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I. INTRODUCTION : DÉFINITION ET BUT DE LA TOXICOLOGIE INDUSTRIELLE

1. Définitions :

La toxicologie : est la science qui traite des poisons.

Un poison: est une substance qui produit une action délétère sur l’organisme vivant .

La Toxicité: on entend par toxicité la capacité inhérente à une substance de produire des effets

délétères sur l’organisme (altération d’un ou de plusieurs organes ou fonctions). L’intensité de cette

action est fonction est généralement fonction de la dose administrée;

Le risque: indique la probabilité avec laquelle un produit toxique surviendra suivant les conditions

d’emploi d’une substance déterminée;

La toxicologie industrielle : l’aspect de la toxicologie qui s’intéresse plus particulièrement aux corps

chimiques utilisés dans l’industrie.

2. But :

Vu le développement de la chimie industrielle, la toxicologie industrielle représente un domaine très

important de la toxicologie.

La toxicologie industrielle traite : de l’identification; de l’analyse; du mécanisme d’action; du

métabolisme et des interactions des cops chimiques industriels; du diagnostic des intoxications; du

traitement et de la prévention des effets toxiques qu’ils peuvent engendrer .

Son but est essentiellement de prévenir le développement des lésions toxiques grâce à une

connaissance des relations aux substances chimiques et le risque d’altération de santé.

En effet ; la connaissance de ces relations quantitatives entre l’intensité d’exposition aux substances

chimiques et le risque d’altération de la santé (dose- effets et dose-réponse ) permet de définir des

niveaux tolérables d’exposition et les mesures de prévention nécessaires pour les respecter.

II. PRINCIPES GENERAUX DES INTOXICATIONS.

On distingue en général trois formes d’intoxications:

en fonction de la rapidité d’apparition;

la sévérité et la durée des symptômes;

la rapidité d’absorption de la substance toxique

Ainsi que la durée de l’exposition.

1. Intoxication aigue :

Résulte d’une exposition de courte durée et d’une absorption rapide du toxique: dose unique ou

multiple sur une période ne dépassant pas 24 heures.

En général les manifestations d’intoxication se développent rapidement.

La mort ou la guérison survient sans retard.

2. Intoxication subaiguë :

Résulte d’expositions fréquentes ou répétées sur une période de plusieurs jours ou semaines.

3. Intoxication chronique :

Résulte d’expositions répétées pendant une longue période de temps . Les signes d’intoxication se

manifestent :

Soit parce que le poison s’accumule dans l’organisme c’est-à-dire qu’ à chaque exposition , la

quantité éliminée est inférieure à la quantité absorbée.

La concentration du toxique dans l’organisme augmente progressivement pour atteindre une

concentration susceptible d’engendrer des manifestations toxiques.

C’est le cas de l’intoxication saturnine chronique;

soit parce que les effets engendrés par des expositions répétées s’additionnent sans que le toxique

ne s’accumule dans l’organisme. C’est le cas de l’intoxication chronique au disulfure de carbone.

Il peut aussi arriver que le toxique s’accumule dans l’organisme mais qu’une action toxique ne

survienne que lorsque sont mobilisés des tissus dans lesquels ils s’était déposé. C’est le cas du

DTT.

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4. Les types d’action des toxiques :

4.1. Action locale :

La substance exerce une action toxique à l’endroit de contact:

La peau,

Les yeux;

Le tractus digestif;

Les voies respiratoires.

4.2. Action systémique :

L’action du toxique se manifeste au niveau de sites éloignés de l’endroit de contact initial.

5. Facteurs intervenant dans la réponse de l’organisme :

La réponse de l’organisme dépend de la quantité de substance directement active ou de ses

métabolites toxiques.

Certains facteurs influencent la réponse de l’organisme tel que :

le côté toxico-dynamique (affinité des récepteurs, la fixation du toxique );

toxico-cinétique groupés en trois catégories:

facteurs biologiques (absorption, distribution, excrétion, biotransformation)

facteurs d’environnement ;

et les caractéristiques physico-chimiques de la substance.

