À quel point les microplastiques sont-ils nocifs pour notre santé ?

Alors que les déchets plastiques prolifèrent dans le monde entier, une question essentielle reste sans réponse : sont-ils nocifs pour la santé humaine et, si oui, quels dégâts causent-ils ?

Il y a quelques années, lorsque des microplastiques ont commencé à être découverts dans les appareils digestifs de poissons et de crustacés, l’inquiétude s’est portée sur le danger des produits de la mer pour la santé. Les mollusques et crustacés étaient particulièrement préoccupants car, contrairement aux poissons, ils se mangent en entier : estomac, microplastiques et tout le reste. En 2017, des scientifiques belges ont révélé que les amateurs de fruits de mer pouvaient consommer jusqu’à 11 000 particules de plastique par an en mangeant des moules.

À ce moment-là, les scientifiques savaient déjà que les plastiques se fragmentaient continuellement dans l’environnement, se réduisant au fil du temps en fibres encore plus petites que des cheveux humains. Des particules si petites qu’elles peuvent facilement être transportées dans l’air. Une équipe de l’université de Plymouth, au Royaume-Uni, a décidé de comparer la menace que représente la consommation de moules sauvages contaminées en Écosse à celle que représente la respiration de l’air dans un foyer ordinaire. Leur conclusion a été que, lors d’un repas à base de moules, davantage de plastique était absorbé par l’inhalation ou l’ingestion de minuscules fibres de plastique invisibles qui flottent dans l’air ambiant, fibres rejetées par leurs propres vêtements, tapis et tissus d’ameublement, qu’en mangeant les moules elles-mêmes.

Au printemps, des scientifiques des Pays-Bas et du Royaume-Uni ont annoncé qu’ils avaient trouvé des minuscules particules de plastique chez des humains vivants, dans deux parties du corps où elles n’avaient jamais été observées auparavant : dans les poumons de patients opérés, et dans le sang de donneurs anonymes. De ces deux études, aucune n’a abordé le sujet du danger potentiel lié à ces découvertes. Elles ont toutefois modifié les préoccupations concernant les plastiques en les redirigeant vers le nuage de particules de poussière en suspension dans l’air, dont certaines sont si petites qu’elles peuvent pénétrer profondément dans le corps et même dans les cellules, ce que les microplastiques plus grands ne peuvent pas faire.

Dick Vethaak, professeur émérite d’écotoxicologie à la Vrije Universiteit Amsterdam et coauteur de l’étude sur le sang, ne considère pas exactement ces résultats comme alarmants, « mais, oui, nous devrions nous inquiéter. On ne devrait pas trouver de plastique dans notre sang ».

« Nous vivons dans un monde aux multiples particules », ajoute-t-il, faisant allusion à la poussière, au pollen et à la suie que les humains respirent également tous les jours. « L’astuce consiste à déterminer l’importance que prennent les plastiques dans cette charge de particules que nous respirons, et ce que cela implique. »

UNE NOCIVITÉ DIFFICILE À ÉVALUER

Les scientifiques étudient les microplastiques, définis comme des particules mesurant moins de 5 millimètres de diamètre, depuis près de vingt-cinq ans. Richard Thompson, scientifique marin à l’université de Plymouth, a inventé ce terme en 2004 après avoir découvert des tas de morceaux de plastique de la taille de grains de riz sur une plage en Angleterre. Dans les années qui ont suivi, des scientifiques ont repéré des microplastiques partout dans le monde, du fond de la fosse des Mariannes au sommet du mont Everest.

On trouve des microplastiques dans le sel, la bière, les fruits et légumes frais et même dans l’eau potable. Les particules en suspension dans l’air peuvent faire le tour du globe en quelques jours et tomber du ciel comme la pluie. Les expéditions en mer visant à compter les microplastiques dans l’océan donnent des chiffres inconcevables, qui se sont multipliés au fil du temps à mesure que les déchets plastiques qui pénètrent chaque année dans les océans se désintègrent. En 2014, des scientifiques évaluaient le total à 5 000 milliards de particules. Dans le dernier décompte, effectué l’année dernière, des scientifiques japonais de l’université de Kyushu ont estimé à 24 400 milliards le nombre de microplastiques dans les couches supérieures des océans du monde, soit l’équivalent d’environ 30 milliards de bouteilles d’eau de 50 centilitres, un chiffre lui aussi difficile à appréhender.

