Manganese - Synonyme de

Numéro CAS : 7439-96-5

Programme pour une maternité sans danger (PMSD)

Propriétés physiques pertinentes 1 2 3

Mise à jour : 2004-04-13

État physique : Solide
Tension de vapeur : Négligeable 
Autre(s) valeur(s) : 1 mm de Hg (0,133 kPa) à 1292 °C
Point d'ébullition : 2 095 °C
Autre(s) valeur(s) : 1 962 °C et 2 060 °C
Solubilité dans l'eau : Insoluble 
Coefficient de partage (eau/huile) : Sans objet 
Masse moléculaire : 54,94

Voies d'absorption

Mise à jour : 2009-05-13

Voies respiratoires : Absorbé
Voies digestives : Absorbé
Percutanée : Négligeable

Effets sur le développement 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Mise à jour : 2009-05-13

  • Il traverse le placenta chez l'humain.
  • Les données ne permettent pas de faire une évaluation adéquate des effets sur le développement.

Placenta

Les données chez l'homme montrent que le manganèse, un élément essentiel, traverse le placenta.

Développement prénatal

Aucune donnée concernant un effet sur le développement n'a été trouvée dans les sources documentaires consultées suite à une exposition au manganèse sous forme métallique.

Chez l'humain
Une étude réalisée auprès de conjointes de travailleurs employés dans des industries de traitement du manganèse, a révélé des taux d'avortements spontanés et de mortalité périnatale supérieurs à ceux d'une population témoin appariée. L'interprétation de ce résultat est difficile vu l'absence de données sur l'exposition de ces femmes (Mandzgaladze, 1967 citée dans l'INRS).

Chez l'animal
Chez le rat, l'administration de sulfate de manganèse allant de la déficience nutritionnelle à une quantité excessive (à une diète de base ne contenant pas de manganèse, ajout de 4, 24, 54, 154, 504, 1 004 mg de manganèse/kg de nourriture; durant 8 semaines avant l'accouplement, jusqu'au jour 21 de la gestation) n'a pas montré d'effet sur le gain de poids maternel, le nombre d'implantations par mère, de résorptions, de foetus morts et de malformations externes. Une concentration plus importante de manganèse a été trouvée dans les rejetons de la plus forte dose, indiquant une accumulation possible chez le foetus (Järvinen et Ahlström, 1975).

Une étude par voie orale a été effectuée pour le compte de la FDA aux États-Unis (Food  and Drug Administration). On a administré du sulfate de manganèse par gavage à des souris (1,25, 5,81, 27, 125 mg/kg/j; jours 6 à 15 de la gestation), des rats (0,783, 3,63, 16,9, 78,3 mg/kg/j; jours 6 à 15 de la gestation), des hamsters (1,36, 6,32, 29,3, 136 mg/kg/j; jours 6 à 10 de la gestation) et des lapins (1,12, 5,2 24,2, 112 mg/kg/j; jours 6 à 18 de la gestation). On ne rapporte aucun effet significatif sur le poids maternel, le nombre d'implantations par femelle, le nombre de foetus vivants par femelle, le nombre de résorptions par femelle, le poids des foetus ou l'incidence d'anomalies squelettiques. Il semble qu'un nombre particulièrement faible d'anomalies des tissus mous est rapporté chez les contrôles, ce qui met en doute les résultats de cette étude (cité dans Barlow, 1982).

Une étude effectuée chez des rats avec un supplément de tétroxyde de manganèse (administré dans la diète à raison de 0, 350, 1 050, 3 500 ppm de manganèse; jour 2 de la gestation jusqu'à parturition) n'a montré aucun effet sur la taille des portées, le nombre de résorptions, de morts préimplantation et le poids des rejetons mâles et femelles. Le gain de poids maternel était normal (Laskey et al, 1982).

Une étude effectuée chez le rat exposé au chlorure de manganèse (gavage; 0, 25, 50 et 75 mg/kg/j; durant toute la gestation). Chez les mères, une diminution significative du poids relatif des poumons, du cerveau et du thymus a été observée aux deux plus fortes doses ainsi qu'une diminution du poids relatif de l'hypophyse à la plus forte dose seulement. On a également observé une augmentation significative de la concentration d'une enzyme hépatique, l'aniline p-hydroxylase aux deux plus fortes doses et une augmentation de la concentration du cytochrome P-450 à toutes les doses. On rapporte un retard significatif du développement squelettique et des organes internes à la dose la plus élevée. À cette dose, on note également une augmentation significative des anomalies majeures (sans préciser lesquelles). Cependant, selon les auteurs, ces malformations se sont corrigées d'elles-mêmes 100 jours après la naissance des ratons (Szakmáry, 1995).

