Toxicologie des dioxines

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1 III12 TOXICITE DES DIOXINES Txiclgie des dixines = risques dus aux émanatins de Dixines «Dixines» = Plluants Organiques persistants (POP) plychlrdibenz dixines (PCDD) plychlrdibenz furanes (PCDF) plychlrbiphényles (PCB) 1. Définitin : Le terme «dixines» désigne un ensemble de substances chimiques rganiques chlrées présentant tutes une structure chimique similaire. Certaines de ces substances nt des prpriétés ncives, seln le nmbre et la psitin des atmes de chlre au sein de leur structure chimique. L'une des dixines les plus ncives est le TCDD. Certains PCB, qui nt des prpriétés semblables à celles des dixines, snt qualifiés de apparentés aux dixines u dixinlike. Cntrairement aux PCB, qui nt été utilisées dans plusieurs applicatins industrielles, les dixines ne fnt l'bjet d'aucun usage. Elles snt frmées invlntairement et snt essentiellement émises en tant que susprduits d activités humaines telles que l'incinératin et la cmbustin de cmbustibles. Dans une mindre mesure, elles truvent également leur rigine dans des prcessus naturels tels que les feux de frêts et l activité vlcanique. Les dixines vyagent dans l air et se dépsent sur l eau u sur terre. Dans l eau, les dixines se lient d abrd à de petites particules u au planctn. Sur terre, elles se dépsent sur les plantes u se lient au sl, le plus suvent sans cntaminer les eaux suterraines. En se nurrissant, les animaux accumulent les dixines dans leurs graisses ; les cncentratins augmentent à chaque mailln de la chaîne alimentaire. Liste des POPs seln la cnventin de Stckhlm et le prtcle d'aarhus 1

2 Structure générale des dixines 2. Structure générale des Dixines : plychlrdibenz-p- dixines u PCDD 75 cngénères 2,3,7,8- TCDD u dixine de Seves plychlrdibenz- furanes u PCDF 135 cngénères plychlrbiphényles u PCB 209 cngénères 3. Frmatin : Résulte de la cmbustin incmplète (entre 300 et 600 C) de cmpsés rganiques en présence de Cl en présence de catalyseurs métalliques. PCDD et PCDF = sus prduits indésirables des prcessus de cmbustin PCB = prduits chimique fabriqués intentinnellement Arclr, Pyralen 4. Surces de la cntaminatin : PCDD, PCDF Naturelles : vlcans, feux de frêt Industrielles : Incinératin des rdures ménagères Prcédés metallurgiques thermiques (métallurgie, sidérurgie, cimenteries) Industrie chimique (ex: fabricatin de pesticides chlrés) Industrie du papier (blanchissement par le chlre)... Carburants. Cnséquences de leurs prpriétés physiques et chimiques : Peu vlatils Peu slubles dans l eau Lipphiles 2

3 III12 TOXICITE DES DIOXINES Transprtés à l état de pussières qui retmbent sur le sl et milieux aquatiques Très stables, difficilement bidégradables (stabilité augmente avec Cl) s accumulent dans le sl Durée de vie très lngue ( > 10 ans) s accumulent dans la chaîne alimentaire (lait, graisse) Inventaire des émissins : Les émissins dans l'air : Incinératin de déchets ménagers : C'est le principale surce de dixines dans l'air, cntribuant seln les dnnées actuelles pur envirn 30% aux émissins ttales. Industrie sidérurgique : La prductin d'agglmérats de minerai de fer (85 à 90%) et les furs à acier électrique snt les principales surces d'émissins de dixines. Ces deux dernières surces snt à l'rigine d'au mins 50% des émissins. Incinératin des déchets hspitaliers Industrie des métaux nn ferreux : le traitement secndaire u l'extractin du cuivre est la principale surce dans ce secteur. Incinératin des déchets hspitaliers Incinératin des déchets industriels et des bues, brûlage des gaz de décharge Industrie des métaux nn ferreux : le traitement secndaire u l'extractin du cuivre est la principale surce dans ce secteur. Transprt rutier, diesel et essence : l'essence plmbée prduit 20 fis plus de dixines que l'essence sans plmb Cmbustin de charbn de bis : barbecue, par exemple Cmbustin des cigarettes : jusqu'à 2 pg de TCDD par cigarette Cmbustins accidentelles des biphényl plychlrés des transfrmateurs Incinératin des déchets hspitaliers Incinératin des déchets industriels et des bues, brûlage des gaz de décharge Les émissins dans l'eau : Incinératin sidérurgique La prductin de pâte à papier Autres industries : prductin de chlre, de plychlrure de vinyle (PVC), l'incinératin des déchets ménagers (lavage des gaz) Des surces tristement célèbres : Un accident très cnnu est l'accident industriel survenu à Séves en Italie le 10 juillet L'usine prduisait du 2,4,5trichlrphénl et cet accident se traduisit par la libératin de 1 à 5 kg de 2,3,7,8 TCDD 5. Vie de cntaminatin : Principale vie de cntaminatin humaine = Ingestin (plus de 90 % à l'expsitin glbale) Plus de 90 % de l apprt en dixines de l hmme prvient de la nurriture, principalement celle d rigine animale. Cet apprt, calculé par rapprt à leur pids, est 10 à 100 fis supérieure chez les bébés nurris au sein que chez les adultes. Dans la plupart des pays industrialisés, l expsitin aux dixines a été réduite de près de 50 % depuis le début des années 90. Certaines ppulatins lcales nt été accidentellement expsées à de frtes cncentratins de dixines, cmme à Seves (Italie) après l explsin survenue dans une usine chimique, u au 3

