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# Impacts des nano- et micro-plastiques sur l'environnement et la santé

## Adèle Lemaire

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Adèle Lemaire. Impacts des nano- et micro-plastiques sur l'environnement et la santé. Sciences pharmaceutiques. 2024. dumas-05317985

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UNIVERSITE de PICARDIE JULES VERNE
FACULTE de PHARMACIE d'AMIENS

Année 2024

N°

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THESE D'EXERCICE POUR LE
DIPLÔME D'ETAT DE DOCTEUR EN PHARMACIE

Présentée et soutenue publiquement le lundi 6 mai 2024

Par Adèle LEMAIRE

Impacts des nano- et micro-plastiques sur
l'environnement et la santé

Président du jury : Monsieur le Professeur Guillaume DECOCQ

Directeur de thèse : Monsieur le Professeur Guillaume DECOCQ

Membres du jury :
Madame le Docteur Marion PAVAUT
Madame le Docteur Sandra BODEAU
Madame le Docteur Delphine LEMONNIER
À mon directeur et président du jury,

Monsieur le Professeur Guillaume DECOCQ

Professeur des Universités (UPJV)

Praticien Hospitalier en Sciences biologiques et cliniques (CHU Amiens Picardie)

Membre correspondant de l'Académie nationale de Pharmacie (Section 6)

Directeur de l'UMR CNRS 7058 « Écologie et dynamique des systèmes anthropisés »

Délégué scientifique « Écosystèmes forestiers » au CNRS Écologie & Environnement

C'est avec vous que je termine mes études de pharmacie et j'en suis ravie.

Je vous remercie de m'avoir guidée et accompagnée dans mes recherches. Vos conseils et votre disponibilité m'ont été très précieux.

Ce fut un honneur de vous avoir eu comme directeur de thèse pour diriger mon travail qui porte sur un sujet qui vous est si cher.

Je vous renouvelle, Professeur, ma profonde gratitude.
À mon maitre,

Madame le Docteur Marion PAVAUT

Docteur en Pharmacie
Pharmacien d'Officine
Dreuil-lès-Amiens

J'ai eu l'honneur de vous avoir eu comme maitre de stage lors de ma 6ème année de
pharmacie, c'était une évidence pour moi de vous avoir dans mon jury de thèse aujourd'hui.
Votre avis sur ce travail réalisé pour la fin de mes études m'est essentiel.

La confiance quotidienne que vous m'accordez a une grande importance.

À vos côtés, le travail dans votre officine a toujours été un réel plaisir et d'une grande richesse. Je ne vous remercierai jamais assez pour la gentillesse et la bienveillance avec laquelle vous m'avez accueillie dans votre pharmacie ainsi que dans votre équipe.

Je tiens à vous remercier chaleureusement pour tout.

À mes petites collègues de la pharmacie Pavaut, vous m'avez toujours soutenue et crue en moi. Travailler avec vous est un vrai bonheur. Vos sourires, bonne humeur et positivité sont une véritable motivation. J'ai beaucoup de chance de vous avoir rencontrées, mes petites collègues en or !
À mon maitre,

Madame le Docteur Sandra BODEAU

Maître de conférence des Universités (UPJV)
Praticien Hospitalier en Pharmacologie Clinique et Toxicologique
CHU Amiens Picardie

J'ai eu la chance de vous avoir eu comme professeur au cours de mes études de pharmacie.

Aujourd'hui je suis fière de vous retrouver parmi les membres du jury de ma thèse, et d'obtenir
votre impression sur mon travail.

Je vous adresse mes plus sincères remerciements pour votre présence.
À mon maitre,

Madame le Docteur Delphine LEMONNIER

Docteur en Pharmacie
Praticien Hospitalier en Hygiène hospitalière
CHU Amiens Picardie

J'ai bien conscience que ce sujet s'écarte de votre champs habituel d'intervention. Cependant ayant eu connaissance de votre intérêt pour cette thématique, vous me voyez réjouie de vous voir accepter de m'accompagner.

Je suis heureuse de recevoir votre appréciation et j'espère que ce travail vous apportera satisfaction.

Je vous prie d'accepter ma plus sincère reconnaissance pour votre disponibilité.
# Remerciements

## Personnels

À tite maman, mon petit rayon de soleil, mon aventurière, merci pour ton amour inconditionnel, ta présence et tes encouragements. Tu m'as toujours aidé à vaincre les moments les plus durs. Tu m'as procuré ta force et ta combativité, merci de toujours m'éclairer ma petite mamou.

À ti papa, mon pilier, merci d'avoir toujours été là pour moi et pour ton soutien indéfectible dans les épreuves que j'ai pu affronter. Que ce soit dans la vie ou dans les études, ta ténacité m'a toujours porté. Des dernières minutes avant les examens jusqu'aux résultats nous avons toujours partagé ces moments ensemble. Ton accompagnement dans la réalisation de ce travail final m'a été essentiel, milles merci pour tout petit papou.

À mon frérot, ma moitié de sang, merci d'être une source d'inspiration et de motivation dans ma vie, je suis si fière de toi. Nous avons vécu de nombreuses choses ensemble qui nous lient, nous soudent, et qui nous ont forgé. Merci pour ton aide et tes précieux conseils pour la réalisation de cette thèse.

À mamie, merci d'avoir toujours été mon oreille attentive. Mon aventure amiénoise a débuté à tes côtés ainsi qu'aux côtés de notre petit papi. Merci pour tout le réconfort que tu m'as apporté depuis le début.

À papé et mamé, être avec vous est toujours un moment d'apaisement. Votre amour, votre force ainsi que votre bienveillance m'ont toujours émerveillé. Je pense si fort à vous.

À Toupi, ma moitié de cœur, ta présence est une source constante de réconfort et de joie. Tu as toujours eu le mot pour me faire rire et me redonner le sourire. Nous avons déjà partagé tellement de choses en 10 ans. Ton soutien pendant ces années études m'a été indispensable. Merci de faire partie de ma vie.

À Lolo, c'est toujours un plaisir de passer des moments avec toi. Composés de rires, de joie et de complicité, je ne m'en lasserai jamais. Je vois ma petite maman rayonner à tes côtés, j'en suis si heureuse et je t'en remercie.

À Fredo, l'amour que tu portes envers papa à travers ton regard en dit long. Lorsque nous nous retrouvons, c'est toujours avec un soupçon de magie et beaucoup d'amour. Tu combles mon petit cœur ainsi que celui de mon ti papa, et je t'en remercie.

À Juju et Camille, je suis si contente de vous avoir dans ma vie, avoir des demi-sœurs comme vous est un vrai bonheur. Les moments passés ensemble sont toujours chargés de bonnes ondes ressourçantes. Milles bisous.

À Clém (et Tonio bien évidemment), Jojo, Sawsane et Hind mes amies de fac, ces études n'auraient pas été les mêmes sans votre rencontre. Nous nous sommes toujours soutenues et j'espère sincèrement que le temps qui passe continuera à nous lier.

Je tiens également à remercier **tous ceux** qui m'ont accompagné pendant mes années amiénoises, Didier, Catherine, Olivier, Nathalie, tous mes petits cousins, ma cousine, ma petite marraine et à mon petit Xav.
# Sommaire

I. INTRODUCTION..................................................................................................................14

II. GENERALITES..................................................................................................................14

1) Contexte..................................................................................................................14

2) Définition nano/micro plastiques........................................................................17

a. Matériaux plastiques..................................................................................17

b. Les micro plastiques..................................................................................18

c. Les nano plastiques..................................................................................18

d. Les nano/micro plastiques primaires et secondaires........................................18

III. ORIGINES DES NANO/MICRO PLASTIQUES.................................................................20

1) Procédés de dégradation..................................................................................20

a. Dégradation mécanique..................................................................................20

b. Dégradation thermo-oxydative........................................................................20

c. Dégradation hydrolytique..................................................................................21

d. Biodégradation par les micro-organismes........................................................21

2) Les différents types de plastiques........................................................................22

a. Plastiques recyclables..................................................................................22

b. Plastiques non recyclables........................................................................23

c. Agents plastifiants à considérer........................................................................24

3) Sources de contaminations dans l'environnement..................................................25

a. Les sources terrestres..................................................................................26

b. Les sources océaniques..................................................................................27

c. Contamination de l'eau douce........................................................................27

d. Les sources atmosphériques........................................................................28

4) Sources de contaminations chez l'Homme................................................................29

IV. LES NANO/MICRO PLASTIQUES ET ENVIRONNEMENT..................................................32

1) Moyens de détection dans l'environnement........................................................32

2) Effets toxiques sur l'environnement........................................................................33

a. Impacts sur les organismes du sol........................................................................34

b. Impacts sur les organismes aquatiques.................................................................35

V. LES NANO/MICRO PLASTIQUES CHEZ L'HOMME.................................................................39

1) Généralités................................................................................................................39

2) Effets toxiques sur le corps humain........................................................................42

a. Pathologies digestives..................................................................................42

b. Pathologie pulmonaire..................................................................................45
<table><tr><td>c. Pathologie cardiovasculaire</td><td>46</td></tr><tr><td>d. La grossesse et l'exposition materno-fœtale</td><td>48</td></tr><tr><td>e. Le cancer</td><td>49</td></tr><tr><td>f. L'immunotoxicité</td><td>50</td></tr><tr><td>g. Maladie infectieuse</td><td>50</td></tr><tr><td>h. Maladies inflammatoires</td><td>51</td></tr><tr><td>i. Neurotoxicité</td><td>52</td></tr></table>

<table><tr><td>VI. LES NANO/MICRO PLASTIQUES DANS LE DOMAINE PHARMACEUTIQUE</td><td>53</td></tr><tr><td>1) Les dispositifs médicaux</td><td>53</td></tr><tr><td>2) Interactions nano/micro plastiques et médicaments</td><td>56</td></tr><tr><td>3) Les nano/micro plastiques et produits de soins personnels</td><td>58</td></tr></table>

<table><tr><td>VII. PERSPECTIVES</td><td>60</td></tr><tr><td>1) Actions de sensibilisation</td><td>60</td></tr><tr><td>2) Actions politiques</td><td>61</td></tr><tr><td>3) Actions techniques</td><td>63</td></tr><tr><td>4) Rôle du pharmacien</td><td>64</td></tr></table>

<table><tr><td>VIII. CONCLUSION</td><td>65</td></tr></table>

<table><tr><td>IX. BIBLIOGRAPHIE</td><td>66</td></tr></table>
Table des figures

**Figure 1** : Schéma représentatif de l'estimation des flux de plastiques en 2019 d'après l'Organisation de Coopération et de Développement Économiques (OCDE)¹....................................16

**Figure 2** : Classification des micro plastiques selon leur composition chimique²⁴....................................22

**Figure 3** : Sources de contaminations terrestres et océaniques (Osman Al, et al, Microplastic sources, formation, toxicity and remediation : a review. Environmental Chemistry Letters, 2023)²⁴....................................................................................................................................................25

**Figure 4** : Les micro plastiques en milieu aquatique (Ziani K, et al, Microplastics : A Real Global Threat for Environment and Food Safety : A State of the Art Review, Nutrients, 2023)¹⁶....................27

**Figure 5** : Exemple de bioamplification chez le goéland argenté⁷⁹....................................................31

**Figure 6** : Carte représentative des concentrations marines en micro plastiques issues des mesures réalisées entre 974 et 2022¹³²....................................................................................36

**Figure 7** : Représentation graphique des principales conclusions des NMP dans les organes, les tissus et les fluides humains (La Porta E, Microplastics and Kidneys : An Update on the Evidence for Deposition of Plastic Microparticles in Human Organs, Tissues and Fluids and Renal Toxicity Concern et al. International Journal of Molecular Sciences, 2023)¹⁴³....................................41

**Figure 8** : Évolution des micro plastiques et des antibiotiques dans l'environnement (Stapleton MJ, Ansari AJ, Hai FI, Antibiotic sorption onto microplastics in water : A critical review of the factors, mechanisms and implications, Water Research, 2023)¹⁹⁶....................................57

**Figure 9** : Diagramme « sortir du plastique à usage unique » du Ministère de la Transition Écologique²⁵⁰....................................................................................................................................................62
## Liste des tableaux

**Tableau 1** : Synthèse des différents types de polymère et leurs utilisations (Scott Lambert, Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 2014)⁴..................................................17

**Tableau 2** : Synthèse des études réalisées sur des échantillons biologiques pour la détection de micro plastiques (Osman Al, et al, Microplastic sources, formation, toxicity and remediation : a review, Environmental Chemistry Letters, 2023)²⁴..................................................29

**Tableau 3** : Impacts des micro plastiques sur le développement des maladies intestinales et des mécanismes moléculaires associés (Osman Al, et al, Microplastic sources, formation, toxicity and remediation : a review. Environmental Chemistry Letters, 2023)²⁴....................44
## Liste des abréviations

ADN : Acide désoxyribonucléique

AINS : Anti-inflammatoire non stéroïdien

Al : Aluminium

ARB : Bactéries résistances aux antibiotiques

ARG : Gène de résistance aux antibiotiques

As : Arsenic

ATB : Antibiotique

BPA : Bisphénol A

BPB : Bisphénol B

BPS : Bisphénol S

CA : Acétate de cellulose

CCPC : Composants des circuits de pontage cardiopulmonaire

Cd : Cadmium

CIRC : Centre International de Recherche sur le Cancer

Cr : Chrome

Cu : Cuivre

DEHP : Phtalate de di(2-éthylhexyle)

DEHT : Di(2-éthylhexyl) téréphtalate

DINCH : Diisononylcyclohexane-1,2-dicarboxylate

DM : Dispositif médical

EDC : Perturbateurs endocriniens

EFSA : Autorité Européenne de Sécurité des Aliments

EPA : Agence de Protection de l'Environnement

EPI : Équipement de protection individuelle

Fe : Fer

GES : Gaz à effet de serre

HAP : Hydrocarbures aromatiques polycycliques

Hg : Mercure

IRC : Insuffisance rénale chronique

LC-MS : Chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse

MII : Maladie inflammatoire de l'intestin

mm : Millimètre

MO : Matière organique

MP : Micro plastique

Mt : Millions de tonnes

NC : Nitrate de cellulose

NMP : Nano- et micro-plastiques

NP : Nano plastique
OCDE : Organisation de Coopération et de Développement Économiques

PA : Polyamide

Pb : Plomb

PC : Polycarbonate

PCB : Polychlorobiphényle

PE : Polyéthylène

PEHD : Polyéthylène Haute Densité

PELD : Polyéthylène Basse Densité

PES : Polyéthersulfone

PET : Polyéthylène Téréphtalate

P-gp : Glycoprotéine

PLC : Polycaprolactone

PN : Polynéphron

PP : Polypropylène

PS : Polystyrène

PSP : Produits de soins personnels

PVA : Alcool Polyvinylique

PVC : Polychlorure de Vinyle

SI : Système immunitaire

TDAH : Trouble du déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité

TITAN : *Threshold Indicator Taxa Analysis*

TOCP : Tri-o-crésyl phosphate

TSA : Trouble du spectre de l'autisme

UE : Union Européenne
# I. INTRODUCTION

Ce travail a pour but d'étudier la problématique des nano- et micro-plastiques (NMP) dans l'environnement et la santé qui est une préoccupation croissante en raison des multiples impacts négatifs associés à ces particules.

