Synthèse des connaissances scientifiques sur les risques d'atteinte à la santé suite à une exposition professionnelle au manganèse

Le présent rapport constitue une synthèse des connaissances scientifiques actuelles basée principalement sur plusieurs revues critiques réalisées par différents experts et groupes d'experts scientifiques internationaux ainsi que sur certains articles originaux. Il répond à une demande d'information adressée à l'IRSST par la CSST et visant à documenter l'état des connaissances actuelles sur les principales atteintes potentielles à la santé des travailleurs suite à une exposition professionnelle au manganèse (Mn), particulièrement au niveau du système nerveux central. Le manganèse est un élément de trace essentiel retrouvé dans tout être vivant et le niveau dans l'organisme est normalement bien contrôlé par le processus homéostatique. Retrouvé en faibles concentrations dans les sols, l'eau, l'air et la nourriture, chacun en absorbe de petites doses quotidiennes qui sont faiblement absorbées (3-5%) par le système digestif et cette absorption chronique à faibles doses est considérée comme essentielle. L'exposition professionnelle peut perturber l'équilibre homéostatique et substantiellement accroître la teneur en Mn dans l'organisme d'autant plus que l'absorption par voie pulmonaire de la fraction respirable est très élevée. Le Mn se concentre alors dans divers organes-cibles dont certaines parties du cerveau où il exercera les effets toxiques les plus graves. En effet, des expositions professionnelles chroniques par inhalation chez l'humain peuvent conduire à des atteintes du système nerveux central (SNC), la manifestation la plus grave étant le manganisme, maladie professionnelle anciennement confondue avec la maladie de Parkinson. Des effets sur la reproduction, telle la diminution de la fertilité et l'impuissance ont été observés chez l'homme et l'animal. Une incidence accrue de bronchites et de paramètres pulmonaires altérés ont aussi été documentés suite à des expositions professionnelles. Des pneumonies chimiques ont également été remarquées chez les mineurs. Ces effets apparaissent normalement à des concentrations supérieures aux effets sur le SNC. Le temps de latence pour le développement d'effets mesurables sur le SNC varie de quelques mois à plus de 20 ans et la susceptibilité individuelle semble y jouer un rôle important. Le manganèse n'est pas actuellement considéré comme carcinogène. Quoique des signes cliniques de manganisme ont rarement été rapportés à des concentrations de Mn inférieures à 5 mg/m3 (norme québécoise actuelle pour le manganèse et les poussières totales), plusieurs études démontrent clairement des signes précoces d'atteinte du système nerveux central à des concentrations d'exposition beaucoup plus faibles. En 2000, l’agence américaine ATSDR a établi un niveau de concentration où aucun effet (NOAEL) ne se produirait sur le SNC ou sur le système pulmonaire. Ce niveau est de 0,07 mg Mn/m3 dans la poussière respirable. D’autre part, les études épidémiologiques suggèrent que l'exposition cumulative à vie soit le meilleur indicateur permettant de corréler les expositions professionnelles aux effets précoces observés sur le SNC. Par contre, lorsque l’on mesure des atteintes neurologiques, elles sont rarement réversibles et tendent à s'aggraver avec le temps, même en absence d'exposition professionnelle. Il est en conséquent important d’intervenir le plus rapidement possible, dans une phase possiblement encore réversible. Il semble actuellement se dessiner un consensus dans la communauté scientifique au niveau d’atteintes du SNC à un stade pré-clinique et de l'irréversibilité de certains effets. Dans ce sens, différents organismes tels l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists, l’ACGIH, considèrent actuellement une révision à la baisse de leurs recommandations. Pour l’ACGIH, la valeur actuellement considérée passerait de 0,20 mg Mn/m3 en poussières totales à 0,030 mg Mn/m3 en poussières respirables (Intended change 2002). Abstract This report is a synthesis of current scientific knowledge based mainly on several critical reviews carried out by different international scientific experts and groups of experts as well as on some original articles. It responds to a request for information addressed to the IRSST by the CSST to document current knowledge on the main potential health effects on workers following occupational exposure to manganese (Mn), and particularly on the central nervous system. Manganese is an essential trace element found in all living organisms and the level in the body is normally well controlled by the homeostatic process. It is found in low concentrations in soil, water, air and food, and everyone absorbs small daily doses that are weakly absorbed (3-5%) by the digestive system; this chronic absorption at low doses is considered as essential. Occupational exposure may disturb the homeostatic balance and substantially increase the Mn concentration in the body, particularly if the absorption of the respirable fraction through the pulmonary pathway is very high. Mn then concentrates in the various target organs including certain parts of the brain where it will exert the most serious toxic effects. In fact, chronic occupational exposures by inhalation may lead to injury to the central nervous system (CNS), with the most serious effect being manganism, an occupational disease previously mistaken for Parkinson’s disease. Reproductive effects, such as a reduction in fertility and impotence, have been observed in humans and animals. An increased incidence of bronchitis and altered pulmonary characteristics have also been documented following occupational exposures. Chemical pneumonias have also been noted in miners. These effects normally appear at concentrations above the CNS effects. The latency period for developing measurable effects on the CNS varies from a few months to more than 20 years and individual susceptibility seems to play an important role in it. Manganese is not currently considered a carcinogen. Although clinical signs of manganism have rarely been reported at Mn concentrations below 5 mg/m3 (current Québec standard for manganese and total dusts), several studies clearly show early signs of injury to the central nervous system at much lower exposure concentrations. In 2000, the American agency ATSDR established a concentration at which no effect (NOAEL) will occur on the CNS or pulmonary system. This level is 0.07 mg Mn/m3 in respirable dust. Furthermore, epidemiological studies suggest that lifetime cumulative exposure is the best indicator, allowing correlation of occupational exposure with the early effects observed on the CNS. However, when neurological damage is measured, it is rarely reversible and tends to worsen over time, even in the absence of occupational exposure. As a result, it is important to intervene as rapidly as possible, in a phase that is possibly still reversible. A consensus seems to be developing in the scientific community on CNS injuries at a preclinical stage and on the irreversibility of certain effects. Along these lines, different organizations such as the American Conference of Governmental Industrial Hygienists, ACGIH, are currently considering lowering their recommendations. For the ACGIH, the value now considered would drop from 0.20 mg Mn/m3 in total dusts to 0.030 mg Mn/m3 in respirable dust (Intended change 2002).

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