4 Japn et à Taiwan ù des gens cnsmmaient de l huile de riz accidentellement cntaminée aux PCB et aux dixines. Par le passé, certains uvriers d usines chimiques u d incinératin de déchets nt également été frtement expsés aux dixines. Txiccinétique : Fie et muscles puis redistribués dans les tissus adipeux et la peau Eliminatin : fèces et lait maternel TCDD : T1/2 vie bilgique : 7 ans PCB : T1/2 serait variable avec l'âge (de 6 mis chez les nurrissns à 20 années chez les plus de 40 ans) Les cmpsés les mins substitués snt éliminés plus rapidement (2 à 7 ans) Les dixines snt lentement bitransfrmées par le crps et ne snt pas facilement éliminées. Elles nt tendance à s accumuler dans les graisses et dans le fie. En interagissant avec un récepteur cellulaire, les dixines peuvent prvquer des perturbatins bilgiques telles que des trubles hrmnaux u des mdificatins dans les fnctins cellulaires. Le mécanisme de txicité des dixines est semblable chez l hmme et chez les autres vertébrés. 6. Txicité : Il est imprtant de se rappeler que, parmi les PCDF et PCDD, seuls ceux cntenant de 4 à 8 atmes de chlre, avec les psitins 2,3,7,8 ccupées snt aujurd'hui cnsidérés cmme txiques. On dénmbre 17 ismères de ce type. Lrsque les 4 psitins 2,3,7,8 snt ccupées, le cmpsé le plus dangereux est btenu (2,3,7,8 tétrachlrdibenzparadixine u 2,3,7,8TCDD). Lrsque le nmbre d'atmes de chlre augmente, la txicité décrît. Le tableau clinique des affectins causées par les dixines est le suivant : Inductin d'enzymes hépatiques détxifiantes : de type mnxygénases à cyt P450 Organtxicité : surtut fie : hépattxicité et peau : apparitin d'une chlracné, récalcitrante et laissant des cicatrices Txicité pur la reprductin et le dévelppement : malfrmatin de fœtus = tératgenèse fœttxicité baisse de la fertilité stérilité masculine. Fœtus : principale cible (différentiatin cellulaire) Effets sur les systèmes hrmnaux : en particulier sur les hrmnes sexuelles Effets sur les fnctins immunitaires Effets neurtxiques : ntamment chez les jeunes animaux. Affectin des rganes internes : bservatin de désrdres hépatiques et métabliques ainsi que des désrdres neurlgiques et psychiatriques. 4

5 III12 TOXICITE DES DIOXINES Cancer : Des études prtant sur des uvriers expsés accidentellement aux dses les plus élevées de dixines estiment que le risque de cancer augmente d envirn 40%. Cependant, l expsitin myenne de l ensemble de la ppulatin est bien plus faible. Les effets nncancéreux bservés chez les adultes expsés accidentellement à de frtes dses de dixines txiques cmprennent : le diabète, des maladies cardiaques et du fie, des prblèmes de peau (la chlracné par exemple), la cnjnctivite, la fatigue, des malaises et des réactins nerveuses ralenties. 6.1 Risque cancérgène : Des appréciatins indépendantes snt prtées à partir des dnnées épidémilgiques et animales : les preuves cncernant la cancérgénicité peuvent être jugées "suffisantes", "limitées", "inadéquates" u "suggérant l'absence de cancérgénicité". Cancérgenèse in viv, mais pas de puvir mutagène in vitr prmteurs de tumeur et nn géntxiques directs La TCDD a été classée cancérgène pur l'hmme : classe 1 par le CIRC (cancérigène certain pur l hmme) système lymphatique, pumn et tissus mus Mécanisme d'actin : Repse en grande partie sur leur interactin avec le récepteur cytslique Ah (AhR) qui, à l'état de reps, frme un cmplexe avec une prtéine de chc thermique Hsp90. La liaisn de la dixine à AhR entraîne une dissciatin de ce cmplexe. L'assciatin AhRdixine migre alrs vers le nyau ù elle se lie à la prtéine Amt (Ah Receptr Nuclear Translcatr). Enfin, ce nuveau cmplexe va se fixer à diverses séquences d'adn appelées "éléments de répnse aux xénbitiques" (XRE) pur frmer un ensemble qui, via un prmteur, mdulera l'activité transcriptinnelle de nmbreux gènes dnt ceux qui affectent la prductin de cytchrmes P450. D'autres paramètres rentrent également en jeu, en particulier l'affinité des dixines pur AhR, la masse graisseuse, etc. Mde d actin 5

6 7. Evaluatin quantitative du risque : L'OMS et le Cnseil Supérieur d'hygiène Publique de France (CSHPF) nt tus deux cnsidérés que la dixine juait un rôle prmteur de la cancérgenèse, avec un seuil en deçà duquel l'expsitin est sans danger. ( TEQ = équivalent txique : mesure permettant de rapprter la txicité d'un ismère à une fractin de la 2,3,7,8TCDD ) Législatin : TEQ (Equivalent txique) : permet de cmparer la txicité des autres plychlrés à la TCDD dnt la valeur = 1 OMS : DJA entre 1 et 4 pg /jur/ kil de pids Le CSH (Cmité supérieur d'hygiène publique Français) : DJA = 1 pg / jur / kil de pids Expsitin actuelle en France: 23 pg TEQ/kg ÉtatsUnis : DJA de 0,006 pg par kil de pids. Méthdes d analyse : Méthde de référence : Chrmatgraphie en phase gazeuse cuplée à la spectrmétrie de masse à haute réslutin (HRGC/HRMS) Méthde alternative : Chrmatgraphie en phase gazeuse cuplée à la spectrmétrie de masse en tandem (GC/MS/MS) 6