Uranium

Effets sur la santé

Absorption, distribution et excrétion

Même s'il est très répandu dans l'environnement, l'uranium n'a aucune fonction métabolique connue chez les animaux et il est actuellement considéré comme un élément non essentiel³.

L'absorption de l'uranium dans le tractus gastro-intestinal dépend de la solubilité du composé d'uranium³, de la consommation antérieure d'aliments⁵⁰,⁵¹, de la dose⁵¹ et de l'administration concomitante d'agents oxydants comme l'ion fer(III) et la quinhydrone⁵⁰. L'absorption moyenne de l'uranium par voie gastro-intestinale chez un être humain adulte est de 1 à 2 p. cent⁵²,⁵³,⁵⁴, mais elle peut être de moins de 0,1 p. cent ou atteindre 5 à 6 p. cent dans certaines conditions⁵⁵. Au cours d'une étude portant sur 60 volontaires, Tracy et Limson Zamora⁵⁶ ont signalé une moyenne géométrique d'absorption gastro-intestinale de 1 p. cent, avec une variation de 0,1 à 4 p. cent. Seulement 0,06 p. cent de l'uranium ingéré a été absorbé chez des rats Sprague-Dawley et des lapins néozélandais blancs nourris ad libitum et qui avaient libre accès à de l'eau potable contenant de l'hexahydrate de nitrate d'uranyle à des concentrations atteignant 600 mg/L pendant des périodes pouvant aller jusqu'à 91 jours⁵⁷.

À la suite d'une ingestion, l'uranium apparaît rapidement dans la circulation sanguine⁵¹, où il se lie principalement aux globules rouges⁵⁸. Dans le plasma, il se forme un complexe uranyle-albumine non diffusible en équilibre avec un complexe carbonate d'hydrogène-uranium (UO₂HCO₃⁺) ionique diffusible²⁵. En raison de leur grande affinité avec les groupes phosphate, carboxyle et hydroxyle, les composés uranyles se combinent facilement aux protéines et aux nucléotides pour former des complexes stables²⁵. La clairance de la circulation sanguine s'effectue rapidement aussi et l'uranium s'accumule par la suite dans les reins et le squelette. On en retrouve peu dans le foie⁵¹. Dans le squelette, qui est le principal site d'accumulation de l'uranium⁵², l'ion uranyle remplace le calcium dans le complexe hydroxyapatite des cristaux osseux²⁵.

Les résultats d'études réalisées sur des animaux de laboratoire indiquent que la quantité d'uranium soluble accumulé dans l'organisme est proportionnelle à l'apport par ingestion ou inhalation⁵². On a estimé que la charge totale d'uranium dans le corps est de 40 µg chez les êtres humains⁵²,⁵⁹.

Une fois l'équilibre atteint dans le squelette, l'uranium est excrété dans l'urine et les fèces. On a constaté que l'excrétion par l'urine chez les êtres humains représentait environ 1 p. cent de l'excrétion totale, soit une moyenne de 4,4 µg/j⁴³ : le taux dépend en partie du pH de l'urine tubulaire³. La majeure partie du complexe carbonate d'hydrogène-uranium est stable dans des conditions alcalines et est excrétée dans l'urine. Si le pH est faible, le complexe se dissocie à un degré variable et l'ion uranyle peut alors se lier aux protéines cellulaires de la paroi tubulaire. Il en résulte une réduction de l'excrétion de l'ion uranyle et la liaison avec les protéines peut nuire à la fonction tubulaire.

On a estimé que la demi-vie de l'uranium dans le rein du rat était d'environ 15 jours. La clairance du squelette est beaucoup plus lente : on a estimé des demi-vies de 300 et de 5 000 jours en se basant sur un modèle à deux compartiments⁵². Des demi-vies générales respectives de 5 à 11 jours et de 93 à 165 jours ont été relevées par une autre étude sur la clairance de l'uranium dans le rein et le squelette du rat, sur la base d'un modèle à dix compartiments⁶⁰. La demi-vie générale d'élimination de l'uranium estimée dans des conditions d'apport quotidien normal s'est située entre 180 et 360 jours³. Dans le cas des lapins, Tracy et al.⁵⁷ ont calculé, pour l'uranium, des demi-vies de 14 jours dans les reins et de plus de 200 jours dans les os. Quatorze p. cent de l'uranium absorbé se déposait dans les os, et 3 p. cent dans les reins.

