On peut les classer en deux grandes catégories et distinguer les facteurs liés :
d’une part aux conditions d’exposition,
d’autre part aux récepteurs.
FACTEURS EN RELATION AVEC LES CONDITIONS D’EXPOSITION
On mentionnera ici :
Les propriétés physico - chimiques du toxique
Solubilité dans le sang et dans les tissus, tension de vapeurs, constante d’ionisation, réactivité chimique, diamètre aérodynamique des particules (la quantité d’aérosol solide susceptible de se déposer dans les voies respiratoires inférieures est davantage en relation avec ce dernier facteur qu’avec la concentration atmosphérique totale. On peut également rappeler ici que les particules solides d’oxydes métalliques les plus réactives sont celles dont la taille est inférieure à 0,5 u ce qui permet de parvenir plus aisément jusqu’aux alvéoles pulmonaires).
La réponse toxique diffère selon la forme physico-chimique de contact entre une substance et l’organisme. On citera deux exemples :
celui de la variation de la duréede rétention dans le tissu pulmonaire d’un hydrocarbure polycyclique selon que ce dernier est administré seul ou absorbé à la surface de particules solides comme l’oxyde de fer ;
celui de l’oxyde de cadmium dont l’inhalation aboutit à des effets différents selon la forme sous laquelle se présente cette substance ;
. l’inhalation de poudre grossière se traduit uniquement par la coloration jaune des dents ;
. l’inhalation de fines particules induit différentes manifestations digestives ainsi que des pertubations rénales et pulmonaires ;
. l’inhalation de fumées provoque un oedème pulmonaire.
Des modifications, même apparemment minimes, dans la structure chimique d’une substance se traduisent par des variations importantes des effets toxiques. On peut citer l’exemple de l’isomérie de position qui est à l’origine de la différence de toxicité existant entre les six isomères distincts possibles du dinitrophénol. L’étude de la toxicité d’une substance chimique utilisée en milieu industriel ou artisanal ne peut se borner à celle d’une formule brute mais doit considérer toutes les données y compris celles jugées de prime abord comme insignifiantes. Par ailleurs il faut également considérer que ce type de produit ne peut présenter la pureté d’un réactif de laboratoire et que le risque toxique majeur vient souvent de l’existence de composés toxiques dans les impuretés qu’il présente : c’est le cas pour l’antimoine qui renferme de l’arsenic et du plomb, du zinc où l’on retrouve du manganèse et du plomb, du ferrosilicium qui recèle du manganèse ou bien encore du toluène contenant du benzène.
La concentration du toxique
On dispose en toxicologie de différents paramètres pour évaluer la concentration du toxique :
la dose léthale 50 (DL 50), dose qui a entraîné le décès de la moitié des animaux de laboratoire soumis au toxique étudié ;
la concentration léthale (CL 50) définie de la même façon pour les gaz et les vapeurs ;
les doses ou les concentrations efficaces : ce sont celles qui provoquent un type d’effet clairement défini ( irritation des voies respiratoires, narcose, altérations hépatiques ou rénales, pertubations hématologiques, troubles neuro-musculaires, etc.) chez la moitié des animaux ayant absorbé le toxique étudié.
A partir des données ainsi obtenues grâce à l’expérimentation animale, on peut effectuer - prudemment - une extrapolation à l’homme en veillant à garder une marge de sécurité et en définissant un facteur de correction. On déterminera de la sorte la concentration limite acceptable par l’organisme humain.
La durée du séjour en atmosphère contaminée ainsi que la vitesse d’administration du toxique
Elles influent également sur la quantité de substance toxique susceptible de parvenir jusqu’à l’organe-cible.
La voie de pénétration
C’est de la voie de pénétration que dépend en grande partie l’importance de la dose toxique qui parvient dans la circulation sytémique et gagne l’organe-cible. Le classement par ordre de gravité croissant est le suivant : voie cutanée, digestive, pulmonaire, parentérale. On observe pour une même substance toxique des variations considérables du taux d’absorption selon la voie qui a été empruntée : on constate par exemple que pour le plomb ce taux est de 50% en cas d’inhalation et de 5% après ingestion.
Il faut souligner le rôle déterminant de la voie d’absorption en ce qui concerne l’organe-cible atteint. On citera ici le cas du mercure métal : alors que l’ingestion conduit à une faible absorption et à une accumulation dans le foie et les reins de la majeure partie de la fraction qui a traversé la barrière digestive, l’inhalation de vapeurs de mercure permet au toxique de franchir facilement la barrière alvéo-capillaire et de s’accumuler de façon presque irréversible dans le cerveau.
il convient également de rappeler ici que le foie constitue le plus souvent l’organe-cible des toxiques ingérées (y compris dans le cas de substances très lipophiles) puisqu’il accueille toutes les molécules absorbées par voie digestive.
Le lieu d’action
La localisation élective du toxique dans un organe déterminé dépend pour une large part de ses affinités physico-chimiques.On peut donner l’exemple des solvants et de leurs affinités pour les lipides. Elle explique leur fixation dans les tissus riches en lipides tels que les centres nerveux et donc leurs effets narcotiques plus ou moins accentués.
Il faut également mentionner l’affinité chimique qui est à l’origine de l’action particulière qu’exerce le toxique sur certains constituants cellulaires. On citera ici certaines caractéristiques du béryllium comme son affinité pour les phosphates (ce qui explique certaines des pertubations enzymatiques qu’il induit) et son action stimulante sur la lacticodeshydrogénase (à la source des phénomènes hypoglycémiques propres à cette intoxication).
