Définition de la neurotoxicité

Neurotoxicité fait référence à la capacité d'induire des effets indésirables dans le système nerveux central, les nerfs périphériques ou les organes sensoriels. Un produit chimique est considéré comme neurotoxique s'il est capable d'induire un schéma constant de dysfonctionnement neuronal ou de modification de la chimie ou de la structure du système nerveux.

La neurotoxicité se manifeste généralement par un continuum de symptômes et d'effets, qui dépendent de la nature du produit chimique, de la dose, de la durée d'exposition et des caractéristiques de l'individu exposé. La gravité des effets observés, ainsi que les preuves de neurotoxicité, augmentent jusqu'aux niveaux 1 à 6, indiqués dans le tableau 1. Une exposition à court terme ou à faible dose à un produit chimique neurotoxique peut entraîner des symptômes subjectifs tels que des maux de tête et des étourdissements, mais l'effet est généralement réversible. Avec l'augmentation de la dose, des changements neurologiques peuvent apparaître et éventuellement des changements morphologiques irréversibles sont générés. Le degré d'anomalie nécessaire pour impliquer la neurotoxicité d'un agent chimique est une question controversée. Selon la définition, un schéma cohérent de dysfonctionnement neuronal ou de modification de la chimie ou de la structure du système nerveux est pris en compte s'il existe des preuves bien documentées d'effets persistants au niveau 3, 4, 5 ou 6 du tableau 1. Ces niveaux reflètent le poids de la preuve fournie par les différents signes de neurotoxicité. Les substances neurotoxiques comprennent des éléments naturels tels que le plomb, le mercure et le manganèse ; des composés biologiques tels que la tétrodotoxine (provenant du poisson-globe, un mets japonais délicat) et l'acide domoïque (provenant de moules contaminées) ; et des composés synthétiques comprenant de nombreux pesticides, solvants industriels et monomères.

Tableau 1. Regroupement des effets neurotoxiques pour refléter leur force relative pour établir la neurotoxicité

¹ Humains seulement
Source : Modifié à partir de Simonsen et al. 1994.

Aux États-Unis, entre 50,000 100,000 et 1,000 1,600 produits chimiques sont commercialisés et 750 1985 à XNUMX XNUMX nouveaux produits chimiques sont soumis à évaluation chaque année. Plus de XNUMX produits chimiques et plusieurs classes ou groupes de composés chimiques sont suspectés d'être neurotoxiques (O'Donoghue XNUMX), mais la majorité des produits chimiques n'ont jamais été testés pour leurs propriétés neurotoxiques. La plupart des produits chimiques neurotoxiques connus disponibles aujourd'hui ont été identifiés par des rapports de cas ou par des accidents.

Bien que les produits chimiques neurotoxiques soient souvent produits pour répondre à des usages spécifiques, l'exposition peut provenir de plusieurs sources - utilisation dans les maisons privées, dans l'agriculture et dans les industries, ou de l'eau potable polluée, etc. Des idées préconçues a priori fixes sur les composés neurotoxiques susceptibles d'être trouvés dans quelles professions doivent donc être considérées avec prudence, et les citations suivantes doivent être considérées comme des exemples possibles, y compris quelques-uns des produits chimiques neurotoxiques les plus courants (Arlien-Søborg 1992; O 'Donoghue 1985; Spencer et Schaumburg 1980; OMS 1978).

Symptômes de neurotoxicité

Le système nerveux réagit généralement de manière plutôt stéréotypée à l'exposition à des substances neurotoxiques Figure 1. Certains syndromes typiques sont indiqués ci-dessous.

Figure 1. Effets neurologiques et comportementaux de l'exposition à des produits chimiques neurotoxiques.

Polyneuropathie

Ceci est causé par une altération des fonctions nerveuses motrices et sensorielles entraînant une faiblesse des muscles, la parésie étant généralement plus prononcée à la périphérie des membres supérieurs et inférieurs (mains et pieds). Des paresthésies antérieures ou simultanées (picotements ou engourdissements dans les doigts et les orteils) peuvent survenir. Cela peut entraîner des difficultés à marcher ou à coordonner finement les mains et les doigts. Les métaux lourds, les solvants et les pesticides, entre autres produits chimiques, peuvent entraîner un tel handicap, même si le mécanisme toxique de ces composés peut être totalement différent.