Effets sur les êtres humains

La néphrite est le principal effet chimique de l'uranium chez les animaux et les êtres humains⁶¹.

On dispose de peu d'informations au sujet des effets chroniques sur la santé de l'exposition des êtres humains à l'uranium présent dans l'environnement. En Nouvelle-Écosse, on a effectué des études cliniques sur 324 personnes exposées à différentes quantités d'uranium présent naturellement dans leur eau potable (concentrations d'uranium atteignant 0,7 mg/L) provenant de puits privés. On n'a constaté aucun lien entre une néphropathie apparente ou toute autre affection symptomatique et l'exposition à l'uranium. On a toutefois observé une tendance à l'augmentation de l'excrétion de la ß₂-microglo-buline par l'urine avec l'augmentation de la concentration d'uranium dans l'eau de puits; ceci indique la présence possible d'une déficience tubulaire préalable et laisse supposer que ce paramètre pourrait être utile comme indice de toxicité subclinique. Le groupe dont l'eau de puits avait la teneur la plus élevée en uranium n'a pas suivi cette tendance, mais on a attribué cette différence au fait que la plupart de ses membres avaient considérablement réduit leur consommation d'eau de puits au moment où les mesures ont été effectuées, ce qui semblerait indiquer que la déficience tubulaire soup-çonnée pourrait être rapidement réversible²⁴,²⁵.

Dans le cadre d'une étude visant à déterminer les effets sur le rein d'une ingestion chronique d'uranium dans l'eau potable, Limson Zamora et al.⁴⁹ ont divisé les résidents de deux collectivités (situées en Nouvelle-Écosse et en Ontario) en deux groupes : le groupe très exposé (n = 30) consommait de l'eau potable provenant de puits privés et contenant des concentrations d'uranium variant de 2 à 781 µg/L, tandis que le groupe peu exposé (n = 20) consommait de l'eau provenant du réseau de distribution municipal et contenant des concentrations d'uranium de -1 µg/L. On a utilisé l'apport total d'uranium provenant de l'eau et des aliments pendant 3 jours comme indicateur pour établir un lien entre l'exposition à l'uranium et différents marqueurs biologiques. Deux types de marqueurs biologiques ont été utilisés : des indicateurs de la fonction rénale (c.-à-d. créatinine, glucose, protéines totales et ß₂-microglobuline) et des marqueurs de la toxicité cellulaire (p. ex. phosphatase alcaline, g-glutamyltransférase et lactate-déshydrogénase). L'on a remarqué que l'excrétion du glucose augmentait avec l'augmentation de l'apport quotidien d'uranium, mais pas celle de la créatinine et des protéines. On a de plus établi un lien entre la phosphatase alcaline et la ß₂-microglobuline et l'apport d'uranium dans les données totalisées concernant les sujets des deux sexes. Combinés, ces résultats semblent indiquer qu'aux niveaux d'apport d'uranium observés au cours de cette étude, la partie du néphron la plus exposée à des lésions est le tubule proximal plutôt que le glomérule.

Une étude pilote réalisée en 1993 dans trois collectivités de la Saskatchewan a révélé un lien significatif sur le plan statistique (p = 0,03) entre des concentrations croissantes mais normales d'albumine dans l'urine (mesurées en mg/mmol de créatinine) et l'indice cumulatif de l'uranium. D'après les auteurs, cette étude a démontré que la microalbuminurie était un indicateur sensible de néphropathie précoce. On a calculé l'indice cumulatif pour chacun des participants à l'étude en multipliant la concentration d'uranium dans l'eau potable par le nombre de tasses d'eau consommées par jour et le nombre d'années passées à l'adresse courante⁶². L'étude a porté sur 100 participants de trois secteurs différents où les concentrations moyennes d'uranium variaient de 0,71 (témoin) à 19,6 µg/L. Les concentrations d'albumine dans l'urine ont varié de 0,165 à 16,1 mg/mmol de créatinine et huit participants ont présenté des concentrations « élevées » d'albumine dans l'urine (>3,0 mg/mmol de créatinine). Chez trois participants, les concentrations de créatinine sérique dépassaient 120 µmol/L (plage de 50 à 170 µmol/L), ce qui indiquerait des dommages prévalents aux reins. Il n'y a aucune raison de croire que ces concentrations élevées de créatinine sont attribuables à l'ingestion d'uranium. Il faut cependant préciser que l'on n'a pas exclu les diabétiques de l'étude, mais que l'on a tenu compte, dans l'analyse statistique des résultats, du statut de diabétique et de l'âge, qui constituent des facteurs de risque connus de dysfonctionnement rénal. Une étude de suivi est en cours.

