CM - Toxicologie

5/9/2018 CM - Toxicologie - slidepdf.com

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Toxicologie

Objet Définition

I. Objet de la toxicologie

Les substances chimiques naturelles et produites par lhomme entre en interaction avec lhomme. La

toxicologie est létude des effets néfastes des substances chimiques sur les organismes pour prévenir

et protéger la sante

II. Toxicologie : science des toxiques

1. Cause de intoxication

- Origine des produits (naturels, synthèse ou se formant par des réactions combinées)

- Propriétés physico chimiques (structure chimique, état physique (agit sur les conditions

dexposition), solubilité, volatilité, couleur, gout) : réactivité dans lorganisme

- Méthodes de recherche et dosage : identification et quantification de la substance

2. Effets biologiques : lors de linteraction de toxiques avec lhomme

-

Toxico-cinétique : décrit lévolution du devenir dun toxique (ADME) - Doses toxiques : dose qui entraine la toxicité

- Mécanisme daction

- Nature des effets symptomatologie

3. Lutte

- Thérapeutique : traitement des intoxications

- Prévention : diminution de la fréquence des intoxications grâce aux règlementations qui

définissent des restrictions voir des interdictions dutilisations,



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III. Toxique ou poison

Intoxication ou empoisonnement?

Toxon : arc, flèche

Potio : potion, poison

Une substance toxique est une substance quiprovoque soit dans limmédiat soit après une phase de

latence plus ou moins longue des effet biologiques néfastes réversibles ou non pouvant aller deffets

minimes jusqu'à des troubles ma jeurs et même provoquer la mort.

Tout produit peut être néfaste si la dose est trop importante.

Paracelse (1493-1541)

« Tout est poison, rien nest poison cest la dose qui fait le poison»

- Aspect quantitatif et qualitatif - relation dose effet : un toxique est défini par sa dose mais pas par sa nature

IV. Xénobiotique : substance étrangère a la vie

- xeno : étranger

- bio : la vie

Attention un Xénobiotique nest pas forcement toxique

V. Risque toxique

Probabilité quil survienne une intoxication, le plus souvent liés aux facteurs dexposition

Ex : moins toxique mais plus volatile = plus toxique



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Etiologie des intoxications

Etiologie : étude des causes

I. Intoxication volontaires ou intentionnelles

1. Empoisonnement criminel

1-1 Définition juridique : cf. code pénal

Art 221-5 : Le fait dattenter à la vie dautrui par lemploi ou ladministration de substance de nature

à entrainer la mort constitue un empoissonnement

1-2 Les produits

- Facilité dobtention

- Facilité dadministration

- Recherche dimpunité : pour que le produit ne soit pas détectable

2. Suicide

- Ordre de grandeur : 10 000 à 12 000 par an en France (déclarés)

- Tentatives : multiplié par 10 voir 15

- Intoxication : 1 sur 7

- Les produits :

o Mort douce : toxique : plutôt médicament psychotropes

o Facilité dobtention

- Poly-intoxication

Autolyse : suicide selon médecins

Intoxication volontaires

II. Intoxication involontaires

1. Origine domestique

- Produit ménager : eau de javel, alcool, antirouille,

- Produit cosmétique : lotions, teintures,

- Produits phytosanitaires : désherbants, insecticides, raticide, - Monoxyde de carbone : mauvaise combustion

- Facteurs favorisants :

o Ressemblance

o Mauvais stockage

o Proximité des enfants (50% des intoxications)

o Entretient des installations



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2. Origine médicale

2-1 Malade ou entourage

- Erreur de posologie

- Erreur de mode dadministration

- Prise accidentelle

2-2 Médical ou paramédical : infirmier, médecin, pharmacien,

3. Origine professionnelle

3-1 Milieu industriel et artisanal

- Vapeurs

- Particules, poussiere

- Pro jection, contact cutanné

3-2 Milieu agricole

- Pesticides

Tableau de maladies professionnelles (régime général, agricole)

- Valeurs limite dexposition professionnelles (VLEP)

- Valeur limite dexposition : a en pas dépasser sur une courte durée (15min) (VLE)

- Valeur moyenne dexposition : sur une journée de 8h (VME)

4. Alimentaires

4-1 Aliments naturellement toxiques

- oseille : insuffisance rénale

- Grande consommation deau riche en fluore : fluorose

- Hétéroside cyanogènes

- Alcool

- Muscade (hallucination)

4-2 Micro-organisme : enterotoxines

- Toxine botulique : évolution en milieu anaérobie des bacilles botuliques - Aspergillus : aflatoxines se retrouvent dans les régions tropicales (contamination arachide) :

produit cancérogène



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4-3 Résidus produits qui persistent

- Végétaux : pesticides des cultures

- Animaux : traitement par produit favorisant lengraissement : hormones sexuels,

antibiotiques (interdits en 2006)

4-4 Additifs : produit quon ajoute volontairement : coloration, conservation

4-5 Récipient, contenant, emballages

- Propriétés xeno-strogènes : rôle néfaste sur la perturbation hormonale

- Nitrosamines : retrait de tétines en contenant trop

- Certaines substances appartenant aux imprimés des laits pour bébé se sont retrouvés dans le

lait

4-6 Contamination accidentelle

- 4 vagues dintoxication (800 personnes atteintes, 12 morts) dans du pain contenant des

pesticides organochlorés car la farine avait été transportée dans un bateau avec des

containers contenant des pesticides proche de ceux de la farine

- Huile frelatée dEspagne (25 000 intoxication,1 200 morts) huiles contaminés par es huiles

industrielles mais enfaite trace dorganophosphorés

4-7 Fraude

- Alcool méthylique au lieu de propanol

- Mélamine dans le lait chinois permettant daugmenter la teneur en azote (296000

intoxications, 1 200 morts)

4-8 Pollution environnement

4-9 Substances toxiques (champignons, )

Au jourdhui on utilise des listes positives : produits autorisés. Avant on utilisait des listes négatives,

problème, tout ceux qui nétait pas sur la liste étaient autorisés.

5. Environnement : Ecotoxicologie

Pollution de lair, de leau, des aliments par oxyde ce Carbonne et dazote, hydrocarbures volatiles,

nitrates, métaux lourd. Actuellement la pollution interne à la maison est le fer de lance.



