Le vanadium est essentiellement un irritant pulmonaire
Exposition des travailleurs

Dutton (1911) a décrit pour la première fois les effets d’une exposition professionnelle aux minerais de vanadium. Les employés exposés présentaient une toux sèche, paroxystique avec hémoptysie et une irritation des yeux, du nez et de la gorge. Une élévation initiale des niveaux d’hémoglobine et du nombre d’érythrocytes est suivie d’une diminution des deux paramètres pouvant même entraîner une anémie. Malheureusement cette étude est biaisée par de nombreux cas de tuberculose au sein de la population exposée.

Les symptômes les plus fréquemment rapportés chez les travailleurs exposés chroniquement aux poussières de vanadium sont des irritations pulmonaires et oculaires modérées (Symanski, 1939 ; Sjoberg, 1950 ; Vintinner et al., 1955 ; Thomas et Stiebris, 1956 ; Lewis, 1959 ; Matantseva, 1960 ; Levy et al., 1984). Lors d’expositions longues (plusieurs années), une bronchite chronique peut être observée (Vintinner et al., 1955 ; Sjoberg, 1956 ; Eisler et al., 1968 ; Kiviluoto et al., 1980 ; Barceloux, 1999).

Lewis (1959) a suivi 24 travailleurs, issus de deux sites différents, exposés au pentoxyde de vanadium pendant 6 mois. Ces travailleurs ont été comparés à un groupe de 45 sujets témoins issus des mêmes sites. Les niveaux d’exposition au pentoxyde de vanadium étaient compris entre 0,2 et 0,92 mg.m^-3 (0,11 et 0,52 mg.m^-3, la durée d’exposition n’est pas précisée). Dans les groupes exposés, 62,5 % se plaignent d’irritations des yeux, du nez et de la gorge (6,6 % chez les témoins), 83,4 % présentent une toux (33,3 % chez les témoins), 41,5 % ont des expectorations (13,3 % chez les témoins) et 16,6 % présentent de l’asthme (0 % chez les témoins).

Dans une autre étude réalisée en république tchèque, un groupe de 69 travailleurs a été exposé pour des périodes comprises entre 0,5 et 33 ans (durée moyenne d’exposition de 9,2 ans) dans une manufacture de pentoxyde de vanadium à partir de scories riches en vanadium (Kucera et al., 1994). La concentration en vanadium dans l’air ambiant aux postes de travail était de 0,016 à 4,8 mg.m^-3. Par comparaison, un groupe de 33 adultes non exposés au vanadium a été étudié. Les auteurs considèrent qu’il n’y a pas d’altérations induites par l’exposition au vanadium ; cependant, les investigations sur lesquelles sont basées ses conclusions ne sont pas très claires.

Une autre étude, clinique et radiologique, a été réalisée par Huang et al. (1989) sur 76 salariés travaillant avec du ferrovanadium dans une industrie pendant 2 et 28 ans. Dans le groupe exposé, sur les 71 sujets examinés, 89 % présentaient une toux (10 % chez les contrôles), 53 % des expectorations (15 % chez les contrôles), 38 % un souffle court (0 % chez les témoins), 44 % des difficultés respiratoires ou un râle sibilant (0 % chez les témoins). Chez 66 des individus exposés 23 % présentaient une diminution ou une perte olfactive (5 % chez les témoins), 80 % une congestion nasale (13 % chez les témoins), 9 % une érosion ou une ulcération du septum nasal (0 % chez les témoins) et 1 sujet une perforation du septum nasal (0 chez les témoins). Les radiographies pulmonaires de l’ensemble des 76 sujets exposés montraient des anomalies radiologiques dans 68 % des cas (23 % chez les témoins). Les résultats de cette étude restent difficiles à interpréter en raison de co-expositions probables. Ainsi, l’exposition au chrome hexavalent serait très certainement à l’origine des perforations du septum nasal.

 Kiviluoto et al., 1979a ; Kiviluoto et al., 1979b ; Kiviluoto et al., 1980 ; Kiviluoto et al., 1981a ; Kiviluoto et al., 1981b et Kiviluoto, 1980 ont rapporté les résultats d’une étude transversale sur 63 salariés de sexe masculin exposés professionnellement à des poussières contenant du vanadium. Un groupe de même âge et ayant les mêmes habitudes tabagiques issu des mines de magnétite a servi de témoin. Les salariés ont été exposés au vanadium pendant environ 11 ans à des concentrations comprises entre 0,1 et 3,9 mg.m^-3 (fraction inhalable < 5 µm est de 20 %). Une augmentation des neutrophiles de la muqueuse nasale est la seule altération mise en évidence. Les symptômes sont réversibles dans les jours ou les semaines suivant la fin de l’exposition.

