Toxicologie

La toxicologie est la science étudiant


Catégories :

Toxicologie

Définitions :

  • Science qui traite des poisons, des toxiques (source : fr.wiktionary)
  • toxicologique - se rapporte à l'étude des produits toxiques et de leur effets. (source : ela-asso)

La toxicologie est la science étudiant

Ceci, quelle que soit la voie d'entrée dans l'organisme (inhalation, contact, ingestion... ),

Étymologie : du grec toxicon, poison recouvrant les flèches, et logos, discours).

Dans sa partie expérimentale et règlementaire, la toxicologie étudie et analyse expérimentalement la toxicité des produits (médicaments humains ou vétérinaires, produits phytosanitaires... ) préalablement à leur commercialisation.


Vocabulaire et éléments de contenu

Quelques éléments clés du domaine sont :

Toxicologie médicale et hospitalière

L'intoxication étant un processus dynamique, elle relève fréquemment d'une procédure d'urgence, mobilisant le clinicien dans une triple démarche d'évaluation et de soins :

Le toxicologue s'appuie pour cela sur les bases de données disponibles, les fiches de sécurité apportées par les fabricants de produits chimiques ou synthétiques, produites par divers organismes (INERIS par exemple en France), et les bases de données de centre anti-poison.

Articles détaillés : Médecine du travail et médecine d'urgence.

Histoire de la toxicologie

D'un certain point de vue, elle remonte au moins à l'antiquité gréco-romaine où les effets du plomb et du mercure et de divers poisons animaux ou végétaux étaient déjà connus.

Article détaillé : Histoire des poisons.

Métrologie

Pour des raisons scientifiques, on cherche à mesurer et quantifier, pour une dose donnée ou une gradation de dose, la nature et les effets des intoxications - quelles que soient leur origine - le plus souvent par deux paramètres :


Les mesures de toxicité d'un produit (ou d'un mélange) peuvent alors se faire en «équivalent-toxique ».
La toxicité est évaluée expérimentalement chez l'animal par la détermination de la Dose Létale 50 (DL50)

pour la plupart de toxiques, ceci aboutit à des seuils : L'intoxication dépend fréquemment d'«effet de seuils», le toxicologue se réfère par conséquent à de nombreuses références qui sont des seuils, normes ou doses tolérables ou acceptables, dont par exemple :

- La «Dose Journalière Acceptable» (DJA) (pour les résidus de pesticides)  ;
- La «Dose Journalière Tolérable » (DJT),
- La «Dose hebdomadaire tolérable » (DHT) ou DHTP («Dose hebdomadaire tolérable provisoire » notion fréquemment appliquée aux métaux lourds ;
A titre d'exemple, la DHT est fixée à 1500 µg/semaine pour le plomb ;
- La «Dose Limite Annuelle » (DLA) (pour les radionucléides).

Notion de «Dose» : La dose mortelle peut être faible (le millionième de gramme pour la toxine botulique ou le plutonium, respectivement à court terme, ou à moyen ou long terme). Certains produits n'ont un effet toxique que chez des individus génétiquement prédisposés, ou exposés à un effet synergique avec une autre molécule ou affection.

Limites de cette approche : Ces seuils sont calculés pour des toxiques pris individuellement, et non pour des cocktails de polluants qui peuvent agir en synergie (positive ou négative) ou avec des effets de potentialisation.
De plus il existe aussi des niveaux de sensibilités liés au patrimoine génétique, à l'état général de santé, à l'histoire immunitaire, et aussi à l'âge (le fœtus et l'embryon, ou le jeune enfant sont bien plus sensibles aux toxiques que les adultes) ou au moment de l'intoxication (certains produits n'auront une action toxique que sur l'embryon in utero par exemple, ou sur le têtard, mais non chez la grenouille).
Le toxicologue doit par conséquent tenir compte de paramètres pharmacocinétiques et d'interactions métaboliques particulièrement complexes.

Inventaire des toxiques

C'est un travail lent et complexe pour plusieurs raisons : Le nombre des toxiques est élevé et la chimie et les nanotechnologies produisent la plupart de nouvelles molécules. Il est complexe d'évaluer ou mettre en évidence des effets à long terme, en particulier s'ils sont synergiques, pour les produits chimiques ou agents biologiques, et pour leurs produits de dégradation et métabolites. Le nombre de produits chimiques diffusés dans la biosphère et les produits commercialisés et secondairement dans les chaines alimentaires a fortement augmenté depuis 200 ans dans un contexte mondialisé qui ne permet pas actuellement de tracer l'ensemble des molécules toxiques.
Dans l'UE, le règlement européen Reach impose aux industriels une évaluation des impacts des produits les plus utilisés. En France à titre d'exemple, l'INRS avait, mi-2007, analysé 380 produits chimiques pour leurs aspects cancérigènes, mutagènes ou reprotoxiques (CMR) [2].