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Différent types de toxicité

I. Toxicité aigue

Effet toxique qui résulte de la pénétration de doses uniques ou très rapprochés+ rapidité des effets

Ex : Oxyde de carbone, éthanol, paracétamol,

Doses capables dentrainer la mort

Il existe aussi une notion de toxicité

- Suraigüe : Doses massives

- Subaigüe : doses fortes sur une durée de plusieurs jours, semaines

II. Toxicité a long terme (chronique)

- Dose faible ou très faibles

- Répétition sur de longues durées (mois ou années)

o Longue latence

o Evolution insidieuse

Ex : fluorures, benzènes, HCH (isomère du lindane)

III. Relation Effet-Concentration

Limite de toxicité = limite dexposition



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IV. Relation Effet-Temps

Sommation des effets : seuil de toxicité très difficile à fixer (statistique des populations)

V. Cumulation des doses

HCH : 6g/kg (dose toxique aigue)

Doses 600 fous plus faibles en administration quotidienne : manifestation dune toxicité hépatique

après 1 an



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Cancérogenèse Mutagenèse Tératogenèse

I. Cancérogenèse

Toxiques capables dinduire des tumeurs malignes

- Initiationpromotion

o Initiation : création de la lésion initiale par des initiateurs

Substances chimiques modifiant lADN : mutation

ADN -> interaction -> mutations

ADN, site électrophiles pouvant réagir avec des atomes portant des électrons : modifications

Corrélation cancérogenèse/mutagenèse

Oncogènes

Seuil de toxicité : dans labsolu une seule interaction peut modifier une

cellule : lésion initiale

Réparation de lADN ou pas du tout

Mais entre les deux il peut rester une lésion dans une cellule normale

(cellule initiée) -> transmission de lanomalie

o Promotion

Une cellule initiée peut rester latente cest sous laction de promoteurs

(substance promotrice) quelle se multiplie.

Doses assez forte et répétition de dose nécessaire

Un produit peut être initiateur et promoteur : cancérogène complet

Multiplication contrôlée

o Progression

Etape de prolifération, multiplication incontrôlée

o Cancérogènes gènotoxiques (agit sur lADN) / épigénétique(nagit pas sur lADN)



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o Co-cancérogènes

Peut augmenter leffet cancérogène dautres substance (augmente absorption, augmente les

transformations métabolique) mais lui nest pas cancérigène.

Il peut parfois aussi designer en plus les promoteurs cancérogène ultime produit final qui agit (après

dégradation ou métabolisme)

Classification des cancérogènes

CIRC (IARC) : centre international de recherche sur le cancer (appartient a lOMS)

- Groupe 1 : cancérogène pour lhomme

- Groupe 2A : probablement cancérogène pour lhomme (action cancérogèneprouvée chez

lanimal)

- Groupe 2B : cancérogène possible pour lhomme (fortement suspecté mais pas prouvé)

- Groupe 3 : non classables - Groupe 4 : probablement non cancérogène pour lhomme

Parfois classification de process industriel et de mélange de solution

Europe

- Catégorie 1 (C1) : cancérogène pour lhomme

- Catégorie 2 (C2) : devant être assimilé (effet probable)

- Catégorie3 (C3) : préoccupant (effet cancérogène possible)

II. Mutagenèse

ADN -> interaction -> mutation

- Cellules somatiques : cancérisation

- Cellules germinales : mutation héréditaire (jamais prouvé)

Classification des toxiques mutagènes en Europe

- Catégorie 1 (C1) : mutagène pour lhomme


- Catégorie3 (C3) : préoccupant (effet mutagène possible)



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III. Tératogenèse

Tératogène substance capable dinduire des malformations congénitales

Ex :

- thalidomide (sédatif, anti nauséeux) : malformation des membres

- Diethylstilboestrol (DES) (Traitement des menace davortement): observation de 8 cas en

même temps dans une population restreinte dune tumeur très peu répandue. Anomalies de

lutérus, difficulté à avoir des enfants chez les femmes. Anomalies de disposition de lappareil

urinaire chez les hommes

- Methylmercure

IV. Stade du développement

- Pré-implantation ou blastogenèse J0 a J14

Sensibilité répond à la loi du tout ou rien : uf meurt ou certaines cellules meurent mais pas de

différenciation donc luf peut continuer à se développer

- Période embryonnaire : embryogenèse J15 à J60

Organogenèse : action irréversible : malformation physiques

- Période f tale : foeto-génèse J60 à fin

Maturation développement : risque de malformations fonctionnelles

Classification des toxiques sur la reproduction en Europe

- Catégorie 1 (C1) : reprotoxiques pour lhomme


- Catégorie3 (C3) : préoccupant (effet reprotoxiques possible)

Substance CMR : Cancérogène Mutagène Reprotoxiques



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Toxico-cinétique

- Passage au niveau de la bicouche phospholipidique, diffusion passive ou diffusion simple.

Passage de substance toxiques le plus fréquent

o Loi de Fick

o D dépend de la taille, lionisation, pH, pK : les molécules lipophiles passent mieux

- Passage au niveau desprotéines transmembranaires

o Canaux protéiques :

Pores

Transport passif selon le sens du gradient

o Protéines porteuses : liaison, conformation, saturables

Transport passif (sans énergie, uniquement dans le sens du gradient)

Transport actif (nécessite de lénergie, sens inverse du gradient possible)

Ex : le Pb2+

peut utiliser le système du calcium

- Endocytose (pinocytose, phagocytose)

- Exocytose



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I. Absorption

1. Voie digestive

- Solides et liquides

- Estomac intestin +++

- Absorption passive +++

o Gradient de concentration

o Liposolubilité

o Ionisation (pH du milieu)

o Surface, vascularisation

o

- Transporteurs : peut répandus

Voie très importante

2. Voie respiratoire

- Toxiques gazeux

- Toxiques liquides : vapeurs

- Toxiques solides : vapeurs

Membrane alvéolo-capillaire : diffusion passive. Membrane très fine (0,2 à 0,4 µm) permettant une

diffusion passive facile (dépend de la différence de pression partielle, Liposolubilité /

hydrodrosolubilité, surface & épaisseur de la membrane)

- Particules solides ou liquides en suspension dans lair : aérosols

Absorption dépendante de la taille des particules. Il faut des particules très petite de lordre du µm.

