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L'intoxication chronique au plomb constitue un facteur de risque important de maladies cardiovasculaires chez l'adulte et de troubles cognitifs chez l'enfant. Elle peut être nocive même à des niveaux de plomb auparavant considérés comme sûrs. En 2019, l'exposition au plomb était responsable de 5,5 millions de décès par maladie cardiovasculaire dans le monde et d'une perte totale de 765 millions de points de QI chez les enfants chaque année.
L’exposition au plomb est présente presque partout, y compris dans la peinture au plomb, l’essence au plomb, certaines conduites d’eau, la céramique, les cosmétiques, les parfums, ainsi que dans la fonderie, la production de batteries et d’autres industries. Les stratégies à l’échelle de la population sont donc importantes pour éliminer l’intoxication au plomb.

L'intoxication au plomb est une maladie ancienne. Dioscoride, médecin et pharmacologue grec de la Rome antique, a écrit
La Matière Médicale, l'ouvrage pharmacologique le plus important depuis des décennies, a décrit les symptômes d'une intoxication manifeste au plomb il y a près de 2 000 ans. Les personnes atteintes d'une intoxication manifeste au plomb ressentent fatigue, maux de tête, irritabilité, fortes crampes abdominales et constipation. Lorsque la concentration sanguine de plomb dépasse 800 μg/L, l'intoxication aiguë au plomb peut provoquer des convulsions, une encéphalopathie et la mort.
L'intoxication chronique au plomb a été reconnue il y a plus d'un siècle comme une cause d'athérosclérose et de goutte « saturne ». À l'autopsie, 69 des 107 patients atteints de goutte induite par le plomb présentaient un « durcissement de la paroi artérielle avec des modifications athéromateuses ». En 1912, William Osler (William Osler)
« L'alcool, le plomb et la goutte jouent un rôle important dans la pathogenèse de l'artériosclérose, bien que leurs modes d'action exacts restent mal compris », a écrit Osler. La ligne de plomb (un fin dépôt bleu de sulfure de plomb le long des gencives) est caractéristique de l'intoxication chronique au plomb chez l'adulte.
En 1924, le New Jersey, Philadelphie et New York ont ​​interdit la vente d'essence au plomb après que 80 % des ouvriers produisant du plomb tétraéthyle chez Standard Oil dans le New Jersey eurent été diagnostiqués avec une intoxication au plomb, dont certains sont décédés. Le 20 mai 1925, Hugh Cumming, médecin général des États-Unis, a réuni des scientifiques et des représentants de l'industrie afin de déterminer s'il était sans danger d'ajouter du plomb tétraéthyle à l'essence. Yandell Henderson, physiologiste et expert en guerre chimique, a averti que « l'ajout de plomb tétraéthyle exposerait progressivement une large population au saturnisme et au durcissement des artères ». Robert Kehoe, médecin-chef d'Ethyl Corporation, estime que les agences gouvernementales ne devraient pas interdire le plomb tétraéthyle dans les voitures tant que sa toxicité n'a pas été prouvée. « La question n'est pas de savoir si le plomb est dangereux, mais si une certaine concentration de plomb est dangereuse », a déclaré Kehoe.
Bien que l'extraction du plomb existe depuis 6 000 ans, sa transformation a connu une croissance spectaculaire au XXe siècle. Le plomb est un métal malléable et durable utilisé pour empêcher la combustion excessive du carburant, réduire le cliquetis des moteurs automobiles, transporter l'eau potable, souder les boîtes de conserve, faire briller la peinture plus longtemps et tuer les insectes. Malheureusement, la majeure partie du plomb utilisé à ces fins finit dans l'organisme. Au plus fort de l'épidémie d'intoxication au plomb aux États-Unis, des centaines d'enfants étaient hospitalisés chaque été pour une encéphalopathie saturnine, et un quart d'entre eux en mouraient.
Les humains sont actuellement exposés au plomb à des niveaux bien supérieurs aux niveaux naturels. Dans les années 1960, le géochimiste Clair Patterson, qui a utilisé les isotopes du plomb pour estimer l'âge de la Terre à 4,5 milliards d'années,
Patterson a constaté que les émissions de l'exploitation minière, de la métallurgie et des véhicules entraînaient des dépôts atmosphériques de plomb mille fois supérieurs aux niveaux de fond naturels observés dans les carottes de glaciers. Patterson a également constaté que la concentration de plomb dans les os des habitants des pays industrialisés était mille fois supérieure à celle des populations de l'époque préindustrielle.
L’exposition au plomb a diminué de plus de 95 % depuis les années 1970, mais la génération actuelle porte encore 10 à 100 fois plus de plomb que les personnes vivant à l’époque préindustrielle.
À quelques exceptions près, comme le plomb présent dans le carburant et les munitions d'aviation, ainsi que dans les batteries au plomb des véhicules automobiles, le plomb n'est plus utilisé aux États-Unis et en Europe. De nombreux médecins considèrent que le problème du saturnisme est révolu. Cependant, la peinture au plomb dans les habitations anciennes, l'essence au plomb déposée dans le sol, le plomb lixivié des canalisations d'eau et les émissions des installations industrielles et des incinérateurs contribuent tous à l'exposition au plomb. Dans de nombreux pays, le plomb est émis par la métallurgie, la production de batteries et les déchets électroniques, et on le retrouve souvent dans les peintures, les céramiques, les cosmétiques et les parfums. Des recherches confirment qu'une intoxication chronique au plomb à faible dose constitue un facteur de risque de maladies cardiovasculaires chez l'adulte et de troubles cognitifs chez l'enfant, même à des niveaux auparavant considérés comme sûrs ou inoffensifs. Cet article résume les effets d'une intoxication chronique au plomb à faible dose.