Toxicologie des mélanges[3]

Le mélange (binaire ou multi-composants) de différentes substances peut modifier leur toxicité de plusieurs manières :

La matérialisation d'effets toxiques (symptôme) est quelquefois différée dans le temps (c'est le cas par exemple de certains cancers, ou de symptômes n'apparaissant qu'à la puberté, ou à l'occasion d'un stimulus spécifique.. )

Importance de la mesure de l'exposition (individuelle et collective)

C'est surtout le domaine de la biosurveillance (animale et humaine), qui s'appuie sur :

- l'étude de symptômes ;
- des analyses de présence/absence de toxiques dans un fluide ou organe, corrélés avec les symptômes d'une intoxication ;
- l'analyse de l'expression de «biomarqueurs » ou de résidus (métabolites ou molécules de dégradation) au sein d'échantillons jugés représentatifs de populations ou d'un organisme.


Ces données servent peut-être proposer ou à caler des modèles toxicologiques.

Difficulté : La mesure de l'exposition à un produit (Ex : phtalate, PCB, métalloïde, radiation, etc. ) est un préalable essentiel pour modéliser la toxicité d'un produit, mais elle est plus délicate qu'il n'y parait ;

La toxicologie est aussi rendue complexe par le fait que le risque d'exposition, l'exposition réelle, l'effet toxique d'un contaminant, mais aussi sa toxicocinétique dépendent de nombreux facteurs à la fois liés au toxique ainsi qu'à sa victime :

générale), mais également des sous-populations plus sensibles, dont par exemple (pour l'INERIS [6])

- des sous-groupes métaboliques (enfants, personnes âgées, femmes enceintes, femmes ménopausées… fixent ou métabolisent différemment certaines substances). In utero, selon le moment de l'embryogenèse, certains polluants peuvent avoir des effets nuls ou au contraire particulièrement exacerbés, c'est le cas de certaines perturbateurs endocriniens féminisants pour le fœtus mâle.
- des sous-groupes génétiques (genre, troubles génétiques sanguins, troubles de la régulation homéostasiques, troubles immunologiques…)
- des sous-groupes nutritionnels (déficits alimentaires, alcooliques, fumeurs…)
- des sous-groupes «patients fonctionnels» (maladies diminuant la toxicocinétique des xénobiotiques)
- des sous-groupes «patients autres pathologies» (obèses, diabétiques…)

C'est pour protéger ces sous-groupes que des facteurs d'incertitudes par défaut, protecteurs et génériques sont fréquemment utilisés lors des calculs de valeurs seuils ou réglementaires (VTR).

En Réalité, tout individu, même en idéale santé appartient à un sous-groupe sensible au moins à un moment de sa vie (in utero, jeune enfant, personne âgée... ).

Exemple de sous-groupe sensible à risques spécifiques pour l'exposition à certains toxiques.

- Les albinos sont plus sensibles aux UV [7]
- les porteurs de l'hydrolase d'aryl hydrocarbone (l'un des récepteurs des dioxines et furanes dans notre organisme) développent plus de cancers du poumon en présence d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) [7],

Typologies des intoxications

Chez l'embryon et le fœtus l'intoxication peut se faire via le placenta et le cordon ombilical.
Chez l'adulte et l'enfant, selon la porte d'entrée, on distingue fréquemment :

Intoxication par inhalation

Micro- et nano-particules, aérosols, fumées, vapeurs passent plus ou moins au travers des muqueuses pulmonaires, ou contaminent le mucus qui est dégluti, transférant certains polluants vers le dispositif digestif.

Intoxication trans-cutaneé

La peau et plus toujours les muqueuses sont une porte d'entrée pour certains toxiques (Benzène par exemple). La peau peut absorber à la fois des produits hydrosolubles et liposolubles, dont des cancérogènes, mutagènes et reprotoxiques. [8] (Mécaniciens, garagiste, exposés par exemple aux HAP des pneus ou aux huiles usagées peuvent mieux se protéger en utilisant des gants). La peau du bébé et du nouveau né est toujours plus perméable que celle de l'adulte.