6. Le cheminement d’un toxique dans l’organisme :

Un produit qui pénètre dans l'organisme peut avoir des effets bénéfiques (médicaments) ou néfastes

(toxiques). Inversement, l'organisme peut agir sur ce produit : c'est ce qu'on appelle le métabolisme.

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.

Cheminement d'un produit dans l'organisme

Air expiré urine foie

Voie cutanée Voie respiratoire Voie digestive

Exposition

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III. ABSORPTION- DISTRIBUTION- TRANSFORMATION- ET EXCRETION DES SUBSTANCES TOXIQUES

L’effet d’un toxique sur l’organisme dépend essentiellement de la quantité du toxique ou des

substances réactionnelles, qu’il engendre ( métabolites; radicaux libres) qui se fixe au niveau du site

d’action ( enzyme, récepteur cytoplasmique, plaque motrice, ADN,…)

Cet effet est fonction de la quantité du toxique actif qui atteint le site d’action et de son affinité pour

ce site.

Les facteurs influençant la concentration du toxique actif au niveau des récepteurs sont:

1. Absorption et l’excrétion

L’absorption et l’excrétion des substances chimiques requièrent le transfert de ces molécules à

travers les diverses membranes telles que:

L’épithélium gastro-intestinal

Les tubules rénaux

Le parenchyme hépatique

Le placenta

Les structures membranaires intracellulaires

les voies d’absorption :

Voie orale.

Voie pulmonaire: voie principale d’absorption de nombreux toxiques industriels (Sous formes de

gaz, aérosols, fumées, vapeurs..)

On peut assister à une action directe sur les voies respiratoires ( gaz irritants , amiante,

silice…);

La surface des alvéoles pulmonaires est estimée à 80 m2.

L’effet du toxique est fonction de la concentration au niveau de l’air ambiant; du temps

d’exposition et de la durée d’exposition.

Voie cutanée: action locale: irritation, eczéma, nécrose… .

Plusieurs facteurs interviennent:

Propriétés physicochimiques ( solubilité dans l’eau – hydrosolubililé, liposolubililé )

Température

Intégrité des téguments

Voie oculaire; effets locaux

2. La distribution ou la répartition

Après avoir atteint la circulation sanguine, le produit peut être transporté dans tout l'organisme.

C'est ce qu'on appelle la distribution.

En plus de l'oxygène, de divers éléments nutritifs essentiels au fonctionnement de l'organisme et des

déchets, le sang transporte aussi des toxiques. Ceux-ci peuvent alors entrer en contact avec des

cellules et se fixer dans certains tissus. Ainsi, les pesticides organochlorés comme le DDT se

concentrent dans les tissus adipeux. Ils peuvent y rester emmagasinés sans causer d'effets toxiques

pendant une période plus ou moins longue. En revanche, ils peuvent 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.

Accumulation de certaines substances dans certains tissus:

os: fluor, uranium; plomb

3. biotransformation : le métabolisme

Pendant ou après son transport dans le sang, le toxique peut entrer en contact avec différentes

cellules de l'organisme qui ont la capacité de le transformer.

L'ensemble des réactions de la transformation métabolique est appelée biotransformation, tandis que

les produits de la biotransformation sont appelés métabolites. 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, véritable laboratoire chimique de

l'organisme, qui contient une multitude d'enzymes (substance protéique qui catalyse une réaction

chimique dans l'organisme). Il enrichit le sang d'éléments nutritifs et le purifie en concentrant et en

éliminant beaucoup de substances.

D'autres organes tels que les poumons et les reins peuvent aussi transformer des toxiques.

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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)

lactée (le lait).

Biliaire;

Phanères

Salive;

Par exemple, le sang transporte de nombreux produits vers les reins, dont plusieurs déchets

provenant du métabolisme.

Les reins filtrent le sang, remplissant ainsi une fonction essentielle au maintien de l'équilibre des

éléments sanguins et assurent l'élimination de nombreux produits.