Études toxicologiques

La DL₅₀ par voie orale de l'acétate d'uranyle chez les rats et les souris est respectivement de 204 mg/kg p.c. et de 242 mg/kg p.c.⁶³. L'horripilation, une importante perte de poids et une hémorragie dans les yeux, les jambes et le nez sont au nombre des signes les plus courants de toxicité aiguë.

La lésion rénale la plus courante que provoque l'uranium chez les animaux de laboratoire est l'endommagement des tubes contournés proximaux, principalement dans les deux tiers distaux³,⁶⁴,⁶⁵. Le taux auquel les effets surviennent est fonction de la dose⁶⁶. On a montré récemment que l'uranyle inhibe l'utilisation de l'ATP, qu'elle soit dépendante ou indépendante du transport du Na⁺, ainsi que la phosphorylation oxydative des mitochondries dans le tube proximal rénal⁶⁵,⁶⁶. À des doses qui ne sont pas assez puissantes pour détruire une masse critique de cellules rénales, l'effet semble réversible, car certaines cellules sont remplacées. Le nouveau revêtement épithélial diffère toutefois de celui de l'épithélium normal sur le plan morphologique et peut-être sur le plan fonctionnel³,⁵². Sur le plan histopathologique, les cellules régénérées sont de simples cellules aplaties sans micro-villosités sur la surface intracavitaire et les mitochondries y sont moins nombreuses⁶⁶.

Il semble que l'exposition répétée à l'uranium peut créer une tolérance^67-69. Cette tolérance ne prévient toutefois pas les dommages chroniques au rein, car les cellules régénérées sont très différentes. Bien que le processus de réparation puisse sembler très perfectionné sur le plan histopathologique, les changements biochimiques urinaires ne reviennent à la normale que lentement⁶⁶. Les altérations provoquant un épaississement, causé par l'accumulation de l'uranium dans le rein, de la membrane basale glomérulaire du rein peuvent être assez graves et prolongées pour provoquer des dommages permanents⁷⁰. On a également signalé que les changements ultrastructuraux persistants dans les tubes proximaux du lapin étaient liés à la capacité du rein à stocker l'uranium⁷¹. Les dommages cellulaires dans les tubes proximaux ont été beaucoup plus graves chez les animaux auxquels on avait accordé une période de récupération allant jusqu'à 91 jours que chez ceux qu'on a sacrifiés à la fin de la période d'exposition. La tolérance acquise ne devrait donc pas être considérée comme une méthode pratique de protection contre l'intoxication à l'uranium.

Quarante rats mâles Sprague-Dawley auxquels on a administré du dihydrate d'éthanoate d'uranium dans l'eau potable à raison de 0, 2, 4, 8 ou 16 mg/kg p.c. par jour (ce qui équivaut à 0, 1,1, 2,2, 4,5 ou 9,0 mg d'uranium/kg p.c. par jour) pendant 4 semaines ont manifesté divers effets biochimiques, notamment une élévation de la glycémie à ≥4 mg de dihydrate d'éthanoate d'uranium/kg p.c. par jour, une baisse des taux d'aspartate-aminotransférase et d'alanine-transaminase à ≥8 mg de dihydrate d'éthanoate d'uranium/kg p.c. par jour, une augmentation de plusieurs paramètres hématologiques à 16 mg de dihy dr ate d'éthanoate d'uranium/kg p.c. par jour et une élévation des taux de protéines totales chez tous les groupes traités⁷². Les auteurs ont jugé que la dose sans effet nocif observé (NOAEL) était de 2 mg de dihydrate d'éthanoate d'uranium/kg p.c. par jour (1,1 mg d'uranium/kg p.c. par jour).

