ARTICLE DE REVUE
L’aluminium comme facteur de risque de la maladie d’Alzheimer
Pricilla Costa FerreiraI; Kamila de Almeida PiaiI; Angela Maria Magosso TakayanaguiII; Susana Inés Segura-MuñozIII
RÉSUMÉ
Le but de l’étude était de condenser les preuves scientifiques existantes sur la relation entre l’exposition à l’aluminium (Al) et le risque le développement de la maladie d’Alzheimer (MA), en évaluant ses effets à long terme sur la santé de la population. Une revue systématique de la littérature a été réalisée dans deux bases de données, MEDLINE et LILACS, entre 1990 et 2005, en utilisant les uniterms: « Exposition à l’aluminium et Maladie d’Alzheimer » et « Aluminium et risque de maladie d’Alzheimer ». Après application du Test de pertinence, 34 études ont été sélectionnées, parmi lesquelles 68% ont établi une relation entre Al et AD, 23,5% n’étaient pas concluantes et 8,5% n’ont pas établi de relation entre Al et AD. Les résultats ont montré que Al est associé à plusieurs processus neurophysiologiques responsables de la dégénérescence caractéristique de la MA. Malgré les polémiques existantes partout dans le monde sur le rôle de l’Al en tant que facteur de risque de la MA, ces dernières années, des preuves scientifiques ont démontré que l’Al est associé au développement de la MA.
Descripteurs : Maladie d’Alzheimer; aluminium;facteurs de risque
INTRODUCTION
L’aluminium (Al) est un métal commun dans l’environnement et l’un des plus abondants de la croûte terrestre. Al est libéré dans l’environnement par les processus naturels d’érosion des sols, les éruptions volcaniques et les actions anthropiques. La bauxite est la source la plus importante, contenant 55% d’oxyde d’Al.
La plus grande partie de l’ingestion d’Al est fournie par les aliments de différentes manières: les aliments contaminés par l’Al, l’eau et les aliments industrialisés contenant de l’Al comme conservateur et / ou colorant.
Même si la nourriture est une source importante d’ingestion d’Al, c’est l’eau qui présente une biodisponibilité plus élevée pour être absorbée par l’intestin (1). Les sels d’Al sont largement utilisés comme coagulants pour réduire la matière organique, la turbidité et les microorganismes présents lors du traitement de l’eau superficielle, qui présente la plus grande quantité de particules en suspension. Cette utilisation, bien qu’utile pour le traitement de l’eau dans de nombreuses villes, peut augmenter la concentration d’Al au point de consommation final (2).
Certaines études désignent la présence d’Al dans l’eau potable et dans les aliments comme l’un des agents étiologiques des maladies mentales. Il existe également une hypothèse selon laquelle l’exposition à cet élément représente un risque de développement de la maladie d’Alzheimer (1).
En 1965, une inoculation intracérébrale de phosphate d’Al chez des lapins a été rapportée. Cela a entraîné une dégénérescence neurofibrilaire significativement similaire à la dégénérescence neurofibrilaire de la maladie d’Alzheimer (MA), ce qui a conduit à l’hypothèse qu’il existe une relation entre Al et AD. En 1973, le premier article mettant en évidence une augmentation de la concentration d’Al chez les patients atteints de MA a été publié (3).
La MA est une maladie neurodégénérative répandue dans la population sénile. Elle se caractérise cliniquement par une perte progressive de la mémoire et d’autres capacités cognitives et pathologiquement par une perte neuronale sévère, une prolifération gliale et des plaques amyloïdes composées de protéines β-amyloïdes (Aß) entourées de terminaisons nerveuses dégénérées et d’enchevêtrements neurofibrilaires (4). Cette pathologie est diagnostiquée lorsque d’autres causes de démence sont exclues, car seule la nécropsie permet d’établir un diagnostic définitif de la MA (5).
