Biodisponibilité

En médecine et pharmacologie, la biodisponibilité est la proportion d’une substance qui va effectivement agir dans l’organisme par rapport à la quantité absorbée, notamment par voie orale (cela rejoint donc le sens ci-dessous).
En nutrition, la biodisponibilité d'un nutriment est définie par la proportion d’une substance^[1] qui va effectivement agir dans l’organisme par rapport à la quantité absorbée (cela rejoint donc le sens ci-dessus).
En pédologie et en écologie, la biodisponibilité d'un sol est la disponibilité et l'assimilabilité d'un élément (élément nutritif en général, mais éventuellement phytotoxique) par les plantes et/ou leurs champignons et bactéries symbiotes. C'est une notion importante pour la phytoremédiation et l'évaluation des risques de contamination des végétaux consommés par les animaux ou l'Homme par certains éléments indésirables, toxiques ou radioactifs.
En écologie, cette notion est la même, mais étendue à tout ou partie de la chaîne alimentaire et des réseaux trophiques^[2]. C'est une condition de la bioaccumulation effective, et donc aussi une notion fondamentale pour l'écoépidémiologie et en écotoxicologie et dans certains cas pour l'étude du cycle biogéochimique des éléments, ou encore pour les études d'impacts, d'évaluation environnementale ou de gestion du risque. Selon le patrimoine génétique des individus (plante, champignons, animaux, humains) un élément peut être plus ou moins biodisponible pour différents individus au sein d'une espèce (cf capacité des membranes biologiques à filtrer ou accepter certains éléments, ou capacité de détoxication variables selon les individus, variétés, sous-espèces, etc.

Enjeux

À un « instant t », la somme des produits chimiques toxiques ou des oligoéléments plus ou moins libres dans l'environnement ne correspond pas à la dose réellement assimilée (bénéfique ou toxique selon le cas), car seule une fraction des éléments chimiques, dans les conditions environnementales du moment est réellement biodisponible et représente la dose d'exposition pertinente à évaluer ou prendre en compte (toujours à l'« instant t ») pour les organismes^[2].
Pour l'écotoxicologue, la biodisponibilité est le concept dynamique qui considère holistiquement à la fois les aspects physiques, chimiques et biologiques des processus d'exposition à des contaminants (par exemple : détermination d'une exposition environnementale chronique ou aiguë, des doses réelles d'exposition pour une meilleure évaluation de leurs effets, etc.).

Mieux comprendre ces processus permet aussi de mieux prédire le comportement d'oligoéléments ou de toxiques en cas de changement des conditions du milieu (sous l'effet de la désertification, l'érosion des sols ou de l'acidification des océans ou d'autres milieux sous l'effet du changement climatique par exemple). Prédire les impacts des contaminants sur les écosystèmes reste souvent impossible en raison de la grande complexité des mécanismes de bioturbation, de disponibilité et des mécanismes individuels d'absorption ou d'adaptation. Les interactions physiques, chimiques et biologiques définissant la dose d'exposition comprennent les synergies complexes entre contaminants, des phénomènes encore mal connus d'association ou dissociation au sein et entre les compartiments de l'environnement, des processus de transport et transfert des contaminants à la fois libre et liée aux membranes biologiques, des processus de modification des contaminants, d'absorption, adsorption, désorption et de passage à travers les membranes biologiques et d'excrétion souvent encore mal compris, bien qu'on cherche depuis quelques décennies à les analyser et les modéliser^[2].

Dans les études de risque et études d'impact ; la biodisponibilité d'un élément toxique, éco-toxique ou vital (oligo-élément) dans l'environnement ou dans le compartiment considéré fait la différence entre risque et danger, tant que les conditions environnementales de biodisponibilité ne changent pas, et tant que les comportements humains ne nous rapprochent pas des sources de danger (par exemple construire au-dessus d'une ancienne décharge expose au risque d'en respirer les émanations ou d'être plus exposé aux produits de lixiviation).

Cette biodisponibilité peut dépendre de très nombreux facteurs^[2], parfois contradictoires entre eux ou susceptible de rapidement varier dans le temps tels que :

propriétés des substances ;
propriétés du compartiment de l'environnement considéré (ex : l'acidité augmente la biodisponibilité des métaux, de même que le potentiel redox. La granulométrie du sol et la turbidité de l'eau font que les particules vont ou non plus ou moins adsorber certains contaminants^[3], et d'autres facteurs biotiques/abiotiques interviennent (ex : selon que la nature du substrat pollué favorise ou non la bioturbation)...
la biologie des organismes (voire la biologie des populations dans le cas des organismes coloniaux notamment) en jeu ;
l'influence climatique (température, pluviométrie, hygrométrie, gel, chocs thermiques, sécheresse, retrait/gonflement, passage en phase sédiment ou poussière, etc.) ;
l'influence de phénomènes complexes tels que synergies, effets de potentialisation entre éléments ou avec l'environnement...).

Contrairement à une idée intuitive, la biodisponibilité n'est pas liée à l'abondance de l'élément (par exemple, l'iode est rare dans l'environnement, mais fortement bioconcentré par divers animaux marins, et très bioassimilable). Pour de nombreux éléments métalliques, un milieu acide favorise leur disponibilité et leur mobilité.
On lui adjoint parfois une notion de bioaccessibilité^[2] (un produit, par exemple profondément enfoui, peut être potentiellement biodisponible, mais alors non accessible au biote).

Notes et références

↑ Cette proportion dépend du type de nutriment, de la quantité, de la forme sous laquelle il est ingéré, de la matrice d'ingestion, des interactions avec d'autres substances nutritives, de son absorbabilité au niveau de l'intestin.
↑ ^{a b c d et e} K.A. Anderson, W.E. Hillwalker, Bioavailability ; Encyclopedia of Ecology, 2008, Pages 348-357 (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978008045405400375X résumé)
↑ ex : Anne Crémazy (2019) The Effects of Natural Suspended Solids on Copper Toxicity to the Cardinal Tetra in Amazonian River Waters ; Environmental Toxicology and Chemistry (ETC) ; 09 Septembre 2019 ; https://doi.org/10.1002/etc.4586

Voir aussi

Articles connexes

[1] Cette proportion dépend du type de nutriment, de la quantité, de la forme sous laquelle il est ingéré, de la matrice d'ingestion, des interactions avec d'autres substances nutritives, de son absorbabilité au niveau de l'intestin.

[EcolEncyclopedia2008-2] {a b c d et e} K.A. Anderson, W.E. Hillwalker, Bioavailability ; Encyclopedia of Ecology, 2008, Pages 348-357 (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978008045405400375X résumé)

[3] x : Anne Crémazy (2019) The Effects of Natural Suspended Solids on Copper Toxicity to the Cardinal Tetra in Amazonian River Waters ; Environmental Toxicology and Chemistry (ETC) ; 09 Septembre 2019 ; https://doi.org/10.1002/etc.4586

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