La toxicologie est l'étude des poisons ou, plus largement, l'identification et la quantification des effets néfastes associés à l'exposition à des agents physiques, des substances chimiques et d'autres conditions. En tant que telle, la toxicologie s'appuie sur la plupart des sciences biologiques fondamentales, les disciplines médicales, l'épidémiologie et certains domaines de la chimie et de la physique pour l'information, les conceptions et les méthodes de recherche. La toxicologie va de la recherche fondamentale sur le mécanisme d'action des agents toxiques à l'élaboration et à l'interprétation de tests standards caractérisant les propriétés toxiques des agents. La toxicologie fournit des informations importantes à la fois pour la médecine et l'épidémiologie pour comprendre l'étiologie et fournir des informations sur la plausibilité des associations observées entre les expositions, y compris les professions, et la maladie. La toxicologie peut être divisée en disciplines standard, telles que la toxicologie clinique, médico-légale, d'investigation et réglementaire; la toxicologie peut être considérée par système ou processus d'organe cible, comme l'immunotoxicologie ou la toxicologie génétique; la toxicologie peut être présentée en termes fonctionnels, comme la recherche, les essais et l'évaluation des risques.
C'est un défi de proposer une présentation complète de la toxicologie dans ce Encyclopédie. Ce chapitre ne présente pas un recueil d'informations sur la toxicologie ou les effets indésirables d'agents spécifiques. Ces dernières informations sont mieux obtenues à partir de bases de données continuellement mises à jour, comme décrit dans la dernière section de ce chapitre. De plus, le chapitre ne tente pas de placer la toxicologie dans des sous-disciplines spécifiques, telles que la toxicologie médico-légale. C'est la prémisse du chapitre que les informations fournies sont pertinentes pour tous les types d'efforts toxicologiques et pour l'utilisation de la toxicologie dans diverses spécialités et domaines médicaux. Dans ce chapitre, les sujets sont basés principalement sur une orientation pratique et une intégration avec l'intention et le but de la Encyclopédie dans son ensemble. Les sujets sont également sélectionnés pour faciliter les références croisées dans le Encyclopédie.
Dans la société moderne, la toxicologie est devenue un élément important de la santé environnementale et professionnelle. En effet, de nombreuses organisations, gouvernementales et non gouvernementales, utilisent des informations issues de la toxicologie pour évaluer et réglementer les risques sur le lieu de travail et dans l'environnement non professionnel. Dans le cadre des stratégies de prévention, la toxicologie est inestimable, car elle est la source d'informations sur les dangers potentiels en l'absence d'expositions humaines généralisées. Les méthodes toxicologiques sont également largement utilisées par l'industrie dans le développement de produits, pour fournir des informations utiles à la conception de molécules spécifiques ou de formulations de produits.
Le chapitre commence par cinq articles sur les principes généraux de la toxicologie, qui sont importants pour l'examen de la plupart des sujets dans le domaine. Les premiers principes généraux portent sur la compréhension des relations entre exposition externe et dose interne. Dans la terminologie moderne, «l'exposition» fait référence aux concentrations ou à la quantité d'une substance présentée à des individus ou à des populations - des quantités trouvées dans des volumes spécifiques d'air ou d'eau, ou dans des masses de sol. La « dose » fait référence à la concentration ou à la quantité d'une substance à l'intérieur d'une personne ou d'un organisme exposé. En santé au travail, les normes et les lignes directrices sont souvent établies en termes d'exposition ou de limites admissibles sur les concentrations dans des situations spécifiques, comme dans l'air sur le lieu de travail. Ces limites d'exposition sont fondées sur des hypothèses ou des informations sur les relations entre l'exposition et la dose ; cependant, les informations sur la dose interne ne sont souvent pas disponibles. Ainsi, dans de nombreuses études sur la santé au travail, des associations ne peuvent être établies qu'entre l'exposition et la réponse ou l'effet. Dans quelques cas, des normes ont été fixées en fonction de la dose (par exemple, les niveaux admissibles de plomb dans le sang ou de mercure dans l'urine). Bien que ces mesures soient plus directement corrélées à la toxicité, il est toujours nécessaire de rétrocalculer les niveaux d'exposition associés à ces niveaux à des fins de contrôle des risques.