Labsorption se fait par liposolubilité pour les particules aqueuses et par phagocytosepour les solides

Voie importante qui dépend des circonstances dexposition (grandes quantités dair

absorbées. Cest un court circuit du système hépatique avec une grande rapidité daction.

3. Voie cutanée

- Liquides ++

- Solides

Epiderme : couche cornée difficilement traversable (kératine+lipophile) constituée de cellules mortes

- Substance lipophiles passent mieux -> arrivé dans le derme -> vaisseaux sanguins

Appareil pilo-sébacé : zone de faible épaisseur. Interruption dans la zone protectrice au niveau du

poil mais présence de glandes sébacés (sébum : substance très grasse, lipophile)

Absorption passive selon le gradient de concentration, la liposolubilité/hydro solubilité, taille

des membranes



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4. Voie muqueuse

- Buccale

- Oculaire

- Rhinopharyngée

- Rectale

- Génitale

5. Voie transcutanée (injectables)

- Sous cutanée

- Intramusculaire

II. Distribution

1. Principaux facteurs

- Diffusion passives (parfois transporteurs)

- Liposolubilité, ionisation

- Schéma

- Fixation protéine (affinité très variable/saturables)

- Irrigation, débit sanguin

- Cas particulier : SNC : difficulté de passage (très lipophile + passage des cellules gliales)

2. Principal paramètre

Vd = volume de distribution (volume fictif nécessaire a avoir la même concentration du produit que

dans le sang)

3. Fixation stockage

- Foie, rein



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- Os

- Graisses

Lorsque le produit saccumule dans les tissus : toxicité

Stockage de protection: Pb2+

dans les os

4. Redistribution

Thiopental (sérum de vérité) : anesthésie. Action très rapide sur le SNC car très lipophile mais la

concentration diminue très rapidement dans le SNC car il y a une redistribution au niveau des

graisses



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III. Elimination ou excrétion

1. Voie rénale

- Filtration glomérulaire

- Passage capillaire (capsule de Bowman)

- Passage dépend de la largeur du trou & de la pression de filtration

- Sécrétion tubulaire : mécanisme actif sang -> tubule

- Réabsorption tubulaire

o réabsorption de leau -> augmentation de la concentration de la substance

o si substance toxique peu polaire -> peut repasser dans la circulation sanguine

2. Voie digestive

- Salive

- Estomac, intestin

- Bile +++ (cycle entérohepatique)

3. Voie pulmonaire

Inverse de labsorption qui se produit dans une atmosphère ne contenant plus e toxique (le toxique

peut avoir pénétré par une autre voie) si il possède une certaine volatilité (ex : alcool)

4. Autres voies

- Lait

- Sueurs

- Phanères

IV. Biotransformations

Réactions essentiellement enzymatiques : transformation métaboliques qui donnent des métabolites

5. Localisation

- Au niveau des organes et des tissus

y Foie +++



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y Extra-hépatiques

o Muqueuse digestive, reinpeau, poumon,

o Sang

- Au niveau subcellulaire

y Réticulum endoplasmique microsomes (fragment de la membrane du RE)

y Cytosol ou solubles (fraction surnageant après centrifugation)

y Autres : mitochondries

6. Réactions de biotransformations

- Réactions de la phase 1 ou de fonctionnalisation : elles font apparaitre des groupements

polaires ou fonctionnels.

y Augmentation de la polarité (hydrosolubilité)

y Base des réactions de phase 2

- Mono oxygénases à cytochrome P450

y Localisation

o Réticulum endoplasmique o Foie +++ (et autres tissus)

y Structure

o Hémoprotéines (groupement prosthétique dérivant de lhème + partie

protéique)

o Si le CO se fixe sur ces cytochromes : absorption a 450 nm (P pour pigment)

o PM denviron 50 000 Dalton

o Famille diso enzymes (ou isozymes) dont les propriétés sont très proches mais

non identiques

PM 47 000 à 56 000

Maximum dabsorption 447 à 452 nm

Affinité différentes vis-à-vis des substrats

y Nomenclature (CYP2C9)

o CYP : cytP450

o 2 : Famille

o C : sous famille

o 9 : numérotation

y 4 familles impliquées dans les transformations des xenobiotiques

- Fonctionnement

y Oxydation dun substrat : RH + O2 + 2H+ + 2e- = R-OH + H2O

y Necessite : Cyt P450 + cyt P450 reductase + NADPH +matrice lipidique



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y Le substrat se fixe sur la partie protéique de lenzyme

y Incorporation dun électron cédé par le NADP réduit grâce à la CYT p450 réductase ->

Réduction du fer en fer II

y Le fer ferreux peut fixer lO2

y On obtient un complexe Enzyme substrat oxygéné

y Fixation dun électron cédé par le NADP ou le CYT p5

y On obtient une forme en équilibre avec une charge négative

y Le système devient instable, il se fragmente

y Formation dH2O avec 2 H+et de R-OH & reformation de lenzyme

Ce sont des mono-oxygénase car 1 seul O se fixe sur le substrat

- Principales réactions

o Hydroxylation aliphatiques -> alcool

o Hydroxylation aromatique -> phénol

o Hydroxylation alcène (époxydation) -> Epoxyde

o Hydroxylation aromatique insaturé (époxydation) -> Epoxyde (instable) -> phénol

o Déalkylation oxydative (N, O, S déalkylation) -> amine, alcool, thiol

R-NH-CH3 -> R-NH-CH2OH -> R-NH2 + HCHO

R-O-CH3 -> R-O-CH2OH -> R-OH + HCHO

o N hydroxylation et N oxidation

R-NH2 -> RNHOH (hydroxylamine)



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R2-N-CH3 -> R2-NO-CH3 (N oxyde)

o S Oxydation

R2S -> R2S-O (sulfoxyde) -> R2S-O2 (sulfone)

o Deshalogenation oxidative

R2-CH-X -> R2-COH-X -> R2-C=O + HX

- Reductions

Ex : dérivés nitrés, N oxydes

Ex : composés halogénées : deshalogenation réductive

R-CX3 -> R-CHX2 + HX

Lénorme intérêt suscité par le CYT P450 est lié à sa polyvalence : capable de transformer de très

nombreuses substances mais ilpeut générer comme sous produits des espèces réactives de

loxygène



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- Mono oxygénases flaviniques

o Enzymes à FAD

o RE

o Substrats : noxydent pas sur les atomes de carbones

Amines

y N Oxydes

y Hydroxylamines

Groupes sulfurés

- Epoxydes hydrolases

o RE

o Substrats : époxydes + H2O -> diols

Les époxydes sont très réactifs en diols qui sont beaucoupmoins réactifs !!!