Exposition, absorption et charge interne
L'ingestion orale et l'inhalation sont les principales voies d'exposition au plomb. Les nourrissons à croissance et développement rapides peuvent facilement absorber le plomb, et une carence en fer ou en calcium peut favoriser son absorption. Le plomb, qui imite le calcium, le fer et le zinc, pénètre dans les cellules par les canaux calciques et les transporteurs de métaux tels que le transporteur de métaux divalents de type 1 [DMT1]. Les personnes présentant des polymorphismes génétiques favorisant l'absorption du fer ou du calcium, comme ceux responsables de l'hémochromatose, présentent une absorption accrue de plomb.
Une fois absorbé, 95 % du plomb résiduel dans l'organisme d'un adulte est stocké dans les os ; 70 % du plomb résiduel dans l'organisme d'un enfant est stocké dans les os. Environ 1 % de la charge totale de plomb dans le corps humain circule dans le sang. 99 % du plomb sanguin se trouve dans les globules rouges. La concentration de plomb dans le sang total (plomb nouvellement absorbé et plomb remobilisé par les os) est le biomarqueur le plus couramment utilisé du niveau d'exposition. Les facteurs qui altèrent le métabolisme osseux, comme la ménopause et l'hyperthyroïdie, peuvent libérer le plomb séquestré dans les os, provoquant une augmentation soudaine de la plombémie.
En 1975, alors que l'essence était encore plombée, Pat Barry a mené une autopsie sur 129 Britanniques et a quantifié leur charge totale en plomb. La charge totale moyenne dans le corps d'un homme est de 165 mg, soit l'équivalent du poids d'un trombone. La charge corporelle des hommes intoxiqués au plomb était de 566 mg, soit seulement trois fois la charge moyenne de l'échantillon masculin. À titre de comparaison, la charge totale moyenne dans le corps d'une femme est de 104 mg. Chez les hommes comme chez les femmes, la concentration de plomb la plus élevée dans les tissus mous se trouvait dans l'aorte, tandis que chez les hommes, la concentration était plus élevée dans les plaques d'athérosclérose.
Certaines populations présentent un risque accru d'intoxication au plomb par rapport à la population générale. Les nourrissons et les jeunes enfants sont plus à risque d'ingérer du plomb en raison de leur comportement oral non alimentaire, et ils sont plus susceptibles d'absorber du plomb que les enfants plus âgés et les adultes. Les jeunes enfants vivant dans des maisons mal entretenues construites avant 1960 risquent une intoxication au plomb par ingestion d'éclats de peinture et de poussières domestiques contaminées au plomb. Les personnes qui boivent l'eau du robinet provenant de canalisations contaminées au plomb ou qui vivent à proximité d'aéroports ou d'autres sites contaminés au plomb présentent également un risque accru de développer une intoxication au plomb de faible intensité. Aux États-Unis, les concentrations de plomb dans l'air sont nettement plus élevées dans les quartiers ségrégués que dans les quartiers intégrés. Les travailleurs des industries de la fonderie, du recyclage des batteries et de la construction, ainsi que ceux qui utilisent des armes à feu ou qui ont des fragments de balles dans le corps, présentent également un risque accru d'intoxication au plomb.
Le plomb est le premier produit chimique toxique mesuré lors de l'Enquête nationale sur la santé et la nutrition (NHANES). Au début de la suppression progressive de l'essence au plomb, la plombémie a chuté de 150 μg/L en 1976 à 90 en 1980.
μg/L, un nombre symbolique. Les taux de plombémie jugés potentiellement nocifs ont été abaissés à plusieurs reprises. En 2012, les Centres pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC) ont annoncé qu'un niveau de plombémie sans danger pour les enfants n'avait pas été déterminé. Les CDC ont abaissé la norme relative aux taux de plombémie excessifs chez les enfants – souvent utilisée pour indiquer la nécessité de prendre des mesures pour réduire l'exposition au plomb – de 100 μg/L à 50 μg/L en 2012, puis à 35 μg/L en 2021. Cet abaissement de la norme relative aux taux de plombémie excessifs a influencé notre décision d'utiliser le μg/L comme unité de mesure pour les taux de plombémie dans cet article, plutôt que le μg/dL, plus couramment utilisé, ce qui reflète les nombreuses preuves de la toxicité du plomb à des niveaux inférieurs.

