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TOXICOLOGIE La toxicologie est la science étudiant les substances toxiques (ou

TOXICOLOGIE La toxicologie est la science étudiant les substances toxiques (ou poisons), leur origine, les circonstances de leur contact avec l'organisme, leurs effets sur celui-ci (organes cibles), les moyens de les déceler et de les combattre (voies d'élimination, antidotes). Elle s'intéresse aux effets de l'exposition à des toxiques, quelle que soit la voie d'entrée dans l'organisme (inhalation, contact, ingestion...), Elle fait appel à une multitude de connaissances scientifiques et s'intéresse à plusieurs secteurs de l'activité humaine : l'agriculture, l'alimentation, l'industrie pharmaceutique, l'environnement, les milieux de travail, etc. Les toxines peuvent être d'origine animale (venin lors d'envenimation), végétale, fongique, bactérienne ou chimique (intoxication par les métaux lourds, par exemple). 1. Ecotoxicologie L’écotoxicologie étudie les impacts des agents polluants sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes. Un agent polluant est une substance naturelle ou de synthèse que l’homme introduit dans l’environnement ou dont l’homme modifie la répartition dans les différents compartiments de la biosphère. Les effets d'un agent polluant dépendent de plusieurs facteurs, comme par exemple l'évolution du polluant dans le milieu, le mode et la voie d'administration du polluant. L’objectif de l’écotoxicologie est avant tout la prévention. Pour cela, l’écotoxicologie caractérise le risque d’une substance qui est fonction :  du danger de la substance,  de la probabilité d’exposition à cette substance. Le danger est fonction de la toxicité intrinsèque de la substance. Cette toxicité est évaluée en laboratoire à l’aide de tests sur différents organismes de la chaîne trophique, et permet de determiner une concentration en dessous de laquelle la substance n’a pas d’effets nocifs sur l'organisme testé. La probabilité d’exposition à une substance est relative à tout ce qui peut déterminer le devenir de la substance dans l’environnement, et ainsi dépend essentiellement de ses proprieties physico-chimiques, mais également des caractéristiques du milieu récepteur. La probabilité d'exposition prend également en compte la durée d'exposition (continu, occasionnel), la voie d'exposition (per-cutanée, ingestion, inhalation…) et l'individu exposé (sexe, âge…). 2. Poison ou toxique Un poison, ou toxique, est une substance capable de perturber le fonctionnement normal d'un organisme vivant. Il peut être de source naturelle (poussières, pollen) ou de nature chimique (acétone) ou biologique (aflatoxines, anthrax). Les produits chimiques font partie intégrante de notre vie. Le développement scientifique et technologique s'accompagne de leur augmentation importante, tant en diversité qu'en quantité et, par conséquent, de l'augmentation du nombre de personnes qui y sont exposées. Ils se trouvent partout dans l'air que nous respirons, dans nos aliments, nos médicaments, nos cosmétiques, etc. et nous y sommes fréquemment exposés dans nos loisirs, dans notre milieu 1 de travail, exemple : agriculture (fongicides, insecticides), entretien ménager (décapants, détergents), santé (désinfectants). 3. Exposition a un toxique L'organisme doit être exposé à un produit toxique pour qu'un effet nocif se manifeste. Dans ce cas, le produit peut agir au point de contact (effet local) ou pénétrer dans l'organisme (effet systémique). Certains produits agissent pendant leur contact avec la surface exposée, soit la peau et les yeux, par exemple les acides qui causent des brûlures chimiques graves. D'autres doivent pénétrer dans l'organisme pour provoquer des effets nuisibles. Les principales façons de les absorber sont l'inhalation (voie respiratoire), l'absorption par la peau (voie cutanée) et l'ingestion (voie digestive). Un produit peut être absorbé par plusieurs voies selon son état physique (liquide, solide ou gaz). 3.1. La voie respiratoire (inhalation) Les poumons sont les organes où se font les échanges gazeux entre l'air des alvéoles et le sang des vaisseaux capillaires qui tapissent les alvéoles pulmonaires. Ils sont le siège de la respiration, qui permet l'absorption et l'élimination des gaz. Dans la majorité des milieux de travail, la voie respiratoire représente la principale voie d'entrée des contaminants. La forte possibilité que l'air ambiant soit contaminé par des vapeurs, des gaz, des fumées, des poussières explique cette situation. De nombreux facteurs sont à considérer dans l'absorption d'un produit par les poumons. Pour les gaz et les vapeurs, il s'agira de la concentration, de la durée d'exposition, de la solubilité dans l'eau et les tissus, et du débit sanguin par contre, pour les particules (ex. : poussières, fibres, fumées, brouillards, brume, pollen, spores), il s'agira des caractéristiques physiques (le diamètre, la forme, etc.) et de l'anatomie de l'arbre respiratoire (figure 1). 