Encéphalopathie

Ceci est causé par une altération diffuse du cerveau et peut entraîner de la fatigue; troubles de l'apprentissage, de la mémoire et de la capacité de concentration ; anxiété, dépression, irritabilité accrue et instabilité émotionnelle. De tels symptômes peuvent indiquer un trouble cérébral dégénératif diffus précoce ainsi qu'une encéphalopathie toxique chronique professionnelle. Souvent, une augmentation de la fréquence des maux de tête, des étourdissements, des changements dans les habitudes de sommeil et une activité sexuelle réduite peuvent également être présents dès les premiers stades de la maladie. De tels symptômes peuvent se développer après une exposition à long terme et à faible niveau à plusieurs produits chimiques différents tels que des solvants, des métaux lourds ou du sulfure d'hydrogène, et sont également observés dans plusieurs troubles démentiels non liés au travail. Dans certains cas, des symptômes neurologiques plus spécifiques peuvent être observés (p. ex., parkinsonisme avec tremblements, rigidité des muscles et ralentissement des mouvements, ou symptômes cérébelleux tels que tremblements et coordination réduite des mouvements des mains et de la démarche). De tels tableaux cliniques peuvent être observés après une exposition à certains produits chimiques spécifiques tels que le manganèse ou le MPTP (1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6-tétrahydropyridine) dans le premier cas, et le toluène ou le mercure dans le second.

Gaz

Une grande variété de produits chimiques avec des structures chimiques totalement différentes sont des gaz à température normale et se sont avérés neurotoxiques Tableau 3. Certains d'entre eux sont extrêmement toxiques même à très petites doses, et ont même été utilisés comme gaz de guerre (phosgène et cyanure) ; d'autres nécessitent des doses élevées sur de plus longues périodes pour provoquer des symptômes (par exemple, le dioxyde de carbone). Certains sont utilisés pour l'anesthésie générale (par exemple, le protoxyde d'azote); d'autres sont largement utilisés dans l'industrie et dans les agents utilisés pour la désinfection (par exemple, le formaldéhyde). Les premiers peuvent induire des modifications irréversibles du système nerveux après une exposition répétée à de faibles niveaux, les seconds ne produisant apparemment que des symptômes aigus. L'exposition dans de petites pièces mal ventilées est particulièrement dangereuse. Certains de ces gaz sont inodores, ce qui les rend particulièrement dangereux (par exemple, le monoxyde de carbone). Comme le montre le tableau 2, certains gaz sont des constituants importants de la production industrielle, tandis que d'autres sont le résultat d'une combustion incomplète ou complète (par exemple, le CO et le CO₂ respectivement). Cela se voit dans les mines, les aciéries, les centrales électriques, etc., mais peut également être observé dans les maisons privées avec une ventilation insuffisante. Il est essentiel pour le traitement d'arrêter toute nouvelle exposition et de fournir de l'air frais ou de l'oxygène, et dans les cas graves une ventilation artificielle.

Tableau 2. Gaz associés à des effets neurotoxiques

¹ M: mécanisme; A: effets aigus; C: effets chroniques.
Neuropathie : dysfonctionnement des fibres nerveuses périphériques motrices et sensorielles.
Encéphalopathie : dysfonctionnement cérébral dû à une altération généralisée du cerveau.
Ataxie : altération de la coordination motrice.

Métaux

En règle générale, la toxicité des métaux augmente avec l'augmentation du poids atomique, le plomb et le mercure étant particulièrement toxiques. Les métaux se trouvent généralement dans la nature à de faibles concentrations, mais dans certaines industries, ils sont utilisés en grande quantité (voir tableau 3) et peuvent entraîner des risques professionnels pour les travailleurs. De plus, des quantités considérables de métaux se retrouvent dans les eaux usées et peuvent engendrer des risques environnementaux pour les riverains proches des usines mais aussi plus éloignés. Souvent, les métaux (ou, par exemple, les composés organiques du mercure) sont absorbés dans la chaîne alimentaire et s'accumulent dans les poissons, les oiseaux et les animaux, ce qui représente un risque pour les consommateurs. La toxicité et la manière dont les métaux sont manipulés par l'organisme peuvent dépendre de la structure chimique. Les métaux purs peuvent être absorbés par inhalation ou contact cutané de vapeurs (mercure) et/ou de petites particules (plomb), ou par voie orale (plomb). Composés inorganiques du mercure (par exemple, HgCl₂) sont principalement absorbés par la bouche, tandis que les composés métalliques organiques (par exemple, le plomb tétraéthyle) sont principalement absorbés par inhalation ou par contact avec la peau. La charge corporelle peut, dans une certaine mesure, se refléter dans la concentration de métaux dans le sang ou l'urine. C'est la base du suivi biologique. En traitement, il faut se rappeler que le plomb, en particulier, est libéré très lentement des dépôts dans le corps. La quantité de plomb dans les os ne sera normalement réduite que de 50 % sur 10 ans. Cette libération peut être accélérée par l'utilisation d'agents chélatants : BAL (dimercapto-1-propanol), Ca-EDTA ou pénicillamine.