Quarante cinq salariés exposés à des poussières riches en vanadium ont été suivis par Roschin (1963) (OMS IPCS, 1988). Les concentrations de poussières mesurées pendant les différentes expositions sont comprises entre 5 et 150 mg.m^-3. Des rhinites, bronchites et pneumopathies sont rapportées chez 11 sujets, exposés chroniquement. Une bronchite chronique est diagnostiquée chez les salariés exposés plus de 5 ans. L’examen radiologique des poumons montre des anomalies chez 24 des45 sujets avec une exposition d’une durée supérieure à 10 ans. Chez 11 sujets, une pneumoconiose de stade I-II est diagnostiquée. Les pneumoconioses sont accompagnées d’anomalies cardiovasculaires et du système nerveux, d’altérations biochimiques et d’une tendance à l’anémie et à la leucopénie, ainsi que de modifications hépatiques.

Dans une autre étude, Roschin et al. (1964) décrit des effets chroniques lors de l’exposition professionnelle de 193 individus à des aérosols de pentoxyde de vanadium. La population étudiée est constituée d’un groupe de 127 salariés de la métallurgie du vanadium et de 66 chaudronniers. La durée d’exposition est supérieure à 10 ans pour 66 % des salariés, comprise entre 5 et 10 ans pour 30 % d’entre eux et inférieure à 5 ans pour les autres. Les niveaux d’exposition ne sont pas mentionnés. Des irritations du nez et de la gorge sont rapportées chez tous les individus. La principale pathologie pulmonaire est une bronchite chronique diagnostiquée dans 40 % des cas. On note également 13 % de fibroses pulmonaires.

Eisler et al. (1968) ont étudié une population de 48 employés de la métallurgie exposés professionnellement au vanadium pour une période de 17,6 + 9 ans. Une bronchite chronique a été diagnostiquée chez 90 % des sujets et 50 % présentaient de sévères bronchites obstructives. 

Certains auteurs ont observé des cas d’asthme lors d’expositions professionnelles. Ainsi, 4 cas sont rapportés chez des salariés exposés à des poussières de vanadium dans une raffinerie de pentoxyde de vanadium (Musk et Tees, 1982). L’un d’entre eux présentait une réponse positive aux tests de sensibilité cutanée aux allergènes environnementaux. Dans une autre étude, un lien entre les salariés exposés au vanadium et la survenue d’asthme et d’hyper-réactivité bronchique a été mis en évidence par Irsigler et al. (1999). Cependant, la population présentant ces effets est très faible et de nombreuses données concernant les expositions ne sont pas rapportées, ce qui ne permet pas d’émettre de conclusions claires.

Chez les travailleurs exposés de manière chronique aux poussières de vanadium, aucun effet cardiovasculaire ou hématologique n’est rapporté (Sjoberg, 1950 ; Vintinner et al., 1955 ; Kiviluoto et al., 1981a). Des travailleurs exposés de manière chronique aux poussières de vanadium (0,01 à 0,5 mg.m^-3) ne présentaient pas d’altération des enzymes sériques phosphatase alcaline, alanine amino-transférase, aspartate aminotransférase et lactate déhydrogénase qui sont des indicateurs d’altération hépatique (Kiviluoto et al., 1981a). Ils ne présentaient pas non plus d’altérations des enzymes témoins de l’activité rénale (Sjoberg, 1950 ; Vintinner et al., 1955 ; Kiviluoto et al., 1981a). D’autres études ont également démontré l’absence d’atteintes rénales lors d’exposition chronique (Sjoberg, 1950 ; Vintinner et al., 1955).

Certains auteurs considèrent qu’une coloration noirâtre de la langue serait le signe caractéristique de l’exposition au vanadium (Lauwerys, 1999).

Des colorations noirâtres de la langue et des irritations des voies respiratoires supérieures sont rapportées chez un groupe de 10 opérateurs de maintenance des chaudières (Todaro et al., 1991). Les niveaux de vanadium urinaire ont été mesurés mais pas les niveaux dans l’air ambiant. Les co-expositions éventuelles ne sont pas précisées.

Dans une autre étude, un salarié a été exposé au pentoxyde de vanadium à des concentrations supérieures à 0,1 mg.m^-3 (30 min/j pendant environ 4 ans) et présentait une coloration noirâtre de la langue caractéristique de l’exposition au vanadium (Kawai et al., 1989). Ces effets ne sont pas retrouvés chez 2 autres salariés travaillant couramment avec du pentoxyde de vanadium à des niveaux d’exposition plus faibles.

Etudes chez les volontaires sains

Les études développées chez le volontaire sain correspondent à des expositions par voie orale.

Dérivés pentavalents du vanadium

Cinq étudiants en médecine de sexe masculin ont reçu une dose de 100 ou 125 mg d’oxytartratovanadate de diammonium/j (équivalent à 1,7 mg.kg^-1 pc.j^-1, pc : 70 kg) pendant 6 semaines (Curran et al., 1959). Aucun signe de toxicité n’a été révélé : pas de modification de la numération formule sanguine ni des plaquettes, ni des examens urinaires, ni de l’urémie, ni de la glycémie, ni du cholestérol, des phosphatases alcalines, des transaminases ou de la bilirubine sérique.