Les NMP proviennent essentiellement de la fragmentation de matières plastiques. Leurs petites tailles les rendent difficiles à détecter et à éliminer, entraînant une accumulation dans les écosystèmes terrestres et aquatiques. Les organismes aquatiques, tels que les poissons, les crustacés et les organismes planctoniques, ingèrent ces particules, entraînant des risques de bioaccumulation dans la chaîne alimentaire. Les NMP peuvent aussi contaminer les ressources en eau, affectant ainsi la qualité de l'eau potable. Des études suggèrent que les humains peuvent être exposés aux micro plastiques (MP) par le biais de l'eau, de l'air et de la nourriture, ce qui soulève des préoccupations quant à leur impact sur la santé humaine.

Les méthodes actuelles de gestion des déchets ne sont souvent pas adaptées pour traiter les NMP, contribuant ainsi à leur accumulation dans l'environnement. La compréhension complète des effets des NMP sur la santé humaine et l'environnement nécessite une recherche continue. La mise en place de réglementations visant à limiter l'utilisation de NMP dans divers produits est également cruciale pour atténuer ce problème.

Ces différents aspects seront abordés dans ce travail de revue de la littérature.

# II. GÉNÉRALITÉS

## 1) Contexte

Le plastique est omniprésent dans notre environnement et pose aujourd'hui question en raison de la pollution qu'il engendre. La production annuelle mondiale de plastique est de 460 Millions de tonnes (Mt) et a plus que doublé entre 2000 et 2022 selon un rapport de l'Organisation de Coopération et de Développement Économiques (OCDE). Elle pourrait encore tripler d'ici 2060 si rien ne change¹.
Contrairement aux autres matériaux, son cycle de vie est particulièrement court : aujourd'hui, 81 % des produits fabriqués en plastique finissent en déchets en moins d'un an². Parmi ces déchets, seuls 9 % sont recyclés aujourd'hui dans le monde, 20 % incinérés, près de la moitié terminent dans des décharges tandis que plus de 20 % sont brûlés à l'air libre ou abandonnés dans la nature (figure 1).

La pollution plastique est devenue un fléau mondial aux conséquences néfastes pour la santé humaine et l'environnement. En effet, de grandes quantités de plastiques se sont déjà accumulées dans les milieux aquatiques. Chaque minute, 15 tonnes de plastique sont ainsi rejetées dans l'océan, ce qui amène les débris de plastiques à constituer 85% des matériaux polluants en mer. Au cours de la seule année 2019, 6,1 Mt de ces matières ont été rejetés dans les cours d'eau, les lacs et les océans. Les plastiques aujourd'hui accumulés dans les cours d'eau continueront de se déverser dans la mer pendant des décennies, même en réduisant sensiblement la mauvaise gestion des déchets plastiques². De plus, le nettoyage de cette pollution plastique devient plus difficile et plus coûteux, car elle ne cesse de se morceler en particules toujours plus petites. De nombreux pays ont limité voire interdit l'usage des sacs en plastique. En France en particulier, les sacs en plastiques non biodégradables sont interdits en caisse depuis 2016 puis dans tous les commerces un an plus tard. À noter qu'environ 5 milliards de sacs étaient distribués aux caisses des supermarchés tandis que 120 millions de ces sacs s'accumulaient sur les côtes françaises³.
<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>**Figure 1** : Schéma représentatif de l'estimation des flux de plastiques en 2019 d'après OCDE¹.</figcaption></figure>
## 2) Définition des nano/micro plastiques

### a. Matériaux plastiques :

Découvert au début de XXème siècle, le plastique est composé de polymères organiques de synthèse obtenus par la polymérisation de monomères extraits du pétrole ou du gaz (tableau 1). Les particules de plastique peuvent être divisées en plusieurs catégories en fonction de leur taille avec les NMP et de leur origine avec les particules primaires et secondaires.

<table><caption>Tableau 1 : Synthèse des différents types de polymère et leurs utilisations (Scott Lambert, Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 2014)⁴.</caption><thead><tr><td>Type de polymère</td><td>Utilisations</td></tr></thead><tbody><tr><td>Polyéthylène (PE)</td><td>Basse densité: bouteilles, jouets, sacs plastiques, sacs poubelle, revêtements, emballages, tubes pour le transport du gaz ou de l'eau<br>Haute densité: jouets, articles de ménage et de cuisine, isolants électriques, sacs plastiques, emballages alimentaires</td></tr><tr><td>Polypropylène (PP)</td><td>Récipients alimentaires type Tupperware, industrie automobile</td></tr><tr><td>Polychlorure de vinyle (PVC)</td><td>Bâtiment, transport, emballages, électronique et domaine médical</td></tr><tr><td>Polytérpentalate d'éthylène (PET)</td><td>Bouteilles, barquettes pour plats cuisinés allant au four</td></tr><tr><td>Polystyrène (PS)</td><td>Emballages alimentaires, emballages de repas à emporter, gobelets de distributeurs automatiques, couverts en plastique, boites de CD</td></tr><tr><td>Polyuréthane (PUR)</td><td>Rouleaux d'impression, pneus, semelles de chaussures, pare-chocs, matelas, sièges auto, usages biomédicaux</td></tr><tr><td>Polycarbonate (PC)</td><td>Bouteilles, récipients, appareils électriques, usages médicaux</td></tr><tr><td>Polyméthylpentène (PMP)</td><td>Matériel médical, seringues, abat-jour, radars, emballages alimentaires allant au micro-ondes</td></tr><tr><td>Polytérafluoroéthylène (PTFE)</td><td>Revêtements antiadhésifs, joints, usages électriques et médicaux, matériel de laboratoire, pièces de pompes</td></tr><tr><td>Polysulfure de phénylène (PPS)</td><td>Utilisations dans l'électronique, la cuisine et l'automobile, matériel de laboratoire stérilisable</td></tr><tr><td>Polyisoprène (NR)</td><td>Gants, pneus, bottes, élastiques, gommes, tuyaux, usages médicaux</td></tr><tr><td>Polybutadiène (BR)</td><td>Pneus, balles de golf, intérieur des tuyaux</td></tr><tr><td>Acrylonitrile butadiène styrène (ABS)</td><td>Instruments de musique, bordures de cordon, usages électriques et médicaux, casques, canoës, appareils de cuisine, jouets</td></tr><tr><td>Styrène butadiène (SBR)</td><td>Pneus, chaussures, bâtiment, enduction du papier</td></tr><tr><td>Polyhydroxyalcanoate (PHA)</td><td>Appareils médicaux</td></tr></tbody></table>
**b. Les micro plastiques :**

Le terme « micro plastique » a été utilisé pour la première fois par Thompson et al. (2004)⁵. Les MP sont généralement définis comme de « petites particules de plastique omniprésentes < 5 millimètres (mm) de diamètre », mais il n'existe actuellement aucun consensus sur la définition des MP⁶.

Ils peuvent être caractérisés par leur forme : les perles (dans les produits de soins de santé personnels), les noyaux (production de perles en plastique), les fibres (industrie textile), les mousses (industrie alimentaire, emballage) et les fragments (dégradation des produits en plastique), ainsi que des granulés, des filaments, des films, etc. Une catégorisation plus poussée par forme a été suggérée (par exemple, cylindrique, disque, plat, ovoïde, sphéroïde, allongé, arrondi, irrégulier, etc.)⁷.

**c. Les nano plastiques :**

Tout comme pour les MP, il n'existe pas de définition internationalement reconnue d'un nano plastique (NP). L'Autorité Européenne de Sécurité des Aliments (EFSA) a défini les NP comme un matériau plastique ayant n'importe quelle dimension externe à l'échelle nanométrique ou ayant une structure interne ou une structure de surface à l'échelle nanométrique (1 nm à 100 nm)⁸,⁹.

Cependant, la limite de taille supérieure pour les NP est de 100 nm dans certaines définitions et de 1000 nm dans d'autres. Ici, nous avons adopté la valeur de 100 nm comme seuil entre les NP et les MP. Les NP sont difficiles à détecter. Il existe actuellement un certain nombre d'obstacles méthodologiques à la caractérisation et à la quantification des nanoparticules⁷.

**d. Les nano/micro plastiques primaires et secondaires :**

Les NMP peuvent être classés comme primaires ou secondaires, selon le type de source dont ils sont issus.

Les NMP primaires sont directement émis dans l'environnement et peuvent être intentionnellement produits sous la forme de microparticules.
Cette catégorie englobe par exemple les microbilles intégrées aux produits cosmétiques ou d'hygiène corporelle comme les peelings, les gels douche ou les dentifrices pour en augmenter le pouvoir nettoyant par leurs propriétés abrasives. Les MP primaires sont également utilisés en remplacement du sable pour le décapage au jet d'abrasif et servent de matières premières pour la fabrication de produits en plastique (granulés de préproduction)¹⁰.

Après utilisation de ces produits, les microbilles sont finalement évacuées vers les stations d'épuration ou directement dans l'environnement. Malheureusement la petite taille de certains NMP ne leur permet pas d'être éliminés par les procédés classiques de traitement des eaux usées¹¹.

Les NMP primaires représentent entre 15 et 31 % de la totalité des NMP présents dans les océans selon le Parlement Européen. Les soins cosmétiques et produits d'entretien renferment également 2 % de MP primaires¹²,¹³.

Les NMP secondaires résultent au contraire de la dégradation d'éléments de plus grande taille qui, dans l'environnement, sont réduits en fragments de plus en plus petits par l'action, notamment, du soleil et des forces mécaniques naturelles.

Par exemple, sous l'effet du soleil et de l'eau, certains objets en plastique comme les bouteilles d'eau ou de soda se dégradent en formant des morceaux de plastique plus petits jusqu'à être considérés comme des micro voire des nano plastiques. Dans les océans, ce sont les NMP secondaires que l'on retrouve le plus souvent (70 – 80%). Ceux-ci proviennent essentiellement du lavage des vêtements synthétiques (35%) et de l'usure des pneus de voiture sur les routes (28%)¹²,¹⁴.
### III. ORIGINES DES NANO/MICRO PLASTIQUES

#### 1) Procédés de dégradation

Présents en masse dans de nombreux secteurs industriels, les plastiques une fois utilisés se dégradent et se transforment en particules microscopiques. Ces fines particules s'infiltrent dans le sol puis dans l'eau. C'est principalement pour cette raison que les MP se retrouvent dans les aliments et eaux de boisson. D'autant plus que les poissons et animaux marins les ingèrent et contaminent, de ce fait, toute la chaîne alimentaire¹².

Les plastiques se dégradent dans l'environnement par l'action de 4 mécanismes :

**a. La dégradation mécanique**

La dégradation mécanique des plastiques dans l'environnement résulte de la fragmentation physique des plastiques en morceaux plus petits résultant de forces externes présentes dans l'environnement. L'action du vent, de l'eau en mouvement ou des vagues peut entraîner la collision et l'abrasion des plastiques avec des surfaces dures telles que les roches et le sable, entraînant une fragmentation¹⁵,¹⁶,¹⁷.

**b. La dégradation thermo-oxydative**

La dégradation thermo-oxydative est un processus par lequel les particules de plastiques se dégradent sous l'effet d'une exposition à la chaleur et à l'oxygène. Elle implique une réaction d'une structure polymère plastique avec l'oxygène, créant des liaisons carbone-oxygène qui raccourcissent et fragilisent les chaînes polymères.

La photo-dégradation résulte de l'absorption de photons par les plastiques en présence d'un oxydant chimique (tel que l'air), conduisant ensuite à la rupture des liaisons polymères. La dégradation thermique résulte de modifications des propriétés du polymère dues à l'augmentation de la température. En particulier, les climats chauds/humides avec beaucoup de lumière UV et les vagues de chaleur provoquées par le changement climatique accélèrent la photolyse, la dégradation thermo-oxydante et photo-oxydante¹⁸. Meides et al.¹⁹ ont montré qu'une particule mère de 192 µm de diamètre le polypropylène (PP) exposée à des conditions
climatiques accélérées (3 200 h soit environ 2 ans d'altération extérieure) entraine la libération de 100 000 particules filles de 4 µm. Dans une étude menée sur la zone de déchets du Pacifique Nord¹⁵, des particules de plastique (d'une taille de 500 µm à 5 cm) ont été trouvées dans les profondeurs de la mer. Ces particules issues de fragments de débris plastiques (initialement flottants sur les eaux de surface) proviendraient d'une dégradation d'oxydation photochimique¹⁵,²⁰.

### c. La dégradation hydrolytique

La dégradation hydrolytique implique la réaction de liaisons polymères plastiques avec des molécules d'eau, entraînant la rupture d'une ou plusieurs liaisons polymères formant des segments plastiques plus courts/plus petits¹⁸. Cela pourrait contribuer fortement aux NMP dans les milieux aquatiques. Dans l'étude de Tamayo-Belda et al.²¹ l'utilisation de polycaprolactone (PCL), un polyester biodégradable synthétique²², a montré que le plastique peut se dégrader par hydrolyse en nano plastiques (PCL-NP).

### d. La biodégradation par les micro-organismes

La biodégradation des plastiques par les micro-organismes est un processus au cours duquel des organismes microbiens, tels les bactéries et les champignons, fragmentent les plastiques.

Lors de la biodégradation des plastiques, ces micro-organismes sécrètent des enzymes extracellulaires qui se fixent à la surface du plastique et, par la suite, une hydrolyse en polymères courts intermédiaires à lieu²³. Cependant, Schöpfer et al.¹⁵ ont démontré que ce sont les MP contenant des liaisons ester qui sont sujets à une dépolymérisation enzymatique (lipases, estérases, cutinases, etc.) par hydrolyse. L'observation par la microscopie à balayage de ces MP hydrolysables ((poly(acide lactique), poly(butylène co-adipate téréphtalate)) a révélé des fissures sur leurs surfaces, possible indication de biodégradation²³.
## 2) Les différents types de plastiques

Il existe 7 grandes catégories de plastiques²⁴, ²⁵. Celles-ci sont résumées dans la figure 2.

