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Cours 3ème année Mme Berrebbah Alioua Amel Chapitre 5 : Méthodes toxicologiques

Cours 3ème année Mme Berrebbah Alioua Amel Chapitre 5 : Méthodes toxicologiques 5.1. Tests toxicologiques Ils ont pour objet d’évaluer le degré de sensibilité ou de résistance) à telle ou telle substance nocive chez diverses espèces animales ou végétales. Dans ce cas on détermine d’abord les différentes formes de toxicité (par inhalation, par contact ou par ingestion). Les méthodes d’injection sous-cutanée chez les animaux nous permet un contrôle plus rigoureux des quantités administrées. La définition du potentiel toxique d’une substance (effets aigus ou à long terme) consiste à évaluer divers paramètres qui caractérisent son action non pas au niveau de l’individu isolé mais à celui d’une population.. La mort des organismes ne s’évalue que par un taux de mortalité particulier à l’ensemble de la population (c’est donc un critère démoécologique). Dans tout essai toxicologique, trois précautions doivent être prises : ㄱ- rassembler un échantillon aussi homogène que possible de l’espèce testée par sélection d’individues du même sexe, du même âge et de même poids, ㄴ- utiliser une technique d’administration du toxique qui assure une normalisation des conditions expérimentales pendant toute la durée du test, ㄷ- recueillir les données numériques des expériences en vue de les traiter statistiquement. 5.2. Principaux paramètres toxicologiques Le but des tests toxicologiques est de calculer les principaux paramètres caractérisant aussi bien la toxicité aiguë qu’à long terme de tout composé nocif. Deux méthodes peuvent être utilisées pour la détermination de ces paramètres : ㄹ- la première consiste à déterminer la mortalité après un temps constant (24 h ou 3 mois par exemple) en fonction de doses croissantes de toxique, ce qui permettra d’établir une courbe représentative de la fonction Y = f (x). On calculera par la suite les diverses constantes caractéristiques du composé étudié. La plus importante de ces constantes est la DL 50 (Dose létale moyenne ou Dose létale 50%). Dans le cas des composés volatils ou de composés testés sur des organismes aquatiques, la pratique de ces tests mortalité-concentration permet la détermination de la CL 50 (Concentration létale moyenne qui provoque la mortalité de 50% de la population étudiée . On parle aussi de CL 50 dans les tests de composés agissant par contact. La concentration est alors exprimée par unité de surface ou de volume (cas d’une substance dispersée sur le feuillage d’un végétal). Chez certaines espèces d’invertébrés, on parle de la concentration d’immobilisation (IC). L’IC 50 correspond à la concentration qui inhibe la motricité dans 50% de la population testée. Dans les tests insecticides on utilise une variante, le knock-down, qui se caractérise par l’apparition d’une incoordination motrice consécutive à l’intoxication avec incapacité de vol, chez les insectes intoxiqués, lesquels atteints d’ataxie locomotrice, gisent sur le dos. Cet état de « knock-down » permet de définir une k.d. 50. Les tests mortalité-dose permettent aussi le calcul de la DL 10, marquant la limite entre les toxicités aiguës et subaiguës et la DL 90 (creening de pesticides par exemple). DL 50 et CL 50 s’évaluent en général après 24 h ou 48 h d’exposition dans les tests de toxicité aiguë, dans certains cas après 96 h. Une seconde méthode de test consiste à déterminer les mortalités consécutives à l’application d’une dose constante en fonction de temps croissants (t1, t2,… tn), ce qui nous permet d’établir la relation y = f(t). A partir de cette dernière, il est possible de calculer le temps létal moyen (TL 50), temps théorique après lequel doivent périr 50 % des individus exposés à une dose déterminée. 5.4.2. Relation dose-effet et dose /réponse Dose /réponse l’effet peut se manifester différemment chez plusieurs personnes exposées à une même dose d’un toxique. C’est ce qu’on appelle: dose-réponse soit la relation entre l’exposition et le nombre d’individus qui présentent un effet donné une augmentation de la dose peut entraîner une augmentation des effets chez un individu ; et la proportion des individus affectés par une dose donnée devrait augmenter avec l’accroissement de la dose. DOSE /REPONSE Dose/effet Les doses croissantes aux quelles un organisme est exposé résultent en une augmentation de l’intensité et de la diversité des effets toxiques. C’est ce qu’on appelle dose/effet Soit la relation entre l’exposition et l’intensité d’un effet DOSE/ EFFET L’écotoxicologue doit veiller scrupuleusement à la relation entre la dose et l’effet lorsqu’il est confronté à la contamination de la biosphère par les divers micropolluants. 5.4.2.1. Cumulation des doses et effets génotoxiques La question qu’on se pose toujours est si l’absorption continue de toxiques à de très faibles concentrations peut ou non induire des effets génotoxiques (mutagenèse, carcinogenèse). En effet l’accroissement faible de la radio-activité du milieu naturel résultant du développement de l’industrie nucléaire va induire des effets génotoxiques dans les populations humaines. Les courbes dose-effet se classent en quatre catégories selon les éventualités suivantes: ㅁ- Les effets à long terme de l’exposition permanente à de faibles doses sont plus néfastes que la prise dans un bref intervalle de temps d’une quantité équivalente de toxique. ㅂ- Il y a cumul d’effets irréversibles quelle que soit la durée et les modalités de l’intoxication. ㅅ- La cumulation des doses absorbées par unité de temps n’est que partielle par suite de l’efficacité des phénomènes de détoxification et de restauration, il n’y a pas sommation absolue d’effets irréversibles. ㅇ- Les effets des faibles doses sont bénéfiques, la toxicité ne se manifestant qu’à partir de certaines concentrations. Tab.3 – Relation dose-effet dans l’induction de cancer du conduit auditif du rat par le paradiméthylaminostilbène (DRUCKREY et al., 1958 in RAMADE, 1979) Dose journalière (en mg/kg) Temps nécessaire pour l’induction de l’effet (en j.) Dose cumulée nécessaire pour provoquer l’effet carcinogène (en mg/kg) 3.4 2.0 1.0 0.5 0.2 0.1 250 342 407 560 675 900 852 685 407 280 135 90 La carcinogenèse est obtenue lors d’une exposition de 250 jours à raison de 3.4 mg/kg/j soit une dose cumulée de 850 mg. En revanche, il suffit d’une dose cumulée de 90 mg si l’exposition est prolongée pendant 900 j à raison de 0.1 mg/kg/j. 5.4.2.2. Notion de dose maximale tolérable L’air et la nourriture auxquels l’homme est exposé en permanence sont en général pollués par divers éléments. Ainsi les experts étaient appelés à définir des doses maximales dites admissibles pour les principaux contaminants présents dans ces milieux. Ces doses sont considérées comme inoffensives même en cas d’exposition ininterrompue pendant toute la vie. uploads/s3/ cours-toxico-chapitre-05.pdf