Dérivés tétravalents du vanadium

Le sulfate de vanadyle serait utilisé par certains athlètes pour améliorer leurs performances en diminuant les niveaux sanguins de cholestérol. Une étude en double aveugle a été pratiquée sur des individus (11 hommes et 4 femmes) exposés au sulfate de vanadyle sous forme de capsules (0,5 mg.kg^-1 pc .j^-1 soit 0,12 mg V.kg^-1.j^-1) par voie orale pendant 12 semaines (Fawcett et al., 1996 ; Fawcett et al., 1997). Un groupe témoin de 12 hommes et 4 femmes a reçu des capsules de placebo. Une analyse des paramètres hématologiques et de biochimie clinique a été menée. A la fin de l’étude, aucune différence significative entre les groupes témoin et exposé concernant le poids corporel, la pression sanguine, les indices hématologiques, la viscosité sanguine et les paramètres biochimiques sanguins n’a été constatée.

Dans une autre étude, réalisée par Sommerville et Davies (1962) , un groupe de 12 volontaires a reçu 75 mg de vanadotartrate de diammonium /j (25 mg x 3) pendant 2 semaines suivi par une administration de 125 mg.j^-1 au cours des 5,5 mois suivants (OMS IPCS, 1988). Deux sujets ont été exclus de l’étude suite à des effets gastro-intestinaux. La cholestérolémie n’est pas modifiée. Cinq patients ont présenté des douleurs abdominales persistantes, une anorexie, des nausées et une perte de poids. Ces effets sont diminués lors de la réduction des doses administrées ou lors de l’arrêt du traitement. Cinq hommes ont une langue colorée en noir et un autre une pharyngite avec une ulcération de la langue.

Enfin, des volontaires (70 kg) ont ingéré des capsules de tartrate de vanadyle ammonium (0,47 à 1,3 mg V.kg^-1) pendant 45 à 68 jours (Dimond et al., 1963). Dans cette étude, aucun groupe témoin (excipent ou principe actif) n’a été mis en œuvre ce qui rend difficile l’interprétation des résultats. Les effets observés sont des crampes intestinales, des diarrhées. Aucune altération hématologique (numération formule sanguine), hépatique (niveau sérique de glutamique oxaloacétique transférase, cholestérol, triglycérides ou phospholipides) et rénale (présence d’albumine, d’hémoglobine ou d’éléments formés dans les urines, urée sanguine) n’est observée.

Aucune étude n’a été identifiée.

Dérivés pentavalents du vanadium

Les principaux effets observés lors d’une exposition par inhalation aux dérivés pentavalents du vanadium sont des effets locaux pulmonaires liés au pouvoir irritant du vanadium.

Des rats F344 (10 animaux /sexe/groupe) et des souris B6C3F1 (10 animaux /sexe/groupe) ont été exposés par inhalation à un aérosol de particules de pentoxyde de vanadium aux concentrations de 0 – 1 – 2 – 4 - 8 - 16 mg.m^-3 6 h/j pendant 90 jours (NTP, 2002).

Chez les rats, on observe une augmentation de la mortalité à la concentration la plus élevée (7/10 mâles et 3/10 femelles). Les effets sont une diminution du poids corporel dès 4 mg.m^-3 chez les mâles (40 % par rapport au lot témoin) et 16 mg.m^-3 chez les femelles (70 % par rapport au lot témoin). Des altérations de la fonction respiratoire, une modification de la posture et une léthargie sont rapportées à la concentration la plus élevée. Une augmentation du poids corporel (absolu et relatif) est mesurée chez les mâles et les femelles dès 4 mg.m^-3 (245 % et 217 % par rapport au lot témoin respectivement). Une augmentation de l’incidence des modifications pathologiques du nez et des poumons correspondant à une hyperplasie et à une fibrose a été rapportée dès 2 mg.m^-3 et est retrouvée chez l’ensemble des animaux à partir de 4 mg.m^-3.

Chez les souris, un mâle meurt au cours de l’exposition à la concentration de 16 mg.m^-3. Les signes cliniques correspondant à une diminution du poids corporel sont rapportés dès 8 et 4 mg.m^-3 respectivement chez les mâles et les femelles. Il y a une augmentation (relative et absolue) du poids des poumons chez les mâles et les femelles dès 4 mg.m^-3 correspondant à 182 et 202 % du lot témoin respectivement. Enfin, une inflammation et une hyperplasie épithéliale sont observées dès 8 mg.m^-3.

Dans une autre étude, le lapin exposé par inhalation, 1 heure par jour pendant 8 mois, au pentoxyde de vanadium présentait une gêne respiratoire, des conjonctivites, une dégénérescence des lipides hépatiques et rénaux mais ne présentait pas d’anomalie à l’analyse histopathologique cardiovasculaire, de la moelle osseuse, de la rate et du cerveau (Sjoberg, 1950). Dans la même étude, les animaux exposés aux concentrations les plus élevées (200 mg.m^-3) présentaient des anomalies légères observées lors de l’analyse histo-pathologique du système gastro-intestinal.