Des groupes de 15 rats mâles et de 15 rats femelles Sprague-Dawley sevrés ont consommé pendant 91 jours de l'eau contenant de l'hexahydrate de nitrate d'uranyle à <0,001 (témoins), 0,96, 4,8, 24, 120 ou 600 mg/L (ce qui équivaut à <0,0001, 0,06, 0,31, 1,52, 7,54 et 36,73 mg d'uranium/kg p.c. par jour chez les mâles et à <0,0001, 0,09, 0,42, 2,01, 9,98 et 53,56 mg d'uranium/ kg p.c. par jour chez les femelles)⁷³. On a observé des changements d'ordre histopathologique principalement dans le foie, la thyroïde et les reins. Dans le foie, des lésions liées au traitement ont été constatées chez les sujets des deux sexes à toutes les doses : il s'agissait généralement de changements aspécifiques du cytoplasme et du noyau. On n'a pas jugé que les lésions de la thyroïde étaient spécifiques au traitement à l'uranium. Le rein était le tissu le plus atteint. Chez les sujets mâles, les lésions rénales statistiquement significatives associées au traitement (signalées à toutes les doses) comprenaient une vésiculation du noyau, une vacuolisation cytoplasmique et une dilatation tubulaire. D'autres lésions statistiquement significatives ont été observées chez les mâles (≥4,8 mg d'hexahydrate de nitrate d'uranyle/L), notamment des adhésions glomérulaires, un déplacement apical des noyaux de l'épithélium tubulaire proximal et une dégranulation cytoplasmique. Chez les sujets femelles, les changements rénaux statistiquement significatifs comprenaient une vésiculation des noyaux de l'épithélium tubulaire (à toutes les doses) et une anisocaryose (à toutes les doses, sauf à 4,8 mg d'hexahydrate de nitrate d'uranyle/L). Les changements les plus importants chez les femelles ont toutefois été une sclérose capsulaire des glomérules et une sclérose des fibres de réticuline des membranes interstitielles : ces changements sont survenus à toutes les doses et sont considérés comme des « lésions irréparables ». En se basant sur la fréquence et la gravité des lésions dégénératives dans le tube contourné proximal du rein, on a calculé que la plus faible dose avec effet nocif observé (LOAEL) déterminée pour les effets nocifs sur le rein chez les rats mâles et femelles était de 0,96 mg d'hexahydrate de nitrate d'uranyle/L (ce qui équivaut à 0,09 mg d'uranium/kg p.c. par jour chez les femelles et à 0,06 mg d'uranium/kg p.c. par jour chez les mâles). La raison de cette différence de sensibilité entre les mâles et les femelles n'est pas très claire, mais elle ne semble pas due à des différences pharmacocinétiques, car l'accumulation d'uranium dans le tissu rénal n'a pas différé de façon significative entre les deux sexes à toutes les doses et les femelles ont reçu une dose moyenne pondérée en fonction du temps plus élevée que les mâles.