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 2 : Classification des plastiques selon leur composition chimique²⁴.</figcaption></figure>

### a. Plastiques recyclables :

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

**Plastique n°1 :** le polyéthylène téréphtalate (PET)

Le PET 100% recyclable est le type de plastique le plus fréquemment retrouvé dans les produits de notre vie quotidienne²⁶. Il se présente sous la forme d'une matière transparente, souple et légère (bouteilles, barquettes alimentaires...). Afin d'augmenter la résistance du PET à la chaleur, des additifs tels que des retardateurs de flamme (oxyde d'antimoine, diphényles polybromés, etc.) peuvent être ajoutés²⁷.

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

**Plastique n°2 :** le polyéthylène haute densité (PEHD)

Facilement recyclable, le PEHD est souvent translucide et semi-rigide. Ce plastique résistant à l'humidité et au froid est utilisé pour la fabrication de bouteilles de lait, de détergents mais aussi pour la fabrication de tuyaux.
<figure><img src="image_8.png" /></figure>

**Plastique n°3** : le polychlorure de vinyle (PVC).

Le PVC est généralement recyclable. Il peut être souple ou rigide et se retrouve dans les emballages alimentaires, les mobiliers de jardin, etc. Pour le rendre plus souple, on y ajoute des additifs (plastifiants à type de phtalates par exemple) qui sont également considérés comme des perturbateurs endocriniens (EDC). La plupart sont classés comme « substances toxiques pour la reproduction »¹⁴, ²⁸, ²⁹, ³⁰, ³¹.

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

**Plastique n°4** : le polyéthylène basse densité (PELD).

Difficilement recyclable, Le PELD a une haute résistance thermique et chimique. Ce plastique très souple et malléable est utilisé dans les sacs plastiques, les bouteilles et bouchons de lait et les flacons cosmétiques³².

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

**Plastique n°5** : le polypropylène (PP).

Le PP est résistant à la température et absorbe peu l'eau. Il est utilisé dans les récipients alimentaires (pots de yaourt, bouteilles), mais aussi dans les emballages médicaux³³. Ce type de plastique est difficilement recyclable lorsqu'il se trouve sous forme de film ou de blister.

## b. Plastiques non recyclables :

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

**Plastique n°6** : le polystyrène (PS).

Non recyclable, le PS est dur et cassant. Ce plastique est souvent utilisé dans les barquettes alimentaires, les couverts jetables, les plateaux à emporter. Il se retrouve facilement en petits morceaux dans l'environnement et participe grandement à la pollution de l'eau. Le PS est suspecté cancérigène par l'Agence de Protection de l'Environnement (EPA).

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

**Plastique n°7** : autres.

Cette catégorie regroupe plusieurs plastiques comme le polycarbonate (PC), l'acrylique et le nylon. Non biodégradable, on les retrouve par exemple dans les textiles (nylon, acrylique), les biberons, bouteilles de sports, revêtements de conserves, etc.
### c. Agents plastifiants à considérer

**Les cellulosiques :**

L'acétate de cellulose (CA) est une matière transparente, stable et souple qui rentre dans la composition de certaines fibres ou vernis ; le nitrate de cellulose (NC) dans celle de diverses laques, peintures, encres, colles ou certains revêtements artificiels³⁴.

**Le bisphénol A :**

Le bisphénol A (BPA) est une substance chimique de synthèse qui peut être utilisée sous forme libre (papier thermique), sous forme de polycarbonate (fabrication de plastique rigide avec des applications diverses tels la vaisselle, les CD et DVD, téléphones portables, ordinateurs, verres de lunettes, vitrages, matériels médicaux, etc.) ou sous forme de résines époxy (revêtement de protection contre l'oxydation utilisé pour les canalisations, cuves, boites de conserve, revêtement de sol, coque de bateau, etc.)³⁵.

Le principal défaut du BPA est de migrer facilement du contenant vers le contenu, contaminant ainsi l'aliment ou la boisson. Interdit dès 2015 d'entrer dans la composition des contenants alimentaires, il a été malheureusement remplacé par le bisphénol B (BPB) ou le bisphénol S (BPS) tout aussi nocifs³.

**Les phtalates :**

Les phtalates sont des agents plastifiants qui apportent une souplesse à certains plastiques comme le PVC. On les retrouve dans un très grand nombre de produits du quotidien : parfums de synthèse, encres, peintures, produits ménagers, cosmétiques, médicaments, dispositifs médicaux (DM) (notamment les poches et tubulures de perfusion), emballages alimentaires, fournitures scolaires, revêtements de sols, câbles électriques, etc. Biodégradables, ils peuvent néanmoins persister plus longtemps dans le milieu aquatique où ils tendent à s'incorporer durablement dans les sédiments³³. La suspicion de toxicité des phtalates existe depuis plusieurs années, conduisant alors à leur interdiction dans certains domaines (jouets destinés aux enfants de moins de 3 ans en 1999, articles de puériculture en 2005)³⁶, ³⁷. Pour les DM en milieu hospitalier, le manque de données épidémiologiques, et le grand nombre de situations nécessitant l'utilisation de matériels contenant des phtalates, ont rendu plus complexe la mise en place de recommandations²⁸.
### 3) Sources de contaminations dans l'environnement

Des NMP ont été observés dans l'eau, le sol et l'air, où ils exposent la plupart des organismes vivants, cela sous différentes formes (fragments, fibres, pastilles, mousses, microbilles, éponges, caoutchouc ou films). Les types de polymères de NMP observés comprennent principalement le PS, le PP, le PET, le PVC, le PES (Polyéthersulfone), le PE (Polyéthylène), le PVA (Alcool Polyvinylique) et le PA (Polyamide)³⁸.

Ceux-ci ont été rapportés dans les écosystèmes, les végétaux, la faune et chez les humains. Leur retentissement sur la pollution concerne essentiellement l'eau. Les NMP, parfois présents dans le sol ou l'air, finissent rejetés dans le milieu aquatique ; entrainés dans les plans d'eau ou les océans, principaux sièges de ces particules de plastique.

Les sources de NMP sont nombreuses dans l'environnement, elles sont principalement classées en sources terrestres et océaniques (figure 3).

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>**Figure 3** : Sources de contaminations terrestres et océaniques (Osman Al, et al, Microplastic sources, formation, toxicity and remediation : a review. *Environmental Chemistry Letters*, 2023)²⁴.</figcaption></figure>
a. **Les sources terrestres** : 80 – 90% des NMP présents dans le milieu aquatique.

La liste non exhaustive des sources terrestres comprend essentiellement³⁹ :

- Les articles et déchets d'emballages en plastiques.

- Lessivage des mobiliers urbains, des traçages routiers et des matériaux de constructions³.

- Les produits ménagers.

- Les boues d'épuration, les activités industrielles utilisant des granulés et pastilles de résine40, 41.

- Les peintures marines qui sont utilisées pour leurs propriétés anti-corrosives ou anti-salissures, sont majoritairement constituées d'un liant à base de polymère plastique. Lors de l'entretien ou de la construction des bateaux, des plastiques sont libérés.

- Les emballages des médicaments (blisters, tubes et flacons), les dispositifs médicaux (stylos à insuline, capteurs, etc.).

- Certains produits cosmétiques et de soins personnels qui peuvent contenir des NMP utilisés comme support ou comme ingrédients42 tels que les nettoyants pour visage, savons ou gels pour les mains, les détergents à lessive, lessive, dentifrice, rouges à lèvres et les écrans solaires43.

- Les fibres synthétiques telles que le polyester, le nylon et l'acrylique se détachent des vêtements44. De très petite taille, elles traversent les filtres à eau et sont libérées après passage à la machine à laver.

- L'usure des pneus libère une grande quantité de NMP dans l'environnement45.

- Les produits à usage unique fabriqués à partir de plastiques, comme les sacs, bouteilles, pailles, couverts, et les tasses à café ont été identifiés comme une source importante de pollution plastique dans l'environnement46.

- La crise COVID-19 a mis en évidence que l'utilisation excessive de masques à usage unique fabriqués à partir de polymères tels que les polyesters et les PP a considérablement augmenté les déchets NMP47. Une réflexion est menée pour remplacer les matériaux plastique conventionnels par des matériaux durables et respectueux en cas de futures vagues épidémiques.
**b. Les sources océaniques** : 10 – 20% des NMP rejetés dans le milieu aquatique.

On retiendra essentiellement comme sources le tourisme balnéaire, la pêche commerciale et industrielle, les navires et les industries offshore tels la pétrochimie⁴⁸, les outils de pêche abandonnés tels que les lignes monofilaments en plastique et les filets en nylon⁴⁹.

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>**Figure 4** : Les micro plastiques en milieu aquatique (Ziani K, et al, *Microplastics : A Real Global Threat for Environment and Food Safety* : A State of the Art Review, Nutrients, 2023)¹⁶.</figcaption></figure>

**c. Contamination de l'eau douce** :

Les écosystèmes d'eau douce (rivières, lacs, estuaires, zones humides, eaux souterraines) sont également concernés par la pollution aux NMP⁵⁰,⁵¹,⁵². La contamination de l'eau douce augmente rapidement et est conditionnée par la qualité de l'eau, les activités humaines, l'urbanisation et les technologies de traitement des eaux usées⁵³. Leur contamination est influencée par les différents régimes de précipitations⁵⁴ et la pollution atmosphérique.
d. **Les sources atmosphériques** restent difficiles à quantifier. On retiendra plusieurs sources à cette pollution aérienne⁵⁵ :

- **L'interface air/eau et la pulvérisation d'eau de mer** :

Plus de 30 % des particules atmosphériques au-dessus de l'océan sont composées de plastiques. La similitude observée entre la composition des polymères des NMP dans l'atmosphère et l'eau de mer de surface⁵⁶ a conduit à l'hypothèse que l'océan pourrait être une source de NMP aérosolisés. Suspendus dans l'air, les NMP pourraient former des gouttelettes voire des nuages⁵⁷.

- **L'abrasion du vent** :

L'exposition accrue aux UV et les fluctuations de température provoquent une dégradation accrue des NMP environnementaux⁵⁸. À l'extérieur, l'abrasion du vent génère des NMP à partir des textiles et engendre des émissions atmosphériques.

- **Les revêtements de pneus** :

La dégradation et l'abrasion de la bande de roulement des pneus provoqueraient la mise en suspension des NMP sur les routes et seraient à l'origine de plus de 80% des plastiques dans l'air⁵⁹. Les volumes mondiaux d'émissions d'usure des pneus pourraient être influencés par la surface des pneus et/ou le poids des véhicules, influençant donc la production et les émissions de NMP⁶⁰.

- **Les salons de manucure** :

Les salons de manucure sont considérés comme une source d'émission de NMP dans l'air intérieur environnant (~18 MP/m³), composé d'acrylique (27 %), de caoutchouc (21 %) et de polyuréthane (13 %) en forme de fragments < 50 µm⁶¹.

- **Les vêtements** :

Les mouvements du quotidien provoquent des émissions de particules humaines (squames) qui sont transportées par les vêtements synthétiques⁶².

Associées au type de tissu et à la taille des particules, les émissions de particules générées par le matériau lui-même sont corrélées à l'intensité de l'activité⁶³. Il est important de noter que les émissions basées sur les vêtements pourraient être une source importante de NMP dans l'atmosphère⁵⁵.
## 4) Sources de contamination chez l'Homme

Les études⁶⁴, ⁶⁵, ⁶⁶ révélant la présence de NMP dans l'organisme humain sont récentes. Actuellement, elles portent sur la mise en évidence, la quantification et les conséquences de notre exposition aux NMP.

Une contamination micro plastique a été trouvée dans des échantillons biologiques tels que le sang, les crachats, le méconium, les selles, la salive, le liquide de lavage broncho-alvéolaire et le placenta (tableau 2).

<table><caption>**Tableau 2** : Synthèse des études réalisées sur des échantillons biologiques pour la détection de micro plastiques (Osman Al, et al, Microplastic sources, formation, toxicity and remediation : a review. Environmental Chemistry Letters, 2023)²⁴.</caption><thead><tr><td>Participants à l'étude</td><td>Localisations</td><td>Techniques d'analyses</td><td>Types de polymères</td></tr></thead><tbody><tr><td>Trois méconiums, six nourrissons et dix fèces adultes</td><td>New York</td><td>Spectrométrie de masse</td><td>PET<br>PC</td></tr><tr><td>Fèces de patients atteints d'une maladie inflammatoire de l'intestin et de personnes en bonne santé</td><td>Chine</td><td>Spectroscopie Raman</td><td>PET<br>Polyamide</td></tr><tr><td>Fèces de huit volontaires en bonne santé (33 à 65 ans)</td><td>Europe et Asie</td><td>Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier</td><td>Polypropylène<br>PET</td></tr><tr><td>Expectorations de 22 patients souffrant de différentes maladies respiratoires</td><td>Chine</td><td>Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier</td><td>Polyuréthane polyester<br>Polyéthylène chloré<br>Vernis alkyde</td></tr><tr><td>8000 échantillons de salive d'adultes</td><td>Iran</td><td>Spectroscopie Raman</td><td>Non détecté</td></tr><tr><td>Liquide de lavage broncho-alvéolaire de 44 patients adultes subissant une bronchoscopie</td><td>EUROPE</td><td>Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier</td><td>Microfibres (rayon/viscose polyester cellulose et coton)</td></tr><tr><td>Échantillons de sang de 22 volontaires en bonne santé</td><td>Pays-Bas</td><td>Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier</td><td>PET<br>Polyéthylène<br>Polymères de styrène</td></tr><tr><td>Placenta de femmes en bonne santé et ayant un accouchement vaginal</td><td>Italie</td><td>Microspectroscopie Raman</td><td>PP</td></tr><tr><td>Échantillons de tissu placental et de méconium lors de deux césariennes pour les accouchements par le culasse</td><td>Autriche</td><td>Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier</td><td>Polyéthylène<br>PP<br>PS<br>Polyuréthane</td></tr></tbody></table>

Les voies d'exposition aux plastiques sont essentiellement l'ingestion et l'inhalation.
Les principales sources de contamination des NMP chez l'homme :

- **L'eau potable** : la contamination peut se produire directement à partir des sources naturelles, de la filtration inadéquate des usines de traitement de l'eau voire de l'usure des conduits d'acheminement de l'eau.