« Lorsque j’ai commencé à faire ce travail en 2014, les seules études réalisées consistaient à chercher où ils se trouvaient », explique Alice Horton, scientifique marine du Centre national d’océanographie du Royaume-Uni, spécialisée dans la pollution microplastique. « Nous pouvons arrêter de chercher, désormais. Nous savons que, où que nous regardions, ils seront là. »

Mais il est bien plus difficile de déterminer s’ils sont ou non nocifs pour la santé. Les plastiques sont fabriqués à partir d’une combinaison complexe de produits chimiques, dont des additifs qui leur confèrent leur résistance et leur flexibilité. Et ils peuvent aussi être toxiques. L’analyse la plus récente a permis d’identifier plus de 10 000 produits chimiques utilisés dans les plastiques, dont plus de 2 400 sont potentiellement préoccupants, indique Scott Coffin, chercheur scientifique au California State Water Resource Control Board. D’après l’étude, beaucoup ne sont « pas réglementés correctement » dans de nombreux pays, et l’utilisation de 901 de ces produits chimiques dans les emballages alimentaires n’est pas systématiquement autorisée selon les réglementations.

Les additifs peuvent également s’infiltrer dans l’eau : une étude a révélé que jusqu’à 88 % d’entre eux pouvaient s’infiltrer, en fonction de facteurs tels que l’ensoleillement et la durée du contact avec l’eau. La même étude a observé jusqu’à 8 681 produits chimiques et additifs différents dans un unique produit en plastique. Il n’est pas facile de déterminer quelles sont les combinaisons de produits chimiques qui posent problème et de trouver dans un mélange aussi complexe quels sont le niveau et la durée d’exposition qui peuvent être nocifs.

« Il est possible de trouver une corrélation, mais il serait difficile de trouver un lien de causalité en raison du nombre de produits chimiques auxquels nous sommes exposés dans la vie de tous les jours », affirme Denise Hardesty, scientifique chercheuse qui étudie les déchets plastiques depuis quinze ans au sein de l’Organisation fédérale pour la recherche scientifique et industrielle en Australie.

Janice Brahney, biochimiste à l’université d’État de l’Utah, qui étudie comment la poussière transporte les nutriments, les agents pathogènes et les polluants, se dit préoccupée car la production de plastique continue d’augmenter de façon spectaculaire, alors que nous ignorons encore tant de choses sur les microplastiques. En 2020, 367 millions de tonnes de plastique ont été fabriquées, et cette quantité devrait tripler d’ici 2050. « C’est alarmant car nous sommes bien engagés dans ce problème et nous n’en comprenons toujours pas les conséquences, et il sera très difficile d’en sortir si nous devons le faire », dit-elle.

L’American Chemical Council (ACC), un groupe commercial industriel, propose sur son site internet une longue collection de déclarations expliquant la composition chimique de divers plastiques et réfutant les affirmations des chercheurs selon lesquelles certains plastiques sont toxiques.

« Non, les microplastiques ne sont pas les "nouvelles pluies acides". Loin de là », a déclaré l’ACC en réponse à la couverture médiatique de l’article de Brahney publié en 2020 dans Science, qui estime que 11 milliards de tonnes de plastique s’accumuleront dans l’environnement d’ici 2025. Selon les calculs de Brahney, rien que dans l’ouest des États-Unis, plus de 1 000 tonnes de ces minuscules particules sont transportées par le vent et relâchées par l’air chaque année.

L’ACC a également critiqué ce résultat, déclarant que « la quantité de microplastiques dans l’environnement ne représente que 4 % des particules collectées en moyenne… Les 96 % restants sont constituées de matériaux naturels tels que des minéraux, de la terre et du sable, des insectes, du pollen, etc. ».

Pourtant, le groupe a déclaré avoir lancé un programme de recherche afin d’aider à répondre aux questions en suspens sur les microplastiques, telles que celles qui concernent la poussière domestique, et d’aider à établir un échange mondial de recherches sur les microplastiques entre les universités, les institutions de recherche et les industries. Le projet envisagé consistera notamment à examiner les voies d’exposition potentielles des microplastiques et ce qu’ils deviennent dans l’environnement, à identifier les dangers potentiels et à élaborer un processus pour l’évaluation des risques. Les résultats seront publiés dans les prochaines années.

Selon Hardesty, le sujet est si complexe et si controversé que même la définition du terme « nocif » fait parfois l’objet de débats. Devrions-nous uniquement nous inquiéter des effets des microplastiques sur la santé humaine ? Qu’en est-il des dégâts qu'ils pourraient causer sur les animaux et les écosystèmes ?

LE PLASTIQUE ET LES ANIMAUX

La recherche des effets potentiellement nocifs des plastiques a commencé il y a une quarantaine d’années avec des études sur les animaux, lorsque des biologistes marins qui étudiaient le régime alimentaire des oiseaux de mer ont commencé à trouver du plastique dans leurs estomacs. Quand un nombre de plus en plus important d’animaux marins sauvages ont commencé à être affectés, que ce soit en ingérant ou en se retrouvant piégés par du plastique, les études se sont penchées sur davantage d’espèces marines, ainsi que sur les rats et les souris.