- Déshydrogénases a NAD

o Cytosoliques

o Oxydation ou réductions

o Substrats : alcools, aldéhydes, cétones, acides

Ex : alcool primaire -> aldéhyde (par lalcool deshydrogenase avec NAD+ -> NADH+H

+)

Mais la réaction peut aussi se faire dans lautre sens acide -> aldéhyde -> alcool

- Estérases et amidases

o Cytosolique et microsomales

o Tissus, sang, tube digestif

o Hydrolyses desters ou damide

Ex : estérases (arylesterases, cholinestérases, acetylesterases) : R-COOR + H2O ->

RCOOH + ROH

Ex : amidases : R-CONHR + H2O -> RCOOH + RNH2

- Autre

o Peroxydase

o amine oxydases

7. Réaction de phase 2 ou de conjugaison

Métabolite de phase 1 +molécule endogène -> Con jugué (inactif et plus soluble) -> Elimination

7 grands types de con jugaison que lon dénomme en fonction d la molécule endogène qui sert a la

con jugaison

- Glucurocon jugaison

o Enzymes : glucuronyltransferases dans le RE

o Substrats : OH (phénol et alcool) +++ & COOH, NH2, SH

o Donneur : acide UDP (uridine di phosphate) glucuronique

o R-OH + acide UDPglucuronique -> R-Oglucuronide + UDP (via glucuronyl transférase)

o Forme con jugué qui sélimine par les urines, la bile (il peut y avoir des enzymes dans

lintestin qui coupent cette con jugaison et quil y est réabsorption du dérivé)



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- Sulfocon jugaison

o Enzymes : sulfotransferases (cytosoliques)

o Substrats : OH phénols +++ (& alcool)

o Donneur phosphoadenosinephosphosulfate (PAPS = sulfate+ ATP)

o R-OH +PAPS -> R-Osulfate + PAP

o Elimination urinaire +++ (&biliaire)

o Si trop de substrat, plus vite limité que la glucurogon jugaison par manque de

substrat

- Acetylcon jugaison

o Enzymes : N-acetyltransferases (NAT1 et NAT2) (cytosoliques)

o Substrats : NH2 (amines, hydrazines, sulfamide, )

o Donneur Acétyl CoA

o R-NH2 + AcétylCoA -> R-NH-CO-CH3 + CoA

- Con jugaison au glutathione ou mercapturique

o Enzymes glutathione transferases (cytosoliques)

o Substrats : molecules electrophiles

Noyaux aromatiques, doules liaisons

Epoxydes

Derives halogens, nitrés, quinoniques

o Glutation : tripeptide

1) RH + glutathione -> glutamine-R-cysteine-glycine liaison par le S de la

cysteine !!

Action de peptidases -> R-cysteines

Con jugaison acetiques -> R-cysteine N-acétylée (derivé de la N acetylcysteine

ou derives mercapturique)

R-S-CH2-CH-COOH-NH-CO-CH3

Surtout dans lelimination renale pour le dernier et billiairepour les 2

premier

- Con jugaison aux acide amines

o Enzymes

Ligases (CoA) + acyltransferases (cytosoliques (mitochrondiral)

o Substrats : COOH aromatiques

o Glycine principalement : glycine con jugaison

o Ar-COOH + NH2-CH2-COOH -> Ar-CO-NH-CH2-COOH (acide hippurique)

- Methylation

o Enzymes : methyltransferases (cytosoliques)

o Substrats :

OH penoliques,

N amines heterocycles,

SH

o Donneur : S-adenosylmethionine

o R-Ar-OH -> R-Ar-OCH3

o Ex : catéchol o.methyltransferase, thiopurine methyltransferase

Mode actif plutot sur les molecules endogene, masque plutôt des molecules endogenes

- Thiocyanate con jugaison



21

- Cf CN-

4-3 Voies metaboliques

Schema general :

Molecule intiale -> phase 1 -> metabolite -> phase 2 -> metabolite con jugué -> elimination

1 voie metabolique est le chemi parcouru par une molecule justqua lélimination

Il peut arriver arriver que des molecules soit suffisament polaires pour se con juguer directemnt

sans être transforméepar la phase 1. Mais aussi que le metabolite non con jugué soit asssez

soluble pour être eliminé. La molecule initiale peut aussi etr eliminer directement (sous forme

inchanger ou en nature) car assez polaire et hydrosoluble.

Les voies prinipales ou ma jeur et les secondaires ou mineurs sont classé en fonction du nombre

de molecules suivant cette voie mais les voies secondaires peuvent quand meme être importante

au niveau de la toxicologie.

Les voies ma jeurs peuvent être saturé, il y a deplacement vers des voies secondaires, il y a donc

une modification des metabolites eliminés.

4-4 consequence toxicologiques

- Inactivation : detoxication

Il arrive que les reaction genere des metabolites plus tociques que la molecule initiale voir être

les seuls toxiques

- Activation, bioactivation, toxication : metabolites actifs, reactivité chimique : toxique ultimes,

toxicophores - Metabolites reactifs

o Electrophiles

Epoxydes

N hydroxylés et quinones

Aldéhydes

Ions

o Radicaux libres R° peuvent reagir avec loxygene

o Derives reactifs de loygene

Radical superoxyde O2-°

Ions peroxydes O22-

Radical hydroxyle HO°

- Mecanimes daction

o Liaison covalente aux macromolecules

o Peroxydation des lipides membranaires



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R° + LH -> L° + RH (L : lipide membranaire)

L° + O2 -> LOO°

LOO° + LH -> LOOH + L°

L° + L° -> L-L

LOO° + L° -> LOOL

- mecanisme de protection

o voies conduisant a des metabolites stables

o detoxication des electrophiles

epoxyde hydrolase

gluthation con jugaison

o destruction des radicau libres et des derives reactifs de loxygene

superoxyde dismutase

catalase

gluthation peroxydase et glutathion

Vit E

Vit C

- Mecanismes de reparation



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o Réparation moleculaires ex : acide nucleiques

o Réparation cellulaire et tissulaire

- Notion dequilibre

Facteurs de variation de latoxicité

I. Facteurs lies au sujet

1. Espèce

Ex :

- toxine botuliquepeut toxique chez le chat et les bovins

- Morphine : excitation chez certaines espèces - Atropine : les lapins résistent à la belladone

- Thalidomide : pas daction tératogène chez le rat

Biotransformation : équipement enzymatiques

Autres : distribution, excrétion, récepteurs, etc.