La DA est probablement le résultat d’un processus multifactoriel dans lequel des composants génétiques et environnementaux sont inclus. On suppose que les caractéristiques génétiques individuelles modulent les expositions environnementales. Les facteurs de risque environnementaux liés au développement de la MA comprennent l’exposition à la Al, l’un des facteurs de risque environnementaux potentiels les plus étudiés. La MA a également été liée à d’autres facteurs de risque, tels que le risque chimique lié à la réduction des neurotransmetteurs, qui serait responsable des performances intellectuelles et comportementales dans le cerveau des patients atteints de MA (6).
Un autre facteur de risque est le gène de susceptibilité à l’apolipoprotéine E, qui est lié à la MA(5). Certains chercheurs pensent que les altérations des neurones vieillissants peuvent conduire à une réponse auto-immune, donnant naissance à AD (6).
Il existe également une hypothèse d’association avec des altérations de la barrière hématoencéphalique et avec une lésion cérébrale grave, entraînant une perte de conscience et éventuellement le développement de la MA (6). L’âge et les antécédents familiaux de démence apparaissent comme les facteurs de risque les plus importants de l’étiologie de la maladie.
Compte tenu de la perte naturelle de la capacité de réponse immunitaire au cours du processus de vieillissement, le développement de pathologies est le plus fréquent et le plus grave chez les personnes âgées. En outre, il existe des facteurs extrinsèques, le style de vie, la condition socio-économique et des facteurs psychosociaux et environnementaux déterminant les altérations fonctionnelles, cellulaires et moléculaires, qui entraînent une diminution de l’équilibre homéostatique et, par conséquent, une plus grande prédisposition aux maladies (7).
Les données démographiques et épidémiologiques indiquent le vieillissement de la population partout dans le monde. On estime que le nombre de personnes touchées par la MA dans le monde dépassera les 26 millions; au Brésil, les estimations font référence à environ 500 mille personnes. La prévalence de la maladie varie de 1.4% des personnes entre 65 et 69 ans à 20,8% de celles entre 85 et 89 ans, atteignant environ 38,6% de celles entre 90 et 95 ans (7). La MA représente 70% de l’ensemble des maladies qui affectent la population gériatrique.
Cet article a condensé les preuves scientifiques existantes de la relation entre l’exposition à l’Al et le risque de développement de la MA à partir des résultats de recherche publiés entre 1990 et 2005, en utilisant une technique de revue bibliographique reproductible appelée Revue systématique de la littérature.
MÉTODOLOGIE
La revue systématique de la littérature a été réalisée selon une séquence d’étapes décrites à la figure 1.
La relation entre l’exposition à l’Al et le risque de développer la MA a été au centre de cette étude. La recherche documentaire a été effectuée dans des publications entre 1990 et 2005, dans deux bases de données, MEDLINE et LILACS. Les articles ont été identifiés à travers les uniterms: Exposition à l’aluminium et Maladie d’Alzheimer, et Aluminium et Risque de maladie d’Alzheimer.
Les critères définis dans le test de pertinence ont été utilisés pour la sélection des études. Seules les études ayant répondu positivement à tous les critères d’inclusion ont participé à l’examen systématique de la littérature. Ces critères sont les suivants : a) L’étude porte-t-elle sur la toxicité de la MA et/ou de l’Al? b) Traite-t-elle des agents étiologiques potentiels ou des facteurs de risque de développement de la MA?; c) A-t-il été publié entre janvier 1990 et décembre 2005 ?; d) A-t-il été publié en anglais, Espagnol, Portugais ou français?
La recherche dans les bases de données et l’application du Test de pertinence, tant pour les résumés que pour les textes intégraux, ont été effectuées par deux chercheurs de manière indépendante, dans le but d’assurer l’objectivité de la méthode. Le test de pertinence a été appliqué deux fois. Il a d’abord été appliqué aux résumés, puis les articles qui participeraient au préalable à l’étude ont été sélectionnés (8). Après cela, tous les articles complets ont été collectés pour l’application du deuxième test de pertinence. Une fois l’étude complètement lue, son inclusion ou son exclusion dans l’étude a été confirmée. Compte tenu des divergences concernant l’inclusion ou l’exclusion de certaines études, un troisième chercheur a été consulté, selon les recommandations de la Fondation Cochrane. Les revues bibliographiques, éditoriales ou les communications n’ont pas été incluses dans la Revue systématique de la littérature.