IV. MECANISMES D’ACTION DES TOXIQUES

1. Introduction :

L’étude de la toxicité d’une substance chimique doit viser à préciser les signes cliniques et biologiques

d’intoxication, mais aussi à définir son mécanisme d’action , c’est-à-dire à découvrir la lésion initiale

responsables des perturbations physiologiques et anatomopathologiques observées au cours de

l’intoxication.

Cette connaissance essentielle pour la réalisation du premier but de la médecine du travail : détecter

et prévenir les lésions initiales à un stade de début encore réversible, avant l’apparition des signes

cliniques d’intoxication.

Seule la connaissance du mécanisme d’action d’un toxique permet de définir de manière rationnelle

les concentrations admissibles au niveau du poste de travail et de développer des tests biochimiques

ou physiologiques capables de détecter précocement son action délétère sur la santé du travailleur

exposé.

Le développement d’antidote peut aussi être facilité si on connaît le mécanisme d’action du toxique

qui est généralement spécifique à chaque substance étrangère à l’organisme.

La connaissance des mécanismes de toxicité des agents chimiques permet l’élaboration des méthodes

de traitement, de dépistage précoce et de la prévention des maladies professionnelles.

2. Action primaire du toxique :

2.1. action sur l’oxygène:

Interférence avec le transport d’oxygène (action sur l’hémoglobine).

Exemple: l’oxyde de carbone se combine avec l’hémoglobine et la transforme en

carboxyhémoglobine. L’affinité du CO pour l’Hb étant de 210 fois plus que celle de l’O2. le CO

déplace l’oxygène de sa combinaison avec l’Hb.

Interférence avec l’utilisation d’oxygène et le stockage de l’énergie (synthèse de l’ATP).

Exemple : l’ion CN- sur la chaîne respiratoire mitochondriale, bloquant l’utilisation de l’oxygène.

2.2. Action sur des enzymes:

Inhibition enzymatique: qui peut être réversible ou non réversible.

EX 1: inhibition de l’acétylcholinestérase par certains pesticides organophosphorés est une

inhibition irréversible. Le rôle de cette enzyme est l’hydrolyse de l’acétylcholine. L’inhibition de

l’enzyme entraîne l’accumulation de l’acétylcholine responsable des manifestations cliniques

d’intoxication.

EX 2: le plomb exerce de multiples actions toxiques ; il inhibe plusieurs enzymes nécessaires

à la synthèse de l’hème dans les érythroblastes de la moelle osseuse.

Les conséquences de cette interférence du plomb sont :

augmentation du taux de delta ALA dans le sang et son excrétion urinaire;

augmentation de la concentration de coproporphyrinogène III dans les hématies;

augmentation de de la coproporphyrine III dans les urines;

augmentation du taux de protoporphyrine IX dans les hématies;

augmentation du taux de fer sérique .

L’exposition excessive au plomb est facilitée par la recherche de ces perturbations biologiques.

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Interférence avec l’action d’un activateur ou d’un cofacteur:

Un toxique peut bloquer l’action d’une enzyme en interférant avec un activateur ou un

cofacteur :

Le béryllium déplace le magnésium de sa combinaison avec la phosphatase alcaline et

inhibe l’enzyme.

Certains anticoagulants entre en compétition avec la vitamine K1 , cofacteur

indispensable à la synthèse de la prothrombine.

Inhibition de la synthèse d’une enzyme

autres mécanismes d’action.

CONCLUSION

L’étude des biotransformations subies par les agents chimiques industriels, l’étude de leurs mécanisme

d’action représente un aspect essentiel de la toxicologie industrielle. Elle permet de:

Prévoir les manifestations pathologiques résultant d’une exposition excessive ;

Développer des antidotes ;

Formuler des tests biologiques permettant une détection précoce d’une exposition dangereuse ;

Définir des conditions de travail à risques;

Connaître les différents désordres métaboliques et les processus biochimiques engendrés par les

agents chimiques industriels.