2. Individu

- Polymorphisme génétique : population distinctes (>1%)

- Variations génétiques rares (<1%)

- Répartition dans population diffère souvent selon ethnies

- Enzymes des biotransformation (les plus représentatives des polymorphismes)

o Métaboliseurs lents, rapides (et parfois intermédiaire, ultra rapides

Conséquences : augmentation ou diminution des effets toxiques

o Polymorphismes :

CYTP450

Déshydrogénase (alcool et aldéhyde déshydrogénases, dihydropyrimidine

déshydrogénases (5FU))

Estérases

Acethyltransferase

Methyltransferase

- Autres enzymes

Ex : déficit en G6PD



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Favisme (recherche sur net)

Concerne les populations méditerranée, recouvre un peut les zone impaludée

Apparemment ce déficit permettrait une destruction plus rapide des hématies infectées

Aussi : récepteurs, transporteurs

3. Sexe

Rat Ex :

- CCl4 : plus toxique chez le male

- Parathion : plus toxique chez la femelle (élimination plus longue)

- Dioxine : plus toxique chez la femelle

Rôle des hormones

Souris Ex :

- chloroforme : plus toxique chez le male

- Nicotine : plus toxique chez la femelle

- Dioxine : plus toxique chez le male

Homme Ex :

- Alcool : plus toxique chez les femmes

- Mais très peu de donnée a ce su jet

4. Lâge

Nouveau-né et jeune enfant

- Absorption : digestive (pH plus faible, moins de bactéries), cutanée (barrière plus faible)

- Distribution : plus faible affinité pour les protéines, volume hydrique plus important que chez ladulte, BHE plus perméable

- Biotransformation : con jugaison glucuronique et CYT P450 moins fonctionnels que chez

ladulte



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- Elimination

Su jet âgés

- Distribution : diminution masse musculaire et de certains tissus

- Biotransformation : activité de CYTP450 diminues avec le temps

- Elimination plus faible due à la diminution des fonctions rénales

5. Le poids

Administration par unité de poids (approximation masse maigre/masse grasse) ou par m2 de surface

corporelle

6. Facteurs nutritionnels

Déficits vitaminiques, en minéraux, peuvent diminuer lactivité enzymatique et donc des

différences de vitesse de métabolisation

7. Etat émotionnel Stress

Cf. études expérimentales chez lanimal

8. Etat pathologique

- affections hépatiques

- affection rénales

-

II. Facteurs liés aux conditions dadministration

1. Voie dadministration

Joue sur

- la quantité absorbée

- la vitesse dabsorption

- les biotransformations

2. Rythme dadministration

- Toxicité aigue / à long terme

- Tolérance (mithridatisation : diminution de leffet)

- Sensibilisation : allergie



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3. Heure dadministration

Rythmes biologiques (circadiens, ) : chronobiologie

Chrono toxicologie

E

xpérience de Halberg (1958)

Endotoxine E.coli

Survie Mortalité

16h 20% 80%

Minuit 90% 10%

Ouabaïne

Survie Mortalité

9h 20% 80%

20h 80% 20%

Chrono cinétique + chronesthésie (sensibilité différente a laction du produit) = chronergie

(chrono-efficacité pour un médicament)

4. Substances associées

Absorption dune substance concomitante : toxique, médicament, aliment, excipient,

Augmentation toxicité : synergie, potentialisation

Diminution toxicité : antagonisme

4-1 Interaction toxicocinetique

Absorption : fonction de la forme du toxique (sulfate de barium précipite : pas toxique) Ne pas

donner des lipides en cas dintoxication car favorisation de labsorption des toxiques lipophiles.

Substance qui augmentent le transite intestinal

Distribution

- Complexation dune substance peut lamener à être absorbé alors que sous forme ionisé il ne

le serait pas. - Sous nitrate de bismuth donnait des encéphalopathies. Augmentation de labsorption et

distribution (passage BHE) par Complexation avec des groupements thiols

Elimination

- Modification du pH urinaire. Augmentation du temps délimination si on alcalinise les pH

urinaire car on a une ionisation plus importante.



27

Biotransformation

a) Induction enzymatique : inducteurs

- Augmentation quantité denzyme de biotransformation : CYP450, autres

- Lent et progressif

- Réversible

- Diminution de la demi-vie

- Exemple dinducteurs

o Hydrocarburespolycycliques aromatiques

o Phénobarbital

o Rifampicine, millepertuis

o Ethanol

- Un inducteur peut indure plusieurs iso enzymes mais toutes ne sont pas inductibles (ex :

CYP2D6)

- Un inducteur nest pas nécessairement un substrat

- Auto-induction

b) Inhibition enzymatique

- Par diminution de synthèse

- Par compétition (effet immédiat)

o Substrat

o Non substrat (ex : quinidine, CO (se fixe sur le fer du CYP450), pamplemousse)

- Par inactivation de lenzyme (irréversible)

o Inhibiteurs suicides (métabolites suicides)

o Combinaison stable avec lenzyme qui les transforme

4-2 Interaction toxicodynamique

Augmentation de la toxicité par synergie

Diminution de la toxicité par opposition des effets



28

Traitement des intoxications

I. Traitement délimination (évacuateur/épurateur)

1. Avant absorption (évacuateur/décontamination)

1-1 E vacuation gastrique

Elimination de substance pas encore absorbé

- Vomissements provoqués

o Sirop dipéca : deux flacon (de 15ml unitaire) dun coup dilué dans¼ de litre deau

1g/kg chez lenfant et pas en dessous de 6 mois action central (CTZ) et excitation des

nerfs périphériques, délais daction de 15 a 20 min, efficacité vomitive est très

bonne.

o Apomorphine : ampoules in jectables, posologie ??? action centrale, action très rapide moins de 5 min. très efficace en terme de vomissement. Mais inconvénient il

peut induire une dépression respiratoire usage uniquement par des équipes

médicales

- Lavage gastrique : introduction deau pour laver lestomac patient couché sur le cote avec la

tête un peu plus basse. Introduction dun tube de Faucher par la bouche jusqu'à lestomac.