Une fois les textes complets sélectionnés, les informations ont été analysées et organisées en diagrammes synoptiques, présentant la référence bibliographique. Ainsi, les données expérimentales existantes sur la relation entre l’exposition à l’Al et le risque de développer la MA ont été condensées à partir des résultats de cette étude.
RÉSULTATS
Dans cette recherche, 174 études liées au thème ont été obtenues. Après l’application du Test de pertinence, 69 études ont été sélectionnées et 16 ont été exclues parce qu’elles ne comprenaient aucun résumé, 40 n’ont pas répondu par l’affirmative à toutes les questions du Test de pertinence, 43 étaient des articles de revue et 6 étaient des commentaires. Sur les 69 études sélectionnées lors de la première application du Test de pertinence, 46 textes complets ont été obtenus.
Les 46 textes complets ont été examinés et analysés, dans le but d’identifier le type de relation entre Al et AD. Après la deuxième application du Test de pertinence, 34 études ont été sélectionnées et 12 articles ont été exclus: deux étaient des commentaires, six n’ont pas répondu par l’affirmative à toutes les questions du test de pertinence et quatre étaient des examens. Sur les 34 articles sélectionnés pour l’étude, 68% (23 études) ont établi une relation entre Al et AD, 23,5% (8 études) n’ont pas présenté de données concluantes et 8,5% (trois études) n’ont établi aucune relation entre Al et AD. Le tableau 1 montre des études qui n’ont pas présenté de données concluantes ou n’ont pas établi de relation entre Al et AD et le tableau 2 présente des articles qui ont établi une relation entre Al et AD.
DISCUSSION
Malgré l’importance épidémiologique, sociale et économique de la MA dans le monde, cette étude a mis en évidence que peu d’études ont été publiées sur ce sujet en Amérique latine. Presque toutes les études sélectionnées proviennent d’Europe, des États-Unis, du Canada ou d’Asie; une seule des études sélectionnées provient d’Amérique latine, en particulier du Brésil.
Selon la Revue systématique de la littérature, la MA est associée à une réduction générale du tissu cérébral, avec une perte localisée des neurones, principalement dans l’hypofield et le cerveau antérieur basal. Une étude expérimentale réalisée sur des souris traitées par Al a démontré une réduction statistiquement significative de leur poids cérébral (9). Deux aspects microscopiques sont typiques de la MA, les plaques amyloïdes extra-cellulaires, également appelées plaques séniles, qui sont constituées de dépôts extra-cellulaires de protéine Aß, et les enchevêtrements intraneuroniques neurofibrilaires constitués de filaments d’une forme fosforilée d’une protéine associée à des microtubes (Tau). L’altération du traitement de la protéine Aß à partir de son précurseur, APP (amyloïde precursor protein), est reconnue comme une caractéristique essentielle de la pathogénie de la MA (10).
Il existe deux types de protéines Aß, l’Aß40 et l’Aß42. La protéine Aß40 est normalement produite en petites quantités, bien que l’Aß42 présente une super production due à des mutations génétiques. Les deux protéines s’agrégent pour former des plaques amyloïdes. Cependant, l’Aß42 présente une tendance plus élevée à le faire que l’Aß40, constituant le principal responsable de la formation de plaques amyloïdes. Les Aß40 et Aß42 sont produites par clivage protéolytique d’une protéine amyloïde précurseur, l’APP, une protéine de membrane plus grande et normalement exprimée par de nombreuses cellules, y compris les neurones du système nerveux central (10). Les mutations APP des gènes facilitent la formation d’Aß, en particulier de l’Aß-42 (Figure 2), avec pour conséquence une augmentation de la formation de plaques amyloïdes (10). Il a été observé que Al augmente la neurotoxicité de la protéine Ab, la dégénérescence des neurones qui y sont exposés et également l’agrégation de la protéine Aß (11).