Chez le lapin, l'exposition au chlorure de manganèse (gavage; 0, 25, 50 et 75 mg/kg/j; jours 6 à 20 de la gestation) n'a pas causé de diminution du poids corporel foetal, de retard d'ossification, d'augmentation de l'incidence de côtes surnuméraires ou d'augmentation de foetus affligés d'anomalies majeures. Aucune toxicité maternelle n'a été observée ( Szakmáry, 1995).

Une étude effectuée chez des rats avec du chlorure de manganèse n'a pas démontré de changement dans la taille des portées et dans le ratio mâles/femelles chez les rejetons (dans l'eau de boisson; 0, 2 et 10 mg/ml ; jour 1 de la gestation jusqu'à parturition; pendant la gestation, la quantité de manganèse ingérée quotidiennement correspondait à 0,35 mg/kg du poids corporel avant la gestation, pour la dose de 0,2 mg/ml et correspondait à 1,42 mg/kg pour la dose de 10 mg/ml). Aucune donnée concernant la toxicité maternelle n'était présentée (Pappas et al, 1997).

D'autres études ont été effectuées par des voies non usuelles en milieu de travail.

Développement postnatal

Chez l'animal
Une étude a été effectuée chez des souris exposées par inhalation à des poussières de dioxyde de manganèse pendant 16 semaines, à partir de l'âge d'un mois (7 h/j; 5 j/sem.; 0 et 49,1 mg/m3 les 12 premières semaines et  0 et 85,3 mg/m3 les 4 dernières semaines). Elles ont ensuite été accouplées (avec des mâles non traités) et les souris gestantes ont été exposées soit à l'air ou au manganèse (0 et 85,3 mg/m3) pendant 17 jours, sans tenir compte de l'exposition avant la conception. Les souriceaux des mères exposées au manganèse durant la gestation avaient un gain de poids corporel et un degré d'activité significativement réduits au jour postnatal 7, comparativement aux souriceaux des mères jamais exposées au manganèse. Le retard de croissance persistait au jour postnatal 45. Aucune donnée concernant la toxicité maternelle n'a été présentée dans cette étude (Lown et al, 1984).

D'autres études ont été effectuées par des voies non usuelles en milieu de travail.

Effets sur la reproduction 8 9 12 15 16 17 18 19 20 21

Mise à jour : 2009-05-13

  • Les données ne permettent pas de faire une évaluation adéquate des effets sur la reproduction.

Aucune donnée concernant les effets sur la reproduction n'a été trouvée dans les sources documentaires consultées suite à une exposition au manganèse sous forme métallique.

Effets sur le système reproducteur

Études chez la femelle
Une étude effectuée chez la souris (chlorure de manganèse dans l'eau de boisson; 0, 1 000, 2 000, 4 000, 8 000 mg/l ce qui correspond à 0, 100, 188, 359 et 635 mg/kg/j, respectivement; 12 semaines d'exposition) a montré que le poids des ovaires était significativement plus élevé chez les femelles exposées aux doses de 4 000 et 8 000 mg/l tandis que le poids utérin était accru à toutes les doses.  On a noté une diminution significative de la consommation d'eau à toutes les doses étudiées (Elbetieha et al, 2001).

Études chez le mâle
Une étude a été réalisée par voie orale chez la souris avec le tétroxyde de manganèse (mères allaitantes et petits exposés à 1 050 mg manganèse/kg/j aux jours postnataux 15 à 30; puis petits sevrés au jour 30 et exposés à la même concentration jusqu'aux jours 58, 73 ou 90). Les auteurs rapportent une diminution significative du poids des testicules, de la vésicule séminale et de la glande préputiale aux jours 58, 73 et 90. Aucun effet sur le poids du corps, du foie ou des reins n'a été observé (Gray et al, 1980).

Une étude effectuée chez des rats (tétroxyde de manganèse dans la diète à raison de 0, 350, 1050, 3500 ppm; jour 2 de la gestation jusqu'à la fin de l'étude, au jour postnatal 224; rejetons non exposés pendant l'allaitement entre les jours postnataux 1 et 15) n'a pas montré de différence significative du poids corporel, du poids des testicules, de la concentration de spermatozoïdes et des concentrations sériques de testostérone, LH et FSH (Laskey et al, 1982).

