Eau potable et manganèse

L'imagerie cérébrale révèle des effets potentiellement nocifs sur la structure du cerveau.

3 Février 2017 à 14H19

Coupe coronale du cerveau d'un adolescent qui illustre les ganglions de la base, soit le noyau caudé (rouge), le putamen (bleu) et le globus pallidu (jaune).  

Les recherches sur les effets d'une concentration élevée de manganèse dans l'eau potable sur les propriétés intellectuelles, amorcées au début des années 2000 à l'UQAM, se poursuivent en faisant appel à l'imagerie cérébrale. «Les appareils de résonance magnétique nous permettent d'observer la présence d'altérations structurelles du cerveau associées à l'exposition au manganèse dans l'eau potable», affirme Dave Saint-Amour, professeur au Département de psychologie et titulaire de la Chaire de recherche UQAM en neuropsychotoxicologie environnementale. Les résultats d'une étude sur le sujet regroupant des chercheurs d’ici et des États-Unis fait l'objet d'un article dans la revue Scientific Reports.

Au début des années 1990, la professeure émérite Donna Mergler, du Département des sciences biologiques, avait démontré que l'inhalation de poussières de manganèse par les travailleurs d'une usine métallurgique de Québec provoquait un syndrome neurodégénératif. «Les soudeurs constituent la population la plus à risque en raison de la fumée qui émane des tiges dont ils se servent dans leur travail, explique Dave Saint-Amour. Certains présentent des symptômes de tremblement qui s'apparentent à ceux de la maladie de Parkinson, car le manganèse affecte préférentiellement une zone du cerveau appelée les noyaux gris centraux, ou ganglions de la base, laquelle joue un rôle, entre autres, dans la coordination motrice.»

Les travaux de Donna Mergler ont mené d'autres chercheurs sur la piste du manganèse. En 2006, Maryse Bouchard (Ph.D. sciences de l'environnement, 07) a mis sur pied une équipe multidisciplinaire et interuniversitaire afin d'étudier les liens entre la concentration de manganèse dans l'eau potable de certaines municipalités du Centre-du-Québec et les habiletés intellectuelles de 362 enfants de la région, âgés de 6 à 13 ans. Ses résultats avaient surpris la communauté scientifique nord-américaine: les enfants qui avaient été exposés à une concentration trop élevée de manganèse dans l'eau potable performaient moins bien à des tests d'habiletés intellectuelles, les chercheurs ayant noté une variation du QI de 6,2 points. «Il s'agit d'un effet très marqué, commentait à l'époque Maryse Bouchard, car peu de contaminants neurotoxiques ont montré jusqu'à présent une relation aussi forte avec les habiletés intellectuelles.»

Dave Saint-AmourPhoto: Émilie Tournevache

La cohorte d'enfants a été suivie au cours des années suivantes et, récemment, Maryse Bouchard, devenue professeure à l'Université de Montréal, a contacté Dave Saint-Amour afin de pousser les analyses du côté de l'imagerie cérébrale. Un sous-échantillon de 23 enfants âgés de 9 à 15 ans a été soumis à un test d'imagerie par résonance magnétique (IRM). «Nous avons comparé un groupe de participants encore fortement exposés au manganèse dans l'eau potable avec un groupe faiblement exposé – plusieurs participants de l'étude initiale ont changé leur source d'eau potable», précise le chercheur de l'UQAM.

Les premières analyses n'ont pas été concluantes. «Habituellement, on voit des taches blanches très contrastées dans les noyaux gris centraux à la suite de l’exposition au manganèse, mais, dans le cas de ces enfants, cette hyper intensité du signal IRM n'était pas visible», explique Dave Saint-Amour. Les chercheurs ont dû pousser leurs analyses plus loin. «C'est lorsque nous avons quantifié le volume et la déformation structurelle des noyaux gris centraux dans un espace 3D que nous avons noté des effets. Les noyaux gris centraux des enfants fortement exposés au manganèse ont un volume plus élevé et sont structurellement déformés par rapport à ceux des enfants non exposés.» Les enfants les plus exposés présentaient également une moins bonne performance à des tâches de coordination motrice et celle-ci était corrélée à la déformation structurelle observée dans les noyaux gris centraux. Maryse Bouchard poursuit ses travaux afin de vérifier si les effets du manganèse sur le QI persistent dans le temps. 

Spécialiste de la neurotoxicité des contaminants environnementaux comme le mercure, le plomb ou les pesticides, Dave Saint-Amour n'avait jamais considéré le manganèse comme une substance préoccupante. «Je suis étonné des résultats de cette étude exploratoire, reconnaît-il. Ces changements dans le cerveau sont subtils, mais ils existent. Cela motivera sans doute d'autres chercheurs à s'intéresser à ce sujet  dans d'autres régions, notamment au Nouveau-Brunswick et au Saguenay-Lac-Saint-Jean, où l'on a observé des taux élevés de manganèse dans l'eau potable.»

Le manganèse en bref

Métal soluble qui se trouve naturellement dans le sol et l'eau souterraine, le manganèse est un élément nutritif essentiel au bon fonctionnement de l'organisme. On en consomme quotidiennement en mangeant des légumes, des céréales et des noix. Le manganèse contenu dans les aliments n'a pas d'effet toxique, mais ce n'est pas nécessairement le cas du manganèse présent dans l'eau potable, qui, à fortes concentrations, a le potentiel d’induire de l'hyperactivité, des déficits cognitifs (mémoire, attention, etc.) et des difficultés motrices; ces effets n'étant toutefois pas irréversibles.

Les eaux souterraines alimentent environ 20 % des résidences au Québec, mais on ne connaît pas avec précision la quantité de manganèse qu'elles contiennent. Le taux de manganèse n'est pas mesuré parce que ce métal, contrairement au plomb ou à l'arsenic, ne fait pas partie de la liste des éléments inclus dans le Règlement sur la qualité de l'eau potable du ministère du Développement durable, de l'Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques.

L'Organisation mondiale de la santé (OMS) recommande de s'en tenir à des concentrations ne dépassant pas 400 microgrammes par litre, mais cette recommandation ne tient pas compte des données probantes des dernières années. 

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