Décès, maladie et handicap
« Le plomb est potentiellement toxique partout, et il est omniprésent », écrivaient Paul Mushak et Annemarie F. Crocetti, tous deux membres du Conseil national de la qualité de l'air nommé par le président Jimmy Carter, dans un rapport présenté au Congrès en 1988. La capacité à mesurer les concentrations de plomb dans le sang, les dents et les os révèle une série de problèmes médicaux associés à une faible intoxication chronique au plomb, aux concentrations couramment observées dans le corps humain. De faibles concentrations de plomb constituent un facteur de risque de prématurité, ainsi que de troubles cognitifs et de trouble déficitaire de l'attention avec hyperactivité (TDAH), d'hypertension artérielle et de diminution de la variabilité du rythme cardiaque chez l'enfant. Chez l'adulte, de faibles concentrations de plomb constituent un facteur de risque d'insuffisance rénale chronique, d'hypertension et de maladies cardiovasculaires.

Croissance et neurodéveloppement
Aux concentrations de plomb couramment observées chez les femmes enceintes, l'exposition au plomb constitue un facteur de risque d'accouchement prématuré. Dans une cohorte de naissances prospective canadienne, une augmentation de 10 μg/L de la plombémie maternelle était associée à une augmentation de 70 % du risque d'accouchement prématuré spontané. Chez les femmes enceintes dont le taux sérique de vitamine D était inférieur à 50 mmol/L et dont la plombémie avait augmenté de 10 μg/L, le risque d'accouchement prématuré spontané était multiplié par trois.
Dans une étude de référence antérieure sur les enfants présentant des signes cliniques d'intoxication au plomb, Needleman et al. ont constaté que les enfants présentant des taux de plomb élevés étaient plus susceptibles de développer des déficits neuropsychologiques que ceux présentant des taux plus faibles, et étaient plus susceptibles d'être jugés faibles par les enseignants dans des domaines tels que la distraction, le sens de l'organisation, l'impulsivité et d'autres traits comportementaux. Dix ans plus tard, les enfants du groupe présentant des taux de plomb dentinaires plus élevés étaient 5,8 fois plus susceptibles de souffrir de dyslexie et 7,4 fois plus susceptibles d'abandonner l'école que ceux du groupe présentant des taux plus faibles.
Le rapport entre le déclin cognitif et l'augmentation de la plombémie était plus élevé chez les enfants présentant de faibles concentrations. Dans une analyse groupée de sept cohortes prospectives, une augmentation de la plombémie de 10 μg/L à 300 μg/L était associée à une baisse de 9 points du QI des enfants, mais la baisse la plus importante (6 points) se produisait lorsque la plombémie augmentait d'abord de 100 μg/L. Les courbes dose-réponse étaient similaires pour le déclin cognitif associé aux concentrations de plomb mesurées dans les os et le plasma.

L'exposition au plomb est un facteur de risque de troubles du comportement tels que le TDAH. Dans une étude américaine représentative à l'échelle nationale menée auprès d'enfants âgés de 8 à 15 ans, les enfants dont la plombémie était supérieure à 13 μg/L étaient deux fois plus susceptibles de souffrir de TDAH que ceux dont la plombémie se situait dans le quintile le plus bas. Chez ces enfants, environ un cas de TDAH sur cinq peut être attribué à l'exposition au plomb.