Des études récentes⁶⁷,⁶⁸,⁶⁹,⁷⁰ ont montré que l'eau potable destinée à la consommation est une voie importante d'ingestion des NMP. Cette contamination peut se produire lors de la distribution de l'eau du robinet, lors de l'utilisation de bouteilles en plastiques ainsi qu'à l'ouverture/fermeture des bouchons plastiques de l'eau en bouteilles.

D'autres boissons comme la bière peuvent contenir des NMP⁷¹.

- **Les aliments** : en particulier les produits de la mer, tels les poissons⁷² et les fruits de la mer⁷³ qui ingèrent les NMP présents dans les océans, tout comme le sel marin⁷⁴. De récentes études⁷⁵,⁷⁶ ont également montré la présence de NMP dans des huiles végétales comestibles (huile d'olive, huile de tournesol, huile de graines mélangées) ainsi que dans des préparations pour nourrissons (lait en poudre). Leur emballage en plastique peut également être une source de contamination.

- **L'air** : le risque d'inhalation de NMP est présent essentiellement dans les zones fortement urbanisées et industrialisées. La circulation routière et la dégradation des pneus sont également une source potentielle de contamination⁵⁹,⁶¹.

Des études⁷³,⁷⁷ ont montré que la concentration en NMP est plus élevée chez les coquillages qui sont des organismes filtreurs. Ainsi, des MP ont été découverts dans les moules consommées par l'Homme. Selon une étude de 2014⁷⁸, jusqu'à 90 particules de plastique pourraient être ingérées lors d'un repas contenant ces fruits de mer. Toutefois, elles sont presque toutes excrétées par le corps humain. Les organes digestifs des poissons (siège a priori préférentiel des NMP) n'étant généralement pas consommés, le transfert des NMP à l'homme pourrait en être limitée. Leur présence dans les autres tissus des poissons reste à étudier.

Les MP peuvent être l'objet d'une bioamplification lors de leur transfert depuis le prédateur jusqu'au niveau des proies. Des exemples de bioamplification ont été documentés (figure 5).
<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 5 : Exemple de bioamplification chez le goéland argenté⁷⁹.</figcaption></figure>

Concernant le cas particulier de l'ingestion des NP et de leur petite taille, une bioaccumulation pourrait être envisagée. On sait que les particules dont la taille est inférieure à 300 nm peuvent passer la paroi des capillaires et gagner ainsi la circulation générale.

Dans une étude Néerlandaise⁶⁵ il a été démontré que des particules de plastiques étaient présentes dans la circulation sanguine chez l'Homme. En effet, sur 22 échantillons de sang de volontaires sains, 77 % transportaient une masse quantifiable de particules de plastiques. Les 3 polymères les plus fréquemment rencontrés étaient le PET, le PS et le PE. La présence de ces particules a démontré que l'exposition humaine aux plastiques peut entrainer une absorption dans le sang⁸⁰.

On sait que l'homme peut être également exposé aux plastiques par inhalation. En effet, les particules de plastique de 10 µm pénètrent dans les voies respiratoires⁶⁴. La profondeur de la pénétration dans les poumons dépend de la taille des fibres. L'hypothèse de l'absorption des plus petites par les macrophages est soulevée⁶⁶.

A l'heure actuelle, les connaissances sur les fibres en plastique susceptibles d'être inhalées par l'homme sont récentes et incomplètes. Des études sont en cours pour préciser leur quantification, leur caractérisation et leur impact sur la santé de l'homme⁷⁹, ⁸¹.
# IV. LES NANO/MICRO PLASTIQUES ET ENVIRONNEMENT

## 1) Moyens de détection dans l'environnement

Compte tenu de l'importance croissante et de la gravité potentielle de la contamination de l'environnement par les NMP, les méthodes de recherche ont été largement améliorées. Toutefois, il est nécessaire que les méthodes d'échantillonnage et de séparation des MP soient standardisées afin de faciliter l'exploitation des résultats des études comparatives.

Les lacunes et limites existent dans la quantification des NMP et en particulier des NP. En effet, il n'existe pas de protocole standard pour leur étude<sup>82</sup>. En particulier, la classification visuelle qui est l'une des méthodes les plus courantes pour identifier les MP mais ne convient pas à la détection des NP (risque de sous-estimation de leur abondance).

La quantification de l'abondance des NMP va donc varier selon les méthodes de détection<sup>83</sup>.

- **Les observations visuelles (microscopie optique)**

Cette méthode peu couteuse est limitée aux particules de grande taille et a pour inconvénient de sous-estimer les MP de petite taille. De surcroît, elle nécessite un traitement de l'échantillon pour éliminer toute matière organique (MO)<sup>84</sup>.

- **La filtration et le tamisage** consistent à filtrer l'eau ou à tamiser le sol pour collecter des échantillons. Ces derniers sont ensuite analysés au microscope afin d'identifier et quantifier les MP. Il existe un manque d'outils automatisés pour la séparation des NP en raison de leur petite taille (1 µm)<sup>82</sup>.

- **La spectroscopie de fluorescence** qui utilise la fluorescence induite par des colorants pour marquer les particules, facilitant ainsi leur détection<sup>84</sup>.

- **La spectroscopie de Raman** (méthode de caractérisation chimique en analysant la diffusion de la lumière laser incidente) et **la spectroscopie infrarouge** (ou IRTF, technique qui permet d'identifier la composition chimique en mesurant les vibrations moléculaires) sont les techniques les plus répandues. Couplées à la microscopie, elles permettent de dépister des particules de NP jusqu'à 1 µm après séparation de la MO<sup>85</sup>.
- Une étude parue en janvier 2023<sup>82</sup> utilise une **méthode simple en 3 étapes** pour la quantification des NMP de PET dans les eaux usées domestiques : cette méthode qui se déroule en 3 étapes (séchage, dépolymérisation du PET dans l'éthylène glycol et analyse chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS)) cible les particules de plastique de PET d'un diamètre inférieur à 5 mm. Celle-ci a été appliquée pour la quantification des NMP du PET dans les influents et les effluents collectés dans dix usines néerlandaises de traitements des eaux usées.

- En octobre 2023<sup>86</sup>, une étude concernant la **méthode des filtres à sable à écoulement horizontal** pour traiter les eaux pluviales a montré son efficacité pour retenir différents types de NMP couramment présents dans le ruissèlement des eaux pluviales. Mais également, dans sa capacité à quantifier et identifier les MP accumulés dans ces filtres à l'aide de la spectroscopie infrarouge.

- Les échantillonneurs d'air de particules permettent de collecter les NMP de petite taille et de faible densité suspendus dans l'atmosphère qui peuvent être une menace potentielle pour la santé humaine<sup>56,87,88,89</sup>.

Certaines études<sup>84,90</sup> identifient la poussière d'intérieur comme une source non négligeable d'exposition humaine aux MP. Les techniques utilisées pour analyser les échantillons de NMP aéroportés sont : la microscopie photonique, la microscopie électronique à balayage (SEM), qui permettent d'étudier la taille et la forme des particules jusqu'à quelques centaines de nanomètres<sup>91</sup>. Les MP peuvent également être identifiés par microscopie photonique polarisée (taille et forme).

## 2) Effets toxiques sur l'environnement

Des millions de tonnes de plastiques s'accumulent dans les eaux océaniques. La pollution plastique représente toutefois une menace encore plus grande pour les végétaux, animaux et les hommes vivant sur la terre ferme<sup>92</sup>.
En effet, le sol est un puit important pour les NMP. Leur interaction est influencée par l'accumulation, la migration et la transformation. Ces processus déterminent le risque sur le biote, la chaine alimentaire et potentiellement la santé humaine. Les NMP peuvent également se disperser dans l'atmosphère et les plans d'eau.

### a. Impacts sur les organismes du sol

Le sol abrite divers organismes tels que les micro-organismes et les animaux qui sont cruciaux pour l'équilibre de son écosystème.

Les NMP sont délétères sur ces organismes en raison de leur toxicité, de perturbations biologiques et d'altérations des propriétés du sol⁹³. Les NMP libèrent des substances toxiques nuisibles aux micro-organismes et aux vers du sol, affectant leur croissance, leur reproduction et leur santé globale. Les changements induits par les NMP dans l'environnement du sol affectent en outre le cycle des nutriments, la croissance des plantes et la santé globale du sol⁹⁴.

#### - Effets physiques et chimiques :

Les NMP ont des répercussions sur les organismes et les propriétés du sol ainsi que sur la disponibilité des nutriments. En modifiant la structure des sols, les NMP peuvent par exemple réduire l'infiltration d'eau de pluie ainsi que la disponibilité de l'oxygène.

L'activité microbienne du sol qui est essentielle au cycle des éléments nutritifs du sol, à la fixation atmosphérique de l'azote⁹⁵ et à la dégradation des polluants peut également être impactée⁹⁶,⁹⁷. En effet, selon des études⁹⁸,⁹⁹ la présence de NMP diminue le pH et augmente l'abondance d'acides dans les sols et par conséquent diminue la biomasse microbienne. De plus, leur ingestion par les invertébrés du sol peut provoquer des obstructions internes et des dommages aux organes¹⁰⁰.

Les NP présentent un risque potentiellement plus élevé du fait de leur réactivité et de leur mobilité accrues.
- Effets toxiques :

Plusieurs études<sup>101,102,103</sup> indiquent que la toxicité des MP peut augmenter avec la diminution de la taille des particules. En effet, les particules les plus petites pénètrent plus profondément dans les organes.

Les effets toxiques des MP sont également dus aux substances chimiques associées. En effet, la particule peut être couplée à des additifs polymères (tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les polychlorobiphényle (PCB), etc.) et des polluants adsorbés (métaux lourds, pesticides organochlorés, etc.)<sup>79,104,101,105,106</sup>.

Les NMP ont un effet nuisible sur la faune du sol et en particulier les vers de terre, les nématodes et les acariens<sup>107</sup>. En effet, la plupart des recherches concentrées sur les vers de terre ont révélé une diminution de leur survie et des capacités de traitement de la matière organique<sup>98</sup>. Les NMP ingérés par la faune du sol peuvent s'accumuler dans les chaînes alimentaires, induisant des effets toxiques (comme la létalité, le stress oxydatif, l'inhibition de la croissance et du développement) sur les organismes<sup>94</sup>.

Pour rapprocher les effets des NMP à la perte des espèces au sol, plusieurs nouvelles méthodes ont été introduites. On peut citer par exemple une méthode statistique, le TITAN (*Threshold Indicator Taxa Analysis*) qui permet de quantifier les dommages sur la diversité des sols causés par les NMP et d'évaluer le stress environnemental<sup>98,108</sup>.

b. Impacts sur les organismes aquatiques

La contamination par les NMP est globale, des pôles à l'équateur, dans les mers et océans, dans les milieux dulçaquicoles ainsi que dans les glaces arctiques<sup>109</sup> (figure 6).

Des concentrations importantes de NMP ont été découvertes dans cinq grands bassins océaniques (Pacifique Nord/Sud, Atlantique Nord/Sud et dans l'océan Indien). Ces zones d'accumulation de déchets plastiques flottants (appelée le « 7ᵉ continent de plastique » pour la zone Pacifique Nord) sont en réalité des « soupes de plastiques » constituées de débris plastiques mais surtout d'une multitude de NMP<sup>110</sup>. Ces zones pouvant atteindre jusqu'à plusieurs millions de km<sup>2</sup> proviennent de la convergence d'un ensemble de courants marins formant de gigantesques tourbillons (appelés « gyres océaniques »)<sup>111,112</sup>.
<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>**Figure 6** : Carte représentative des concentrations marines en micro plastiques issues des mesures réalisées entre 974 et 2022<sup>132</sup>.</figcaption></figure>
Des expériences in vitro et in vivo ont objectivé la menace que présentaient les NMP pour l'écosystème marin. En effet, certains NMP peuvent franchir les barrières physiologiques, notamment gastro-intestinale voire hémato-encéphalique de certains animaux marins échantillonnés¹⁰². Il a été démontré que les organismes aquatiques tels que le plancton, les poissons, les crustacés et les moules ingèrent des NMP qui obstruent leurs organes et affectent leur fonctionnement pouvant provoquer une neurotoxicité, des retards de croissance, des troubles de la reproduction et parfois la mort¹¹³.

Les NMP peuvent être porteurs de composés toxiques pour l'écosystème marin. Certains additifs chimiques ajoutés pour améliorer les propriétés de certains NMP (les émollients, les antimicrobiens), certains contaminants environnementaux présents à la surface des NMP adsorbés par le milieu marin (les pesticides, les herbicides, les hydrocarbures) et les métaux lourds ont un effet toxique et délétère sur les organismes marins. En effet, on a observé une altération de l'activité métabolique et reproductive, une diminution de la réponse immunitaire, un stress oxydatif et une toxicité cellulaire¹¹⁴,¹¹⁵.

Par ailleurs, dans le milieu marin, les propriétés de surface des MP peuvent se modifier et permettre l'absorption de contaminants potentiellement dangereux, tels que les MO, les nutriments et les substances vivantes (micro-organismes, algues, plantes et animaux marins) affectant leur biodisponibilité et leur toxicité¹¹⁵.

Les MP peuvent véhiculer et assurer la propagation de certains organismes marins¹¹⁶ (hétérotrophes, autotrophes, prédateurs et symbiotes) dans des habitats où ils deviennent de potentiels envahisseurs. Par exemple, on retrouve le cas des coraux du genre *Tubastraea* spp. appelés les Tubastrées oranges. Ces coraux, originaires de l'océan Pacifique, sont envahissants dans la zone indopacifique tropicale et en mer rouge¹¹⁷. Plus récemment, cette espèce a aussi colonisé les zones de l'Atlantique tropical Ouest, la Mer des Caraïbes et le golfe du Mexique. Selon une étude¹¹⁸, cette espèce de corail peut être transportée par des déchets marins (le bois flottant, mousse, verre, etc.) mais aussi par des particules de plastiques. En effet, attaché à ces particules, ce corail peut être transporté sur de longues distances. Cette invasion va induire des impacts écologiques négatifs que ce soit sur la biodiversité marine, sur l'écosystème ou sur le fonctionnement du réseau alimentaire¹¹⁸. Par exemple, ces impacts écologiques négatifs peuvent être : la diminution de la couverture des espèces indigènes dans les récifs (par exemple *Madracis decacti*)¹¹⁹, l'augmentation de la concurrence avec des coraux scléractinaires indigènes (*Mussismilia hispida* au Brésil)¹²⁰ ou encore la diminution de la
biomasse des poissons indigènes des récifs en raison de la modification de la composition des fonds marins¹²¹,¹²², etc.