Les facteurs d’environnement
Différents facteurs exogènes peuvent provoquer :
l’altération d’une substance donnée, cette transformation donnant naissance à des produits de décomposition toxiques. On citera plusieurs exemples de processus de ce type. Il peut s’agir notamment :
- d’une décomposition à froid en présence d’eau ou d’acide : cyanures, sulfures et polysulfures alcalino-terreux et métalliques ;
- d’une altération à la lumière et à l’air : chloroforme ;
- d’une décomposition à chaud en phosgène :
perchloréthylène, tétrachlorure de carbone, trichloréthylène ;
- d’une décomposition à chaud avec dégagement de fumées toxiques : pentachlorure et trichlorure de phosphore, polytétrafluoroéthylène.
une modification de métabolisme, et donc de la toxicité, d’un produit nocif absorbé par l’organisme. Le bruit, la lumière, la chaleur, l’humidité sont à l’origine de telles transformations. On donnera ici l’exemple des réactions phototoxiques cutanées (une substance se trouvant dans ou sur la peau exitée par la lumière) ou bien encore celui du dinitrophénol beaucoup plus dangereux en été et pour les ouvriers en transpiration.
L’exposition simultanée à plusieurs toxiques
L’association de plusieurs substances chimiques nocives se traduit par une modification de leur toxicité en raison d’interférences métaboliques.
Il peut s’agir :
- simplement d’une addition des effets,
- d’une synergie : l’effet de l’ensemble est supérieur à la somme des effets de chaque toxique,
- d’un antagonisme : la réaction d’ensemble est inférieure à la somme des réactions partielles.
Pour illustrer l’effet synergique, on évoquera l’augmentation de sensibilité de l’organisme aux effets des toxiques, qui résulte de la prise de boissons alcoolisées. Ce phénomène est relativement fréquent, notamment en cas d’intoxication par des solvants chlorés tels que le trichloréthylène ou des poisons méthémoglobinisants. Dans ces deux cas il est provoqué par la sollicitation et l’interférence de processus métaboliques semblables.
L’admistration antérieure de la même substance toxique
Elle peut donner lieu :
- à une dépendance (c’est ce qui se produit pour les stupéfiants) ;
- à une tolérance acquise : on constate une accoutumance au fur et à mesure que se répètent les expositions à un toxique donné (par exemple l’éthanol ou l’arsenic) ;
- à une sensibilisation (intolérance acquise). La combinaison du toxique avec des protéines tissulaires ou circulantes se traduit par la formation d’un complexe antigénique à propriétés sensibilisantes. En cas de nouvelle absorption du toxique, celui-ci se comporte en réactogène et est à l’origine d’accidents locaux (dermites) ou généraux.
FACTEURS RELATIFS AU RECEPTEUR
Les effets toxiques d’une substance donnée diffèrent sensiblement selon l’organisme récepteur. Plusieurs facteurs expliquent cette situation. Il s’agit notamment :
De l’espèce animale . La sensibilité à un toxique déterminé varie nettement selon les espèces animales. Il faut, en conséquence, redoubler de prudence lorsque l’on procède à une extrapolation à l’homme des données recueillie grâce à l’expérimentation animale. Celle -ci examinera des animaux proche de l’homme par une ou plusieurs caractéristiques et aplliquera un facteur de correction ou définira une marge de sécurité en fonction de la pathologie observée chez les cobayes.
Les variations de sensibilité selon les espèces animales s’expliquent :
- principalement par des différences au niveau de la pénétration, la distribution et la métabolisation des toxiques.
- accessoirement par des différences de sensibilité de l’organe, cellule ou molécule-cible.
De l’ethnie. Les différences selon les thnies sont dues à des déficiences enzymatiques d’orignine héréditaire.
Du sexe. La dépendance hormonale sous laquelle sont placées les transformations de certaines substances explique des variations d’intensité des effets toxiques.
Du poids. IL existe une relation entre la surface coroporelle et la dose toxique. Il convient de souligner le rôle déterminant que joue le stock de cellules graisseuses, surtout en cas de fixation d’un toxique liposoluble.
De l’âge. Les activités métaboliques diffèrent selon l’âge de l’individu ce qui explique des réactions différentes chez les jeunes (plus affectés par les poisons du cerveau) et les personnes plus âgées (plus sensibles aux poisons pulmonaires et hépatiques).
Des variations individuelles.La réaction à une agression toxique identique peut varier de façon importante selon les sujets. Ces variations de sensibilité seraient imputables pour une large part à des différences concernant le patrimoine génétique individuel (on a émis notamment l’hypothèse de déficiences génétiques dans le processus de réparation pour expliquer une réponse toxique exacerbée).
de l’état physiologique ou physiopathologique. La sensibilité d’une même personne présente des variations en relation avec différents facteurs. On citera notamment :
- l’hyperventilation provoquée par l’effort musculaire, l’hypersudation et l’existence de lésions cutanées. Elles favorisent respectivement l’intoxication par inhalation, la vasodilatation et la pénétation cutanée ;
- l’état nutritif. La diffusion d’un produit toxique ingéré s’effectue plus ou moins rapidement selon que le sujet est à jeun ou vient de s’alimenter.
La réplétion retarde le pic d’absorption ;
- l’état de grossesse ou l’allaitement qui se traduisent par une plus grande sensibilité ;
- des états pathologiques tels qu’une déficience hépatique, une insuffisance rénale, un dysfonctionnement des glandes endocrines, l’alcoolisme diminuent la résistance de l’organisme. On constate également une fragilité de l’individu lorsque celui-ci vient de subir une agression (surmenage, traumatisme psycho-affectif, agression physique). Dans ce cas, l’hypersécrétion de catécholamines qui en résulte se traduit par une vasoconstriction et une altération des capacités fonctionnelles du foie et des reins.
Dictionnaire de toxicologie-Masson Editeur, 1992.