Le prochain article concerne les facteurs et événements qui déterminent les relations entre exposition, dose et réponse. Les premiers facteurs concernent l'absorption, l'absorption et la distribution - les processus qui déterminent le transport réel des substances dans le corps depuis l'environnement externe à travers les portes d'entrée telles que la peau, les poumons et les intestins. Ces processus sont à l'interface entre l'homme et son environnement. Les seconds facteurs, du métabolisme, concernent la compréhension de la façon dont le corps gère les substances absorbées. Certaines substances sont transformées par des processus cellulaires du métabolisme, qui peuvent soit augmenter soit diminuer leur activité biologique.
Les concepts d'organe cible et d'effet critique ont été développés pour faciliter l'interprétation des données toxicologiques. Selon la dose, la durée et la voie d'exposition, ainsi que des facteurs liés à l'hôte tels que l'âge, de nombreux agents toxiques peuvent induire un certain nombre d'effets dans les organes et les organismes. Un rôle important de la toxicologie est d'identifier l'effet ou les ensembles d'effets importants afin de prévenir une maladie irréversible ou débilitante. Une partie importante de cette tâche est l'identification de l'organe le premier ou le plus affecté par un agent toxique ; cet organe est défini comme « organe cible ». Au sein de l'organe cible, il est important d'identifier l'événement ou les événements importants qui signalent une intoxication ou un dommage, afin de s'assurer que l'organe a été affecté au-delà de la plage de variation normale. C'est ce qu'on appelle « l'effet critique » ; il peut représenter le premier événement d'une progression d'étapes physiopathologiques (comme l'excrétion de protéines de petit poids moléculaire comme effet critique de la néphrotoxicité), ou il peut représenter le premier effet potentiellement irréversible d'un processus pathologique (comme la formation d'un adduit à l'ADN dans la carcinogenèse). Ces concepts sont importants en santé au travail parce qu'ils définissent les types de toxicité et de maladie clinique associés à des expositions spécifiques et, dans la plupart des cas, la réduction de l'exposition a pour objectif la prévention des effets critiques sur les organes cibles, plutôt que tous les effets dans tous les organes. organe.
Les deux articles suivants concernent des facteurs importants de l'hôte qui affectent de nombreux types de réponses à de nombreux types d'agents toxiques. Ce sont : les déterminants génétiques ou les facteurs de susceptibilité/résistance héréditaires ; et l'âge, le sexe et d'autres facteurs tels que le régime alimentaire ou la coexistence de maladies infectieuses. Ces facteurs peuvent également affecter l'exposition et la dose, en modifiant l'absorption, l'absorption, la distribution et le métabolisme. Étant donné que les populations actives dans le monde varient en fonction de bon nombre de ces facteurs, il est essentiel que les spécialistes de la santé au travail et les décideurs politiques comprennent la manière dont ces facteurs peuvent contribuer aux variabilités de réponse entre les populations et les individus au sein des populations. Dans les sociétés aux populations hétérogènes, ces considérations sont particulièrement importantes. La variabilité des populations humaines doit être prise en compte lors de l'évaluation des risques d'exposition professionnelle et pour tirer des conclusions rationnelles de l'étude d'organismes non humains dans le cadre de recherches ou d'essais toxicologiques.
La section fournit ensuite deux aperçus généraux sur la toxicologie au niveau mécaniste. Mécaniquement, les toxicologues modernes considèrent que tous les effets toxiques manifestent leurs premières actions au niveau cellulaire ; ainsi, les réponses cellulaires représentent les premières indications des rencontres du corps avec un agent toxique. On suppose en outre que ces réponses représentent un éventail d'événements, allant de la blessure au décès. Les lésions cellulaires font référence à des processus spécifiques utilisés par les cellules, la plus petite unité d'organisation biologique au sein des organes, pour répondre au défi. Ces réponses impliquent des changements dans la fonction des processus au sein de la cellule, y compris la membrane et sa capacité à absorber, libérer ou exclure des substances ; la synthèse dirigée de protéines à partir d'acides aminés ; et le renouvellement des composants cellulaires. Ces réponses peuvent être communes à toutes les cellules lésées, ou elles peuvent être spécifiques à certains types de cellules au sein de certains systèmes d'organes. La mort cellulaire est la destruction de cellules au sein d'un système organique, à la suite d'une lésion cellulaire irréversible ou non compensée. Les agents toxiques peuvent provoquer la mort cellulaire aiguë en raison de certaines actions telles que l'empoisonnement du transfert d'oxygène, ou la mort cellulaire peut être la conséquence d'une intoxication chronique. La mort cellulaire peut être suivie d'un remplacement dans certains systèmes d'organes, mais pas dans tous, mais dans certaines conditions, la prolifération cellulaire induite par la mort cellulaire peut être considérée comme une réponse toxique. Même en l'absence de mort cellulaire, des lésions cellulaires répétées peuvent induire un stress dans les organes qui compromet leur fonction et affecte leur progéniture.