Les NMP pourraient également jouer un rôle sur le transport d'agents pathogènes tels que les bactéries, les virus et les parasites. Par exemple, une étude publiée en 2018¹²³ a démontré la présence de bactéries du genre Vibrio sur des NMP collectés dans la baie de Brest (France).

Concernant les parasites, une étude¹⁰³ a analysé l'association des parasites protozoaires zooniques *Toxoplasma gondii*, *Cryptosporidium parvum* et *Giardia enterica* avec des micro-perles de polyéthylène et les microfibres de polyester dans de l'eau de mer. Après 7 jours d'incubation, ces expériences ont montré une augmentation du nombre de parasites associés aux MP ainsi qu'une diminution du nombre de parasites dans l'eau de mer environnante.

Dans une étude de 2022¹²⁴, des cultures du virus Rotavirus ont été réalisées dans des échantillons d'eau douce (provenant d'un lac en Écosse) dans lesquels des particules de polyéthylène avaient été ajoutés. Toutefois, le transport et la persistance des virus sur les MP sont encore trop peu étudiés.

Des études¹²⁵,¹²⁶,¹²⁷ apportent que l'accumulation de NMP dans les habitats benthiques et pélagiques pourrait modifier les cycles biogéochimiques à la suite de l'altération de la pénétration de la lumière le long de la colonne d'eau voire de la modification des caractéristiques physico-chimiques des sédiments¹²⁸. De plus, leur accumulation dans les sédiments marins semblerait modifier la motilité, l'assimilation de l'énergie et l'alimentation d'un large éventail d'organismes avec des effets négatifs potentiels sur les interactions inter-et intra-espèces. La structure des écosystèmes benthiques et pélagiques en serait modifiée¹²⁹.

Dans le cadre des effets toxiques des NMP sur l'environnement, leur dégradation participe à l'émission des gaz à effets de serre (GES) (éthylène, méthane, CO₂)¹³⁰,¹³¹. En effet, à chaque étape de la dégradation des matières plastiques, depuis leur photo-dégradation par le soleil avec la production d'éthylène et surtout de méthane à leur métabolisation par les micro-organismes avec production de CO₂, l'émission de GES sera d'autant plus importante que le plastique se dégrade en petits morceaux. Ce phénomène constitue une véritable bombe à retardement d'autant plus que les émissions de GES n'étaient envisagées jusqu'à maintenant que sous l'angle de la production et du transport de cette matière¹³⁰.
# V. LES NANO/MICRO PLASTIQUES CHEZ L'HOMME

## 1) Généralités

Les NMP devenus omniprésents dans l'environnement provoquent une exposition et une absorption humaine quotidienne. Plusieurs études récentes133,134,135 ont révélé cette présence permanente de NMP dans le corps humain, les tissus, les organes et les fluides. Certaines d'entre elles ont également mis en évidence une toxicité possible des NMP et de leurs composés sur les cellules et tissus humains.

Davantage études épidémiologiques sont nécessaires pour apprécier cette toxicité et le développement éventuel de pathologies.

Par ailleurs, les procédures de collecte, de manipulation et de préparation des échantillons biologiques humains doivent être standardisées. Des protocoles uniformes sont fondamentaux.

Enfin, les études comparatives entre différentes méthodes de caractérisation des NMP et l'adoption plus large d'outils pour prévenir la contamination croisée des échantillons (par exemple, système de ventilation par filtre, hotte à flux laminaire) sont indispensables pour assurer les progrès futurs dans ce domaine et pour obtenir une connaissance plus approfondie de la détection et des effets des NMP chez l'homme.

**On retiendra de façon non exhaustive les études suivantes :**

Récemment, plusieurs études136,137,138 ont étudié l'accumulation de MP provenant d'échantillons humains en milieu clinique, notamment de selles, d'échantillons de colectomie, de placenta humain et de méconium. En l'absence de données épidémiologiques, diverses études in vitro ont utilisé différents types de cellules humaines pour évaluer les effets des MP sur les humains133. Les types de cellules humaines utilisées comprennent les cellules épithéliales du poumon139, la lignée cellulaire d'adénocarcinome140, les fibroblastes dermiques et les cellules mononuclées du sang périphérique141, avec un total de dix types différents de cellules humaines utilisées.
Pour apprécier les éventuels effets néfastes des MP sur la santé humaine, Danopoulos et al.¹³³ ont évalué l'exposition à l'aide d'une méta-analyse sur des données secondaires provenant de différentes études *in vitro* utilisant des cellules humaines.

Les résultats ont confirmé une cytotoxicité, un stress oxydatif, une génotoxicité, une altération des attributs de barrière et de la réponse immunitaire.

En particulier, la concentration de MP (g/ml) et la durée d'exposition ont influencé de manière significative la cytotoxicité et la réponse immunitaire¹⁴¹.

En juillet 2022, une étude¹³⁴ concernait des MP détectés dans le tissu hépatique cirrhotique. Cette série de cas a évalué la présence de MP dans le tissu hépatique humain et a trouvé six polymères MP différents dans le foie de personnes atteintes de cirrhose hépatique, mais pas chez ceux qui n'ayant pas de maladie hépatique sous-jacente. D'autres études sont nécessaires pour évaluer si l'accumulation de MP hépatique est impliquée dans la pathogenèse de la fibrose hépatique ou est secondaire à la cirrhose et à l'hypertension portale.

En mars 2023, une étude¹⁴² confirmait l'impact des composés liés au plastique sur la glycoprotéine P (P-gp) et la protéine de résistance au cancer du sein (BCRP) *in vitro*.

Enfin, en janvier 2024¹¹⁶, une étude portait sur la détection et la quantification de divers MP dans l'endomètre humain par spectroscopie infrarouge directe au laser. Près de 13 types de MP existaient dans les échantillons recueillis, parmi lesquels 6 types spéciaux étaient à la fois abondant et présentaient un taux de détection élevé. De plus, 88,35% des MP détectés étaient de petite taille (20-100 µm).

D'autres études seront nécessaires pour étudier une éventuelle corrélation entre la présence de ces MP et la pathologie de l'endomètre¹¹⁶.
<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>**Figure 7** : Représentation graphique des principales découvertes des NMP dans les organes, les tissus et les fluides humains (La Porta E, Microplastics and Kidneys : An Update on the Evidence for Deposition of Plastic Microparticles in Human Organs, Tissues and Fluids and Renal Toxicity Concern et al. International Journal of Molecular Sciences, 2023)¹⁴³.</figcaption></figure>
## 2) Effets toxiques sur le corps humain

L'omniprésence des NMP dans l'environnement est maintenant bien connue et fait l'objet de multiples études. Les contacts des NMP avec l'homme sont dorénavant avérés et restent l'objet de suspicions quant à leur retentissement sur sa santé. En effet, ces substances plastiques ont des effets mécaniques et chimiques. Elles peuvent également véhiculer des substances toxiques tels que certains polluants, pesticides voire des agents microbiens<sup>79,95</sup>. Les potentiels risques associés à une exposition aux NMP pourraient inclure des pathologies intestinales, pulmonaires, néoplasiques, inflammatoires, et immunitaire et concerner la grossesse<sup>12</sup>.

### a. Pathologie digestive

* Contexte

Compte tenu l'omniprésence des NMP dans les différentes sources d'alimentation et d'eau, leur consommation est inévitable<sup>75,76</sup>.

Dans une étude préliminaire, l'utilisation de l'analyse spectrométrique de masse a été utilisée pour étudier des échantillons fécaux d'adultes et de nourrissons. Leur étude a permis d'identifier quinze types différents de MP, le PET et le PC étant les plus fréquemment détectés<sup>144</sup>. Même si la teneur en MP polycarbonates est la même dans les deux groupes, les nourrissons seraient plus exposés aux MP en raison de leur utilisation fréquente d'articles tels que des biberons, des anneaux de dentition, des jouets<sup>145</sup> et la consommation de lait en poudre<sup>76</sup>.

La détection de NMP dans les selles a été vérifiée à maintes reprises. Toutefois, il n'existe pas jusqu'alors de méthode standardisée pour les extraire des échantillons. Le principal écueil lié à l'extraction des NMP des selles étant de différencier les MO des matières inorganiques. Pour préserver les divers types de polymères plastiques, des chercheurs<sup>146</sup> ont suggéré d'utiliser les réactifs de Fenton pour l'identification des échantillons, l'acide nitrique et l'alcool éthylique pour décomposer les matériaux et l'alcool éthylique pour éliminer les résidus sur les surfaces des MP. Cette méthode qui évite des réactions chimiques à températures élevées pourrait optimiser la mise en évidence des divers types de polymères plastiques dans les selles
humaines. Les protéines, lipides, bactéries et autres composés fécaux doivent être digérés pour obtenir un échantillon complet¹⁴⁷.

• Physiopathologie

Les MP d'une dimension supérieure à 150 µm ne sont pas absorbés et restent liés à la couche muqueuse intestinale directement en contact avec la partie apicale des cellules épithéliales intestinales. Cet état pourrait entraîner une inflammation intestinale et un impact local sur le système immunitaire (SI)⁷.

Les particules plus petites (dimension inférieure à 150 µm) peuvent traverser la barrière muqueuse. Bien que l'absorption intestinale des microparticules soit faible<sup>148</sup>, l'absorption intestinale des particules pourrait entraîner une toxicité systémique, car les NP peuvent s'infiltrer profondément dans les organes<sup>7</sup>.

La prévalence croissante des MP dans les aliments et les boissons de consommation, l'impact des plastiques sur l'activité du microbiote intestinal et le potentiel de dégradation des MP par digestion et interaction avec les germes intestinaux ont été largement reconnus<sup>149</sup>. Les particules de plastique présentes dans l'alimentation ont un impact négatif systémique et local majeur sur la santé humaine, comme des irritations buccales ou une dysbiose intestinale, représentée par l'enrichissement en *chlamydia, firmicutes* et protéobactéries<sup>149</sup>. De plus, la consommation de MP peut entraîner des altérations transcriptionnelles mineures dans le côlon, indiquant des perturbations de la membrane plasmique et une légère inflammation<sup>150</sup>.

L'exposition aux MP a entraîné une augmentation de la perméabilité intestinale et l'expression de signatures immunitaires associées à l'inflammation, telles que l'interleukine-6, l'interleukine-1α, l'interleukine-1β, le facteur de nécrose tumorale TNF-α et l'interféron-γ. Cet effet est probablement dû au piégeage des MP et à la stimulation de l'infiltration inflammatoire intestinale<sup>151</sup>.

Dans une étude de 2022<sup>144</sup>, l'analyse d'échantillons fécaux provenant d'individus en bonne santé et de patients atteints d'une maladie inflammatoire de l'intestin (MII) a montré une concentration significativement plus élevée de MP chez les patients atteints d'une MII. Dans ces échantillons fécaux, 15 types de MP ont été détectés, le PET et le PA étaient dominants.
L'étude *in vitro* de l'impact des MP sur la digestion des lipides¹⁵² a révélé que cinq types de MP (le PS, le PET, le PE, le chlorure de polyvinyle et l'acide poly(lactique-co-glycolique) inhibaient de manière significative la digestion des lipides et de façon proportionnelle avec le PS. En effet il a été démontré que les MP de PS pourraient interagir à la fois avec la biodisponibilité des gouttelettes lipidiques et l'activité des lipases.

Le tableau 3 présente et résume les impacts des MP sur le développement de maladies intestinales et les mécanismes moléculaires associés²⁴.

<table><caption>**Tableau 3 :** Impacts des micro plastiques sur le développement des maladies intestinales et des mécanismes moléculaires associés (Osman Al, et al, Microplastic sources, formation, toxicity and remediation : a review, Environmental Chemistry Letters, 2023)²⁴.</caption><thead><tr><td>Type de maladie</td><td>Effet biologique</td><td>Mécanisme</td></tr></thead><tbody><tr><td>Dysbiose intestinale</td><td>Changement du microbiote du côlon humain<br>Réduit Staphylococcus sp., Bifidobacterium spp., Clostridium spp., Enterobacteriaceae spp.</td><td>L'adhésion du microbiote du coléique aux MP conduit à la formation de biofilms</td></tr><tr><td>Dysbiose intestinale</td><td>Changement du microbiote du côlon, inflammation</td><td>Enrichissement de la chlamydia, des firmicutes et des protéobactéries</td></tr><tr><td>Dysfonctionnement de la barrière intestinale et dysbiose</td><td>Induction du dysfonctionnement de la barrière intestinale et de la dysbiose du microbiote</td><td>Réduction de la sécrétion de mucus intestinal<br>Perméabilité intestinale accrue<br>Diminution de l'expression des niveaux d'acide ribonucléique messager des gènes liés à la sécrétion de mucus du côlon<br>Modulation de la composition du microbiote intestinal</td></tr><tr><td>Inflammation intestinale</td><td>Changements de transcription dans le côlon<br>Réponses inflammatoires</td><td>Interaction entre les MP et le côté lumen de l'épithélium du côlon<br>L'activation des cellules lymphoïdes innées, qui pourraient migrer vers les tissus articulaires et induire une inflammation, aggrave l'arthrite</td></tr><tr><td>Inflammation intestinale</td><td>Inflammation induite<br>Augmentation du facteur nucléaire kappa-chaîne légère-amélioration des lymphocytes B activés (NF-κB), de l'interleukine-6, du facteur de nécrose tumorale-α, des niveaux de protéine d'interleukine-1β</td><td>Diminution de l'épaisseur de la muqueuse du milieu du côlon, du muscle, de la surface lumineuse plane et de la couche de la crypte<br>Augmentation du domaine liant les nucléotides, famille riche en leucine, contenant le domaine de la pyrine-3 (NLRP3). La caspase-1 clivée associée à l'apoptose augmente l'expression de la protéine kappa-chaîne légère des cellules B activées (NF-κB ad p-IκB α) par le facteur nucléaire</td></tr><tr><td>Maladie inflammatoire de l'intestin</td><td>Modulation du processus pathologique dans l'induction de la maladie inflammatoire de l'intestin</td><td>L'exposition aux MP est impliquée dans la progression de la maladie<br>Les maladies inflammatoires de l'intestin peuvent augmenter la rétention des MP</td></tr><tr><td>Non spécifique</td><td>Les MP interagissent avec les gouttelettes lipidiques et les lipases, réduisant ainsi la digestion lipidique</td><td>Les microplastiques ont diminué la biodisponibilité des gouttelettes lipidiques par la formation de grands hétéroagrégats lipidiques-microplastiques<br>Les MP ont adsorbé la lipase et modifié la structure secondaire de l'enzyme</td></tr><tr><td>Non spécifique</td><td>Aggrave l'infection par Helicobacter pylori<br>Induire l'inflammation</td><td>Augmentation de l'indice des organes gastriques, de la myélopéroxydase, du facteur de nécrose tumorale-α et de l'interleukine-6<br>Augmentation de la colonisation bactérienne, amélioration de l'entrée des MP dans les tissus et favoriser les lésions gastriques et l'inflammation<br>Les microplastiques agissent comme des habitats stables pour les bactéries</td></tr></tbody></table>
## b. Pathologie pulmonaire

* Contexte

En utilisant un microscope infrarouge à transformée de Fourier, une étude concernant 22 patients souffrant de différentes maladies respiratoires a montré la présence de MP dans les expectorations. Plus de vingt types de MP ont été identifiés, le polyuréthane et le polyester étant dominants. Cette recherche suggère que l'inhalation est un point d'entrée potentiel pour les MP¹⁵³.

