Notes de cours
Toxicologie cellulaire M.Baudrimont L3-S5 Biologie-biochimie Bordeaux
- Établissement
- Bordeaux (UB)
Cours de Toxicologie de M. Baudrimont Licence 3 S5, université de bordeaux,
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Par: chloelopez11 • 7 année de cela
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Toxicologie cellulaire :Introduction : Produit toxique A l’échelle de la cellule
Un produit toxique est un composer Devenir dans le milieu
qui va affecter la cellule. extracellulaire
Le produit toxique est au départ
dans l’environnement.
Accessibilité à la
barrière biologique
La première chose qui va Détoxication,
conditionner sa toxicité c’est son
élimination
Interactions avec la
membrane plasmique
devenir dans le milieu. . Fixation
. Perturbations structurales et
Selon la forme sous laquelle ce fonctionnelles
. Transport transmembranaire Interactions avec différentes cibles
trouve la molécule, elle va pouvoir ou intracellulaires – effets toxiques
. Altération de l’ADN – génotoxicité -
non traverser la barrière biologique
cancérogenèse
Devenir dans le milieu . Biotransformation des composés organiques
. Séquestration cytosolique des métaux
(MP)
intracellulaire
(métallothionéines)
. Interaction avec des récepteurs
cytoplasmiques
. Altérations mitochondriales - apoptose
Interactions avec la membrane plasmique :
Le produit va rentrer en interaction avec la barrière, il peut déjà être toxique rien qu’en ce
fixant sur celle ci. Il va alors produire une perturbation structurale (modification de la
structure de la membrane) et fonctionnelle.
Cette molécule peut aussi empreinte des différents modes de transport pour rentrer dans la
cellule.
Interactions avec différentes cibles intracellulaires- effet toxiques :
Une fois qu’elle a traversé la membrane, celle ci va pouvoir interagir avec pleins de molécules.
Il y a des mécanismes qui sont capable de détoxyfié cette cellule, d’éliminer les toxines …
n Toxicologie :
à Trois étapes dans l’intoxication :
- La toxicocinétique : mouvements ou mécanismes de traversée des barrières
biologiques, de répartition tissulaire et de métabolisation/élimination de l’organisme
- L’initiation : action directe du composé toxique sur les récepteurs et molécules cibles
(comment ce fixe les composé sur un composé, l’ADN …)
- La toxicodynamique : ensemble des conséquences qui suivent indirectement l’initiation =
effets périphériques (toxico)pathologiques (ou systémiques) produits sur d’autres
groupes de cellules, tissus et organes
, I. Bases toxicocinétiques de l’intoxication ou comment se
passe une intoxication ?
Définitions :
Xénobiotique = substance étrangère à l’organisme : polluants, médicaments, alcool, drogues,
etc ...
Produit toxique = substance capable de perturber le fonctionnement normal d’un organisme
vivant.
Produit de source naturelle : poussières, pollens, ..., ou artificielle : urée-formaldéhyde, ..., ou
de nature chimique : acétone, ..., ou biologique : aflatoxines, anthrax, ...