La protéine Tau devient anormalement fosforilée dans la MA et se dépose intracellulaire sous forme de filaments hélicoïdaux appariés avec un aspect microscopique caractéristique. Lorsque la cellule meurt, ces filaments s’agrégent sous forme d’enchevêtrements extracellulaires neurofibrilaires. Il y a une forte influence des ions Al sur la fosforilation qui peut en être la cause, car les enchevêtrements neurofibrilaires contiennent des microtubules hyperfosfolés associés à la protéine Tau. Il est possible que la fosforilation Tau soit intensifiée par l’existence de plaques myloïdes. Sa fosforilation compromet le transport axonal rapide, un processus qui dépend du microtubule (10).
La concentration accrue d’Al favorise la formation de protéines Tau et, par conséquent, la formation d’enchevêtrements neurofibilaires (12). Il a été découvert dans une étude précédente que les plaques amyloïdes sont entourées de cellules réactives gliales, de sorte que l’exposition à Al peut activer les processus oxydatifs des cellules gliales, ce qui peut à son tour endommager indirectement l’intégrité des neurones (13).
La dégénérescence neuronale observée dans la MA peut également se produire en raison d’un stress oxydatif. Le stress oxydatif fait référence à des conditions comme l’hypoxie, caractérisée par des mécanismes de protection compromis, car les neurones deviennent plus sensibles aux lésions excitotoxiques. Le stress oxydatif est induit dans les cerveaux exposés à l’Al(10).
Une étude épidémiologique a démontré que les personnes qui ingéraient des aliments à haute teneur en Al présentaient un risque deux fois plus élevé de développer la MA (14).
Des études montrent que les souris exposées de manière prolongée au sel soluble d’Al peuvent développer la MA, avec une perte sélective des neurones et de la fonction cholinergique. Al diminue également la transmission de l’acétylcholine et atténue sa libération, entraînant une réduction des réflexes. Al apparaît comme un réducteur de l’activité neuronale, montrant une similitude avec la diminution de l’action cholinergique dans la MA. Al conduit à des altérations comportementales uniquement chez les vieux lapins, pas chez les jeunes. Ainsi, les cerveaux matures sont plus sensibles à la toxicité de l’Al que les cerveaux immatures (15).
CONSIDÉRATIONS FINALES
Les résultats montrent que 68% des études analysées présentent Al comme l’un des facteurs de risque de MA, confirmant et décrivant les mécanismes toxicologiques par lesquels Al affecte le tissu nerveux.
Dans cette étude, la nécessité de comprendre l’importance des facteurs environnementaux est soulignée, en particulier l’exposition à l’Al, en tant que déterminants du processus santé-maladie de la population, soulignant son potentiel d’affecter, positivement ou négativement, les processus de vieillissement naturel.
Il a été vérifié par une évaluation générale des études que, selon un groupe important de chercheurs, Al affecte plusieurs processus neurophysiologiques, responsables de la dégénérescence caractéristique de la MA. Par conséquent, des preuves scientifiques ont montré que, au cours des dernières années, Al a été associé au développement de la MA. Ainsi, prévenir l’exposition à certains facteurs environnementaux comme Al, entre autres, pourrait diminuer l’incidence de maladies dégénératives chroniques comme la MA, qui a acquis ces dernières années une grande importance pour la santé collective partout dans le monde.
REMERCIEMENTS
Cette étude a été financée par le CNPq à travers la concession de la bourse scientifique de premier cycle CNPq/PIBIC (Processus N° 111339/2004-9) et du Programme CAPES-ProDoc/CAPES (Processus N° 00023/03-5).
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10. Hang HP, Dale MM, Ritter M. Pharmacologie. 4e éd. Rio de Janeiro (RJ) : Guanabara Koogan; 2001.
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