Une étude a été effectuée chez des ratons (gavage; tétroxyde de manganèse; 0, 71, 214 mg manganèse/kg/j; de la naissance à 21 jours). Aucun effet significatif sur le poids du corps et des testicules ainsi que les concentrations sériques de LH et FSH n'a été observé (Laskey et al, 1985).

Chez la souris, l'administration de sulfate de manganèse (gavage; 23 à 298 mg/kg/j; 21 jours) a produit des anomalies au niveau de la tête des spermatozoïdes et le pourcentage de spermatozoïdes anormaux était significativement plus élevé chez les souris exposées comparativement au groupe témoin (Joardar et Sharma, 1990; cité dans ATSDR, 2008).

Une étude par la voie orale a été effectuée chez la souris (gavage; acétate de manganèse; 0, 15,0 et 30,0 mg/kg/j; pendant 43 jours). Les auteurs rapportent une augmentation significative du poids des épididymes à la plus forte dose. Le poids des testicules est resté inchangé et sans altération histologique. Il y a eu une diminution significative, reliée à la dose, du nombre et de la motilité des spermatozoïdes (Ponnapakkam et al, 2003).

Une étude par la voie orale chez le rat (gavage; acétate de manganèse; 0, 306, 612, 1 225 et 1 838 mg manganèse/kg/j; pendant 63 jours) a montré une dégénération histopathologique des tubules séminifères, des épididymes et de la prostate chez 33 à 50 % des animaux exposés aux trois doses les plus élevées (Ponnapakkam et al, 2003).

D'autres études ont été effectuées par des voies non usuelles en milieu de travail.

Effets sur la fertilité

Études chez l'homme
Une étude effectuée chez des travailleurs exposés durant plus d'un an à des concentrations de fumées ou de poussières totales de dioxyde de manganèse variant de 0,14 jusqu'à 82,3 mg/m3 a montré une augmentation du temps de liquéfaction du sperme, une diminution du nombre de spermatozoïdes et de leur viabilité. Cependant, même si cette étude indique que l'exposition au manganèse peut causer de la toxicité sur le système reproducteur mâle, la présence d'autres métaux tels que le nickel, le cuivre, le chrome et le fer ne permet pas de tirer de conclusions (ATSDR, 2008).

L'impuissance et la perte de libido sont des symptômes fréquents chez les travailleurs exposés au manganèse (durant 1 à 21 ans) et affligés de signes cliniques de manganisme. Ces effets pourraient ainsi conduire à une diminution du taux de reproduction chez l'homme (ATSDR, 2008; Ostiguy et al, 2003).

L'effet du manganèse sur la fertilité des travailleurs mâles a été évalué en observant le nombre d'enfants par couple par le biais d'un questionnaire. Ainsi, une étude sur un groupe de 85 travailleurs exposés aux poussières de dioxyde et de sels de manganèse à une concentration moyenne de poussières totales d'environ 1 mg manganèse/m3 durant 2 1/2 à 13 1/2 ans (concentration qui ne cause pas de manganisme franc) a montré un déficit significatif du nombre d'enfants par couple pendant la durée de l'exposition comparativement au groupe témoin(ATSDR, 2008; Ostiguy et al, 2003).

Par contre, une étude de fertilité effectuée également par questionnaire sur 70 travailleurs exposés aux poussières de dioxyde de manganèse (concentration médiane de 0,71 mg manganèse/m3 pour les poussières totales) durant une moyenne de 6,2 ans ne montre pas de différence de fertilité chez les travailleurs mâles exposés au dioxyde de manganèse comparativement au groupe témoin. Selon l'auteur de cette étude, l'apparente contradiction avec l'étude précédente s'explique par la différence de solubilité des composés de manganèse impliqués. Dans l'étude précédente, en plus du dioxyde de manganèse, les travailleurs étaient exposés à des sels plus solubles (Ostiguy et al, 2003).

Une étude épidémiologique a porté sur 314 hommes travaillant dans des usines où ils étaient exposés à des poussières de dioxyde de manganèse à une concentration moyenne de 0,145 mg manganèse/m³ pour une durée d'exposition allant jusqu'à 35 ans. Les chercheurs ont observé une incidence accrue d'impuissance et de manque de désir sexuel chez les travailleurs exposés. Aucune différence au niveau reproducteur n'a été détectée (ATSDR, 2008; Ostiguy et al, 2003).