En 2012, la Convention sur la diversité biologique de Montréal a déclaré que la totalité des sept espèces de tortues de mer, ainsi que 45 % des espèces de mammifères marins et 21 % des espèces d’oiseaux de mer étaient concernées. La même année, dix scientifiques ont appelé sans succès les nations du monde entier à classer officiellement le plastique le plus nocif comme produit dangereux, ce qui aurait donné à leurs organismes de réglementation « le pouvoir de restaurer les habitats touchés ».

Depuis, les chiffres et les risques pour les animaux se sont aggravés. Plus de 700 espèces sont affectées par le plastique. Selon les scientifiques, il est probable que des centaines de millions d’oiseaux sauvages aient consommé du plastique et que, d’ici 2050, toutes les espèces d’oiseaux de mer de la planète en mangeront. On estime déjà que certaines populations d’oiseaux sont menacées par une exposition généralisée aux perturbateurs endocriniens chimiques contenus dans les plastiques. Des études en laboratoire sur des poissons ont montré que les plastiques peuvent endommager le système reproducteur et exercer un stress sur le foie.

Les études sur les animaux ont démontré l’omniprésence des déchets plastiques et ont contribué à éclairer les recherches sur leurs potentiels effets physiologiques et toxicologiques chez l’être humain.

Par exemple, bien que les toxines des plastiques puissent avoir des effets néfastes sur la santé des oiseaux, une étude australienne de 2019, dans laquelle des scientifiques ont délibérément nourri des poussins de cailles du Japon avec de telles toxines, a observé le contraire. Les poussins ont subi de légers retards de croissance et de maturation, mais n’étaient pas plus susceptibles que les individus non exposés aux toxines de tomber malades, de mourir ou de rencontrer des difficultés à se reproduire. Ces résultats ont surpris les scientifiques, qui les ont qualifiés de « première preuve expérimentale » que les effets toxicologiques et endocriniens « pourraient ne pas être aussi graves que nous le craignions pour les millions d’oiseaux » transportant de petites charges de plastique dans leur estomac.

Hardesty, co-autrice de l’étude, estime que celle-ci permet de rappeler qu’il n’est « pas si simple » d’évaluer la menace que représente l’exposition aux microplastiques. Selon elle, la difficulté à trouver des preuves claires d’effets nocifs chez les cailles montre particulièrement bien « que nous ne sommes toujours pas en mesure de répondre de manière définitive à la question de l’impact de l’ingestion de plastique chez les humains ».

LE PLASTIQUE ET LES HUMAINS

Il est beaucoup plus difficile de mesurer les éventuels effets néfastes des plastiques sur les humains que sur les animaux.  Contrairement aux cailles et aux poissons, on ne peut pas nourrir intentionnellement les sujets humains avec des plastiques. Des essais en laboratoire ont montré que les microplastiques sont nocives pour les cellules humaines, causant par exemple des réactions allergiques ou la mort de cellules. Mais jusqu’à présent, aucune étude épidémiologique n’a permis d’établir, sur un grand groupe de personnes, un lien entre l’exposition aux microplastiques et les effets sur la santé.

Au lieu de cela, les recherches ont porté sur de petits groupes de personnes, un facteur qui limite les conclusions que l’on peut tirer, en dehors du fait de détecter la présence de microplastiques dans différentes parties du corps. Une étude de 2018 a observé des microplastiques dans les selles de huit personnes, et une autre étude a documenté la présence de microplastiques dans le placenta de bébés à naître.

L’étude récente de Vethaak et ses collègues a trouvé des plastiques dans le sang de dix-sept des vingt-deux donneurs de sang en bonne santé étudiés. Des microplastiques ont été trouvés dans onze des treize échantillons de poumons prélevés chez onze patients. Aucune information sur ces deux groupes ne permet de déterminer le niveau et la durée de l’exposition, qui sont deux caractéristiques essentielles pour l’évaluation de la nocivité.

Dans les deux études, les particules de plastique trouvées étaient principalement des nanoplastiques, dont la taille est inférieure à un micromètre. Les particules trouvées dans l’étude sur le sang étaient suffisamment petites pour avoir été inhalées, bien que Vethaak affirme qu’il est également possible qu’elles aient été ingérées. Nous ignorons encore si ces particules peuvent passer du sang à d’autres organes, particulièrement au cerveau, qui est protégé par un réseau unique et dense de cellules qui forment une sorte de barrière.

« Nous savons que les particules peuvent être transportées dans tout le corps par le biais de l’écoulement du sang », explique Vethaak. L’étude est l’une des quinze recherches sur les microplastiques actuellement en cours à l’Organisation nationale pour la recherche et le développement en matière de santé des Pays-Bas.