Dérivés trivalents du vanadium

Les effets d’une exposition chronique, lors d’une exposition par inhalation au vanadium trivalent (V₂O₃) consistent en des changements hématologiques survenant entre la fin du deuxième et du troisième mois d’exposition. Ces changements sont caractérisés par une diminution de l’albumine, une augmentation des globulines (essentiellement les gamma-globulines), une augmentation des concentrations sériques des acides aminés cystine, arginine et histidine.

Dérivés pentavalents du vanadium

Par voie orale, les dérivés pentavalents du vanadium sont faiblement toxiques. Les principaux effets rapportés sont cardiovasculaires, rénaux, hématologiques, intestinaux et immunitaires de très faible intensité (Wilk et al., 2017).

Plusieurs études rapportent des effets cardiovasculaires correspondant essentiellement à une tachycardie et une hypertension.

Un groupe de 10 rats a reçu pendant 7 mois des doses de 100 µg.mL^-1 de vanadium (métavanadate de sodium) dans l’eau distillée (Carmignani et al, 1991). Un groupe témoin n’a reçu que de l’eau distillée. La fréquence cardiaque et les pressions systolique et diastolique sont significativement augmentées chez les animaux traités par rapport aux témoins.

Dans une autre étude, des lots de 6 rats mâles ont été exposés à des doses de 0, 10 et 40 µg.mL^-1 de métavanadanate de sodium (correspondant à 0 – 1,2 – 4,7 mg.kg^-1 pc.j^-1 dans 20 mL d’eau par jour et 350 g pc) dans l’eau de boisson pendant 210 jours (Boscolo et al., 1994). Dans une deuxième série d’expériences, des lots de 6 rats mâles ont reçu des doses de 0 ou 1 µg de métavanadate de sodium.mL^-1 (environ 0,12 mg.kg^-1 pc.j^-1) dans l’eau de boisson pendant 180 jours. A la fin de la période d’exposition, tous les animaux exposés présentent une augmentation des pressions systolique et diastolique. Aucun effet lié à la dose n’est retrouvé au niveau cardiovasculaire. Les analyses histo-pathologiques ne montrent pas de modifications au niveau du cerveau, du foie, des reins, des poumons, du cœur et des vaisseaux sanguins. Toutefois, un rétrécissement de la lumière des tubules proximaux rénaux a été rapporté chez les animaux exposés aux deux plus fortes doses avec un taux d’incidence non significatif. Une augmentation des activités de la kininase I et II urinaire est mesurée chez les rats à la dose de 40 µg.mL^-1. On n’observe pas d’altération de l’excrétion de la créatinine, de l’azote total, des protéines et du sodium. En revanche, l’élimination urinaire diminue lorsque la dose augmente et le calcium urinaire est diminué uniquement pour la dose de 10 µg.mL^-1 (NOAEL 0,12 mg.kg^-1.j^-1).

Des rats nourris pendant 2 mois avec du vanadate d’ammonium (15 mg V.kg^-1) ont montré une augmentation de la pression du ventricule droit et une hypertension pulmonaire, mais pas d’altérations de la circulation systémique (Susic et Kentera, 1986). Une autre étude a montré que des animaux (espèce non précisée dans l’ATSDR) nourris avec de l’orthovanadate de sodium pendant 6 mois ne présentaient pas de modificatiosn de la fréquence cardiaque ni de la pression artérielle mais une vasoconstriction (Susic et Kentera, 1988).

Des rats ayant reçu du métavanadate de sodium (0, 5, 10 ou 50 ppm) dans l’eau de boisson pendant 3 mois présentaient des infiltrations de mononucléaires essentiellement au niveau périvasculaire dans les poumons, une hypertrophie et une hyperplasie splénique (Domingo et al., 1985). Une altération rénale légère, correspondant à une augmentation de l’urémie et une altération histologique, est rapportée lors de l’exposition à des doses supérieures de 10 % à la DL₅₀. Selon les auteurs, une relation dose-effet semble probable mais l’absence de données quantitatives d’un point de vue histopathologique ne permet pas de l’affirmer. Aucune modification des niveaux enzymatiques, de la bilirubine ou du cholestérol sanguin n’est observée. La présence de vanadium n’est pas détectée dans les organes des rats exposés à la dose de 5 ppm mais est mesurée dans les reins et la rate des rats exposés à 10 ppm et dans tous les organes des rats exposés à la dose de 50 ppm.