Études chez l'animal
Une étude de reproduction sur deux générations a été effectuée chez le rat (tétroxyde de manganèse dans la diète à raison de 0, 350, 1 050, 3 500 ppm de manganèse; exposition du jour 2 de la gestation jusqu'au jour postnatal 90 à 100, moment où l'on a accouplé les rejetons entre eux). On a observé une diminution significative de la fertilité (pourcentage de gestation) chez les couples exposés à 3 500 ppm. La taille des portées, le gain de poids des femelles et des mâles ainsi que le nombre d'ovulations, de résorptions et de morts préimplantation étaient normaux (Laskey et al, 1982).

Une étude a été effectuée chez des souris femelles exposées par inhalation à de l'air filtré ou à des poussières de dioxyde de manganèse pendant 16 semaines, à partir de l'âge d'un mois (7 h/j; 5 j/sem.; concentration moyenne de 49,1 mg/m3 les 12 premières semaines et 85,3 mg/m3 les 4 semaines suivantes). Elles ont ensuite été accouplées (avec des mâles non traités) et les souris gestantes ont été exposées soit à l'air ou au manganèse (85,3 mg/m3 ) pendant 17 jours, sans tenir compte de l'exposition avant la conception. On a observé que les mères ayant été exposées au manganèse avant la conception seulement avaient des portées de taille significativement plus élevée que celles non exposées (Lown et al, 1984).

Une étude a été effectuée chez la souris (chlorure de manganèse dans l'eau de boisson des mâles ou des femelles; 0, 1 000, 2 000, 4 000, 8 000 mg/l ce qui correspond à environ 0, 108, 172, 352, 707 mg/kg/j, respectivement, chez les mâles et à 0, 100, 188, 359 et 635 mg/kg/j, respectivement, chez les femelles; 12 semaines d'exposition avant l'accouplement). Par la suite, les mâles exposés au manganèse ont été accouplés avec des femelles non exposées. La fertilité (pourcentage de gestation) est significativement réduite chez les mâles exposés à la dose la plus élevée. Cependant, le nombre d'implantations, de foetus viables et le nombre total de résorptions n'a pas été affecté. Chez les femelles exposées au manganèse accouplées avec des mâles non exposés, seul le nombre de sites d'implantation et de foetus viables est significativement réduit à la concentration la plus élevée (Elbetieha et al, 2001).

Une étude dans laquelle les rats mâles et femelles ont été exposés au sulfate de manganèse (alimentation de base, +500 ou +1 000 mg manganèse/kg de nourriture; pendant 3 mois avant l'accouplement) a montré une diminution statistique de la fertilité ainsi que de la taille des portées, de la croissance et de la survie des rejetons. Aucune donnée concernant la toxicité sur les parents n'est présentée (Health Council of the Netherlands, 2001).

Une étude par voie orale a été effectuée chez la souris mâle (gavage; acétate de manganèse; 0, 30,0 mg/kg/j; pendant 43 jours, puis accouplement avec des femelles non exposées). Les auteurs ne rapportent aucune altération significative du pourcentage de fertilité et du nombre moyen de corps jaunes, de sites d'implantation, de résorptions, de foetus vivants ou morts par portée et de poids foetal (Ponnapakkam et al, 2003).

D'autres études ont été effectuées par des voies non usuelles en milieu de travail.

Effets sur l'allaitement 12 17 22

Mise à jour : 2009-05-13

  • Il est trouvé dans le lait maternel chez l'humain.

Le manganèse est un composant naturel du lait.

Chez l'humain, la concentration moyenne de manganèse dans le lait varie de 3 à 6 µg/l. La concentration moyenne de manganèse dans le colostrum se situe entre 5 et 12 µg/l.

Les concentrations de manganèse dans le lait augmentent lorsque la mère cesse d'allaiter, en raison du volume réduit de lait que le nourrisson ingère lors de la période de sevrage. En effet, les concentrations de manganèse dans le lait maternel des femmes qui produisent quotidiennement plus de 400 ml de lait sont en moyenne de 3 à 6 µg/l tandis qu'elles augmentent jusqu'à 35 µg/l lorsque la production lactée est inférieure à 400 ml de lait par jour, lors du sevrage.

Cancérogénicité 3 12 23

Mise à jour : 2013-06-27

Évaluation de l'A.C.G.I.H. : Substance non classifiable comme cancérogène pour l'homme (groupe A4).

L'ACGIH (2013) considère que le manganèse élémentaire et ses composés inorganiques ne peuvent être classifiés quant à leur cancérogénicité pour l'homme (A4).

Effets cancérogènes

Études chez l'humain
Une étude de cohorte effectuée dans trois usines de ferromanganèse en Norvège n'a pas montré d'augmentation de l'incidence du cancer.

