La pollution par les métaux contribue à réduire la fertilité féminine, le zinc étant une exception notable

Dans une étude récemment publiée dans la revue Écotoxicologie et sécurité environnementale, Les chercheurs ont examiné les effets de multiples expositions aux métaux sur la fertilité féminine. Pour leurs analyses, ils ont utilisé une étude cas-témoins imbriquée avec 180 participants et des modèles de régression multiple. Leurs résultats montrent que sur les 22 métaux analysés, huit métaux (notamment le cuivre et le chrome) ont eu des effets négatifs sur la fertilité. Parallèlement, il a été observé que le zinc avait un effet protecteur dans ce contexte. Ces résultats constituent la base de recherches futures susceptibles d’identifier de nouvelles interventions pour lutter contre la baisse des taux de natalité dans le monde.

Étude: Associations entre l’exposition multiple aux métaux et la fertilité chez les femmes : une étude cas-témoins imbriquéej. Source de l’image : Peakstock / Shutterstock

Sonnettes d’alarme mondiales sur la fertilité et rôle des métaux

Le document des Nations Unies (ONU) sur la fertilité et la planification familiale dans le monde (2020) rapporte que les naissances vivantes par femme ont diminué de plus de 20 % en moins de 30 ans entre 1990 et 2019 (3,2 à 2,5 naissances vivantes). Il s’agit d’une tendance alarmante et indéniable de l’indice synthétique de fécondité, dont les études montrent qu’elle continuera à baisser dans les années à venir. Combinée à une augmentation médicale de l’espérance de vie humaine, une baisse de la fécondité devrait contribuer au vieillissement rapide de la population mondiale et déclencher des pressions financières excessives et des pénuries de main-d’œuvre.

Ces conséquences néfastes ont conduit à des recherches approfondies visant à élucider les causes et les mécanismes qui sous-tendent cette observation. Jusqu’à présent, l’éducation, les facteurs sociaux, la pollution de l’environnement (pollution) et le développement du mariage ont été identifiés comme des raisons possibles de la baisse du taux de natalité. En particulier, l’exposition aux polluants a été associée à des réductions néfastes du nombre de cellules germinales ovariennes féminines en raison d’altérations des fonctions hormonales et reproductives normales. Le nombre de ces cellules étant fixé à la naissance, cela représente un problème persistant et irréversible et suggère que la prévention est la meilleure réponse pour empêcher un déclin supplémentaire.

Les métaux, en particulier les métaux lourds, comptent parmi les polluants environnementaux les plus toxiques connus pour provoquer des perturbations endocriniennes chez les femmes en exerçant une influence sur l’axe hypothalamo-hypophyso-gonadique (HPG). Le registre des substances toxiques et des maladies des États-Unis (ATSDR) a classé les métaux lourds comme « produits chimiques prioritaires », faisant ainsi progresser la recherche sur leurs effets nocifs. Malheureusement, les techniques analytiques traditionnelles présentent des limites significatives dans l’identification et le calcul des effets relatifs et synergiques de plusieurs métaux en tandem, ce qui a limité la plupart des travaux dans le domaine de la fertilité aux études d’associations de métaux uniques.

Le côté positif est que l’attention croissante portée aux groupes métalliques (le nombre total d’ions métalliques dans un individu) a contribué à faire progresser les techniques de pointe de spectroscopie à plasma inductif (ICP). En conjonction avec la spectrométrie de masse (MS), l’ICP-MS est considérée comme un moyen d’élucider simultanément les concentrations de plusieurs éléments dans des échantillons biologiques, la sensibilité, l’efficacité et les isotopes mesurables étant les avantages notables par rapport aux analyses précédentes. L’application de ces techniques aux études d’association sur la fertilité féminine fournirait aux décideurs politiques et aux cliniciens les informations dont ils ont besoin pour classer les menaces relatives des différents groupes de métaux, leur permettant ainsi de prioriser ceux ayant le plus grand impact.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé l’ICP-MS pour évaluer les concentrations plasmatiques et les contributions relatives de 22 métaux à la fertilité féminine, identifier ceux ayant les effets les plus importants et élucider toute interaction synergique entre différents éléments métalliques. La cohorte de l’étude est issue du projet d’examen de santé gratuit avant la grossesse mené par le Centre maternel et infantile du district de Gulou, à Nanjing, dans la province du Jiangsu, en Chine. Les critères d’inclusion de l’étude comprenaient l’âge (20 ans, l’âge légal du mariage chinois pour les femmes) et le consentement à la grossesse (fourni par les deux conjoints). Les critères d’exclusion comprenaient un examen de grossesse au départ (avant la grossesse), un diagnostic d’infertilité, de malformations génétiques ou d’infections sexuellement transmissibles (IST) chez l’un ou l’autre des conjoints.

