales le soir [8]. La réalisation des prélèvements au même moment de la journée permet de réduire cette variabilité [9]. L’ajustement de la concentration urinaire de mercure mesurée sur un échantillon sur celle de la créatinine (ou sur la densité urinaire) permet de prendre en compte la variabilité intraindividuelle des apports et des pertes hydriques.

Des valeurs biologiques d’interprétation pour les travailleurs ont été établies par plusieurs organismes pour une exposition au mercure élémentaire et ses composés inorganiques. Elles correspondent aux concentrations moyennes pour lesquelles des effets neurologiques (altération des tests psychométriques) [10-13] et néphrotoxiques [14, 15] ne sont pas observés, chez les travailleurs exposés :

• Pour une exposition au mercure élémentaire, l'ACGIH a proposé un BEI de 20 µg/g de créatinine. Un prélèvement avant le poste est préconisé pour réduire le risque de contamination et l’effet d’une variation diurne de l’excrétion (ACGIH, 2013) [16].
• Pour une exposition au mercure élémentaire et ses composés inorganiques, la Commission allemande DFG a établi une valeur BAT de 25 µg/g de créatinine pour le mercure urinaire, moment de prélèvement indifférent (DFG, 2008) [17, 18].
• Pour une exposition au mercure élémentaire et ses composés inorganiques divalents, le SCOEL a proposé une BLV de 30 µg/g de créatinine pour le mercure urinaire (SCOEL 2007) [19].

Des valeurs biologiques d’imprégnation en population générale sont disponibles pour cet indicateur : le 95^ème percentile des concentrations de mercure urinaire observées chez les adultes de la population générale âgés de 18 à 74 ans dans étude française Esteban 2014-2016 en particulier était de 4,55 µg/g de créatinine (3,32 µg/L) [20].

Des valeurs sanitaires pour la population générale ont également été dérivées pour le mercure urinaire :

• En l’absence de données pertinentes en population générale, les valeurs HBM-I de 5 µg/g de créatinine et HBM-II de 20 µg Hg/g de créatinine (UBA, 1999), ont été établies à partir de données sur des effets neurologiques et rénaux chez des groupes de travailleurs exposés, d’effectif faible. Elles ont été converties en 7 µg/L et 25 µg/L respectivement en appliquant un facteur d’ajustement de 1,4 [G4].
• Dans le cadre du projet européen HBM4EU, une valeur HBM-GV_GenPop de 7 µg Hg/L pour une exposition au mercure élémentaire et aux composés inorganiques a été dérivée par modélisation toxicocinétique à partir de la dose hebdomadaire tolérable (TWI) de 4 µg/kg de poids corporel par semaine pour le mercure inorganique (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives JECFA 2011 et EFSA 2012 [21]) [22]. Cette dernière est basée sur un effet critique rénal dans une étude chez l’animal (modification de poids relatif du rein chez le rat mâle).

Le mercure sanguin total n’est pas un indicateur pertinent pour la surveillance biologique de l’exposition au mercure inorganique (voir Composés organiques du mercure).

Le mercure plasmatique total est associé à l’exposition à la fois au mercure inorganique et organique, avec une variabilité interindividuelle plus importante, pour le mercure inorganique, de la distribution entre les compartiments érythrocytaire et plasmatique. L’utilisation de cet indicateur peut conduire à une mauvaise estimation de l’exposition au mercure inorganique [23].

Composés organiques de mercure

Le méthylmercure sanguin et le mercure total dans les cheveux reflètent le mieux l’exposition au méthylmercure.

Le mercure sanguin total est un mélange de méthylmercure principalement et de mercure inorganique. Le mercure sanguin total peut être utilisé comme indicateur de l’exposition au méthylmercure dans des populations pour lesquelles le méthylmercure est la principale source d’exposition au mercure, du fait de la consommation de poissons, en l’absence d’exposition concomitante notable au mercure inorganique. Le méthylmercure sanguin étant majoritairement intraérythrocytaire, le mercure total intraérythrocytaire pourrait être un indicateur intéressant.

Des valeurs biologiques d’imprégnation en population générale sont disponibles pour cet indicateur :

• Le 95^ème percentile des concentrations de mercure sanguin total mesurées chez 1992 adultes de 20 à 59 ans habitant les Hauts-de-France, étude IMEPOGE 2008-2010 était de 5,06 µg/L [24].
• D’après les données de l’étude NHANES 2017-2018 aux Etats-Unis en population générale adulte, les 95^èmes percentiles des concentrations sanguines de mercure total, méthylmercure et mercure inorganique étaient de 4,36 µg/L, 3,89 µg/L et 0,5 µg/L respectivement [G1]. 