Produits
Activités ou métiers
Catégories Ingrédients Imprimerie Solvants Acétone, toluène, xylène
Agriculture Fongicides Chlorothalonil, captane Chromate de plomb, jaune de zinc, noir
Cyanasine, 2,4-D, dazomet, mécoprop, Fabrication et utilisation de Pigments de carbone
Herbicides
trifluraline peintures
Isocyanurate de triglycidyle (TGIC),
Diazinon, diméthoate, malathion,
Insecticides Polymères, résines polymère d'épichlorohydrine et de
pyrèthre
bisphénol A
Fabrication de chaussures Acétone, dichlorométhane, heptane,
Colles Acétate d'éthyle, alcool butylique, solvant
hexane, méthyléthylcétone, toluène Solvants
Nettoyeurs Acide acétique, solvant Stoddard
stoddard, toluène, xylène
Entretien et réparation de Mastic à carrosserie Styrène Matériaux de
Service des incendies Amiante, fibre de verre, laine de verre
carrosseries automobiles Pigments Oxyde de zinc, oxyde d'aluminium
construction
Plastifiants Isocyanates Produits de Dioxyde de carbone, monoxyde de
combustion carbone, oxydes d'azote
Méthyl isobutyl cétone, acétate d'éthyle, Produits de Acétaldéhyde, cyanure d'hydrogène,
Solvants décomposition formaldéhyde, fumée
toluène
Formaldéhyde, glutaraldéhyde, chlorure
Soins de santé Désinfectants
Antiodorants Alcool éthylique, ortho-phénylphénol de benzalkonium, peroxyde d'hydrogène
Entretien ménager
Hydroxyde de sodium, métasilicate de Anesthésiques
Décapants pour Isoflurane, protoxyde d'azote
sodium, éther monométhylique de volatiles
planchers
l'éthylène glycol
Médicaments pour Dipropionate de béclométhazone, sulfate
Alcool isopropylique, alcool méthylique,
Détergents liquides inhalothérapie de salbutamol
hydroxyde d'ammonium
Hydroxyde de sodium, tripolyphosphate Oxydes de fer, oxydes de zinc, oxydes de
Détergents solides Soudure Fumées
de sodium manganèse
Lave-vitres Alcool isopropylique Monoxyde de carbone, oxydes d'azote,
Gaz
Nettoyeurs, Métasilicate de sodium, phosphate de ozone, phosgène, phosphine
dégraisseurs sodium tribasique
1. Absorption :
Un produit est considéré absorbé à partir du moment ou celui ci est passé dans le sang.
1. Absorption
1. Voie orale : ingestion volontaire ou accidentelle (eau, aliments)
1.1. Voie Orale : Ingestion volontaire ou accidentelle (eau, aliments)
L’ingestion peut être volontaire ou accidentelle (pollution dans l’eau ou
dans un aliment)
2. Voie pulmonaire (gaz, fumée, vapeur, poussière)
1.2. Voie pulmonaire (gaz, fumée, vapeur, poussière)
Ce sont les produits retrouvés sous différentes formes comme du gaz,
de la fumée de la vapeur ou encore des poussières retrouvé dans l’air. La
plus part du temps l’ingestion est involontaire.
1.3. Voie cutanée (nébulisation, aspersion, contact irritant) 3. Voie cutanée (nébulisation, aspersion, contact irritant)
Nébulisation = spray (ex : déodorant ou pesticides) 4. Voie transdermique ou parentérale (injection)
5. Voie muqueuse (application directe)
, 1.4. Voie transdermique ou parentérale (injection)
Injection volontaire comme une injection de médicament. Cette injection ce fait directement
dans le sang.
1.5. Voie muqueuse (application directe)
Voie d’entrée prioritaire de certain composé car la peau a ce niveau est très fine et donc très
facile a pénétrer.
Au niveau membranaire Au niveau membranaire
n Au niveau membranaire :
a) diffusion passive
Un composé neutre va pouvoir passer directement par diffusion car celles ci sont apolaires.
C’est un transport qui ne nécessite pas d’énergie et qui ce fait dans le sens du gradient de
concentration.
Le passage va ce faire d’autant plus facilement que la molécule est apolaire.
Plus le gradient est fort et plus la vitesse de passage est rapide.
b) Filtration
C’est du transport passif à travers des pores ou les canaux protéiques.
La filtration est un mécanisme rapide au début mais saturable car le nombre de canaux est
limité.
La cellule possède des pores d’environ 4 nm de diamètre qui laisse passer les molécules qui
font 100 à 200 daltons.
Au niveau des glomérules ou capillaire sanguins, les pores font 70 nm de diamètre ce qui
laisse passer des molécules plus grosse jusqu'à 60000 daltons (ex : albumine).
c) transport actif
C’est une molécule qui va traverser contre son gradient de concentration, ce qui nécessite de
l’énergie. Utilisation d’ATP ou d’ion moteur pour faire traverser la molécule.
Symport quand les deux molécules sont dans le même sens
Antiport quand les deux molécules ou ions passe dans des sens opposés.
,Certain produit toxique sont quand même capable d’utiliser le transport actif comme par
exemple le cadmium Cd2+ qui a une structure très proche du Ca2+ : ils vont donc rentrer en
compétition et le Cd2+ va rentrer par mimétisme dans les cellules.