Au cours d'une étude semblable, des groupes de dix lapins néozélandais blancs mâles ont reçu pendant 91 jours de l'hexahydrate de nitrate d'uranyle dans l'eau potable à des concentrations de <0,001 (témoins), 0,96, 4,8, 24, 120 ou 600 mg/L (ce qui équivaut à 0, 0,05, 0,2, 0,88, 4,82 et 28,7 mg d'uranium/kg p.c. par jour)⁷⁴. Ces lapins n'étaient pas exempts de Pasteurella et quatre d'entre eux ont contracté une infection par Pasteurella au cours de l'étude. Au cours de la même étude, dix lapins femelles exempts de Pasteurella ont été exposés pendant 91 jours à une eau potable contenant <0,001 (témoins), 4,8, 24 ou 600 mg d'hexahydrate de nitrate d'uranyle/L (ce qui équivaut à 0, 0,49, 1,32 et 43,02 mg d'uranium/kg p.c. par jour). Des changements histopathologiques ont été observés dans les tubules rénaux, le foie, la thyroïde et l'aorte chez les deux sexes. Chez les lapins mâles, on a observé des changements histopathologiques dans les tubules rénaux à des doses de plus de 0,96 mg d'hexahydrate de nitrate d'uranyle/L. Par rapport aux témoins, les changements significatifs liés au traitement comprenaient une vacuolisation cytoplasmique, une anisocaryose, une pycnose du noyau et une vésiculation du noyau. L'incidence de la vésiculation du noyau et de l'anisocaryose semblait liée à la dose; des deux modifications, la vésiculation du noyau était la plus fréquente et la plus grave. D'autres changements liés au traitement ont inclus une dilatation tubulaire, une hyperchromicité, une atrophie tubulaire, des changements dans le collagène interstitiel et une sclérose des fibres de réticuline. On a observé au total dix indicateurs morphologiques différents de lésion tubulaire chez le groupe le plus fortement exposé. En se basant sur les changements du noyau dans les reins, on a estimé que la LOAEL était de 0,96 mg d'hexahydrate de nitrate d'uranyle/L (ce qui équivaut à 0,05 mg d'uranium/kg p.c. par jour). Chez les lapins femelles exempts de Pasteurella, les changements du noyau liés à la dose et au traitement dans les tubules rénaux comprenaient une anisocaryose et une vésiculation très différentes des effets observés chez les témoins à toutes les doses. On a observé d'autres modifications du rein liées au traitement, comme une vacuolisation cytoplasmique, une atrophie tubulaire et une pycnose du noyau. Les changements histopathologiques du rein ont en général été moins prononcés chez les femelles que chez les mâles. On a estimé que la LOAEL était de 4,8 mg d'hexahydrate de nitrate d'uranyle/L (ce qui équivaut à 0,49 mg d'uranium/kg p.c. par jour). Chez les deux sexes, les changements histopathologiques du foie, de la thyroïde et de l'aorte étaient similaires. Dans le foie, les changements peuvent avoir été liés au traitement, même si l'on a observé des animaux très peu atteints dans tous les groupes, et les changements de la thyroïde étaient légers. Les changements de l'aorte n'étaient pas fonction de la dose. Il faut préciser qu'on n'a pas observé de changements semblables de l'aorte au cours des études de 91 jours sur l'hexahydrate de nitrate d'uranyle chez le rat⁷³. Il est toutefois intéressant de relever que même si les lapins femelles ont consommé en moyenne 65 p. cent plus d'eau que les mâles et ont ingéré en moyenne environ 50 p. cent de plus d'uranium en mg/kg p.c. par jour, les concentrations dans leurs tissus n'ont pas augmenté de la même façon. La concentration moyenne d'uranium dans le rein chez les femelles représentait 20 p. cent de celle des mâles, alors que dans les os, elle atteignait 76 p. cent de celle constatée chez les mâles. Les différences qualitatives et quantitatives entre les mâles et les femelles semblent indiquer des différences au niveau des paramètres pharmacocinétiques, ce qui contraste avec les résultats de l'étude sur le rat effectu&eacu te;e par les mêmes auteurs⁷³.

Au cours d'une étude supplémentaire qui visait à observer la réversibilité des lésions rénales chez des lapins néozélandais blancs mâles exempts de Pasteurella, des groupes de 5 à 8 animaux ont reçu <0,001 (témoins), 24 ou 600 mg d'hexahydrate de nitrate d'uranyle/L (ce qui équivaut à 0, 1,36 et 40,98 mg d'uranium/kg p.c. par jour) dans l'eau potable pendant 91 jours, avec une période de récupération allant jusqu'à 91 jours⁷⁵. Des lésions histopathologiques mineures ont été constatées dans le foie, la thyroïde et l'aorte. Dans le rein, on a observé des lésions tubulaires avec changements dégénératifs du noyau, vacuolisation cytoplasmique et dilatation tubulaire chez les sujets ayant reçu la forte dose, et chez lesquels la résolution n'a pas été constante, même après une période de récupération de 91 jours. Même si la gravité des changements histopathologiques à 600 mg d'hexahydrate de nitrate d'uranyle/L n'a pas augmenté entre le groupe qui a récupéré pendant 45 jours et celui qui a récupéré pendant 91 jours, la prévalence prolongée des changements histopathologiques pendant cette période semble indiquer que la lésion est auto-entretenue. De plus, la présence de changements sclérotiques dans les membranes basales tubulaires et dans le tissu interstitiel du rein a persisté durant la période de récupération et représente donc très probablement une lésion permanente⁷⁰,⁷¹,⁷⁵. En général, les lapins mâles n'ont pas réagi de façon aussi spectaculaire que ceux de la première étude⁷⁴, même si les changements histopathologiques observés au cours de cette étude ressemblaient à ceux remarqués chez les lapins femelles de l'étude précédente. Les animaux de cette étude ont consommé environ 33 p. cent d'uranium en plus par jour que les mâles de l'étude précédente⁷⁴. On a toutefois constaté que le tissu rénal contenait 30 p. cent de moins de résidus d'uranium, ce qui semblerait indiquer que les lapins exempts de Pasteurella sont moins sensibles que la souche non exempte de Pasteurella aux effets de l'ion uranyle dans l'eau potable. D'après les données histopathologiques sur le rein, on estime que la LOAEL pour les lapins néozélandais mâles utilisés dans cette étude s'établit à 24 mg ou moins d'hexahydrate de nitrate d'uranyle/L.