Des valeurs sanitaires pour la population générale ont été dérivées pour le mercure sanguin total :

• Les valeurs HBM-I de 5 µg/L et HBM-II de 15 µg/L pour le mercure sanguin total (UBA, 1999) ont été dérivées pour les femmes en âge de procréer mais recommandées également pour l’ensemble de la population générale. Elles sont basées sur des effets sur le développement neurologique de l’enfant associés à l’exposition prénatale au méthylmercure, via la consommation maternelle de poisson, estimée par la concentration de mercure dans les cheveux de la mère, en appliquant un facteur de conversion entre les concentrations de mercure dans les cheveux et le sang total de 300 [G4].
• Dans le cadre du projet européen HBM4EU, une valeur HBM-GV_GenPop provisoire de 3,5 µg Hg/L pour le mercure sanguin total a été dérivée pour les effets critiques neurodéveloppementaux associés à une exposition prénatale maternelle au méthylmercure, à partir de la concentration sans effet observé de 11,5 mg Hg/kg de cheveux chez la mère, moyenne obtenue à partir d’études épidémiologiques aux Seychelles et aux Iles Féroé (EFSA 2012 [21]), en appliquant un facteur de conversion entre les concentrations de mercure dans les cheveux et le sang total de 250 et d’autres facteurs d’ajustement [22]. La valeur est provisoire puisque les données postérieures à 2012 (date du rapport de l’EFSA) n’ont pas pu être complètement évaluées.

La concentration de mercure total dans les cheveux est corrélée avec celle de méthylmercure sanguin et de mercure total sanguin. Le ratio des concentrations cheveux/sang pour le mercure total est estimé en moyenne à 250. L’analyse de différents segments d’une mèche de cheveux permet de reconstituer l’historique des expositions. La concentration capillaire de mercure est un excellent indicateur de l’exposition au mercure organique, en l’absence d’exposition par voie aérienne à un composé du mercure quel qu’il soit. En effet, cette dernière entrainerait une contamination externe des cheveux impossible à différencier de l’incorporation du mercure dans les cheveux, secondaire à la contamination systémique.

Le mercure total urinaire n’est pas considéré comme un indicateur pertinent pour l’exposition au méthylmercure.

Interférences - Interprétation

Il existe des sources extra-professionnelles de mercure inorganique :

• Les amalgames dentaires au mercure constituent la principale source de mercure inorganique pour la population générale. Les concentrations de mercure urinaire et sanguin ont été corrélées respectivement avec le nombre d’amalgames [20] et de restaurations dentaires (matériel de restauration non précisé) [25]. Dans l’étude Esteban 2014-2016 réalisée en population générale française, les concentrations de mercure urinaire étaient 43 % plus élevées chez les adultes ayant 1 à 2 amalgames dentaires et 112 % plus élevées chez ceux en ayant au moins 5 par rapport aux sujets n’ayant pas d’amalgame [20].
• Le bris d’appareils de mesure contenant du mercure (thermomètres, baromètres).
• L’utilisation de remèdes traditionnels (en particulier, ayurvédiques) ou de cosmétiques interdits dans l’UE (en particulier, de crèmes éclaircissantes).

La principale source de mercure organique dans la population générale est la consommation de poissons (essentiellement du méthylmercure qui s’accumule le long de la chaîne alimentaire jusqu’aux gros poissons prédateurs). Cette consommation influence surtout la concentration de mercure sanguin mais également celle de mercure urinaire [20].

Pour le dosage de mercure urinaire, un prélèvement le matin avant le poste, en dehors des locaux de travail, est préconisé pour réduire le risque de contamination et en raison de la variabilité diurne d’excrétion. Un flacon décontaminé à l’acide nitrique et sans conservateur à base de dérivés mercuriels doit être utilisé. Des pertes de mercure peuvent survenir lors du stockage, principalement dues à une adsorption sur les parois du flacon ou par conversion chimique des espèces par des bactéries ou des agents chimiques entraînant une évaporation ou une précipitation. L’acidification des échantillons constitue le principal moyen de limiter ces pertes [17, 26]. Si la préparation et l’analyse des échantillons n’est pas possible dans les 1-2 jours après le prélèvement, l’urine doit être acidifiée à l’acide nitrique et ensuite conservée à +4°C. Pour un stockage long terme (semaines ou mois), une conservation à -20°C est recommandée [27].

Le prélèvement sanguin doit être réalisé par un professionnel habilité, dans un lieu qui respecte les conditions d’asepsie nécessaire. Un tube spécial élément traces avec anticoagulant (héparinate ou EDTA) est préconisé (proscription des tubes contenant du thiomersal/merthiolate). Si l’analyse des échantillons n’est pas possible immédiatement, ils doivent être conservés à +4°C environ une semaine. Pour un stockage long terme (semaines ou mois), une conservation à -20°C est recommandée [27].

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