Quelques métaux on la capacité de ce retrouver sous forme organique comme le CH3Hg+
Celui ci va traverser très facilement la barrière biologique. Celui ci est capable de rentrer en
compétition et de rentrer par la Na/K ATPase.
d) endocytose
C’est un mécanisme majoritaire au niveau des alvéoles pulmonaires.
La phagocytose est la méthode qui va endocyter les molécules les plus grosse (va concerner
les macrophages qui sont des cellules de l’immunité surtout de l’inflammation)
La pinocytose est un type d'endocytose non spécifique : dans la pinocytose, la cellule absorbe
des gouttelettes de liquide extracellulaire, et les redirige sous forme de minuscules
vésicules, vers les lysosomes en vue de leur assimilation
n Absorption :
a) Par le tube digestif (ingestion)
Les nutriments sont absorbés au niveau de l’intestin grêle qui représente 200 m2 de surface
d’échange.
Les composés toxiques peuvent être eux absorbé tout le long du trajet du bol alimentaire.
Dans le foie, le pH très acide peut favoriser ou défavoriser les composés toxiques.
Donc selon le pH, les composés chimiques n’auront pas la même forme et peuvent être plus ou
Principales voies d’absorption
moins absorbé
1. Par le long
le tube digestif du trajet.
(ingestion) Membrane
Absorption dans l’estomac plasmique
COO- COOH COOH COO-
Acide benzoïque + H+ + H+
1 100 1 2512
Estomac (pH 2) Plasma (pH 7,4)
NH3+ NH2 NH2 NH3+
Aniline
H+ + + H+
1000 1 251 1
Absorption dans l’intestin
COO- COOH COOH COO-
Acide benzoïque + H+ + H+
100 1 1 2512
Intestin (pH 6) Plasma (pH 7,4)
NH3+ NH2 NH2 NH3+
Aniline
H+ + + H+
1 10 251 1
, b) Les voies respiratoires
2. Par les voies(inhalation)
respiratoires (inhalation)
voies respiratoires (inhalation)
Solubilité dans
Les composés vont passer par inhalationl'eau
Substance
et vont atteindre
Absorption
les alvéolesRemarque
pulmonaires qui
Gaz et vapeurs Dioxyde de soufre Très soluble
sont le site d’absorption de l’hydrogène.
Pénètre peu profondément Se limite au nez.
(SO2) dans le système respiratoire Absorption par le
Les alvéole on une grande surface d’absorption qui est de 75 m2 et une fine membrane. C’est
mucus et le tissu.
Monoxyde de carbone Peu soluble Pénètre profondément dans Passe dans le sang et
donc un lieu favorable à l’absorption
(CO)
des composés toxiques. le système respiratoire est distribué dans
l'organisme.
Par exemple le monoxyde de carbone CO issu d’une mauvaise combustion de la manière
organique. Ce CO va aller ce fixer sur l’hémoglobine a la place de l’oxygène. Il a une affinité
240x plus importante que l’oxygène pour l’hémoglobine.
à Empoisonnement par accumulation du CO2 dans le sang.
La vitesse d’absorption va être dépendante de la solubilité de ce gaz.
è GAZ ET VAPEUR
Solubilité dans
Substance Absorption Remarque
l'eau
eurs Dioxyde de soufre Très soluble Pénètre peu profondément Se limite au nez.
(SO2) dans le système respiratoire Absorption par le
mucus et le tissu.
Monoxyde de carbone Peu soluble Pénètre profondément dans Passe dans le sang et
(CO) le système respiratoire est distribué dans
l'organisme.
è POUSSIERE
Poussières etET PARTICULE
particules
De 10-3 µm (agrégats moléculaires) à 100 µm (poussières) :
L’absorption est dépendant de la taille de ces composés.
Les particules les plus grosses vont rester la plus part du
temps au niveau du nez et de la gorge (Région naso-pharynx).
Plus elles sont petites et plus elles vont descendre. Les plus
fines descendront jusqu’aux alvéoles pulmonaires.
De 10-3 µm (agrégats moléculaires) à 100 µm (poussières)
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