Introduction à la Toxicologie

• La toxicologie est l'étude scientifique des effets néfastes des substances chimiques sur les organismes vivants
• Elle vise à comprendre les mécanismes d'action, les doses toxiques, et les méthodes de prévention ou de traitement des intoxications
• La toxicologie englobe aussi l'évaluation des risques pour la santé humaine et l'environnement

But de la Toxicologie

• La toxicologie a pour but de comprendre les effets néfastes des substances chimiques, qu'elles soient naturelles ou synthétiques, sur les organismes vivants
• Elle cherche ainsi à protéger la santé humaine et l'environnement
• Elle inclut l'évaluation des risques, la prévention des intoxications, et l'établissement de limites de sécurité pour l'exposition aux substances potentiellement dangereuses

Classification des Agents Toxiques

• Les agents toxiques sont classés selon leur origine, leur structure chimique ou leurs propriétés, et leurs effets sur l'organisme

Classification selon l'Origine

• Toxiques d'origine naturelle: proviennent de sources naturelles telles que les plantes (alcaloïdes, glycosides), les champignons (mycotoxines), les animaux (venins) et les bactéries (toxines bactériennes)
• Toxiques synthétiques: créés par l'homme, incluant les produits chimiques industriels (pesticides, solvants), les médicaments, les plastiques et autres composés synthétiques
• Toxiques endogènes: composés produits naturellement par l'organisme, mais potentiellement nocifs en excès ou dans des conditions pathologiques, comme l'ammoniac ou certains acides organiques
• Toxiques environnementaux: agents présents dans l'environnement, issus de la pollution de l'air, de l'eau, des sols (métaux lourds, polluants organiques persistants), pouvant provenir de sources naturelles ou anthropiques
• Chaque catégorie de toxiques possède des mécanismes d'action et des niveaux de dangerosité spécifiques

Classification Chimique

• Cette classification regroupe les toxiques selon leur structure ou propriétés chimiques
• Métaux lourds incluent le plomb, mercure, cadmium et arsenic
• Solvants organiques incluent le benzène, toluène et l'éthanol
• Acides et bases incluent l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique et la soude caustique
• Composés organophosphorés incluent des pesticides comme le malathion et le parathion
• Composés aromatiques incluent le benzène, toluène, et les hydrocarbures polycycliques aromatiques (HAP)

Classification Fonctionnelle

• Cette classification se base sur l'effet principal des toxiques sur l'organisme
• Néphrotoxiques: affectent les reins, comme le plomb et le mercure
• Hépatotoxiques: endommagent le foie, comme l'alcool et le paracétamol à forte dose
• Neurotoxiques: altèrent le système nerveux, comme les insecticides organophosphorés et le plomb
• Cancérogènes: augmentent le risque de cancer, comme l'amiante et le benzène
• Mutagènes: induisent des mutations génétiques, comme les rayonnements ionisants et certains agents chimiques
• Reprotoxiques: affectent la reproduction, comme les phtalates et le bisphénol A

Caractéristiques d'une Exposition aux Agents Toxiques

• La dose, la voie d'exposition, la durée et la fréquence de l'exposition, et la nature de l'agent toxique influencent l'intensité des effets toxiques
• La vulnérabilité de l'individu et l'environnement d'exposition sont également des facteurs déterminants

Facteurs d’Exposition

• La quantité de l'agent toxique influence directement l'intensité des effets toxiques ; une faible dose peut être inoffensive, une dose élevée peut causer des dommages graves
• La manière dont le toxique pénètre dans l'organisme (ingestion, inhalation, contact cutané, injection) influence sa toxicité
• L'inhalation d'un gaz toxique peut être plus dangereuse que son ingestion
• Les types d'exposition comprennent aiguë, subaiguë et chronique
• Les propriétés physico-chimiques de l'agent (solubilité, stabilité, réactivité) influencent son absorption et sa distribution dans l'organisme
• Les caractéristiques individuelles (âge, sexe, état de santé, facteurs génétiques, comportements) peuvent rendre certains individus plus sensibles à un toxique
• Le contexte de l'exposition (domicile, lieu de travail, environnement naturel, conditions de ventilation, température, confinement) influence l'intensité de l'exposition

Expérimentation Animale

• Différentes espèces animales et souches sont utilisées selon les objectifs de l'étude, car chaque espèce présente des différences de sensibilité
• Les résultats obtenus doivent être extrapolés à l'humain en tenant compte de ces variations
• Des protocoles éthiques stricts sont appliqués pour minimiser la souffrance animale, conformément au concept des 3R (Réduire, Raffiner, Remplacer)
• Les animaux couramment utilisés comprennent les souris, rats, lapins, brebis et chiens

Types d'Intoxication en Expérimentation Animale

• Les études de toxicité aiguë, subaiguë et chronique permettent d'évaluer les effets des substances toxiques sur les animaux
• Les résultats de ces études sont essentiels pour comprendre et prévenir les risques pour la santé humaine

Intoxication Aiguë

• Elle est souvent obtenue avec des doses très élevées de médicaments, entraînant des effets immédiats
• L'évaluation de la DL50 (dose létale 50) est utilisée pour quantifier la toxicité relative d'une substance
• Les rats sont utilisés pour leur petite taille, leur facilité de manipulation et leur métabolisme proche de celui des humains
• Les souris sont utilisées pour leur petite taille et leur court cycle de vie, ce qui permet une évaluation rapide et économique de la toxicité, notamment pour évaluer la DL50
• Les lapins sont utilisés pour les études de toxicité cutanée et oculaire en raison de la sensibilité de leur peau et de leurs yeux.
• Les cobayes sont utilisés pour les études d'inhalation en raison de la sensibilité de leur système respiratoire aux irritants et pour évaluer les allergies cutanées et respiratoires
• Les chiens sont utilisés lorsque les résultats doivent être confirmés sur un organisme de taille moyenne et ayant un métabolisme similaire à celui de l'humain, mais leur utilisation est limitée par des normes éthiques strictes
• Les primates non humains sont rarement utilisés en raison de considérations éthiques strictes, mais peuvent être impliqués pour des substances aux effets très spécifiques et complexes