Différentes altérations biochimiques sont rapportées. Novakova et al. (1981) ont administré des doses de pentoxyde de vanadium et de cholestérol quotidiennement à des lapins pendant 4 mois. Chez les animaux uniquement exposés au vanadium (0,5 mg.kg^-1 pc) une hypercholestérolémie est observée. Dans une autre étude, des rats (nombre non précisé) ont été exposés au pentoxyde de vanadium dans leur nourriture à des doses de 10 ou 100 ppm de vanadium (17,9 ou 179 ppm de pentoxyde de vandium) pendant 2 ans et demi (Stokinger et al., 1953). Les résultats de cette étude non publiée ont été résumés par Stokinger, 1981. Les critères utilisés pour identifier la toxicité du vanadium sont la croissance corporelle, la survie et le taux de cystine des cheveux. La seule altération mesurée est la diminution de la cystéine totale des poils. A partir de cette étude, un NOAEL de 17,89 ppm (0,89 mg.kg^-1.j^-1) est déterminé.

Des rats exposés au vanadium par introduction de métavanadate de sodium dans la nourriture pendant 100 jours présentaient, pour une exposition à la dose la plus élevée (50 ppm), des diarrhées tout au long de l’exposition (Franke et Moxon, 1937). Lors d’une exposition de 100 jours, l’hémoglobinémie n’est pas modifiée.

Très peu d’étude ont évalué les effets du vanadium sur la fonction immunitaire. Dans ce cadre, des groupes de 10 rats mâles Wistar ont reçu du pentoxyde de vanadium dans l’eau de boisson pendant 6 mois aux concentrations de 0, 1 ou 100 mg V.L^-1 (Mravcova et al., 1993). De même, des souris ICR 10 mâles et 10 femelles ont reçu des doses de pentoxyde de vanadium de 0 ou 6 mg de pentoxyde de vanadium.kg^-1 pc administrées par gavage à raison de 5 j/sem. pendant 6 semaines. Une splénomégalie est observée chez le rat exposé à la dose de 100 mg.L^-1 et chez la souris. Chez cette dernière, celle-ci est associée à une diminution de la cellularité. Il n’y a pas de modification du poids du thymus. Le nombre de leucocytes est augmenté de manière statistiquement significative chez les rats et les souris. On observe dans les deux espèces une diminution de la phagocytose ; cette diminution est dose-dépendante chez le rat. Les souris exposées présentent une intense réponse aux mitogènes tels que la concanavaline A  et une forte stimulation des lymphocytes B lors des tests de plages de lyse (« plaque-forming cells assay ») suggérant une hypersensibilité au vanadium. Enfin, des souris exposées au vanadium dans l’eau de boisson pendant 1 à 3 mois présentent une relation dose-effet avec une diminution non statistiquement significative des cellules de la rate formant des anticorps lors de l’introduction d’érytrocytes de mouton (Sharma et al., 1981). Par ailleurs, l’étude de Domingo et al. (1985) décrite ci-dessus rapporte une hypertrophie et une hyperplasie splénique.

 Dérivés trivalents du vanadium

Les effets d’une exposition chronique, lors d’une exposition par voie orale de trichlorure de vanadium (VCl₃), consistent en des changements hématologiques survenant entre la fin du deuxième et du troisième mois d’exposition. Ces changements sont caractérisés par une diminution de l’albumine, une augmentation des globulines (essentiellement les gamma-globulines), une augmentation des concentrations sériques des acides aminés cystine, arginine et histidine.

A notre connaissance, il n’existe pas de données disponibles lors d’exposition par voie cutanée.

A notre connaissance, aucune étude épidémiologique n’est disponible.

Dérivés pentavalents du vanadium :

Une étude d’inhalation a montré une augmentation de l’incidence des cancers broncho-alvéolaires chez les souris mâles et femelles et chez les rats mâles (IARC, 2003).

Les études ont été réalisées chez les rats F344 et les souris B6C3F1 des deux sexes (NTP, 2002 ; Ress et al., 2003). Les rats (50 animaux par sexe et par lot) ont été exposés (corps entier) au pentoxyde de vanadium (diamètre aérodynamique des particules : 1,2 µm) aux concentrations de 0 – 0,5 – 1 et 2 mg.m^-3, 6 h/j 5 j/sem pendant 2 ans. Il n’y a pas de signes de toxicité important ni d’augmentation de la mortalité. L’altération majeure est une modification histo-pathologique du tractus respiratoire des deux sexes correspondant à une irritation et une inflammation. Une inflammation mineure à modérée et une fibrose interstitielle sont rapportées chez les mâles exposés à au moins 1 mg.m^-3 et chez les femelles à 2 mg.m^-3. Une hyperplasie alvéolaire et bronchiolaire est observée chez les mâles dès 0,5 mg.m^-3 et chez les femelles dès 1 mg.m^-3. Une métaplasie squameuse de l’épithélium alvéolaire est observée chez les mâles et les femelles.

Il y a une légère augmentation des adénomes pulmonaires (alvéolaire et bronchique) (8, 16, 10 et 12 %), des carcinomes (0, 6, 2 et 6 %) et de l’ensemble des adénomes et des carcinomes chez les mâles (8, 20, 12,5 et 18 %) aux concentrations de 0 – 0,5 – 1 - 2 mg.m^-3 respectivement. Il y a des tumeurs pulmonaires sporadiques chez les femelles, mais aucune relation dose-effet n’a pu être établie.