Études chez l'animal
Les études animales sur les effets cancérogènes sont limitées et les résultats sont ambigus.

Une étude effectuée chez la souris (sulfate de manganèse; voie orale; jusqu'à 905 mg manganèse/kg/j pendant 2 ans) n'a pas montré d'augmentation significative de l'incidence de tumeurs (Hejtmancik, 1987; cité dans ATSDR 2000).

Une autre étude effectuée chez le rat (sulfate de manganèse; voie orale; jusqu'à 33 mg/kg/j pendant 2 ans) a montré une augmentation d'adénomes et de carcinomes des cellules pancréatiques chez les femelles seulement. Même si l'incidence de tumeurs était faible et n'était pas reliée à la dose, les auteurs ont conclu que les tumeurs étaient reliées au sulfate de manganèse étant donné que l'incidence de ces tumeurs pour le groupe témoin était nulle (Hejtmancik, 1987; cité dans ATSDR 2000).

Le NTP (National Toxicology Program, 1993) a effectué une étude chez le rat et la souris (sulfate de manganèse; voie orale; jusqu'à 232 mg manganèse/kg/j chez le rat et 731 mg manganèse/kg/j chez la souris pendant 2 ans). On rapporte une augmentation significative de l'hyperplasie des cellules folliculaires chez la souris et aucune augmentation d'incidence des tumeurs chez les rats (cité dans ATSDR, 2000).

Mutagénicité12

Mise à jour : 2009-05-13

  • Les données ne permettent pas de faire une évaluation adéquate de l'effet mutagène.

Aucune donnée concernant un effet mutagène sur des cellules de mammifères suite à une exposition au manganèse sous forme métallique n'a été trouvée dans les sources documentaires consultées.

Effet mutagène héréditaire / sur cellules germinales


Études chez l'animal
Une étude par voie orale a été effectuée chez des souris mâles (sulfate de manganèse; 10,25, 20,25 et 61 mg manganèse/100 g de poids corporel/j; 3 semaines).  Les anomalies au niveau de la tête des spermatozoïdes ont augmenté significativement chez les souris exposées.

Chez le rat mâle, des doses répétées de chlorure de manganèse par voie orale (0,014 mg manganèse/kg/j; 180 jours) n’a pas produit de dommage chromosomique dans les spermatogonies.

Effet sur cellules somatiques


Études chez l'animal
Une étude par voie orale a été effectuée chez des souris mâles (sulfate de manganèse; 10,25, 20,25 et 61 mg manganèse/100 g de poids corporel/j; 3 semaines). La fréquence d’aberrations chromosomiques et de micronoyaux dans les cellules de la moelle osseuse a augmenté significativement chez les souris exposées.

Chez le rat mâle, des doses répétées de chlorure de manganèse par voie orale (0,014 mg manganèse/kg/j; 180 jours) n’a pas produit de dommage chromosomique dans les cellules de la moelle osseuse.

Études In vitro
Plusieurs études ont donné des résultats contradictoires.

Commentaires 4 12 17

Mise à jour : 2009-05-13

Le manganèse est un élément essentiel tant chez l'homme que chez les animaux. Il est indispensable à la formation du tissu conjonctif et du tissu osseux, au développement de l'oreille interne chez l'embryon, à la croissance, au métabolisme normal du cerveau ainsi qu'au métabolisme des glucides et des lipides. Chez l'animal, une carence nutritionnelle en manganèse peut causer des malformations.

Les données toxicologiques disponibles nous indiquent que les effets toxiques observés suite à une exposition sont causés par le manganèse sous forme ionique, quel que soit le composé inorganique de manganèse auquel le travailleur a été exposé (acétate de manganèse, chlorure de manganèse, sulfate de manganèse, dioxyde de manganèse, etc). Ainsi, les études portant sur les composés inorganiques de manganèse ont été retenues pour nos évaluations.

Les études de développement chez l'animal avec les composés inorganiques de manganèse sont trop limitées et parfois contradictoires pour permettre de tirer des conclusions. Il en va de même pour les études de cancer et de mutation.

Les effets sur la reproduction rapportés dans la littérature scientifique sont ambigus. Selon les études chez l'animal, les composés inorganiques de manganèse pourraient peut-être exercer un effet néfaste sur la reproduction, en particulier chez les mâles. Ceci reste à corroborer avec des études supplémentaires.

Références

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La cote entre [ ] provient de la banque Information SST du Centre de documentation de la CNESST.