Au cours d'une série antérieure d'expériences, on a administré des doses très élevées (atteignant 20 p. cent de l'alimentation) de divers composés d'uranium à des rats, des chiens et des lapins pendant des périodes allant de 30 jours à 2 ans⁷⁶. À la suite d'études histopathologiques très limitées, on a signalé des dommages aux reins chez toutes les espèces.

On a signalé des effets indésirables sur la reproduction, soit sur le nombre total de portées et le nombre moyen de petits par portée, chez des rats ayant reçu 2 p. cent d'hexahydrate de nitrate d'uranyle pendant 7 mois⁷⁶. Au cours d'études plus récentes, on a analysé les effets tératogènes et embryotoxiques et les résultats sur la reproduction de l'administration de dihydrate d'acétate d'uranyle à des souris. Domingo et al.⁷⁷ ont évalué la toxicité de l'uranium sur le développement en traitant des groupes de 20 souris suisses gestantes par gavage à des doses de 0, 5, 10, 25 ou 50 mg de dihydrate d'acétate d'uranyle/kg p.c. par jour (ce qui équivaut à 0, 2,8, 5,6, 14 et 28 mg d'uranium/kg p.c. par jour) du 6^e au 15^e jour de la gestation. Les animaux ont été sacrifiés le 18^e jour de la gestation. Bien que toutes les mères aient survécu jusqu'au sacrifice, on a observé une réduction liée à la dose de la prise de poids par la mère, une baisse importante de la consommation alimentaire quotidienne et une augmentation importante du poids du foie. On a observé chez les foetus de souris à toutes les doses une toxicité foetale liée à l'exposition, y compris une baisse de la masse corporelle et de la longueur des foetus, ainsi qu'une incidence accrue de rachitisme foetal par portée, de malformations externes et internes et de variations du développement. À des doses ≥14 mg d'uranium/kg p.c. par jour, les malformations spécifiques comprenaient des fentes palatines et des sternèbres bipartites et les variations du développement comprenaient une réduction de l'ossification et des variations de la non-ossification du squelette. On n'a observé de signe d'effet embryocide à aucune dose. Compte tenu des effets toxiques chez la mère et le foetus, on pourrait proposer une LOAEL de 2,8 mg d'uranium/kg p.c. par jour.

Au cours d'une seconde étude, Domingo et al.⁷⁸ ont évalué l'effet de l'uranium sur la dernière partie du développement du foetus, sur la parturition, sur la lactation et sur la viabilité postnatale. Des groupes de 20 souris femelles ont reçu par gavage, du 13^e jour de la gestation au 21^e jour de la lactation, des doses de 0, 0,05, 0,5, 5 ou 50 mg de dihydrate d'acétate d'uranyle/kg p.c. par jour (ce qui équivaut à 0, 0,028, 0,28, 2,8 et 28 mg d'uranium/kg p.c. par jour). Les décès maternels (2/20 et 3/20 aux deux doses les plus élevées, respectivement) ont été attribués au traitement. La toxicité maternelle ne s'est toutefois pas manifestée par des changements de poids corporelle ou de la consommation alimentaire, même si le poids relatif du foie a diminué considérablement chez les sujets de tous les groupes traités. On a observé dans le groupe ayant reçu la plus forte dose une baisse de la viabilité des nouveau-nés, indiquée par des diminutions importantes de la taille des portées au 21^e jour de la lactation, et une diminution importante des indices de viabilité et de lactation. En se basant sur les effets sur le développement des nouveau-nés, les auteurs ont établi une dose sans effet observé (NOEL) de 2,8 mg d'uranium/kg p.c. par jour.