Les souris (50 animaux par sexe et par lot) ont été exposées (corps entier) aux concentrations de pentoxyde de vanadium (diamètre aérodynamique des particules : 1,2 µm) de 0, 1, 2 et 4 mg.m^-3, 6 h/j 5 j/sem pendant 2 ans. Une diminution statistiquement significative du poids corporel est mesurée dans les deux sexes ; cet effet est particulièrement marqué (70 % par rapport au lot témoin en fin de l’étude) chez les femelles exposées à la concentration la plus élevée. Les observations cliniques correspondant à des difficultés respiratoires sont observées aux deux concentrations les plus élevées. L’altération majeure est une modification histopathologique du tractus respiratoire des deux sexes correspondant à une irritation et une inflammation. Une inflammation est observée chez tous les animaux exposés et une fibrose interstitielle est rapportée chez les animaux exposés aux deux concentrations les plus élevées. Une atrophie de l’épithélium olfactif chez toutes les souris exposées et une inflammation nasale pour une exposition aux deux concentrations les plus élevées sont rapportées. Une hyperplasie alvéolaire et bronchiolaire est observée à toutes les concentrations chez les animaux des deux sexes. Une augmentation statistiquement significative des adénomes pulmonaires (26, 32, 52 et 30 % chez les mâles et 2, 34, 46 et 38 % chez les femelles aux concentrations de 0, 1, 2 et 4 mg.m^-3 respectivement), des carcinomes (24, 58, 60 et 70 % chez les mâles et 0, 46, 36 et 44 % chez les femelles aux concentrations de 0, 1, 2 et 4 mg.m^-3 respectivement) et une combinaison des adénomes et des carcinomes (44, 84, 86 et 86 % chez les mâles et 2, 64, 70 et 64 % chez les femelles aux concentrations de
0, 1, 2 et 4 mg.m^-3 respectivement).

Dérivés tétravalents du vanadium :

Dans une étude relative au diabète, des groupes de 8 à 23 rats Wistar ont reçu approximativement 0, 34, 54 ou 90 mg de sulfate de vanadyle.kg^-1 pc par jour dans l’eau de boisson pendant 52 semaines (Dai et McNeill, 1994 ; Dai et al., 1994a ; Dai et al., 1994b). Les investigations ont inclus notamment une biochimie sanguine, une numération formule sanguine, une mesure de la pression sanguine et de la tension artérielle, un examen ophtalmologique, la mesure du poids des organes et une analyse histo-pathologique. Le seul effet rapporté est une réduction de la prise de poids.

Par ailleurs, chez des souris exposées au sulfate de vanadium dans l’eau de boisson (dose de 5 µg.L^-1) pendant la vie entière, on n’observe pas d’augmentation de l’incidence des tumeurs par comparaison avec le lot témoin non exposé (Kanisawa et Schroeder, 1967 ; Schroder et al., 1970 ; Schroder et Mitchener, 1975).

Chez 49 salariés exposés professionnellement au pentoxyde de vanadium, une analyse des altérations de l’ADN a été effectuée sur les leucocytes sanguins ou les lymphocytes (Ivancsits et al., 2002). Les concentrations sériques de vanadium mesurées sont comprises entre 2,18 et 46,3 µg.L^-1. Aucune altération de l’ADN n’a été détectée par le test des comètes (Ehrlich et al. 2008 ; Ivancsits et al. 2002). Cette étude ne révèle pas non plus de stress oxydatif mesuré à l’aide de l’8-hydroxy-2’déoxyguanosine utilisée comme marqueur.

Une augmentation de la formation de micronoyaux dans la moelle osseuse a été observée chez des souris exposées par voie orale au sulfate de vanadyle, à l’orthovanadate de sodium ou au métavanadate d’ammonium (Ciranni et al. 1995 ; Villani et al. 2007). Néanmoins, le test du micronoyau s’est révélé négatif sur des érythrocytes de souris exposées par inhalation (subchronique) au pentoxyde de vanadium (NTP, 2002). Aucune lésion à l’ADN n’a également été observée sur des cellules de moelle osseuse ou spermatozoïdes de souris exposées au sulfate de vanadyle via l’eau de boisson (Ciranni et al., 1995)

A notre connaissance, nous ne disposons pas de données chez l’homme.

Dérivés pentavalents du vanadium :

L’exposition par gavage de rats mâles et femelles au vanadate de sodium (0,5, 10 et 20 mg.kg^-1.j^-1) avant l’accouplement (60 jours pour les mâles et 14 jours pour les femelles), pendant la gestation et la lactation n’affecte pas la fertilité, la reproduction et la parturition (Domingo et al., 1986).