Tableau 3. Métaux et leurs composés inorganiques associés à la neurotoxicité

¹ M: mécanisme; A: effets aigus; C: effets chroniques.
Neuropathie : dysfonctionnement des fibres nerveuses périphériques motrices et sensorielles.
Encéphalopathie : dysfonctionnement cérébral dû à une altération généralisée du cerveau.

Monomères

Les monomères constituent un grand groupe hétérogène de produits chimiques réactifs utilisés pour la synthèse chimique et la production de polymères, de résines et de plastiques. Les monomères comprennent des composés aromatiques polyhalogénés tels que p-chlorobenzène et 1,2,4-trichlorbenzène ; les solvants organiques insaturés tels que le styrène et le vinyltoluène, l'acrylamide et les composés apparentés, les phénols, le ɛ-caprolactame et le ζ-aminobutyrolactame. Certains des monomères neurotoxiques largement utilisés et leurs effets sur le système nerveux sont répertoriés dans le tableau 3. L'exposition professionnelle aux monomères neurotoxiques peut avoir lieu dans les industries de fabrication, de transport et d'utilisation de produits chimiques et de produits en plastique. Lors de la manipulation de polymères contenant des monomères restants et lors du moulage dans les chantiers navals et dans les cliniques dentaires, une exposition substantielle aux monomères neurotoxiques a lieu. Lors de l'exposition à ces monomères, l'absorption peut avoir lieu par inhalation (par exemple, sulfure de carbone et styrène) ou par contact avec la peau (par exemple, acrylamide). Les monomères étant un groupe hétérogène de produits chimiques, plusieurs mécanismes de toxicité différents sont probables. Cela se traduit par des différences de symptômes (tableau 4).

Tableau 4. Monomères neurotoxiques

¹ M: mécanisme ; A: effets aigus; C: effets chroniques.
Neuropathie : dysfonctionnement des fibres nerveuses périphériques motrices et sensorielles.
Encéphalopathie : dysfonctionnement cérébral dû à une altération généralisée du cerveau.
Ataxie : altération de la coordination motrice.

Solvants organiques

Solvants organiques est une désignation commune pour un grand groupe de plus de 200 composés chimiques lipophiles capables de dissoudre les graisses, les huiles, les cires, les résines, le caoutchouc, l'asphalte, les filaments de cellulose et les matières plastiques. Ce sont généralement des fluides à température ambiante avec des points d'ébullition inférieurs à 200 à 250 °C et qui s'évaporent facilement. Ils sont principalement absorbés par les poumons, mais certains peuvent également pénétrer la peau. En raison de leur lipophilie, ils sont distribués dans les organes riches en graisses. Ainsi, des concentrations élevées se trouvent dans la graisse corporelle, la moelle osseuse, le foie et le cerveau, qui peuvent également agir comme réservoirs de solvants. Le coefficient de partage octanol/eau peut indiquer si des concentrations cérébrales élevées sont à prévoir. Le mécanisme de la toxicité n'est pas encore connu, mais plusieurs possibilités ont été envisagées : bloquer des enzymes importantes dans la dégradation métabolique du glucose et ainsi réduire l'énergie disponible pour le traitement neuronal ; réduire la formation d'énergie dans les mitochondries; modification des membranes neuronales, entraînant une altération de la fonction des canaux ioniques ; ralentissement du flux axonal. Le chlorure de méthylène est métabolisé en CO, ce qui bloque le transport de l'oxygène dans le sang. De grands groupes de travailleurs dans une grande variété de professions sont exposés quotidiennement ou du moins fréquemment (voir tableau 5). Dans certains pays, la consommation de solvants organiques a diminué dans certaines professions en raison d'améliorations et de substitutions en matière d'hygiène (par exemple, les peintres en bâtiment, les travailleurs de l'industrie graphique, les métallurgistes), tandis que dans d'autres professions, le schéma d'exposition a changé mais la quantité totale de solvants organiques est resté inchangé. Par exemple, le trichloroéthylène a été remplacé par le 1,1,1-trichloroéthane et le fréon. Les solvants restent donc un problème d'hygiène majeur sur de nombreux lieux de travail. Les personnes sont particulièrement exposées lorsqu'elles sont exposées dans de petites pièces mal ventilées et à température élevée, ce qui augmente l'évaporation. Le travail physique augmente la captation pulmonaire des solvants. Dans plusieurs pays (en particulier les pays nordiques), une indemnisation a été accordée aux travailleurs qui ont développé une encéphalopathie toxique chronique à la suite d'une exposition à long terme et à faible niveau aux solvants.