Le liquide de lavage broncho-alvéolaire obtenu en instillant et en récupérant une solution saline à partir d'un ou plusieurs segments pulmonaires peut fournir des informations utiles sur l'état alvéolaire⁸¹. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier et la spectroscopie à dispersion d'énergie par microscopie électronique à balayage ont prouvé la présence de MP dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire humain. Cette découverte est en corrélation avec le lien entre la teneur en MP et une fonction pulmonaire éventuellement altérée⁶⁴.

Concernant la salive, une étude a révélé une teneur relativement faible en MP. L'étude de la salive est, à priori, peu exploitable pour enquêter sur la présence de MP dans le corps humain¹⁵⁴.

* Physiopathologie

La présence de MP est avérée dans l'air intérieur et extérieur. Leur concentration augmente dans les zones à forte population et activité humaine.

Une étude récente¹⁵⁵ a prouvé, pour la première fois, la présence de particules de MP dans les poumons de personnes vivantes. La détection des particules de MP dans les tissus pulmonaires humains a été effectuée par Spectroscopie FTIR chez des patients qui subissaient une intervention médicale. Le type de MP retrouvé était principalement le PP et le PET. Des particules de 0,003 millimètres ont été détectées dans toutes les zones pulmonaires. Ce sont donc les particules les plus fines et en particulier les NP susceptibles de se déposer dans les poumons qui sont les plus préoccupantes.

Dans certaines études antérieures, chez les travailleurs des industries du textile synthétique, du flocage, du chlorure de vinyle ou du chlorure de polyvinyle, le lien entre l'exposition professionnelle aux MP en suspension dans l'air et certaines maladies respiratoires telles que
les pneumopathies interstitielles a été établi<sup>156</sup>. Des études in vivo ont reproduit avec succès
les lésions associées à ces conditions<sup>157</sup>. Par ailleurs des MP ont été signalés dans des tissus
pulmonaires humains obtenus lors d'autopsies<sup>158</sup>.

Les dernières études<sup>158</sup> soutiennent l'inhalation humaine comme voie d'exposition
environnementale. La connaissance de la présence des MP dans les tissus pulmonaires récents
peut désormais orienter les futures recherches sur la cytotoxicité afin d'étudier leur impact sur
la santé humaine.

c. <u>Pathologie cardiovasculaire</u>

• Contexte

Le sang est un échantillon biologique intéressant pour tester la présence de plastiques.
Leslie et coll.⁶⁵ ont établi la biodisponibilité des microparticules de plastique dans le sang
humain. En étudiant des échantillons sanguins de 22 participants en bonne santé les
chercheurs ont trouvé quatre hauts polymères utilisés dans les plastiques, tels que le PET, le
PE, le PS et le méthacrylate de méthyle. Des aiguilles de seringue en acier et des tubes en verre
ont été utilisés pour éviter la contamination et évaluer les niveaux de fond de MP à l'aide
d'échantillons vierges.

• Physiopathologie

Plusieurs études suggèrent que les MP peuvent avoir des effets néfastes sur le système cardiovasculaire des humains. Par exemple, Lett et al.<sup>155</sup> et Posnack<sup>159</sup> mettent en évidence les effets des MP sur la santé humaine, avec un accent particulier sur le système cardiovasculaire.

Certaines particules de MP peuvent traverser l'épithélium digestif grâce au processus de translocation et atteindre ainsi le système circulatoire<sup>160</sup>.

La taille des particules des MP influence l'efficacité de la translocation<sup>161</sup>. Dans des circonstances normales, les MP de plus de 0,5 µm passent difficilement la paroi intestinale.

Une étude de juillet 2023<sup>162</sup> a révélé la présence de divers MP chez les patients subissant une chirurgie cardiaque. Le système d'imagerie chimique infrarouge direct au laser et une microscopie électronique à balayage ont été utilisés. Neuf types de MP ont été détectés dans
des échantillons sanguins pré-et post opératoires d'un diamètre maximum de 184 µm. La présence de polyméthacrylate de méthyle ne peut être attribuée à une exposition accidentelle au cours d'une intervention chirurgicale, ce qui tend à évoquer la présence de MP antérieure à l'intervention. Des recherches complémentaires doivent être réalisées pour apprécier l'impact de la chirurgie sur l'introduction des MP et les effets potentiels des MP dans la circulation générale.

Des recherches récentes suggèrent que les MP pourraient adhérer aux membranes externes des hématies, entravant potentiellement leur capacité à transporter l'oxygène¹⁶³.

A ce titre, une étude comparative¹⁶⁴ réalisait une première évaluation de la toxicité sanguine induite par les NMP. Les effets observés comprenaient, entre autres, la dénaturation des protéines plasmatiques¹⁶⁵, l'hémolyse¹⁶⁶,¹⁶⁷, la thrombose¹⁶⁸, l'altération de la coagulation sanguine. Les NMP inhibent l'érythropoïèse provoquant des anémies, favorisent une agrégation des globules et des plaquettes entrainant des thromboses. Par ailleurs, les leucocytes et autres cellules immunitaires phagocytent les NMP, provoquant une inflammation¹⁶⁹,¹⁷⁰.

Les effets de l'exposition aux MP sur le système cardiovasculaire humain concernent également les additifs plastifiants tels que le BPA et les phtalates¹⁷¹.

Une étude épidémiologique¹⁷² a associé une augmentation des taux urinaires de phtalates et de BPA à un risque plus élevé d'hypertension, de maladie coronarienne, d'infarctus aigu du myocarde et de diminution de la fonction cardiaque¹⁷¹. Les données d'un essai contrôlé randomisé ont démontré que boire de l'eau provenant d'une bouteille contenant du BPA augmentait rapidement les taux de BPA dans l'urine, suggérant la relation entre exposition au BPA et hypertension artérielle¹⁷³. Le phtalate est considéré comme un agent cardio-dépresseur. Ainsi, son exposition pourrait provoquer des troubles de la conduction cardiaque¹⁷⁴.

Les études épidémiologiques basées sur la population restent difficiles du fait du caractère multifactoriel des impacts des MP sur le système cardiovasculaire¹⁵⁹. Par conséquent, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre les effets de l'exposition aux produits chimiques plastiques sur la santé cardiovasculaire.
### d. La grossesse et l'exposition materno-fœtale

* Contexte

Selon de nouvelles recherches, des scientifiques ont découvert couramment des MP dans le placenta humain. La microspectroscopie Raman a été utilisée pour évaluer six placentas humains prélevés auprès de femmes ayant accepté que leur grossesse soit surveillée à la recherche de MP. L'échantillon a été traité dans un environnement confiné et contrôlé pour éviter toute contamination croisée, révélant la présence de 12 fragments de MP¹⁷⁵. Cette présence soulève le problème d'un éventuel retentissement de ces composés plastiques sur le fonctionnement placentaire et le développement fœtal²⁴.

* Physiopathologie

Les risques que les MP font peser sur la santé humaine suscitent de plus en plus d'inquiétudes. En particulier pour la grossesse qui dépend de la régulation complexe de l'équilibre immunologique materno-fœtal. Les risques d'exposition aux NMP durant la grossesse sont encore inconnus.

Une étude récente¹⁷⁵ révélait pour la première fois la présence de NMP dans le placenta humain de grossesses se déroulant normalement. Grâce à la technique de microspectroscopie Raman, des NMP ont été trouvés dans toutes les parties placentaires : membranes maternelles, fœtales et amnio-choriales. D'autres études doivent être réalisées pour évaluer si la présence de NMP dans le placenta peut déclencher des réponses immunitaires ou libérer des substances toxiques, délétères pour la grossesse.

En juillet 2022¹⁷⁶, une publication révélait la présence de MP par microspectroscopie Raman dans le lait maternel humain. Les MP les plus abondants étaient composés de PE, de chlorure de polyvinyle et de PP avec des tailles allant de 2 à 12 µm. Aucune relation n'a été trouvée entre les données des MP et les données spécifiques aux patientes (âge, contacts aux plastiques des cosmétiques, consommation de fruits de mer, emballages plastiques de boissons ou d'aliments, etc.). La réalité d'une présence omniprésente des NMP est une nouvelle fois confirmée et se révèle particulièrement préoccupante surtout pour la population vulnérables des nourrissons.
### e. Le cancer

La petite taille des particules de plastique serait à l'origine de leur toxicité tissulaire et cellulaire avec le risque d'endommagement de l'acide désoxyribonucléique (ADN) provoquant des mutations responsables de cancers¹⁴³. De plus, la présence de MP présents dans l'eau a tendance à absorber les polluants organiques hydrophobes¹⁷⁷. Certains polluants organiques nocifs (par exemple les HAP et PCB) sont cancérigènes et une exposition à long terme peut provoquer des mutations de l'ADN¹⁷⁸. De plus, les métaux lourds tels que l'As, le Cr, le cadmium (Cd), le mercure (Hg) et le plomb (Pb,) utilisés dans la production de plastiques sont reconnus cancérigènes, selon le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC)¹⁷⁹,¹⁸⁰.

Lorsque les MP sont ingérés, l'estomac serait le principal site d'exposition. Une étude récente¹⁸¹ a suggéré qu'une exposition à long terme aux MP pourrait augmenter le risque de cancer de l'estomac. De plus, à la suite d'une exposition au PS, une résistance médicamenteuse à certains anticancéreux (trastuzumab, cisplatine, paclitaxel, etc.), une diminution du taux de survie et une augmentation de la croissance tumorale ont également été observés.

D'autre part, une étude¹⁸² a montré que l'exposition au BPA pouvait affecter la perméabilité des cellules du côlon et entraîner une inflammation locale. Le processus pathogénique serait dû à un niveau élevé d'interféron-γ, d'interleukine-17 et d'immunoglobuline A. L'interleukine-17 en particulier favorise la survie des cellules cancéreuses et induit une résistance aux agents chimio-thérapeutiques conventionnels¹⁸³.

L'appareil pulmonaire est un autre point d'entrée potentiel des MP chez l'homme. Les études menées par Goodman et al.¹⁸⁴ ont mis en évidence la présence de MP à type de polymères (PE et PP) de taille inférieure à 5,5 nm dans les tissus pulmonaires. Leurs effets délétères sur la santé sont associés aux caractéristiques cytotoxiques de ces MP dans le système respiratoire.

Le tri-o-crésyl phosphate (TOCP), l'un des isomères des plastifiants, est connu pour une neurotoxicité ainsi qu'une potentielle toxicité hépatique et reproductive¹⁸⁵,¹⁸⁶. Par ailleurs, une étude¹⁸⁷ sur l'impact de l'utilisation du TOCP dans les MP ont démontré *in silico* que la liaison du TOCP avec le récepteur α des œstrogènes avait une forte tendance à induire une croissance tumorale mammaire en surexprimant l'angiogenèse²⁵⁷ (mécanisme bien connu de cancérogénèse).
L'exposition à des plastifiants tels que le BPA et le TOCP a été confirmée dans le développement du cancer du sein. Une étude¹⁸⁸ a montré que l'exposition au BPA favorisait de manière significative la prolifération et la migration des cellules MCF-7 (principale lignée cellulaire tumorale mammaire).

À l'instar de la physiopathologie du cancer du sein, le cancer de la prostate est également soumis à l'activité des récepteurs stéroïdiens et des androgènes¹⁸⁹.

### f. L'immunotoxicité

Le système immunitaire (SI) intestinal est coordonné par des cellules sous épithéliales qui présentent des antigènes, génèrent la production d'anticorps et libèrent des cytokines. La présence de l'immunoglobuline A à la surface de la muqueuse intestinale peut également interagir avec des bactéries symbiotiques pour assurer une protection contre les infections⁷,¹⁹⁰. Plusieurs études¹⁹¹,¹⁹² ont montré les interactions entre les MP et le SI. En effet, les MP génèrent des effets indésirables et une immunotoxicité pouvant se manifester par des phénomènes d'immunosuppression, d'activation immunitaire avec un risque accru de développer une maladie allergique voire auto-immune et des réactions inflammatoires anormales¹⁹³.

L'immunotoxicité des HAP a été constatée chez l'homme et en particulier pendant la grossesse. Un stress du SI avec modification de la distribution des lymphocytes a été observé et fait suspecter un impact sur le développement immunitaire fœtal¹⁹⁴.

### g. Maladies infectieuses

La pollution et le potentiel de dissémination généralisée des NMP est bien connue. Une fois dans l'environnement, dans les eaux usées et les eaux de surface, les NMP constituent un support idéal au développement d'un nouvel écosystème microbien : la « Plastisphère ». De nombreuses bactéries y ont été identifiées au cours de différentes études¹²⁶,¹⁹⁵ et en
particulier celles du genre Vibrio dont la plus connue étant Vibrio cholerae responsable des épidémies de choléra. Au sein des plastisphères, la colonisation de ces MP favoriserait la formation de biofilms qui accentuent le phénomène d'antibiorésistance¹⁹⁶.

Une étude¹²⁴ a montré que l'interaction du Rota Virus SA-11 avec le biofilm a amélioré la survie de celui-ci par rapport à la phase aqueuse et que l'interaction virus-plastisphère pourrait augmenter la stabilité et la dissémination du virus, d'autant plus que les MP entrant dans les stations d'épuration des eaux usées sont exposés à de fortes concentrations de micro-organismes.