Vidage de lestomac par aspirationpuis lavage. Tube terminé à son extrémité par un

entonnoir, introduction deau salée un peu tiède ¼ de litre in jecté a chaque fois. Puis

brassage à travers la peau de lestomac. Puis tube plus bas que le patient, vidage puis

recommencement. 10 ou 20 litres de liquide pour laver.Une fois que le liquide récupéré est

bien clair on considère que le lavage est terminé.

- Contre indication des lévacuation gastrique en fonction de certains éléments qui tiennent

aux produits.

o Nature du toxique

Caustiques : risque daggravation des lésions

Solvant volatiles ou moussant : risque passage respiratoire et déclenchement

de pneumopathies

o Etat clinique

Coma : perte du reflexe de déglutition : risque de passage dans les voies

respiratoires du contenu gastrique qui est très acide qui provoque des

destructions dans le parenchymepulmonaire: syndrome de Mendelson

(pneumopathie) Convulsions : idem

Intubation endotrachéale qui peut comporter a sont extrémité un ballonnet après introduction

qui bloque la trachée. Le lavage gastrique peut alors être pratiqué

- Indications

o Gravité : infection potentiellement graves

o Délai : plus le délai est court plus les chances defficacités sont importantes (idéale

dans lheure voir un peu plus après lingestion)



29

- Mais bénéfice très faible : très peu utilisés de nos jours

1-2 E vacuation intestinale : accélération du transit intestinale

- Laxatifs, purgatifs : sorbitol, sulfate Na, sulfate Mg

Faible efficacité

- Contre indication : caustiques, pas de purgatifs huileux (caustiques souvent lipophiles doù augmentation de labsorption)

- Irrigation intestinale : PEG de haut poids moléculaire (non absorbables) qui crée un lavage

intestinal qui va permettre de vider lintestin. Jusqu'à vidage complet de lintestin

1-3 E vacuation cutanée

- Lavage a leau, enlever les vêtements souillés

- Pour pro jection oculaire : lavage pendant au moins 15min

2. Après absorption (épurateur)

2-1 E limination pulmonaire

Toxiques qui sont gazeux ou suffisamment volatiles pour présenter une élimination importante

- Ventilation artificielle mécanique (double la ventilation normale augmentation fréquence et

volume) insufflation car air pulsé, force la dilatation de la cage thoracique. Parfois on ra joute

une pression négative au moment de lexpiration

2-2 E limination rénale (diurèse forcée)

- Diurétiques (osmotiques ou autres)

- Diurèse saline NaCl isotonique

- Diurèse alcalinisante bicarbonate de Na : modifie lionisation des toxiques acides plus

hydrosolubles et donc moins réabsorbés. (14 pour 1000)

2-3 E limination extrarénale

- Dialyse péritonéale et hémodialyse (rein artificiel)

- Exsanguino-transfusion

- Hemoperfusion

- hemofiltration

II. Traitement antidotique (traitement spécifique)

- Antidote : substance utilisée pour neutraliser le toxique ou ses effets

empêcher ou réduire la toxicité

- Contrepoison

- Efficacité variable

- Antidotes sont des médicaments

- Classification : principe daction



30

1. Action sur labsorption du toxique

Mécanisme (afin de le rendre non absorbable)

- Par fixation

- Par insolubilisation

- Par transformation chimique

Action au niveau

- Digestif +++ (VO ou sonde digestive)

- Cutané

Charbon activé (Carbomix*, Toxicarb*)

- Adsorption des toxiques

- Actif sur de très nombreuses substances

- Administration per os

o 50 à 100g dune suspension dans 250 ml deau

o Puis 25 à 50g toutes les 4 heures

Entérodialyse : adsorber les toxiques qui suivent un cycle hépatique et les substances à partir

du sang (sortie des toxiques vers la lumière intestinale)

- Intérêt

o Efficacité +++

o Délai dutilisation (dans lheure qui suit lingestion)

o Précautionpas de charbon dans le cas de produit caustiques

o Assimilé à méthode délimination digestive

Terre à foulon

- Argile

- Bédélix* (montmorillonite)

Résines échangeuses dions

- Q uestran* (résine échangeuse danion) (Colestyramine) utilisé dans les

hypercholestérolémies -> intoxication aux digitaliques

- Kayexalte* (résine échangeuse de cation) (polystyrène sulfonate de Na) utilisé pour les

hyperkaliémies -> intoxication au Lithium

Sulfate de Mg, sulfate de Na

Gluconate de Ca, Chlorure de Ca

Précipite sous forme de sel insoluble

Ferrocyanure ferrique (bleu de Prusse)

Intoxication au thallium ou césium (élément radioactifs) : fixent sous forme de complexe les

éléments et les soustrait a labsorption



31

Thiosulfate de Na

Mécanisme doxydoréduction: intoxication par teinture diode ou hypochlorites (solution diluées

deau de javel car pas dilué caustique il ne faut rien faire) on donne 2 à 5g dans 100 ml. Iode ->

Iodure

2. Action sur le toxique adsorbé

Interaction directe avec le toxique : combinaison

- Stable, inactive

- Hydrosoluble

- Eliminable

2-1 Les chélateurs

Molécules capables de fixer les molécules chimiques pour former des complexes avec les éléments

minéraux et ainsi les inactiver,

Dimercaprol : BAL* (British Anti Lewisite) : antidote de larsenic et du mercure

Il fixe le mercure sur les groupe SH pour former un chélate et inactive le mercure.

