Neurotoxicité du manganèse : les études du LP2i Bordeaux permettent à l’OMS de réévaluer ses recommandations

Juin 29, 2022

L’équipe RADEN du LP2i a contribué via des mesures très précises de signatures isotopiques du xénon à la possible résolution des paradoxes dits du « xénon manquant », énigme tenace en Géosciences reposant sur le constat que le Xe est élémentairement appauvri et isotopiquement fractionné dans les atmosphères terrestres et martiennes. Au-delà de la possible résolution de cette énigme, des informations sont déduites sur l’évolution de Mars et de la Terre lors de leur accrétion. Cette étude, résumée ci-après, a récemment été publiée dans la revue Nature.

Xe trapping-at-depth scenario. a, b, Due to successive collisions, multiple events of equilibrium between reduced Xe in a primary atmosphere and oxidized Xe in the crystallizing magma ocean, preferential trapping of heavy Xe isotopes at depth in silicates (a) and loss of the light isotopic Xe fraction on impact-induced atmosphere erosion and hydrodynamic escape (b). c, Partial release of the trapped heavy Xe in the CI chondritic secondary atmosphere through magmatism/continental erosion during the Archean resulting in an elementally Xe-depleted and isotopically heavy Xe-enriched atmosphere, and Xe ingassing initiated at subduction zones.

L’équipe Imagerie Chimique et Spéciation du Laboratoire de physique des 2 infinis de Bordeaux (LP2i Bordeaux) a publié plusieurs études sur la neurotoxicité du manganèse dont les effets, à haute dose, ont des conséquences graves sur la santé humaine. Ces travaux font partie des publications reprises par l’Organisation mondiale de la santé pour établir de nouvelles directives sur les seuils de toxicité à cet élément.

Le manganèse (Mn) est un élément essentiel pour l’homme. Il est impliqué dans des fonctions biologiques indispensables à la vie mais et il s’avère neurotoxique à dose trop élevée. Il est naturellement présent dans l’alimentation et dans les eaux souterraines, parfois en forte concentration suivant la nature des sols.

L’équipe Imagerie chimique et spéciation (ICS) du pôle santé-environnement du LP2iB, dirigée par Richard Ortega, étudie les effets toxiques des métaux dans le domaine des neurosciences. Elle s’intéresse aux mécanismes de neurotoxicité du Mn depuis de nombreuses années.

Ses approches d’analyse se basent sur des méthodes de micro-imagerie chimique par faisceau d’ions qui permettent de quantifier et visualiser l’accumulation du Mn dans les échantillons biologiques. Lors d’une conférence internationale sur le sujet, l’équipe ICS a décidé de s’associer avec des chercheurs Nord-Américains de l’Université Norwich (Vermont) pour effectuer des analyses dans les substituts de lait maternel, suspectés de contenir un taux de Mn trop important. En effet, sa présence dans les préparations alimentaires pour nourrissons, et plus généralement dans l’eau, est un sujet qui préoccupe la communauté scientifique car de récentes études indiquent un lien entre une exposition élevée au Mn et certains troubles neurologiques chez l’enfant.

Les résultats de leurs études montrent que les préparations pour nourrisson contiennent généralement beaucoup plus de Mn que le lait maternel et ceci pour plusieurs raisons : d’une part les substituts sont préparés à partir de lait de vache, naturellement plus riche en Mn. D’autre part, les fabricants ajoutent eux aussi du Mn dans leurs préparations. Enfin, lorsque les biberons sont préparés avec de l’eau elle-même riche en Mn, les seuils de toxicité peuvent alors être dépassés.

Tenant compte de ces récentes études menées, entre autres, par le LP2iB et l’Université Norwich, l’OMS a donc fixé un nouveau seuil provisoire recommandé de 80 µg/L de Mn dans l’eau (la précédente valeur était de 400 µg/L). Cette nouvelle valeur provisoire recommandée représente une avancée très importante pour garantir la sécurité sanitaire, surtout pour les enfants qui sont particulièrement exposés aux mécanismes de neurotoxicité.

Richard Ortega sur la plateforme d’analyse par faisceaux d’ions du LP2iB. © Asuncion Carmona.

Contact: Richard ORTEGA, Chercheur CNRS, +33 557 120 907,

[1] https://www.who.int/publications/i/item/9789240045064

[2] https://www.who.int/docs/default-source/wash-documents/wash-chemicals/gdwq-manganese-background-document-for-public-review.pdf

[3] Mitchell E.J., Frisbie S.H., Roudeau S., Carmona A., Ortega R. (2021) How much manganese is safe for infants? A review of the scientific basis of intake guidelines and regulations relevant to the manganese content of infant formulas. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 65, 126710. 

[4] Mitchell E.J., Frisbie S.H., Roudeau S., Carmona A., Ortega R. (2020) Estimating daily intakes of manganese due to breast milk, infant formulas, or young child nutritional beverages in the United States and France: Comparison to sufficiency and toxicity thresholds. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 62, 126607. 

[5] Frisbie S.H., Mitchell E.J., Roudeau S., Domart F., Carmona A., Ortega R. (2019) Manganese levels in infant formula and young child nutritional beverages in the United States and France: comparison to breast milk and regulations. PLoS ONE, 14(11): e0223636.