Tableau 5. Solvants organiques associés à la neurotoxicité

 ¹ M: mécanisme ; A: effets aigus; C: effets chroniques.

Neuropathie : dysfonctionnement des fibres nerveuses périphériques motrices et sensorielles.
Encéphalopathie : dysfonctionnement cérébral dû à une altération généralisée du cerveau

Pesticides

Pesticides est utilisé comme terme générique pour tout produit chimique conçu pour tuer des groupes de plantes ou d'animaux qui présentent un danger pour la santé humaine ou peuvent causer des pertes économiques. Il comprend les insecticides, les fongicides, les rodenticides, les fumigants et les herbicides. Environ 5 milliards de livres de produits pesticides composés de plus de 600 ingrédients pesticides actifs sont utilisés chaque année dans l'agriculture mondiale. Les pesticides organophosphorés, carbamates et organochlorés ainsi que les pyréthroïdes, les herbicides chlorophénoxy et les composés organiques métalliques utilisés comme fongicides ont des propriétés neurotoxiques (tableau 6). Parmi les nombreux produits chimiques différents utilisés comme rodenticides, certains (par exemple, la strychnine, le phosphure de zinc et le thallium) sont également neurotoxiques. L'exposition professionnelle aux pesticides neurotoxiques est principalement associée aux travaux agricoles tels que la manipulation des pesticides et le travail avec des cultures traitées, mais les exterminateurs, les employés chargés de la fabrication et de la formulation des pesticides, les travailleurs des routes et des chemins de fer, ainsi que les travailleurs des serres, des forêts et des pépinières peuvent courir un risque substantiel de également exposés à des pesticides neurotoxiques. Les enfants, qui constituent une proportion importante de la main-d'œuvre agricole, sont particulièrement vulnérables car leur système nerveux n'est pas complètement développé. Les effets aigus des pesticides sont généralement bien décrits, et des effets durables après une exposition répétée ou une exposition unique à forte dose sont souvent observés (tableau 6), mais l'effet d'une exposition infraclinique répétée est incertain.

Tableau 6. Classes de pesticides neurotoxiques courants, exposition, effets et symptômes associés

¹ M: mécanisme; A: effets aigus; C: effets chroniques.
Neuropathie : dysfonctionnement des fibres nerveuses périphériques motrices et sensorielles.
Encéphalopathie : dysfonctionnement cérébral dû à une altération généralisée du cerveau.
Ataxie : altération de la coordination motrice.
² Principalement des phosphates ou des phosphonates.

Autres produits chimiques

Plusieurs produits chimiques différents qui ne rentrent pas dans les groupes mentionnés ci-dessus possèdent également une neurotoxicité. Certains d'entre eux sont utilisés comme pesticides mais aussi dans différents procédés industriels. Certains ont des effets neurotoxiques aigus et chroniques bien documentés; d'autres ont des effets aigus évidents, mais les effets chroniques ne sont que peu étudiés. Des exemples de ces produits chimiques, leurs utilisations et leurs effets sont répertoriés dans le tableau 7.

Tableau 7. Autres produits chimiques associés à la neurotoxicité

¹ M: mécanisme ; A: effets aigus; C: effets chroniques.
Neuropathie : dysfonctionnement des fibres nerveuses périphériques motrices et sensorielles.
Encéphalopathie : dysfonctionnement cérébral dû à une altération généralisée du cerveau.
Ataxie : troubles de la coordination motrice

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