Quatre cent cinquante-quatre personnes répondaient aux critères d’inclusion de l’étude et ont été recrutées pour la recherche, avec des visites de suivi tous les trois mois pendant une période pouvant aller jusqu’à un an. Parmi elles, 214 femmes sont tombées enceintes au cours de l’année. Les participantes ont ensuite été divisées en un plan d’étude cas-témoins imbriqué comprenant un groupe de grossesse (cas ; n = 90) et un groupe de non-grossesse (témoins ; n = 90).

Les données ont été collectées en menant une enquête épidémiologique de base auprès des participants inclus. Les données recueillies comprenaient l’âge (y compris la différence d’âge entre les conjoints), la profession, l’éducation et les antécédents de grossesse. Aux fins de cette étude, la fertilité a été définie uniquement comme la capacité de tomber enceinte et un accouchement réussi n’était pas une condition requise. Les échantillons de plasma fournis par les participants ont été utilisés pour mesurer la concentration en métaux de 22 polluants métalliques courants obtenus à l’aide d’un spectromètre de masse à plasma quadripolaire à couplage inductif (ICP-MS, BRUKER AURORA M90, Analytik Jena, Allemagne).

Métaux examinés dans cette étude – «Lithium (Li), Sodium (Na), Magnésium (Mg), Aluminium (Al), Calcium (Ca), Titane (Ti), Chrome (Cr), Manganèse (Mn), Cobalt (Co), Nickel (Ni), Cuivre (Cu), Zinc (Zn), Gallium (Ga), Sélénium (Se), Rubidium (Rb), Strontium (Sr), Zirconium (Zr), Molybdène (Mo), Césium (Cs), Baryum (Ba), Thallium (Tl) et plomb (Pb)”

Analyses statistiques incluses Ttests ou tests de Kruskal-Wallis pour évaluer les différences variables continues entre les groupes. De même, pour les variables de classification, le test du chi carré ou le test de probabilité exacte de Fisher a été utilisé. Pour identifier les métaux qui contribuent le plus aux tendances de fécondité observées, une analyse de régression par pénalité de moindre retrait absolu et opérateur de sélection (LASSO) a été utilisée. Le modèle de régression machine à noyau bayésien (BKMR) a été utilisé pour élucider les effets combinés de plusieurs métaux sur la santé des femmes (fertilité).

« Nous avons également utilisé la régression à somme quantile pondérée (WQS) pour estimer l’effet des mélanges de métaux sur la fertilité. Le WQS estime l’impact de toutes les variables d’exposition sur les résultats en construisant un indice pondéré, teste l’association de cet indice avec le résultat et évalue l’importance relative de l’impact de variables individuelles sur le résultat en fonction des poids que le modèle attribue à chacune. variable d’exposition.

Résultats et conclusions de l’étude

Les données démographiques ont montré une différence légère mais statistiquement significative entre les âges moyens des cohortes de cas et des cohortes témoins – 28,5 et 29,8 ans, respectivement. Il a été constaté que le niveau d’éducation joue un rôle dans la fécondité, des niveaux d’éducation plus élevés étant associés à de meilleurs résultats en matière de fécondité.

Les analyses LASSO ont révélé que huit métaux ont un impact significatif sur la fertilité féminine, à savoir Ca, Co, Cr, Cu, Rb, Zn, Sr et Zr. Des modèles de régression logistique non ajustés ont montré que Cr, Cu, Co et Rb étaient associés négativement à la fécondité, tandis que Zn améliorait les résultats en matière de fécondité. Après ajustement des covariables démographiques et des facteurs de confusion, les régressions logistiques montrent que Cu et Co restent significatifs (association négative), tout comme Zn (association positive). Même si le Cr et le Rb n’étaient pas significatifs aux concentrations plasmatiques enregistrées, ils se sont révélés étroitement associés à une diminution de la fertilité féminine à des doses plus élevées.

Lors de l’estimation des effets mixtes/synergiques des métaux en combinaison, Zn, Ca et Zr ont montré une corrélation positive avec la fertilité, tandis que Cr, Co, Rb et Cu ont montré une corrélation négative.

En conclusion, cette étude montre que Cu, Cr, Rb et Co sont associés à des conséquences négatives sur la fertilité et que leur pollution environnementale pourrait jouer un rôle crucial dans la réduction des taux de fécondité à l’échelle mondiale. En revanche, le Zn s’est avéré avoir un effet protecteur et améliorer les taux de fécondité (à des concentrations modérées). Cu, Cr et Rb pourraient montrer des effets synergiques plus forts que leurs apports individuels.

“Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour identifier les interactions spécifiques entre les métaux.”