L’étude sur les poumons, réalisée à l’université de Hull, au Royaume-Uni, a montré à quel point les particules en suspension dans l’air peuvent être intrusives. Alors que les scientifiques s’attendaient à trouver des fibres de plastique dans les poumons de patients opérés, puisque des recherches antérieures l’avait déjà démontré sur des cadavres, ils ont été stupéfaits d’en trouver un très grand nombre, de formes et de tailles diverses, enfouies profondément dans le lobe inférieur du poumon. L’une des fibres mesurait deux millimètres de long.

« On ne s’attendrait pas à trouver des microplastiques dans les plus petites parties du poumon qui ont le plus petit diamètre », déclare Jeannette Rotchell, écotoxicologue moléculaire à Hull. Selon elle, l’étude permet à son équipe de passer au prochain niveau de questions, et de mener d’autres études en laboratoire en utilisant des cellules ou des cultures de tissus pulmonaires afin de découvrir les effets des microplastiques qu’ils ont trouvés.

« Il y a beaucoup d’autres questions », dit-elle. « J’aimerais savoir à quels niveaux de microplastiques nous sommes exposés au cours de notre vie. Quels microplastiques nous respirons chaque jour, que ce soit en travaillant à la maison, en allant au bureau, en extérieur, en faisant du vélo, en courant, dans différents environnements. Nous ignorons beaucoup de choses à ce sujet. »

LA QUESTION DE LA NOCIVITÉ

Les scientifiques ne sont pas dans l’ignorance totale. Des recherches approfondies ont été réalisées sur les toxines présentes dans les plastiques, ainsi que sur les maladies pulmonaires, de l’asthme à la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) en passant par le cancer, qui tuent des millions de personnes chaque année et qui ont été liées à l’exposition à d’autres polluants. D’après le dernier rapport de l’American Lung Association, la BPCO, qui résulte d’une inflammation chronique, serait la quatrième cause de décès aux États-Unis.

Les êtres humains inhalent chaque jour diverses particules étrangères, et ce depuis la révolution industrielle. Le premier réflexe de l’organisme est de trouver un moyen de les rejeter. Les grosses particules présentes dans les voies respiratoires sont généralement expulsées par la toux. Du mucus se forme autour des particules plus bas dans les voies respiratoires, créant un « ascenseur » à mucus qui les propulse vers les voies respiratoires supérieures afin de les expulser. Les cellules immunitaires entourent les particules restantes pour les isoler.

Avec le temps, ces particules peuvent provoquer une irritation qui entraîne une série de symptômes, allant de l’inflammation à l’infection, mais aussi au cancer. Elles peuvent également rester inertes et n’avoir aucune conséquence.

Les particules détectées dans le cadre de l’étude sur les poumons proviennent de plastiques connus pour être toxiques pour l’humain et pour avoir provoqué des irritations pulmonaires, des vertiges, des maux de tête, de l’asthme et des cancers, explique Kari Nadeau, docteure et directrice de la recherche sur les allergies et l’asthme à l’université de Stanford. Elle cochait les symptômes en parcourant la liste des fibres publiées dans l’étude.

« Nous le savons déjà grâce à d’autres articles qui ont été publiés », dit-elle. « Il suffit de respirer du polyuréthane pendant une minute, et la respiration devient sifflante. »

Ce que les scientifiques ne savent pas, c’est si les particules de plastique présentes dans les poumons atteindraient le niveau et la durée d’exposition nécessaires pour franchir le seuil de nocivité.

Le fait que de telles particules « causent directement de l’asthme pendant toute la vie d’une personne, ce serait difficile à prouver », selon elle. « Je ne dis pas que nous devons avoir peur de ces choses-là. Je dis que nous devrions être prudents. Nous devons comprendre ces particules qui pénètrent dans notre corps et qui peuvent y rester pendant des années. »

Albert Rizzo, médecin en chef de l’American Lung Association, estime que la science est encore trop obscure pour que nous puissions tirer des conclusions. « Les plastiques sont-ils simplement présents et inertes, ou vont-ils entraîner une réponse immunitaire de l’organisme qui conduira à des cicatrices, à une fibrose ou à un cancer ? Nous savons que ces microplastiques sont partout. Nous ne savons pas si leur présence dans l’organisme engendre des problèmes. La durée de l’exposition à ces produits est un facteur très important. »

Selon lui, l’analogie la plus pertinente est peut-être l’effort de plusieurs dizaines d’années qui a été nécessaire pour convaincre les gouvernements que fumer provoquait le cancer. « Le temps que nous obtenions suffisamment de preuves pour conduire à un changement de politique, nous observions déjà les conséquences », dit-il. « Pour moi, les plastiques pourraient très bien être pareils. Découvrirons-nous dans quarante ans que les microplastiques présents dans nos poumons ont entraîné un vieillissement prématuré du poumon ou un emphysème ? Nous l’ignorons. En attendant, pouvons-nous faire en sorte que les plastiques soient moins dangereux ? ».