Dans une autre étude, des lots de 24 souris mâles ont reçu du métavanadate de sodium dans l’eau de boisson pendant 64 jours aux concentrations de 0, 20, 40, 60 ou 80 mg.kg^-1 pc.j^-1 (Llobet et al., 1993). A la fin de la période d’exposition, chaque groupe a été divisé en deux sous-groupes de 8 animaux pour l’accouplement, et de 16 animaux pour l’analyse pathologique et l’examen spermatique. Dans l’étude de fertilité, chaque mâle a été accouplé à une femelle non exposée pendant 4 jours. Les femelles ont été sacrifiées 10 jours après la fin de la période d’accouplement et leur contenu utérin a été analysé.

Une diminution de 13 % du poids corporel est observée en fin de période d’exposition chez les mâles ayant reçu la plus forte dose. Une diminution du nombre relatif de femelles en gestation a été observée dans certains groupes, avec une relation dose-effet (NOAEL 40 mg.kg^-1 pc.j^-1). Aucune information n’est donnée concernant le comportement lors de l’accouplement. Il n’y a pas non plus d’altération du nombre d’implantations, de résorption et de fœtus vivants ou morts. Chez les mâles, il n’y a pas d’altération du poids des testicules, en revanche, une diminution (88 % par rapport au lot témoin) du poids absolu de l’épididyme chez les animaux exposés à 80 mg.kg^-1 pc mais sans diminution du poids relatif (du fait de la diminution du poids corporel chez ce lot) est rapportée. Une diminution significative de 30 % du nombre de spermatides est mesurée chez le groupe exposé à la dose la plus forte et une diminution du nombre de spermatozoïdes est rapportée aux doses de 60 et 80 mg.kg^-1 pc mais la relation dose-effet n’est pas claire (99 %, 104 %, 56 %, et 69 % de la valeur du lot témoin pour les groupes exposés aux doses de 20, 40, 60 et 80 mg.kg^-1 pc respectivement). On n’observe pas de différences entre les groupes quant à la mobilité spermatique ou la présence d’anomalies structurelles.

A notre connaissance, nous ne disposons pas de donnée chez l’homme.

Dérivés pentavalents du vanadium :

Des groupes de 18 à 21 rats Wistar femelles en gestation ont reçu 0, 1, 3, 9 ou 18 mg de pentoxyde de vanadium .kg^-1 pc.j^-1 par gavage dans de l’huile végétale du 6^e au 15^e jour de la gestation (Yang et al., 1986). Les animaux ont été sacrifiés au vingtième jour de la gestation et le contenu utérin a été examiné. Une diminution statistiquement significative du gain de poids corporel des mères est mesurée chez les animaux exposés à 9 et 18 mg.kg^-1 pc (75 % et 40 % par rapport au groupe témoin, respectivement). Aucune augmentation du nombre de résorption ou de mort fœtale n’a été observée ; ces résultats ne sont pas rapportés à la portée et leur interprétation est difficile. Le poids corporel, la taille et la longueur de la queue sont diminués pour les fœtus issus des mères exposées à la dose la plus élevée (87 %, 92 % et 94 % par rapport au lot témoin, respectivement). Un retard d’ossification occipital (pour le groupe exposé à la dose la plus élevée) et une absence ou un retard d’ossification du sternum (pour l’ensemble des groupes) sont observés ; ces résultats ne sont pas rapportés à la portée et leur interprétation est difficile. Une augmentation statistiquement significative des anomalies du squelette est mesurée à la dose la plus élevée. Aucune anomalie viscérale n’est rapportée.

Des rats exposés au métavanadate de sodium par voie orale présentent une légère altération du développement.

Des groupes de 20 rates ayant été accouplées et présumées gestantes ont été exposées, par voie intra-gastrique, à 0, 5, 10 ou 20 mg de métavanadate de sodium .kg^-1 pc (0 – 2,1 – 4,2 – 8,4 mg V.kg^-1 pc) dans de l’eau distillée du 6^e au 14^e jour de la gestation (Paternain et al., 1987). Les fœtus ont été prélevés au 20^e jour de gestation. Nous ne disposons pas de données relatives à la toxicité maternelle. On observe l’absence d’embryolétalité, de tératogénicité et d’anomalie significative du squelette ou des viscères chez les nouveau-nés. Cependant, une augmentation d’hématomes de la face, du dos, du thorax et des extrémités est rapportée ainsi qu’une hydrocéphalie chez 2 sur 98 fœtus à la dose de 20 mg.kg^-1 pc.

Une étude sur deux générations montre une altération du métabolisme du collagène pulmonaire chez les fœtus, lorsque les parents ont été exposés sur l’ensemble de leur vie au vanadium (Kowalska, 1988).