Paternain et al.⁷⁹ ont étudié les effets de l'uranium sur la reproduction, la gestation et la survie postnatale chez la souris. On a administré à des groupes de 25 souris suisses mâles adultes des doses intragastriques de 0, 5, 10 ou 25 mg de dihydrate d'acétate d'uranyle/kg p.c. par jour (ce qui équivaut à 0, 2,8, 5,6 et 14 mg d'uranium/ kg p.c. par jour) pendant les 60 jours précédant leur accouplement avec des femelles adultes (25 par groupe). Les femelles ont été exposées pendant les 14 jours précédant l'accouplement (mâles et femelles ont été accouplés en fonction de leurs doses respectives) et l'exposition s'est poursuivie pendant l'accouplement, la gestation, la parturition et l'alla itemen t des portées. La moitié des mères traitées ont été sacrifiées le 13^e jour de la gestation. Aucun effet lié au traitement n'a été observé sur l'accouplement ou la fertilité. L'effet embryocide (nombre de résorptions foetales tardives et de foetus morts) a augmenté considérablement et le nombre de foetus vivants a diminué dans le groupe ayant reçu la dose la plus élevée. La létalité chez les nouveau-nés (à la naissance et au 4^e jour de la lactation) a augmenté considérablement à ≥5,6 mg d'uranium/kg p.c. par jour et la croissance des nouveau-nés (diminution du poids et de la longueur) et le développement de la progéniture, depuis la naissance et durant toute la période de lactation, ont été considérablement affectés dans le groupe ayant reçu la dose élevée. La NOEL a été de 5 mg de dihydrate d'acétate d'uranyle/kg p.c. par jour, ce qui équivaut à 2,8 mg d'uranium/kg p.c. par jour.

On a signalé aussi des changements dégénératifs non spécifiés dans les testicules de rats après une administration chronique d'hexahydrate de nitrate d'uranyle et de fluorure d'uranyle dans les aliments⁷⁶,⁸⁰,⁸¹. Au cours d'une étude plus récente, on a exposé des souris suisses mâles pendant 64 jours à du dihydrate d'acétate d'uranyle dans l'eau potable, à des doses de 0, 10, 20, 40 ou 80 mg/kg p.c. par jour (ce qui équivaut à 0, 5,6, 11,2, 22,4 et 44,8 mg d'uranium/kg p.c. par jour) durant 4 jours avant leur accouplement avec des femelles non traitées⁸². À l'exception d'altérations interstitielles et d'une vacuolisation des cellules de Leydig à la dose la plus élevée, aucun effet n'a été observé dans les fonctions testiculaires et dans la spermatogenèse. On a cependant constaté une baisse importante, non liée à la dose, du taux de gestation de ces animaux.

Bien qu'un cancer des os ait été provoqué chez des animaux de laboratoire par injection ou inhalation de composés solubles d'isotopes d'uranium à activité spécifique élevée ou de mélanges d'isotopes d'uranium, aucun effet cancérogène n'a été signalé chez les animaux ayant ingéré des composés d'uranium solubles ou insolubles⁵².

Mutagénicité

Le nitrate d'uranyle s'est avéré cytotoxique et génotoxique dans des cellules d'ovaire de hamsters chinois à des concentrations de 0,01 à 0,3 mmol/L. On a observé une diminution de la viabilité des cellules, un ralentissement de la cinétique du cycle cellulaire et une augmentation du nombre de micronoyaux, d'échanges de chromatides soeurs et d'aberrations chromosomiques, tous ces changements étant liés à la dose⁸³. Selon les auteurs, les données révéleraient un mécanisme possible pour les effets tératogènes constatés au cours des études réalisées par Domingo et al⁷⁷. On a pensé que les effets génotoxiques observés au cours de cette étude découlaient de la liaison entre le nitrate d'uranyle et les groupements phosphate de l'ADN. Des aberrations chromosomiques ont aussi été provoquées dans des cellules germinales de souris mâles exposées à du fluorure d'uranyle. Ces aberrations peuvent toutefois avoir été causées par la radioactivité du composé à l'essai⁸⁴.

Autres études spéciales

Des études ont signalé qu'il était possible de prévenir ou peut-être d'atténuer les effets toxiques de l'uranium par l'administration d'agents chélateurs⁶⁵. On a constaté que trois agents chélateurs réussissaient à accroître l'excrétion par voie fécale de l'uranium et à réduire les concentrations d'uranium dans les os et les reins de souris : il s'agit du 4,5-dihydroxybenzène-1,3-disulfonate de sodium (Tiron), de la desferrioxamine (DFOA) et du 1,2-diméthyle-3-hydroxypyrid-4-one (L1). Le Tiron s'est révélé le plus efficace des composés étudiés. L'administration de ces agents 24 heures ou plus après l'exposition à l'uranium n'est toutefois pas efficace.