Solution huileuse pour IM (200 mg/ ampoule de 2ml)

Calcium édétate de sodium (calcitétracémate di sodique / EDTA calcique)

Problème peut chélater dautre élément en particulier le Calcium. On lutilise donc comme sel de

calcium, le plomb ayant une affinité plus importante que le calcium il est chélaté.

- Ampoules in jectables (500 mg/ ampoule 10 ml)

- Perfusion IV lente sol glucosé ou salé isotonique

- 20 mg / kg /24h cures de5j - 1 semaines darrêt

Pénicillamine (Trolovol*)

Intoxication au plomb et au cuivre mais elle peutproduire des accidents allergiques et sanguin.

- Actif per os (comprimé)

Déféroxamine (Desferal*)

Isolé dun streptomyces qui produit la ferrioxamine à laquelle on peut enlever le fer et il devient alors

un excellent chélateur du fer mais aussi de laluminium

- Ampoules in jectables

- Voie IV/IM



32

Succimer (Succicaptal*)

Acide dimercaptosuccinique (DMSA), chélateur du plomb, du mercure et arsenic

- Voie orale (gélules à 200 mg)

- Posologie 10mg/kg 2 à 3 fois par jour

2-2 Complexes de cobalt

Complexent le cyanure

- Kélocyanor*

- Cyanokit

2-3 Anticorps

Immunothérapie antidigitalique (Digidot*, Digibind*)

- Fragment Fab utilisé capable de fixer les digitaliques sous une forme stable et éliminable

- Perfusion IV dans 250 ml de solution isotonique de NaCl

Immunothérapie antivenimeuse VIP E RFAV*

- Fragments F(ab)2

- Flacon de 4 ml à diluer dans 100ml de solution isotonique de NaCl en perfusion IV in jecté en

1 heure, 2ème dose possible après 5 heures

3. Action sur les biotransformations

3-1 Réduction formation métabolite toxique

Ethanol Fomépizole cf. méthanol éthylène glycol empêche la formation du métabolite toxique

3-2 Activation du mécanisme de détoxification

Thiosulfate de sodium (cyanure)

Acétylcystéine (paracétamol) cf. ED

4. Activité sur le site action

4-1 Compétition

Oxygène (cf. CO)

Naloxone (cf. morphine)

Flumazénil (cf. benzodiazépines)

Iodure depotassium (intoxication par iode radioactif 131

I)

4-2 Autres mécanismes



33

Pralidoxime (Contrathion*)

- Intoxication par organophosphorés (gaz de guerre et produits de jardin) Inhibiteurs des

cholinestérases

- Déplace lorganophosphoré de sa liaison avec le récepteur de la cholinestérase

Acétylcholinestérase Site cationique (+) Site anionique (-)

Acétylcholine

Acétylcholinestérase

Site cationique (+) Site anionique (-)

Organophosphorés Pralidoxime

Le pralidoxime engage une liaison avec lorganophosphoré qui réactive lenzyme et le complexe se

détache

- Ampoule in jectable (200mg / flacon)

- Perfusion IV (IM, sous cutané)

Vitamine C & bleu de méthylène cf. méthémoglobinémies (mécanisme doxydoréduction)

5. Action sur les effets du toxique (en aval du site daction)

Soit corrige un état de carence ou en opposant des effets différents que celui du toxique

Calcium (gluconate ou chlorure)

Intoxication aux fluorures et oxalates qui font précipiter le calcium et provoquer une hypocalcémie

Apport de calciumpour contre carrer

Pyridoxine (Vit B6)

Intoxication a isoniazide qui bloque la vit B6 qui bloque de nombreuses activités enzymatiques

Apport de Vit B6

Phytoménadione (Vitamine K1)

Intoxication aux raticides coumariniques (anticoagulants) qui empêche la régénération de la vitamine

K1 dans lorganisme

Apport de Vit K1 par IV, IM ou voie orale

Glucagon

Intoxication par les bloquants qui bloquent ladényl cyclases

Glucagon restaure un taux AMPc en en synthétisant une autre adényl cyclase



34

Atropine

Ampoules de 1mg/ ml en IV lente

Atropine peut se fixer sur récepteur cholinergique et empêche les effets de lacétyl choline dans les

intoxications aux organophosphorés

III. Traitement symptomatique

- Traite les symptômes

- Est établi daprès létat clinique et biologique

- Sans spécificité toxicologiques

- Rôle très important, primordial en urgence

- Patient

o Asymptomatique

o Symptomatique : nécessité traitement durgence?? fonction respiratoire,

circulatoire et neurologique

Fonction respiratoire

- Libérer les voies aériennes

- Canule de Guédel (empêche la chute de la langue chez le su jet inconscient)

- Oxygène pur avec ventilation manuelle

- Si besoin intubation et ventilation mécanique

Fonction circulatoire (pouls, TA)

- Oxygène

-

Collapsus : voie veineuse, remplissage vasculaire, médicament - Arrêt cardiaque : massage cardiaque externe, intubation, ventilation

Fonction neurologique

- Etat de conscience (ex score de Glasgow)

- Traitement convulsion

Autre aspect du traitement symptomatique



35

Méthode dévaluation de latoxicité

- But : étude de toxicité : sécurité

o Information qualitatives

o Information quantitatives

- Réglementation

o Selon nature des produits

o Médicament : dossier toxicologique AMM

- Q ualité des résultats

o Bonne pratiques de laboratoire BPL

- Harmonisation

I.

Méthode détude

1. Toxicité par administration unique (toxicité aigue)

- But : déterminer la DL50 ou la CL50 (

- dose létale 50 : quantité de substance (mg/kg) qui en administration provoque la mort de

50% des animaux

- concentration létale 50 : gaz et vapeurs (mg/ml ou mg/m3) durée dexposition (4H en

standard)

- nature des effets toxiques

- doses pour autres études

Méthodologie

- 2 espèces de mammifères (rat, souris)

- Animaux par lots (5 à 10)

- Dose administrée (dose de plus en plus forte sur chaque lot : but couvrir léventail qui

contient la dl50)

- 2 voies : IV + voie prévue chez lhomme

- Observation animaux : 14 jours

o Mortalité

o Evolution pondérale, symptômes,



36

DL50 courbe la plus droite, pour une petite incertitude sur la mortalité, petite incertitude sur la dose

(plus précise que DL100)

