Importance de la mesure de l'exposition (individuelle et collective)
C'est notamment 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 éventuellement 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 ;
- Traditionnellement, l'exposition était indirectement estimée via la mesure directe (chimie analytique) d'un toxique (« mercure total » par exemple), dans le sang ou l'urine ou dans un organe (foie, rein ou plus rarement cerveau en général), mais sa forme (spéciation) n'était pas prise en compte, or elle a une grande importance ; A titre d'exemple chez les mammifères, le mercure méthylé est bien plus toxique encore que le mercure pur, or c'est sous sa forme méthylée principale dans la chair des poissons.
- Plus souvent, on évalue l'exposition par la mesure des niveaux de produit ou métabolites dans le sang ou l'urine (respectivement plombémie et plomburie pour le plomb dans le sang et l'urine par exemple), or une partie des toxiques peut avoir été excrêtée via les poumons (certains polluants gazeux par exemple) ou les phanères, ou être stocké dans l'os (c'est le cas pour 80 % du plomb absorbé) pour être éventuellement libéré plus tard. Le plomb dans l'urine ne mesure qu'incomplètement qu'une exposition récente.
- Enfin, dans le domaine de la chimie organique, les molécules de dégradation et les métabolites peuvent être nombreux ou encore inconnus de la science (pour des molécules chimiques synthétiques récentes, tels que la plupart des pesticides par exemple). De plus, les molécules de dégradation peuvent être plus toxiques que la molécule-mère qui est celle qu'on recherche généralement.
- Ces méthodes étant longues et coûteuses, on cherche à plutôt détecter des marqueurs d'exposition dits biomarqueurs. Des biomarqueurs tels que le taux de créatinine sont couramment également utilisés pour les toxiques affectant le rein, mais leur exactitude est discutée, notamment parce qu'on sait que les taux urinaires de nombreux produits varient dans le temps chez un même individu, même pour le 1er échantillon d'urine pris à jeun le matin (c'est par exemple le cas de certains métabolites des phtalates (ex : mono-phtalate de benzyle ou MBZP), alors que les phtalates non dégradés varient peu dans l'urine des femmes le matin).
La toxicologie est également rendue complexe par le fait que le risque d'exposition, l'exposition réelle, l'effet toxique d'un contaminant, ainsi que sa toxicocinétique dépendent de nombreux facteurs à la fois liés au toxique et à sa victime :
- nature du toxique et de ses effets (irritants respiratoires ou cutanés, métaux lourds, polluants de l'air, de l'eau ou du sol…).
- nature des mélanges (Cf. éventuelles synergies),
- moment d'exposition (in utero, en phase d'activité intense, etc.)
- nature de la « porte d'entrée » (alimentation, inhalation, passage percutané...)
- individus et sous-populations exposée ; Le toxicologue considère des moyennes (population
générale), mais aussi des sous-populations plus sensibles, dont par exemple (pour l'INERIS )
- - 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 très exacerbés, c'est le cas de certaines perturbateurs endocriniens féminisants pour le foetus 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 souvent utilisés lors des calculs de valeurs seuils ou réglementaires (VTR).
En Réalité, tout individu, même en parfaite 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 particuliers pour l'exposition à certains toxiques.
- - Les albinos sont plus sensibles aux UV
- - 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),