Intoxication Subaiguë

• Les animaux sont exposés de manière répétée pendant environ 28 jours, pour étudier les effets des doses subtoxiques accumulées
• Des signes cliniques peuvent apparaître progressivement, tels que perte de poids, troubles comportementaux, fatigue ou anomalies cutanées
• L'évaluation de la dose sans effet nocif observé (DSEENO) est effectuée afin de fixer les doses sécuritaires pour une exposition prolongée
• Des analyses biochimiques et hématologiques surveillent les enzymes hépatiques, la fonction rénale et les déséquilibres électrolytiques
• Des examens histopathologiques sont effectués à la fin de l'étude pour détecter des lésions subtiles au niveau du foie, rein, sang, système nerveux et système respiratoire
• Dans certaines études, l'exposition est arrêtée pour observer si les effets toxiques persistent ou se rétablissent

Intoxication Chronique

• L'exposition chronique implique une administration répétée de la substance pendant une période prolongée
• Les effets toxiques peuvent ne pas être immédiats et apparaître progressivement avec le temps
• Une étude des doses sans effet nocif observé et avec effet sur le long terme est réalisée afin d'établir les niveaux de sécurité d'exposition à long terme
• L'évaluation des effets est réalisée sur plusieurs systèmes de l'organisme, tels que le système hépatique, urinaire et immunitaire
• Les effets cancérogènes sont évalués, en estimant le risque de cancer lié à une exposition prolongée
• Si la substance est soupçonnée d'affecter la reproduction ou le développement embryonnaire, des paramètres comme la fertilité, la santé des fœtus et la viabilité des portées sont analysés, y compris sur plusieurs générations
• Une période de suivi après l'arrêt de l'exposition est observée afin d'évaluer si les dommages sont réversibles ou irréversibles
• Des examens microscopiques sont effectués pour détecter des lésions structurelles, des signes de dégénérescence et des transformations cancéreuses

Échelle Approximative de l'Intoxication (voie d'administration la plus rapide à la plus lente)

• IV (intraveineuse)

• Inhalation

• Intra péritonéale

• IM (intramusculaire)

• S/C (sous-cutanée)

• Intra dermique

• Orale

• Cutanée

• La toxicité varie avec la dose administrée, quelle que soit la voie utilisée

Manifestations des Effets Toxiques

• Les effets locaux se manifestent au site de contact entre l'agent toxique et le système biologique
• Les effets systémiques se manifestent à distance du point d'entrée dans l'organisme
• Le système nerveux central (SNC) est souvent le premier ciblé, suivi de l'appareil circulatoire, le sang, le système hématopoïétique, le foie, les reins, les poumons, la peau, les muscles et le squelette

Hypersensibilité vs. Réaction Ag-Ac

• L'hypersensibilité est une réaction qualitative des effets de la substance qui ne nécessite pas d'exposition préalable
• Elle est consécutive à l'administration d'une dose inférieure à la normale

Idiosyncrasie

• L'idiosyncrasie est une disposition particulière, souvent congénitale

Facteurs Influencant L'Idiosyncrasie

• Les facteurs génétiques peuvent influencer la manière dont une personne métabolise un médicament ou une substance, entraînant des réactions idiosyncratiques

• Les facteurs environnementaux comme l'alimentation, d'autres médicaments ou des conditions de santé préexistantes peuvent également jouer un rôle dans la survenue d'idiosyncrasies

• Les mécanismes immunitaires peuvent être impliqués, entraînant une réponse immunitaire inappropriée ou exagérée

• Les réactions indésirables aux médicaments sont une manifestation d'idiosyncrasie

Indicateur de Toxicité

• La DL50 est la dose qui tue 50% des animaux au cours d'une expérience

Pharmacocinétique des Produits Toxiques

• Les principales voies de pénétration sont les poumons, le tractus gastro-intestinal et la peau
• Après pénétration, la substance passe au niveau systémique

Absorption des Produits Toxiques

• Peau: insecticides (agriculteurs)
• Poumons: gaz (monoxyde de carbone), vapeurs des liquides volatils (benzène, chloroforme)
• Tractus gastro-intestinal: tentatives de suicide, chez l'enfant c'est une voie accidentelle
• Voies spéciales: à but expérimental (intra péritonéale)

Distribution des Produits Toxiques

• La distribution se fait dans le plasma, le liquide interstitiel et le liquide intracellulaire
• La concentration sanguine dépendra du Vd (volume de distribution)
• CO: a une affinité pour l'Hb (hémoglobine)
• Plomb: se concentre dans les tissus osseux et exerce ses effets sur les autres tissus

Excrétion des Produits Toxiques

• Voie rénale: +++
• Voie biliaire: excrétion des substances toxiques par les hépatocytes dans les canaux biliaires
• Autres voies d'élimination: poumons (substances volatiles), lait (passage de substances toxiques de la mère vers le nouveau-né, ou le lait de vache vers le consommateur)

Conclusion sur la Toxicologie

• L'homme est exposé de façon permanente aux agents toxiques présents dans les aliments, l'eau et l'air
• L'organisme humain a la capacité de métaboliser et d'excréter ces substances chimiques
• Un risque d'accumulation existe si le taux d'absorption dépasse le taux d'élimination, conduisant à l'apparition de lésions toxiques