Actualitésso_frToxicité des mélanges et interactions : un problème complexe

TerraIndex: Toxicité des mélanges et interactions : un problème complexe

Cet article a été rédigé par Roelof Zwaan, expert environnemental chez TerraIndex.

Le scientifique médiéval Paracelcus a dit un jour : “Seule la dose fait le poison.” (Latin: dosis sola facit venenum), pour indiquer que chaque substance peut-être toxique tant qu’elle est présente à la bonne dose. Cela peut sembler étrange, mais le fait est que la dose des substances que nous considérons comme non nocives pour la santé est très élevée. Même l’eau peut être toxique, enfin, si on en boit trop, (Mot-clé : trop), le cœur cesserait de battre aussi.

Dans le cadre de la recherche environnementale, un certain nombre de substances nocives sont analysées afin de décider si ces substances sont dangereuses pour la santé. Néanmoins, dans ces évaluations on examine une substance et un seuil à la fois. En réalité c’est en peu plus complexe que cela.

Faisons un petit pas en arrière. Comment déterminer la toxicité sur laquelle les valeurs d’évaluation sont basées ? Dans le cadre de la recherche écotoxicologique, cela s’est fait par un « pourcentage d’effet », en général de 50%. C’est la dose sur laquelle une substance causera un certain effet (mortalité ou diminution d’activité) sur 50% des sujets après une durée d’exposition définie. Autrement dit : de quelle quantité de produits chimiques ai-je besoin pour obtenir 50% de taux de mortalité après 24 heures d’exposition. Il s’agit de la dose létale de valeur 50 (DL50).

Ces valeurs de 50% sont utilisées pour obtenir une indication de l’effet d’une pollution sur la vie et l’environnement. Pour arriver à cette valeur une recherche appelée « dose-repos » doit être réalisée. Cela s’est fait dans des conditions contrôlées pour être sûr que tous les effets mesurés sont le résultat de la substance en question et non un sous-produit de quelque chose d’autre.

Interactions des Mélanges
Cependant, cette méthode de recherche très contrôlée à une seule substance, a ses limites aussi : Dans le monde réel nous ne sommes jamais exposés à une seule substance isolée mais plutôt à un mélange de plusieurs substances. En plus, les produits chimiques ne se comporteront pas séparément dans un mélange mais certaines interactions peuvent se produire : Certains produits chimiques sont additifs et la toxicité peut être additionnée pour avoir une meilleure idée de la toxicité, ou ils sont antagonistes et réduisent la toxicité du mélange. Il existe également des produits chimiques qui ensembles, produisent un effet synergique lorsqu’elles se trouvent collectivement dans un mélange – ces types d’effets sont souvent difficiles à prédire ce qui montre que davantage de recherches peuvent être effectuées dans ce domaine. Il est souvent possible de déterminer si des substances ont le même « mode d’action » afin de déterminer si l’un de ces effets pourrait se produire.

Heureusement, ce type d’interactions ne passe pas complètement inaperçu – plusieurs sommations sont prises en compte dans les critères d’analyse du sol, principalement pour les produits chimiques qui fonctionnent de manière additive. Pourtant, nous pouvons aller encore plus loin : souvent, dans ce type d’addition, on suppose que les proportions de ces composés n’ont pas autant d’importance tant que la toxicité additive (la valeur susmentionnée de 50 %), est la même. Si les deux produits chimiques sont présents dans ce pourcentage, nous l’appelons équitox (toxicité égale), mais cela ne doit pas nécessairement être le cas !

Équitox en Non-équitox
Comme nous venons de le mentionner : Équitox signifie que dans le mélange, les produits chimiques sont présents avec la même toxicité (égale). Il est plus probable que les substances auxquelles la nature est exposée soient non équitox : un mélange de substances qui se produisent à des degrés divers de toxicité. Et bien que cela semble contradictoire, cela peut augmenter la toxicité du mélange.

Un petit exemple
À l’université, j’ai effectué des recherches sur l’influence du zinc et du cadmium sur Daphnia magna (grande puce d’eau). Un lecteur qui connait ces éléments remarquera que, si l’on regarde le poids de l’élément par rapport au poids de l’organisme, le cadmium est toxique à des très faibles niveaux et le zinc à des niveaux relativement élevés. Les expériences ont montré que le mélange avec la toxicité la plus élevée était celui avec une concentration de zinc plus élevée et une concentration de cadmium plus faible. (La toxicité des produits chimiques individuellement équivaudrait toujours à la même toxicité, seule la proportion était différente). Bien que nous n’ayons pas une explication exacte pour ce phénomène, selon l’hypothèse, le zinc et le cadmium se lient à la même protéine, ce qui rend les éléments non nocifs pour l’organisme. À une grande quantité de zinc il y a beaucoup plus d’ions métalliques libres que dans le mélange de cadmium à une petite quantité, ce qui signifie que moins d’ions pourront se lier à cette protéine.

Et maintenant ?
Le précédent est bien sûr un exemple spécifique d’un cas où un mélange non équitox a une toxicité différente de celle d’un mélange équitox. Mais il existe plus de cas connus où l’ajout ou l’interaction entre certains produits chimiques a lieu – quelque chose que nous ne prenons pas en compte dans l’évaluation actuelle de l’environnement. Et c’est tant mieux, parce que sinon évaluer et calculer tous les différents effets serait désespérément complexe. Cela dit, de nos jours, avec des modèles chimiques nous pouvons prévoir assez précisément le mode d’action d’un nouveau composé, ce qui peut être utilisé à déterminer s’il pourrait avoir une interaction avec un autre produit chimique. Peut-être qu’à l’avenir nous pourrons créer un modèle capable de prendre en compte tous ces facteurs et de calculer un facteur de risque en fonction de tous les paramètres dans l’échantillon qui lui est présentés, y compris ce genre interactions.

Plus d’informations
Si vous souhaitez en savoir plus sur l’étude préliminaire, contactez Roelof à l’adresse e-mail roelof@terraindex.com.

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