### h. Maladies inflammatoires

La toxicité des MP au niveau des cellules immunitaires humaines, ainsi qu'une augmentation de la production de cytokines inflammatoires ont été démontrées dans des études in vitro¹⁹⁷. L'inflammation chronique causée par les MP peut entraîner un stress oxydatif et une toxicité¹⁹⁸. Les particules MP plus grosses stimulent la production de diverses cytokines pro-inflammatoires, notamment l'interleukine-6, l'interleukine-1b et le facteur de nécrose tumorale TNF-α¹⁹⁹.

Les chercheurs ont démontré que les MP pouvaient interagir avec la surface du virus SARS-CoV-2, augmentant ainsi le taux d'infection. Des marqueurs inflammatoires tels que les gènes de la caspase 3, de l'interleukine-8 et du facteur de nécrose tumorale α peuvent également influencer le taux d'infection. L'analyse d'échantillons fécaux de maladies inflammatoires de l'intestin et de personnes en bonne santé a révélé une forte corrélation entre les MP et l'apparition de la maladie¹⁴⁴ (voir partie « pathologie digestive »). L'inhalation de particules de plastique nocives ou de leurs lixiviats semble provoquer des maladies professionnelles entraînant une réponse inflammatoire.
i. Neurotoxicité

Le BPA est un EDC et l’un des composés les plus utilisés dans l’industrie du plastique. Le BPA peut se lier aux récepteurs oestrogéniques interférant avec diverses fonctions neurologiques²⁰⁰.

Les résultats d'une étude comparative²⁰¹ évoquent que l'exposition au BPA provoque des changements structurels²⁰² et moléculaires du cerveau et modifient ainsi les niveaux d'expression de plusieurs gènes²⁰³,²⁰⁴. De plus, des effets destructeurs sur les neurotransmetteurs²⁰⁵, des altérations de la barrière hémato-encéphalique, des dommages neuronaux²⁰⁶ ainsi qu'une diminution de la myélinisation²⁰⁷ ont été rapportés. L'exposition au BPA augmente le risque de développer des maladies neurovasculaires (par exemple un accident vasculaire cérébral) et neurodégénératives (par exemple la maladie d'Alzheimer et de Parkinson)²⁰⁸.

Par ailleurs, des études épidémiologiques ont suggéré que l'exposition prénatale au BPA pourrait être liée au développement de divers troubles neurologiques chez les enfants comme le TDAH (trouble du déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité)²⁰⁹, les troubles du spectre de l'autisme (TSA)²¹⁰, l'anxiété ou encore les problèmes émotionnels²¹¹.
# VI. LES NANO/MICRO PLASTIQUES DANS LE DOMAINE PHARMACEUTIQUE

Dans le domaine pharmaceutique, la présence de NMP est une préoccupation croissante qui suscite l'attention des chercheurs, des professionnels de santé et des organismes de réglementation. En raison de leur polyvalence, de leur durabilité et de leur coût relativement bas, les plastiques sont couramment utilisés dans l'industrie pharmaceutique, on peut par exemple les retrouver dans les blisters (petites plaques d'aluminium recouvertes d'une feuille de plastique), les dispositifs médicaux (poches à transfusion, poches pour la nutrition parentérale et entérale, stylo à insuline, hémodialyseur), les produits cosmétiques, etc.

D'autre part, l'étude d'une éventuelle interaction entre les NMP et les médicaments reste à approfondir. En effet, les NMP étant présent dans le sang humain, ceux-ci pourraient avoir une incidence sur le métabolisme de certains principes actifs.

De plus, la capacité des NMP à propager des contaminants dans l'environnement (bactéries, virus, parasites) et d'absorber des produits pharmaceutiques (tel que les antibiotiques (ATB), les anti-inflammatoires, etc.) est reconnue.

## 1) Les dispositifs médicaux

On entend par dispositif médical (DM) « tout instrument, appareil, équipement, matière, produit, (...) destiné par le fabricant à être utilisé chez l'homme à des fins médicales et dont l'action principale voulue n'est pas obtenue par des moyens pharmacologiques ou immunologiques ni par métabolisme, mais dont la fonction peut être assistée par de tels moyens. (...) Les dispositifs médicaux sont conçus pour être implantés en totalité ou en partie dans le corps humain ou placés dans un orifice naturel (...) »²¹².

Les DM composés de plastiques peuvent être à l'origine de la libération de NMP. En effet, ces NMP proviendraient du processus de fabrication (extrusion, injection de plastique etc.) d'utilisation (ceux en contact avec les fluides corporels par exemple) ou encore d'élimination de ces dispositifs.

Chez les patients atteints d'insuffisance rénale chronique (IRC) terminale traités par dialyse (IRC stade V), un certain nombre d'études²¹³,²¹⁴ ont mis en évidence les multiples expositions des patients aux agents chimiques EDC lors des dialyses. Ces composés (comme
les bisphénols, les agents plastifiants : phtalates, etc.), qui sont principalement éliminés par voie rénale, sont reconnus pour modifier le système endocrinien<sup>215</sup> et par conséquent ont des effets néfastes sur la santé. Or, les patients atteints d'IRC stade V ne peuvent plus éliminer efficacement ces EDC. L'exposition aux EDC pourrait se produire par lixiviation de DM utilisés en dialyse<sup>216</sup>. En effet, les dialyseurs composés de fibres de polysulfure ou de fibres de polynéphron (PN) semblent surexposer les patients atteints d'IRC stade V au BPA<sup>213</sup>.

En ce qui concerne l'exposition au phtalate de di(2-éthylhexyle) (DEHP), les niveaux ont tendance à augmenter pendant les dialyses lorsque les dispositifs utilisés sont en PVC<sup>213,217</sup>. Le PVC plastifié avec du DEHP est un matériau largement utilisé dans les DM jetables (poches à transfusion, composants des circuits de pontage cardiopulmonaire (CCPC), etc.). Non lié de manière covalente au PVC, le DEHP peut migrer dans les produits sanguins<sup>218,219</sup>.

En plus d'être reconnu comme EDC, le DEHP suscite des inquiétudes quant à son potentiel cancérigène, reprotoxique et à sa toxicité cardiovasculaire<sup>220</sup>. De ce fait le DEHP est progressivement retiré du marché des DM et des plastifiants alternatifs comme le diisononylcyclohexane-1,2-dicarboxylate (DINCH) et le di(2-éthylhexyl) téréphtalate (DEHT) sont étudiés. Selon une étude comparative<sup>221</sup> sur la quantité de plastifiants en PVC retrouvée dans les composants sanguins, cette nouvelle génération de plastifiants est prometteuse pour le remplacement du DEHP. En effet, il a été démontré, qu'en plus d'une toxicité plus faible, les patients transfusés avec des poches de sang en PVC-DEHT ou PVC-DINCH sont moins exposés aux plastifiants que ceux utilisant des poches en PVC-DEHP avec une réduction d'exposition allant de 38,9 % à 87,3 %<sup>221</sup>.

D'autre part, selon une étude<sup>222</sup> les patients pédiatriques subissant une chirurgie cardiaque (avec pontage cardiopulmonaire), sont plus exposés aux phtalates provenant des DM plastiques utilisés. Chez ces patients, l'exposition aux phtalates pourrait augmenter le risque de complications cardiovasculaires post-opératoires.

Concernant leur élimination, les DM jetables (seringues, kits de perfusion, dispositifs de prélèvement sanguin, sacs de sang en plastique, masques faciaux, etc.) sont une source non négligeable de MP. Principalement composés de PP, PS et de PVC, ces instruments doivent être éliminés après une seule utilisation pour prévenir la contamination croisée<sup>223</sup>.

Depuis la pandémie de COVID-19, l'utilisation et l'élimination de masques faciaux, protecteurs faciaux et d'autres types d'équipements de protection individuelle (EPI) ont
significativement augmenté²²⁴,²²⁵, ce qui a entrainé un accroissement de la production de déchets médicaux et ménagers. En effet, des centaines de millions de masques faciaux jetables ont été utilisés lors de pandémie²²⁶,²²⁷. Bien que les masques usagés soient généralement jetés dans des conteneurs à déchets, certains sont jetés négligemment²²⁸. Selon un rapport publié par WWF en 2020²²⁹, même en envisageant l'élimination inappropriée de seulement 1 % des masques faciaux jetables utilisés par la population mondiale, cela représenterait toujours environ 10 millions de masques dispersés dans l'environnement par mois (soit 30 à 40 tonnes de déchets plastiques). Les masques faciaux jetables se composent généralement de 3 couches et sont essentiellement fabriqués à partir de PP, de PEHD, ainsi que d'autres matériaux polymères (polyesters, PS, etc.)¹⁶³. En raison de leur structure en microfibres non tissées, les masques faciaux peuvent facilement libérer des NMP²³⁰. D'après certaines études²³¹,²³²,²³³, l'exposition humaine prolongée aux masques pourrait entrainer l'inhalation de NMP à partir du masque lui-même. En effet, des NMP auraient été retrouvés dans le mucus nasal d'adultes porteurs de masques ainsi que dans le tissu pulmonaire de patients²³⁵.

Des études²²⁸,²³⁴,²³⁶ recommandent que ces masques soient collectés dans des conteneurs à déchets séparés, cependant la plupart des masques sont traités comme des déchets ménagers et donc mis en décharge ou incinérés. Or, ces masques sont susceptibles de se dégrader chimiquement et physiquement lorsqu'ils pénètrent dans l'environnement. D'après une étude²⁴, « lorsque les déchets de masque sont enfouis dans des décharges, ils se dégradent en MP après avoir subi une série de transformations, y compris les fluctuations de température, les changements de pH et la fragmentation due à l'activité microbienne ». D'autre part, l'incinération des déchets de masque joue un rôle important dans la réduction de la concentration et de la distribution des MP dans le milieu environnemental en détruisant la plupart des particules de MP présentes dans ces déchets²³⁵. Cependant, dans le cas où les masques faciaux sont incinérés avec d'autres déchets mixtes, ils peuvent libérer des contaminants secondaires²³⁷,²³⁸ tels que : des gaz à effet de serre (CO₂, méthane), ou encore des composés dangereux (métaux lourds, dioxines, furanes, etc.)²²⁸.

Bien que ces dispositifs offrent de nombreuses commodités, leur utilisation extensive a causé un large éventail de préoccupations environnementales.
## 2) Interactions nano/micro plastiques et médicaments

Les données sur l'existence d'une interaction entre les NMP et le métabolisme des médicaments sont limitées. Cependant, en raison de sa nature omniprésente et sa toxicité cardiovasculaire, le DEHP a été l'un des centres d'intérêt émergents. En effet, un lien possible entre le taux élevé de certains plastifiants comme le DEHP dans le sang et la diminution de l'effet thérapeutique de certains principes actifs a été étudié.

Chez les patients en IRC stade V ayant recourt à la dialyse péritonéale, il a été prouvé que le taux de DEHP avait tendance à être plus élevé (voir partie précédente « Les dispositifs médicaux »). Dans une étude de 2020²¹⁷, il a été démontré que le DEHP pouvait interférer avec le mécanisme pharmacologique des statines chez les patients atteints d'IRC et dialysé. En effet, le traitement par statines chez ces patients n'était pas associé à un risque plus faible de maladie cardiovasculaire.

Les statines, médicaments inhibiteurs de la HMG CoA réductase (3-hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA réductase), ont des propriétés hypocholestérolémiants, pléiotropes, anti-inflammatoires et néphroprotectrices²³⁹. Ces médicaments sont recommandés dans le traitement des complications cardiovasculaires chez les patients atteints d'IRC stade V. Selon cette étude²¹⁷, le DEHP et ses métabolites auraient un effet négatif sur les propriétés hypolipémiantes et pléiotropes des statines en agissant sur de nombreux mécanismes pharmacologiques. Cette étude menée *in vitro* peut fournir un aperçu du potentiel impact clinique du DEHP sur l'augmentation de la morbidité et de la mortalité dues aux complications cardiovasculaires chez les patients atteints d'IRC sous dialyse²¹⁷.

En plus d'être un contaminant important, les MP ont également la capacité de propager un large éventail de produits chimiques et biologiques différents. Dans les contaminants chimiques, on retrouve notamment des produits pharmaceutiques (comme les ATB), des produits de soins personnels (PSP), des métaux lourds, des HAP, etc.

Selon des études²⁴⁰,²⁴¹, dans les eaux de surface et les eaux usées, de nombreux produits pharmaceutiques appartenant à des groupes de médicaments couramment utilisés, tels que les ATB, les anti-inflammatoires et les médicaments pour les maladies cardiaques, ont été détectés.
La capacité des MP à absorber des ATB (comme les sulfonamides, bêta lactames, aminosides, etc.) est un point d'intérêt particulier de la littérature actuelle en raison d'un développement potentiels de bactéries pathogènes (tels que le *Pseudomonas*<sup>242</sup>, le *Vibrio*<sup>243</sup>) résistantes aux ATB<sup>12</sup>. En raison de leurs caractéristiques physiques et chimiques, les MP représentent un substrat idéal pour la colonisation microbienne et la formation de biofilm, où le transfert horizontal de gènes est facilité (figure 8). Selon une étude Australienne de 2023<sup>196</sup>, « l'exposition aux antibiotiques adhérant à la surface de micro plastiques peut favoriser l'émergence de bactéries résistantes aux antibiotiques (ARB), de bactéries multi-résistantes connues sous le nom de « superbactéries », la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques (ARG) et l'augmentation de la dose efficace pour l'inhibition bactérienne, ce qui peut constituer une menace importante pour le traitement médical humain »<sup>196</sup>.

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>**Figure 8** : Évolution des micro plastiques et des antibiotiques dans l'environnement (Stapleton MJ, Ansari AJ, Hai FI, Antibiotic sorption onto microplastics in water : A critical review of the factors, mechanisms and implications, Water Research, 2023)<sup>196</sup>.</figcaption></figure>
Cette résistance serait due à la capacité des MP à héberger, de manière prolongée, à la fois des ATB et des communautés bactériennes sur une même surface²⁴⁴.