Commentaires

- Causes multiples de variation : mauvaise reproductibilité intra et inter-laboratoires

- Nombre danimaux élevé - Données de base (nature des effets, relation dose-effet)

- Comparaison entre substances

- Seul lordre de grandeur de la toxicité est important

Méthodes récentes

- Fixed dose procedure (FDP) : méthode de la dose prédéterminée : dose qui provoque une

toxicité aigue manifeste

- Acute toxic class method (ATC) : methode par classe de toxicité

- Up and down procedure (UDP) : ou methode de la justement des doses (6 ou 7 animaux pour

obtenir la DL50)

2. Toxicité par administration réitérée

But

Mettre en évidence une toxicité consécutive à une administration répétée

- Nature des effets, des organes cible

- Délai, réversibilité

qualitatif

Etablir une relation dose-effet

- Dose toxique / non toxique

- Aspect cumulatif

Q uantitatif

Méthodologie

- 2 espèces mammifères dont 1 non rongeur

- Voie prévue chez lhomme



37

- 3 niveaux doses (faible, moyen, fort) mais tou jours supérieur a dose thérapeutique

- Durée

o A court terme : toxicité subaigüe (2-4 semaines ou plus)

o A long terme : toxicité chronique (3, 6, 12 mois)

La durée dadministration doit être notifiée !!

Pour les médicaments la durée de létude animale dépend de la durée dutilisation chez lhomme et

doit tou jours y être supérieure

Observation effectuées

- En cours détude : prise alimentaire, évolution pondérale, comportement, paramètre

biochimique & hématologiques, état clinique, mortalité

- A la fin de létude : examen anatomo-pathologique, réversibilité

3. Etudes de cancérogenèse

But

Mettre en évidence effet cancérogène

- Induire des tumeurs

- Augmenter à fréquence ou réduire le délai de latence

Méthodologie

- Nombre danimaux élevé, 2 espèces, 2 sexes

- Voie prévue chez lhomme

- 3 niveaux de dose

- Durée : très long terme (18 à 30 mois)

- -> très long et très couteux

Très long et très couteux

E xigé pour médicament si

- Administration humaine de longue urée (> à 6 mois)

- Analogie structurale avec cancérogène connu

- Manifestations suspectes dans les autres études

4. Etudes de génotoxicité

But

Déceler les substances mutagènes mais aussi la potentialité cancérogène en démontrant lactivité

mutagène (= étude de cancérogenèse à cout terme)

Types de tests

Dapures le type de cellules ou dorganismes étudiés

- Tests in vitro : cultures de bactéries, levures, cellules



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- Tests in vivo

Daprès le type deffets étudiés

- Mutation génique

- Mutation chromosomiques

Test de mutation génique

- Mutation génique : petite modification de lADN

o Substitution de base (ponctuelle)

o Addition ou perte de base (décalage)

Apparition ou disparition dun caractère spécifique lié a la mutation

Sens direct

Type sauvage (normaux) Mutation Type mutant

Sens réverse

Ex : test dAmes (test in vitro de mutation reverse sur bactéries)

Salmonella typhimurium

His- His+

Type mutant mutation reverse Type sauvage

Le produit tester peut régénérer le gène de lhistidine et repousser sur des milieux ne contenant pas

dhistidine

Rapide et peu couteux

Tests de mutation chromosomiques

Mutation chromosomique : suppression, addition ou réarrangement de chromosomes (effet

clastogène)

- observation directe

- caractère spécifique

Ex test du micronoyau (in-vivo) : petit fragment externe au noyauppal

Ex analyse de métaphases (in-vivo ou in-vitro)

Batterie standard (médicaments)

- 1 test de mutation génique in vitro

- 1 test de mutation chromosome in vitro

- 1 test de mutation chromosome in vivo



39

5. Toxicité sur les fonctions de reproduction

But

Action sur les fonctions de reproduction (6 stades)

-

A : avant accouplement jusqu'à conception - B : conception à implantation

- C : implantation à fermeture du palais

- D : fermeture du palais à fin gestation

- E : naissance au sevrage

- F sevrage à maturité sexuelle

Type détudes (médicaments)

Etudes fractionnées (segments)

- Fertilité et développement embryonnaireprécoce [A-B]

o 1espece de rongeur

o Traitement avant accouplement

o Poursuivi femelles jusqu'à implantation

- Développement embryo-f tal [C]

o 2 espèces : rongeur et non rongeur

o De limplantation à fermeture du palais

- Développementpré et post-natal [C-D-E-(F)]

o 1 espèce de rongeur

o De limplantation au sevrage

Etudes globales multi génération

128 traitements en continu sur au moins 3 génération

6. Autres études

- Toxicocinétique : répartition des toxiques,

- Tolérance locale cutanée, oculaire

- Sensibilisation

- Ecotoxicité

7. Méthodes alternatives

Règle de 3 R (réduire, optimiser (en anglais), remplacer) pour diminuer les animaux

II. Extrapolation à lhomme

Nécessité des études expérimentales de toxicité mais difficultés dextrapolation à lhomme

Facteurs limitants



40

o Différence de sensibilité entre les espèces

o Variation individuelles

o Longévité

o Condition dadministration

o Taille de léchantillon

Extrapolation incertaine

Facteurs de sécurité : 10 à 2000 (+)

- Typiquement 100 variabilité inter-espèces et intra-espèces

- Peut être modulés selon différent facteurs

E xemple

Produits susceptibles dêtre ingérés toute la vie

Etudes toxicologiques

- DES : Dose Sans Effet - NOEL : No Observed Effect Level

- NOAEL ; No Observed Adverse Effet Level

- DJA Dose Journalière Admissible

- DJA = DSE / Facteur de sécurité

E x médicament

La première dose à administrer à lhomme pourra être calculée selon léquation suivante

1ere dose = estimation dose humaine / facteur de sécurité

Le facteur de sécurité, sauf justification contraire est >= à 10

Bénéfice/Risque

E tude épidémiologiques lors de la mise sur le marché du produit(pharmacovigilance)

Règlement européen REACH (Registration, Evaluation,Authorization and Restriction of Chemicals)

- Adopté le 18 decembre 2006

- Applicable au 1 juillet 2007

Coucou loulette je taime :-*

Documents

CM - Toxicologie