Toxicologie - Définition et Explications

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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 (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont...) ou organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément...), 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 (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) éventuellement proposer ou à caler des modèles toxicologiques.

Difficulté : La mesure de l'exposition à un produit (Ex : phtalate (Les phtalates sont un groupe de produits chimiques apparentés du point de vue structural à l’acide organique connu sous le nom d’acide phtalique. Ils sont composés d'un noyau...), PCB, métalloïde (Un métalloïde est un élément chimique qui ne peut être classé ni dans les métaux ni parmi les non-métaux, c’est-à-dire dont les propriétés physiques et chimiques sont...), radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une...), etc.) est un préalable essentiel pour modéliser la toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à...) 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 (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain adulte est doté...) ou l'urine (L'urine est un liquide biologique composé des déchets de l'organisme. L'urine est secrétée par les reins par filtration du sang, puis par...) ou dans un organe (foie, rein (Le rein a de multiples fonctions (hormonales, de régulation de la tension, mais il est surtout l'un des principaux organes de détoxication (avec le foie et le poumon). Il assure, par filtration et excrétion d'urine, l'équilibre...) ou plus rarement cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont...) 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 (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau à l'ouest et le Bélier à l'est. Bien...).
  • 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 (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le mot et le symbole viennent du latin plumbum.) 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 (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.), les molécules de dégradation et les métabolites peuvent être nombreux ou encore inconnus de la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient...) (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 (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) 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 (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) chez un même individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).), même pour le 1er échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) 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 (La toxicologie est la science étudiant) 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 (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...), de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) ou du sol…).
  • nature des mélanges (Cf. éventuelles synergies),
  • moment d'exposition (in utero, en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) 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 (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) 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 (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) individu, même en parfaite santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) appartient à un sous-groupe sensible au moins à un moment de sa vie (La vie est le nom donné :) (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 (Les hydrolases constituent une classe d'enzymes qui catalysent les réactions d'hydrolyse de molécules suivant la réaction générale :) d'aryl hydrocarbone (l'un des récepteurs des dioxines et furanes dans notre organisme) développent plus de cancers du poumon (Le poumon est un organe invaginé permettant d'échanger des gaz vitaux, notamment l'oxygène et le dioxyde de carbone. L'oxygène est nécessaire au métabolisme de...) en présence d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP),
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