Intoxications alimentaires


On peut aussi classer les intoxications selon le toxique (métal, pesticide, perturbateur endocrinien, radiation, etc. )

Intoxications par les métaux et métalloïdes

Article détaillé : Toxicologie nucléaire.

Intoxications par les métaux lourds

Le terme métaux lourds étant plus couramment réservés aux :

Intoxications médicamenteuses

Intoxication par les gaz

Intoxication par les drogues

Intoxication par les produits industriels

Article détaillé : Toxicologie : Liste de composés chimiques.

(chlorés, bromés ou fluorés)  :

Intoxications par les Produits phytosanitaires

Intoxication par les produits à usage domestique

Article détaillé : Accident domestique.

Intoxication aux poisons d'origine végétale

Intoxication aux venins animaux

Principaux tableaux cliniques rencontrés

La toxicologie en France

Suite aux demandes du groupe santé-environnement du Grenelle de l'environnement (2007), un pôle national en toxicologie et écotoxicologie a été lancé début 2009 à l'INERIS (Picardie). Organisé autour du partenariat entre l'INERIS, l'Université de technologie de Compiègne (UTC), l'Université de Picardie Jules Vernes, et l'Institut polytechnique LaSalle Beauvais, ce pôle s'appuiera surtout sur le réseau scientifique ANTIOPES (CEA, INSERM, CRITT chimie, INRA, Université de Marseille, Université de Paris VII et l'Université de Metz) et une équipe de recherche mixte PériTox (périnatalité et risques toxiques) dédiée aux impacts sanitaires des facteurs environnementaux sur les femmes enceintes et le développement de l'enfant entre l'Université de Picardie Jules Verne et l'INERIS.. Le pôle doit évaluer les risques liés aux toxiques chimiques, ainsi qu'aux ondes électromagnétiques et nanoproduits. Ses travaux devraient permettre de mieux croiser les données épidémiologiques et l'exposition à des toxiques ou perturbateurs endocriniens. C'est le centre de référence des méthodes d'évaluation des substances chimiques alternatives aux essais sur animaux pour l'application de la Directive REACH en France. Début 2009, 5 millions d'€ étaient prévus pour son budget 2009[10]

Centres Antipoison

Les Centres Antipoison (CAP) sont des centres d'information sur les risques toxiques de l'ensemble des produits médicamenteux, industriels et naturels. Ils ont un rôle d'information auprès des professionnels de santé et du public, assurent la diffusion de brochures et apportent une aide par téléphone au diagnostic, à la prise en charge et au traitement des intoxications. Ils participent activement à la Toxicovigilance. Certains centres font en plus de la recherche et des analyses spécifiques.

Notes et références

  1. L. Ritter and T. E. Arbuckle ; Can Exposure Characterization Explain Concurrence or Discordance between Toxicology and Epidemiology ? ; Toxicol. Sci., June 1, 2007; 97 (2)  : 241 - 252. (Résumé et article complet)
  2. Site INRS, Voir Base de données Inventaire CMR 2005
  3. Krishnan K, Brodeur J. «Toxicological consequences of combined exposure to environmental pollutants». Arch. Complex Environ. Stud. 1991 ; 3 (3)  :1-106.
  4. Barr DB, Wilder LC, Caudill SP, Gonzalez AJ, Needham LL, Pirkle JL. Urinary creatinine concentrations in the U. S. population : Implications for urinary biological monitoring measurements. Environ. Health Perspect. (2005) 113 :192–200 (Medline)
  5. Hoppin JA, Brock JW, Davis BJ, Baird DD. Reproducibility of urinary phthalate metabolites in first morning urine samples. Environ. Health Perspect. (2002) 110 :515–518
  6. A. Droissart-Long ; INERIS, Rapport d'étude intitulé «Notions de sous-populations sensibles en lien avec l'évaluation toxicologique», , 51 pages, daté : 2010/03/08 ; Ref : DRC-09-103110-14517A (Programme DRC 08 opération A ; Pôle dangers et Impacts sur le Vivant (VIVA)  ; Direction des Risques Chroniques (DRC) )
  7. Calabrese, 1978
  8. «Les mains sont une des portes d'entrée principale des substances toxiques» ;, santé au travail (interview de Philippe Robinet, médecin du travail par l'ISTNF)
  9. Article de l'organisation mondiale de la santé : [1]
  10. Communiqué ministériel émis à l'occation de l'inauguration du centre

Voir aussi

Liens externes

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