L'exposition au plomb pendant l'enfance constitue un facteur de risque de comportement antisocial, notamment associé à des troubles des conduites, à la délinquance et à la criminalité. Une méta-analyse de 16 études a montré que des concentrations sanguines élevées de plomb étaient systématiquement associées à des troubles des conduites chez les enfants. Deux études de cohorte prospectives ont également montré que des concentrations sanguines ou dentinaires élevées de plomb pendant l'enfance étaient associées à des taux plus élevés de délinquance et d'arrestations au début de l'âge adulte.
Une exposition accrue au plomb durant l'enfance était associée à une diminution du volume cérébral (possiblement due à une réduction de la taille des neurones et de la ramification des dendrites), et cette diminution persistait à l'âge adulte. Dans une étude incluant des personnes âgées, des concentrations sanguines ou osseuses élevées de plomb ont été associées de manière prospective à un déclin cognitif accéléré, en particulier chez les porteurs de l'allèle APOE4. L'exposition au plomb durant la petite enfance pourrait être un facteur de risque de développement de la maladie d'Alzheimer à début tardif, mais les données probantes restent floues.

Néphropathie
L'exposition au plomb est un facteur de risque de maladie rénale chronique. Les effets néphrotoxiques du plomb se manifestent dans les corps d'inclusion intranucléaires des tubules rénaux proximaux, la fibrose interstitielle tubulaire et l'insuffisance rénale chronique. Parmi les participants à l'enquête NHANES entre 1999 et 2006, les adultes présentant une plombémie supérieure à 24 μg/L étaient 56 % plus susceptibles de présenter un débit de filtration glomérulaire réduit (< 60 mL/[min·1,73 m²]) que ceux dont la plombémie était inférieure à 11 μg/L. Dans une étude de cohorte prospective, les personnes présentant une plombémie supérieure à 33 μg/L présentaient un risque 49 % plus élevé de développer une maladie rénale chronique que celles dont la plombémie était plus faible.

Maladies cardiovasculaires
Les modifications cellulaires induites par le plomb sont caractéristiques de l'hypertension artérielle et de l'athérosclérose. Des études en laboratoire ont montré qu'une exposition chronique à de faibles niveaux de plomb augmente le stress oxydatif, réduit les taux d'oxyde nitrique bioactif et induit une vasoconstriction par activation de la protéine kinase C, entraînant une hypertension persistante. L'exposition au plomb inactive l'oxyde nitrique, augmente la formation de peroxyde d'hydrogène, inhibe la réparation endothéliale, altère l'angiogenèse, favorise la thrombose et conduit à l'athérosclérose (Figure 2).
Une étude in vitro a montré que des cellules endothéliales cultivées dans un environnement présentant des concentrations de plomb de 0,14 à 8,2 μg/L pendant 72 heures endommageaient la membrane cellulaire (petites déchirures ou perforations observées au microscope électronique à balayage). Cette étude fournit des preuves ultrastructurales que le plomb nouvellement absorbé ou le plomb réintroduit dans le sang à partir des os peut provoquer un dysfonctionnement endothélial, qui constitue le premier changement détectable dans l'évolution naturelle des lésions athéroscléreuses. Une analyse transversale portant sur un échantillon représentatif d'adultes présentant une plombémie moyenne de 27 μg/L et sans antécédents de maladie cardiovasculaire a révélé une augmentation de 10 % de la plombémie.
À μg, le rapport de cotes pour une calcification sévère de l'artère coronaire (c'est-à-dire un score d'Agatston > 400 avec une plage de scores de 0 [0 indiquant aucune calcification] et des scores plus élevés indiquant une plus grande plage de calcification) était de 1,24 (intervalle de confiance à 95 % de 1,01 à 1,53).
L'exposition au plomb est un facteur de risque majeur de décès par maladie cardiovasculaire. Entre 1988 et 1994, 14 000 adultes américains ont participé à l'enquête NHANES et ont été suivis pendant 19 ans ; 4 422 d'entre eux sont décédés. Une personne sur cinq décède d'une maladie coronarienne. Après ajustement pour les autres facteurs de risque, une augmentation de la plombémie du 10e au 90e percentile était associée à un doublement du risque de décès par maladie coronarienne. Le risque de maladie cardiovasculaire et de décès par maladie coronarienne augmente fortement lorsque la plombémie est inférieure à 50 μg/L, sans seuil précis (figures 3B et 3C). Les chercheurs estiment qu'un quart de million de décès cardiovasculaires prématurés chaque année sont dus à une intoxication chronique au plomb de faible intensité. Parmi eux, 185 000 sont décédés d'une maladie coronarienne.
L'exposition au plomb pourrait être l'une des raisons pour lesquelles les décès par maladie coronarienne ont d'abord augmenté, puis diminué au cours du siècle dernier. Aux États-Unis, les taux de mortalité par maladie coronarienne ont fortement augmenté au cours de la première moitié du XXe siècle, atteignant un pic en 1968, puis diminuant régulièrement. Ils sont aujourd'hui inférieurs de 70 % à leur pic de 1968. L'exposition au plomb de l'essence au plomb a été associée à une baisse de la mortalité par maladie coronarienne (Figure 4). Parmi les participants à l'enquête NHANES, qui a été suivie pendant huit ans au maximum entre 1988-1994 et 1999-2004, 25 % de la réduction totale de l'incidence des maladies coronariennes était due à une baisse de la plombémie.