Dans une étude sur la reproduction et le développement, les jeunes dont les mères ont été exposées à des doses élevées de métavanadate de sodium (0, 5, 10 et 20 mg.kg^-1.j^-1 soit 0, - 2,1 - 4,2 – 8,4 mg V.kg^-1.j^-1) présentent une diminution statistiquement significative du poids et de la taille pour tous les lots exposés chez les deux sexes. Une diminution du poids relatif du foie est également observée chez tous les animaux ainsi qu’une diminution du poids relatif des reins chez toutes les femelles. Un LOAEL de 2,1 mg.kg^-1.j^-1 pour le développement (diminution du poids et de la taille corporelle) a été retenu à partir de cette étude (Domingo et al., 1986).

Enfin, des groupes de 18 à 20 souris gestantes ont été exposés par gavage à des doses de 0 –7,5 – 15 – 30 – 60 mg d’orthovanadate de sodium.kg^-1 pc (0 – 2,1 – 4,2 – 8,3 – 16,6 V.kg-1 pc) dans de l’eau déionisée du 6^e au 15^e jour de la gestation (Sanchez et al., 1991). Les animaux ont été sacrifiés au 18^e jour de la gestation. Il y a une mortalité maternelle importante aux doses de 30 et 60 mg.kg^-1 pc (4/18 et 17/19 respectivement). Les deux femelles survivantes à la dose la plus élevée ont été exclues du reste de l’étude. Une diminution du gain de poids (20 %) est mesurée chez les mères du groupe exposé à 15 mg.kg^-1. La seule altération du développement rapportée est un retard d’ossification chez les fœtus du groupe exposé à 30 mg.kg^-1 pc.

Dans le cadre d’une étude étendue de toxicité sur le développement partiellement publiée par le NTP (Roberts et al., 2019), des rats ont été initialement exposés in utero et via le lait maternel, puis ont continué à recevoir les mêmes doses que leurs mères (de 31,3 à 500 mg.L^-1) de métavanadate de sodium via l'eau potable pendant 13 semaines après le sevrage. Une mortalité maternelle est rapportée pendant la parturition et la lactation dans les lots exposés aux deux plus fortes doses (250 et 500 mg.L^-1 soit environ 25 et 43 mg.kg^-1.j^-1), ainsi qu’une baisse de croissance pondérale proportionnelle à la dose. Une diminution de la survie post-natale (1 à 10 jours) a également été rapportée dans le lot exposé à la plus forte dose (soit environ 99 mg.kg^-1.j^-1), ainsi qu’une baisse de poids en fin de traitement (13 semaines) chez les petits mâles des groupes exposés aux deux doses (soit environ 18 et 36 mg.kg^-1.j^-1), et à partir de 500 mg.L^-1 (soit environ 40 mg.kg^-1.j^-1) chez les femelles. Les données cliniques, le poids des organes et des données histologiques sont en cours d’analyse.

Dérivés tétravalents du vanadium :

Des lots de 22 souris gestantes ont reçu par gavage des doses de 0 – 37,5 – 75 – 150 mg.kg^-1 pc.j^-1 du 6^e au 15^e jour de la gestation (Paternain et al., 1990). Les animaux ont été sacrifiés au 18^e jour de la gestation. Une diminution du gain de poids liée à la dose pouvant atteindre 62 % des valeurs du témoin pour le lot exposé à 150 mg.kg^-1 pc est observée ; cette diminution n’est pas associée à une diminution de la consommation de la nourriture. Il n’y a pas d’altération du nombre total d’implants par femelle, de fœtus vivants, de résorptions par femelle ou de morts fœtale. Le poids des fœtus est significativement diminué à toutes les doses (87 %, 87 % et 79 % par rapport à la valeur du lot témoin, respectivement) ainsi que la taille (97 %, 85 % et 82 % par rapport à la valeur du lot témoin, respectivement). Le principal effet est l’augmentation de l’incidence de la non-fermeture de la fente palatine aux doses de 75 et 150 mg.kg^-1 pc et de micrognathie aux doses de 37,5 - 75 – 150 mg.kg^-1 pc. La seule anomalie de la tête est une hydrocéphalie observée aux doses de 75 et 150 mg.kg^-1 pc. Un retard d’ossification est retrouvé pour l’ensemble des lots, même le lot témoin. Dans cette étude, l’ensemble des effets observés chez les fœtus semble secondaire à la toxicité maternelle.

Contrairement à ce qui a été observé avec le métavanadate de sodium, le sulfate de vanadyle n’a entraîné aucune toxicité maternelle, ni effet sur le développement de la progéniture dans l’étude étendue de toxicité sur le développement réalisée par le NTP en parallèle chez le rat aux doses de 0 – 21 – 41,9 – 83,3 – 168 – 335 mg.L^-1 (Roberts et al., 2019). L'analyse des concentrations totales de vanadium dans le plasma et l'urine d'un sous-ensemble de rats F1 à la fin de la période d'exposition des deux études a indiqué une absorption plus élevée du métavanadate de sodium par rapport au sulfate de vanadyle lors de la consommation de niveaux similaires de vanadium, ce qui peut expliquer la toxicité différentielle entre ces deux composés. Les analyses complémentaires (organes/histologie) sont en cours.