Il a été constaté que les MP avaient la capacité d'être des vecteurs pour les ARG dans le lixiviat des décharges, dans les eaux usées, dans les environnements aquatiques et terrestres¹⁰⁵. Ce phénomène est plus particulièrement observé dans les eaux usées hospitalières, ou la présence d'ARG et d'ATB est plus importante par rapport aux eaux usées urbaines. En effet, selon une étude réalisée au Bangladesh, sur 68 isolats bactériens (prélevés dans cinq hôpitaux différents à Dhaka), 87 % étaient résistants à au moins trois classes d'ATB différentes²⁴⁵. Cependant, l'utilisation répandue et souvent peu judicieuse des ATB dans diverses activités humaines conduit à une augmentation de leur rejet dans l'environnement et donc dans les eaux usées urbaines²⁴⁴.

Les voies par lesquelles les MP pénètrent dans l'environnement sont communément partagées avec les ATB, ce qui permet l'apparition et la génération potentielle d'ARB et d'ARG¹⁰⁵. Par conséquent, il est important de poursuivre les recherches concernant la sorption des ATB sur les MP pour en comprendre pleinement les implications¹⁹⁶. De plus, des études supplémentaires devraient se concentrer sur l'interaction des MP avec d'autres classes de médicaments comme les β-bloquants, les antidépresseurs, les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS), les analgésiques, les hormones stéroïdiennes, etc.

### 3) Les nano/micro plastiques et Produits de Soins Personnels (PSP)

Étant donné que la plupart des études concernent les ATB, les effets d'autres groupes de composés comme les PSP (les produits manufacturés utilisés à des fins de soins médicaux, les cosmétiques tel que les exfoliants, dentifrices, etc.) restent largement méconnus. Comme les produits pharmaceutiques, les produits de soins personnels (PSP) sont des composés hydrophiles. Des études menées sur les composés hydrophiles omniprésents dans l'environnement ont montré qu'ils peuvent être également absorbés sur les surfaces plastiques²⁴⁰. On sait que les contaminants PSP ont des mécanismes de sorption différents selon le type de plastique. En effet, leur comportement va dépendre des propriétés physico-chimiques du polymère et des caractéristiques des composés PSP.
En outre, il est important de prêter attention aux PSP, surtout si l'on considère que des MP primaires (sous forme de polymères de synthèse ou de microbilles) sont déjà en contact avec ces composés dans certains cosmétiques (gommages, gels douches, etc.).

En France, depuis 2018, la Loi pour la biodiversité interdit les microbilles de plastique des « cosmétiques rincés » (gel douches, peeling, shampooings, etc.) à fonction de nettoyage ou d'exfoliation, ce qui concerne qu'une partie de la problématiques des MP. Ce n'est qu'à partir du 17 octobre 2023 que « le règlement (UE) 2023/2055 limite les microparticules de polymère synthétique, seules ou ajoutées intentionnellement à des mélanges » tel que dans les produits cosmétiques pour le visage et autres types de cosmétiques²⁴⁶. Cependant, l'harmonisation d'une législation au niveau international se fait attendre.

Néanmoins, le sort des MP absorbés par le PSP et leurs effets écotoxicologiques sur le biote, ainsi que les risques pour la santé humaine, ne sont toujours pas bien documentés. D'autres recherches sont nécessaires pour faire face aux défis à venir de la toxicité de ces interactions²⁴⁰.
# VII. PERSPECTIVES

Diverses actions sont possibles :

## 1) Actions de sensibilisation

Afin de diminuer l'utilisation du plastique, l'ADEME (l'Agence de transition écologique crée par le gouvernement français en 1990) accompagne les citoyens dans la mise en place de gestes favorisant une consommation plus responsable et dans l'amélioration de la gestion des déchets ménagers. Ces recommandations permettent également de limiter l'exposition de l'organisme à ces NMP²⁵⁶.

À ce propos, il est possible d'adopter quelques conseils pour en utiliser le moins possible au quotidien¹²,²⁵⁶ :

- Privilégier les produits éco-conçus et des modes de consommation avec peu d'emballages : fontaine à eau, produits solides plutôt que liquides, objets en verre, inox ou bambou (brosse à dent, pailles, vaisselles, etc.).

- Passer aux objets lavables et réutilisables (plus économiques et moins polluants) : emballages pour stocker les aliments, sacs cabas, papiers absorbants, culottes menstruelles, etc.

- Repenser la manière de s'habiller : si la *fast fashion* a pour avantage de faire des économies, elle est aussi catastrophique pour l'environnement. Il est préconisé de privilégier les textiles réalisés en matières brutes et naturelles.

- Favoriser le vrac : au quotidien, réduire la consommation de plastique en achetant les produits secs avec des emballages en carton ou en verre.

- Troquer ses bouteilles d'eau en plastique (contenant parfois des NMP) contre de l'eau du robinet qui peut être filtrée et investir dans des gourdes en inox plus durables.

- Trouver des alternatives plus durables dans la cuisine : remplacer par exemple ses pots de compote individuels par un contenant plus gros en verre.

- Éventuellement utiliser des applications permettant d'évaluer le taux de plastiques des produits, comme Yuka ou Inci Beauty.
## 2) Actions politiques

Dès 2015, le Parlement européen a voté en faveur de la réduction de l'utilisation des sacs en plastique dans l'Union Européenne (UE) et a approuvé la stratégie plastique qui a pour objectif d'augmenter de recyclage des déchets plastiques dans l'UE¹³. Dans les états membres de l'EU, la diminution de la quantité de microbilles de plastique utilisée dans de nombreux produits comme les cosmétiques s'est amorcée²⁴⁷.

En 2018, la « Stratégie Européenne pour les plastiques dans une économie circulaire » a été adoptée par l'Europe pour assurer un meilleur recyclage des matières plastiques. D'autres initiatives telles que « Zéro plastique mis en décharge » sont mises alors en œuvre pour la protection de l'environnement²⁴⁸.

Dès 2020, la stratégie zéro plastique jetable d'ici 2040 a été élaborée.

Le 30 août 2022, la commission européenne révélait un projet de loi visant à réglementer davantage la production des MP et leur mise sur le marché. Le texte prévoit d'interdire les MP dans les cosmétiques, les produits de nettoyage ainsi que les terrains de sport. L'organisme préconise plus concrètement l'interdiction des particules de polymères synthétiques « lorsqu'elles sont intégrées telles quelles dans les compositions ou à une concentration égale ou supérieure à 0,01 % en poids du mélange ». Le texte prévoit également l'interdiction de tous les polymères de synthèse à l'exception de certains dont l'indice de biodégradabilité sera jugé satisfaisant.

En 2023, le Parlement a introduit une interdiction des plastiques à usage unique les plus retrouvés dans les océans et pour lesquels des alternatives plus écologiques existent²⁴⁹. Les plastiques oxodégradables sont en particulier concernés en raison de leur risque de fragmentation en petites particules ; risque dû aux additifs qu'ils contiennent.

Depuis le 1er janvier 2024, la vente des dispositifs contenant des MP est interdite. Cependant les périodes probatoires pour la mise en œuvre de l'interdiction de la vente de ces produits dans l'UE (fixées par le règlement) sont souvent longues. En effet, l'interdiction concernant les DM ne sera appliquée qu'à partir du 17 octobre 2028²⁴⁶ (figure 9).
<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>**Figure 9** : Diagramme « sortir du plastique à usage unique » du Ministère de la Transition Écologique²⁵⁰.</figcaption></figure>
Dans le monde, la plupart des pays ont pris des mesures visant à limiter l'impact de la contamination par les plastiques et à rechercher des alternatives durables. Ainsi les États-Unis ont promulgué dès 2015 la « Microbead-Free Waters Act » (« la loi sur les eaux sans microbilles ») pour interdire l'ajout de microbilles de plastique dans la fabrication de produits de soins personnels²⁵¹. Au niveau des pays d'Extrême-Orient, la Chine a défendu début 2020 des « Avis sur le renforcement ultérieur du contrôle de la pollution plastique »³⁸.

Lors de la quatrième Assemblée des Nations Unies pour l'environnement en mars 2019, les responsables (ministres) de l'environnement de plus de 150 pays se sont engagés à éliminer substantiellement les produits en plastique à usage unique d'ici 2030²⁵². Par ailleurs, en mai 2019, les gouvernements ont convenu de modifier la Convention de Bâle en demandant officiellement le consentement des pays importateurs pour les déchets plastiques contaminés²⁵³. De plus, de nombreux pays dans le monde ajoutent désormais des taxes sur les plastiques qui ne peuvent pas être recyclés²²⁴.

### 3) Actions techniques

Le traitement des MP porte actuellement essentiellement sur leur élimination des écosystèmes aquatiques. La stratégie de traitement repose sur deux grandes catégories, les stratégies dites conventionnelles et celles dites innovantes :

- Les stratégies conventionnelles comprennent la coagulation, la technologie des bioréacteurs à membrane, la filtration rapide sur sable et l'adsorption.

- Les techniques innovantes d'élimination des MP comprennent l'électrocoagulation, la dégradation photocatalytique, l'oxydation électrochimique et la séparation magnétique. Pour chacune de ces techniques, l'efficacité est influencée par divers paramètres tels la taille et la concentration des MP, le pH et le débit d'eau²⁴.

L'introduction de nouveaux procédés est au cœur de la recherche. Dernièrement, en août 2023, une étude révélait une innovation avec la mise au point d'éponge durable ultralégère pour l'élimination des NMP. Ces éponges composites se sont révélées prometteuses dans l'élimination des NMP. Par exemple, les éponge d'oxyde de graphène réticulé avec de la chitine
ont prouvé leur efficacité²⁵⁴. Leur inconvénient réside dans la toxicité de leur composition. Par ailleurs, les éponges préparées à partir de protéines végétales ont un coût élevé.

En conséquence, les chimistes de l'environnement se sont engagés dans le développement d'outils et de matériaux peu coûteux, simples et durables pour l'élimination des NMP des matrices environnementales et alimentaires. L'amidon est un bon support car c'est un polymère naturel peu coûteux. Sa dégradabilité et sa capacité à absorber l'eau font que c'est un matériau largement utilisé en « chimie verte » pour fabriquer des éponges pour l'hémostase et comme antibactérien. Cependant, la faible résistance mécanique de l'amidon a entravé le développement²⁵⁴.

## 4) Rôle du pharmacien

Les pharmaciens d'officine peuvent agir en rappelant aux patients l'importance de ramener leurs médicaments périmés ou non utilisés afin limiter le rejet des médicaments dans l'environnement. Par exemple, il est important de rappeler aux patients diabétiques les règles de bon recyclage des dispositifs médicaux, comme ramener les stylos à insuline en pharmacie et utiliser l'enveloppe pré-affranchie pour le recyclage des capteurs de glycémie, etc.

Le pharmacien peut également jouer un rôle de vigilance, de respect des réglementations professionnelles et adopter un comportement le plus responsable possible par rapport à la politique « zéro plastique ». D'autre part, la sensibilisation et le conseil au grand public, dans le choix de produits plus « propres » est nécessaire.

Les pharmaciens d'industrie, qui interviennent dans la conception des médicaments, peuvent agir en limitant l'utilisation plastiques dans les emballages et dispositifs médicaux. Aujourd'hui, des travaux de recherche et de développement sont initiés pour développer des blisters en papier.

Enfin, de par son expertise du médicament, les pharmaciens hospitaliers peuvent également intervenir sur la recherche clinique et jouer un rôle dans l'étude de l'interaction des NMP avec les princeps et excipients.
VIII. CONCLUSION

L'eau est littéralement la base de la vie sur terre. La préservation et la gestion responsable de cette ressource précieuse sont cruciales pour la durabilité de notre planète et de toutes les formes de vie qui l'habitent. La pollution provoquée par les NMP est devenue une urgence sanitaire et environnementale. Bien que des actions soient actuellement menées, celles-ci doivent être poursuivies et intensifiées afin de limiter l'utilisation des plastiques, organiser une meilleure gestion des déchets, élaborer des politiques antiplastiques à usage unique et sensibiliser le public au niveau international. De nombreuses études suggèrent des conséquences sur la santé humaine dont les effets sont probablement sous-estimés et pour lesquels le pharmacien, à travers son expertise du médicament, a toute sa place dans leurs études.
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Impacts des nano- et micro-plastiques sur l'environnement et la santé

**Résumé** : L'omniprésence du plastique dans notre environnement est devenue un fléau mondial aux conséquences néfastes pour la santé humaine et l'environnement. En effet, de grandes quantités de plastiques se sont déjà accumulées dans les écosystèmes terrestres et aquatiques. La production annuelle mondiale de plastique est de 460 Millions de tonnes et a plus que doublé entre 2000 et 2022 selon un rapport de l'Organisation de Coopération et de Développement Économiques. Elle pourrait encore tripler d'ici 2060 si rien ne change.

Les nano- et micro-plastiques proviennent essentiellement de la fragmentation de matières plastiques. Leurs petites tailles rendent le nettoyage de cette pollution plastique plus difficile et coûteuse. En effet, les méthodes actuelles de gestion des déchets ne sont souvent pas adaptées pour traiter les nano- et micro-plastiques, contribuant ainsi à leur accumulation dans l'environnement. Ces particules de plastique sont en particulier ingérées par les organismes aquatiques, entrainant des risques de bioaccumulation dans la chaine alimentaire. De plus, des études suggèrent que les humains peuvent être exposés aux micro plastiques par le biais de l'eau, de l'air et de la nourriture, ce qui soulève des préoccupations quant à leur impact sur la santé humaine.

Ce travail a pour but d'étudier, à l'aide d'une revue de la littérature, les conséquences des nano-
et micro-plastiques sur l'environnement et la santé humaine.

Mots clés : Nano plastiques, Micro plastiques, Pollution environnementale, Santé humaine, Environnement, Contamination

Impacts of nano- and micro-plastics on the environment and health

**Summary** : The omnipresence of plastic in our environment has become a global scourge with harmful consequences for human health and the environment. Indeed, large quantities of plastic have already accumulated in terrestrial and aquatic ecosystems. The annual global production of plastic is 460 million tons and has more than doubled between 2000 and 2022 according to a report by the Organization for Economic Co-operation and Development. It could triple by 2060 if nothing changes. Nano- and microplastics primarily come from the fragmentation of plastic materials. Their small sizes make cleaning up this plastic pollution more difficult and costly. Current waste management methods are often not suited to deal with nano- and microplastics, thus contributing to their accumulation in the environment. These plastic particles are particularly ingested by aquatic organisms, posing risks of bioaccumulation in the food chain. Moreover, studies suggest that humans can be exposed to microplastics through water, air, and food, raising concerns about their impact on human health.

Keywords : Nano-plastics, Micro-plastics, Environmental Pollution, Human Health, Environment, Contamination