Au cours des premières années suivant l'élimination progressive de l'essence au plomb, l'incidence de l'hypertension artérielle a fortement diminué aux États-Unis. Entre 1976 et 1980, 32 % des adultes américains souffraient d'hypertension. Entre 1988 et 1992, cette proportion n'était plus que de 20 %. Les facteurs habituels (tabagisme, médicaments contre l'hypertension, obésité et même la taille plus importante du brassard utilisé pour mesurer la tension artérielle chez les personnes obèses) n'expliquent pas cette baisse. Cependant, la plombémie médiane aux États-Unis est passée de 130 μg/L en 1976 à 30 μg/L en 1994, ce qui suggère que la baisse de l'exposition au plomb est l'une des raisons de cette baisse. Dans l'étude Strong Heart Family Study, qui incluait une cohorte amérindienne, la plombémie a diminué d'au moins 9 μg/L et la pression artérielle systolique a diminué en moyenne de 7,1 mm Hg (valeur ajustée).
De nombreuses questions restent sans réponse concernant les effets de l'exposition au plomb sur les maladies cardiovasculaires. La durée d'exposition nécessaire pour provoquer une hypertension ou une maladie cardiovasculaire n'est pas entièrement comprise, mais l'exposition cumulative au plomb à long terme, mesurée dans les os, semble avoir un pouvoir prédictif plus fort que l'exposition à court terme, mesurée dans le sang. Cependant, une réduction de l'exposition au plomb semble réduire la tension artérielle et le risque de décès par maladie cardiovasculaire en un à deux ans. Un an après l'interdiction de l'essence au plomb en NASCAR, les communautés proches du circuit présentaient des taux de décès par maladie coronarienne significativement inférieurs à ceux des communautés plus périphériques. Enfin, il est nécessaire d'étudier les effets cardiovasculaires à long terme chez les personnes exposées à des concentrations de plomb inférieures à 10 μg/L.
La réduction de l'exposition à d'autres produits chimiques toxiques a également contribué au déclin des maladies coronariennes. L'élimination progressive de l'essence au plomb entre 1980 et 2000 a permis de réduire les particules fines dans 51 zones métropolitaines, ce qui a entraîné une augmentation de 15 % de l'espérance de vie. Le tabagisme est en baisse. En 1970, environ 37 % des adultes américains fumaient ; en 1990, seulement 25 % des Américains fumaient. Les fumeurs présentent des taux de plomb dans le sang nettement plus élevés que les non-fumeurs. Il est difficile de déterminer les effets historiques et actuels de la pollution atmosphérique, de la fumée de tabac et du plomb sur les maladies coronariennes.
Les maladies coronariennes sont la principale cause de décès dans le monde. Plus d'une douzaine d'études ont montré que l'exposition au plomb est un facteur de risque majeur, souvent négligé, de décès par maladie coronarienne. Dans une méta-analyse, Chowdhury et al. ont constaté qu'une plombémie élevée constitue un facteur de risque important de maladie coronarienne. Dans huit études prospectives (portant sur un total de 91 779 participants), les personnes dont la plombémie se situait dans le quintile le plus élevé présentaient un risque 85 % plus élevé d'infarctus du myocarde non mortel, de pontage coronarien ou de décès par maladie coronarienne que celles du quintile le plus bas. En 2013, l'Agence de protection de l'environnement (EPA)
L’Agence de protection a conclu que l’exposition au plomb est un facteur de risque de maladie coronarienne. Dix ans plus tard, l’American Heart Association a approuvé cette conclusion.