2 Figure 1 : Déposition des poussières dans les voies respiratoires 3.2. La voie cutanée (peau) La peau est une barrière imperméable qui recouvre toute la surface du corps et qui le protège. Cette enveloppe protectrice recouvre presque tout l'organisme et fait obstacle à la pénétration de nombreux contaminants. Toutefois, cette barrière n'offre pas une protection complète, car elle n'enveloppe pas la totalité du corps et qu'elle présente des failles, dont la base des poils et les pores. L'absorption cutanée est influencée par de nombreux facteurs tant physico-chimiques (pureté, grosseur de la molécule, solubilité) qu'individuels (hydratation de la peau, présence de lésions cutanées) et anatomiques (endroit du corps mis en contact avec le toxique). 3.3. La voie orale (ingestion) L’ingestion n'est généralement pas considérée comme une voie d'exposition importante. Il ne faut cependant pas la négliger, car des méthodes de travail inadéquates peuvent conduire à une ingestion accidentelle. De plus, de mauvaises habitudes peuvent également être à l'origine d'une exposition par ingestion, notamment manger ou boire dans des lieux de travail contaminés. 3 4. Devenir du toxique dans l’organisme Un produit qui pénètre dans l'organisme peut avoir des effets néfastes (toxiques). La réponse de l'organisme à un toxique dépend, entre autres, de la quantité du produit présent dans un tissu ou un organe. Plusieurs facteurs interviennent dans les processus d'action toxique, notamment les phases toxicodynamiques et toxicocinétiques.  La toxicodynamie s'intéresse à l’influence qu'exerce un toxique sur l'organisme et aux facteurs qui interviennent dans la réponse toxique.  La toxicocinétique s'intéresse à l’influence qu'exerce l'organisme sur un toxique. Cette influence découle des processus (l'absorption, la distribution, le métabolisme, l'élimination) qui gouvernent le cheminement du toxique dans l'organisme (figure 2). Figure 2 : Cheminement d'un produit dans l'organisme 4.1. L'entrée ou l'absorption On appelle absorption le processus de pénétration d'un produit dans l'organisme. Il s'agit d'une étape importante, car, tant qu'il n'a pas pénétré dans la circulation sanguine, un produit ne peut causer d'action toxique systémique, c'est-à-dire à des endroits éloignés du point de contact initial. 4 Divers facteurs peuvent influencer le processus d'absorption d'un produit : sa nature, sa solubilité, la perméabilité des tissus biologiques au point de contact, la durée et la fréquence de l'exposition. 4.2. Le transport et la distribution Après avoir atteint la circulation sanguine, le produit peut être transporté dans tout l'organisme. C'est ce qu'on appelle la distribution. Le sang transporte aussi des toxiques, ceux- ci peuvent alors entrer en contact avec des cellules et se fixer dans certains tissus. Ils peuvent soit y rester emmagasinés sans causer d'effets toxiques pendant une période plus ou moins longue, soit causer des effets toxiques dans d'autres tissus ou organes où ils sont présents en quantités moindres. La nature, l'intensité et la localisation de ces perturbations dans l'organisme diffèrent d'un produit à l'autre et dépendent souvent de la dose. 4.3. La biotransformation ou le métabolisme L'ensemble des réactions de la transformation métabolique est appelée biotransformation. Il peut en résulter un produit moins toxique (détoxification) ou plus toxique (activation), l'accumulation ou l'élimination du produit et de ses métabolites. La transformation des toxiques est surtout effectuée par le foie, qui contient une multitude d'enzymes. D'autres organes tels que les poumons et les reins peuvent aussi transformer des toxiques. 4.4. L'excrétion Ce processus consiste à rejeter le produit inchangé ou ses métabolites à l'extérieur de l'organisme. L'excrétion peut se faire par voie rénale (l'urine), gastro-intestinale (les selles), pulmonaire (l'air expiré), cutanée (la sueur) ou lactée (le lait). 5. L’effet toxique La toxicité englobe l’ensemble des effets néfastes d’un toxique sur un organisme vivant. Autrement dit, il s’agit de la capacité inhérente à une substance de produire des effets nocifs chez un organisme vivant et qui en font une substance dangereuse (tableau 1). L’effet néfaste est lié à la dose, à la voie d’absorption, au type et à la gravité des lésions ainsi qu’au temps nécessaire à l’apparition d’une lésion. Un effet aigu se fait sentir dans un temps relativement court (minutes, heures, jours), tandis qu’un effet chronique ne se manifeste qu’après un temps d’exposition relativement long et de façon permanente (semaines, mois, années). Un effet local survient au point de contact, tandis qu’un effet systémique survient à un endroit éloigné du point de contact initial. 5 Tableau 1 : Effets toxiques sur certains tissus et systèmes biologiques Système et organe Effet ou signe clinique Œil Irritation, corrosion Peau Irritation, corrosion, dermatose Système digestif Irritation, corrosion Système cardiovasculaire Rythme cardiaque anormal Système nerveux central Dépression (nausée, vomissement, étourdissement) Système nerveux périphérique Neuropathie (perte de sensation, trouble de la coordination) Système respiratoire Irritation, corrosion, essoufflement Système sanguin Carboxyhémoglobinémie Système urinaire Urine très foncée, sang dans les urines L'effet toxique est le résultat d'un processus souvent complexe et il peut entraîner une série de réactions physiologiques et métaboliques (figure 3). 6 Figure 3 : Effets uploads/Industriel/ toxic-o-logie.pdf