Le chapitre est ensuite divisé en sujets plus spécifiques, qui sont regroupés dans les catégories suivantes : mécanisme, méthodes d'essai, réglementation et évaluation des risques. Les articles sur les mécanismes se concentrent principalement sur les systèmes cibles plutôt que sur les organes. Cela reflète la pratique de la toxicologie et de la médecine modernes, qui étudient les systèmes d'organes plutôt que les organes isolés. Ainsi, par exemple, la discussion sur la toxicologie génétique n'est pas centrée sur les effets toxiques d'agents dans un organe spécifique, mais plutôt sur le matériel génétique en tant que cible d'une action toxique. De même, l'article sur l'immunotoxicologie aborde les différents organes et cellules du système immunitaire comme cibles d'agents toxiques. Les articles sur les méthodes sont conçus pour être hautement opérationnels ; ils décrivent les méthodes actuellement utilisées dans de nombreux pays pour l'identification des dangers, c'est-à-dire l'élaboration d'informations relatives aux propriétés biologiques des agents.
Le chapitre se poursuit avec cinq articles sur l'application de la toxicologie dans la réglementation et l'élaboration des politiques, de l'identification des dangers à l'évaluation des risques. La pratique actuelle dans plusieurs pays, ainsi qu'au CIRC, est présentée. Ces articles doivent permettre au lecteur de comprendre comment les informations dérivées des tests de toxicologie sont intégrées aux inférences de base et mécanistes pour dériver des informations quantitatives utilisées dans l'établissement des niveaux d'exposition et d'autres approches de contrôle des risques sur le lieu de travail et dans l'environnement général.
Un résumé des bases de données toxicologiques disponibles, auxquelles les lecteurs de cette encyclopédie peuvent se référer pour des informations détaillées sur des agents toxiques spécifiques et des expositions, se trouve dans le Volume III (voir « Bases de données toxicologiques » dans le chapitre Manipulation sûre des produits chimiques, qui fournit des informations sur nombre de ces bases de données, leurs sources d'information, leurs méthodes d'évaluation et d'interprétation, et leurs moyens d'accès). Ces bases de données, ainsi que les Encyclopédie, donner au spécialiste de la santé au travail, au travailleur et à l'employeur la possibilité d'obtenir et d'utiliser des informations à jour sur la toxicologie et l'évaluation des agents toxiques par les organismes nationaux et internationaux.
Ce chapitre se concentre sur les aspects de la toxicologie pertinents pour la sécurité et la santé au travail. Pour cette raison, la toxicologie clinique et la toxicologie médico-légale ne sont pas spécifiquement abordées en tant que sous-disciplines du domaine. Bon nombre des mêmes principes et approches décrits ici sont utilisés dans ces sous-disciplines ainsi qu'en santé environnementale. Elles s'appliquent également à l'évaluation des impacts des agents toxiques sur les populations non humaines, préoccupation majeure des politiques environnementales de nombreux pays. Une tentative résolue a été faite pour recueillir les points de vue et les expériences d'experts et de praticiens de tous les secteurs et de nombreux pays ; cependant, le lecteur peut noter un certain parti pris envers les scientifiques universitaires du monde développé. Bien que l'éditeur et les contributeurs pensent que les principes et la pratique de la toxicologie sont internationaux, les problèmes de préjugés culturels et d'étroitesse de l'expérience peuvent bien être évidents dans ce chapitre. L'éditeur du chapitre espère que les lecteurs de ce Encyclopédie aidera à assurer la perspective la plus large possible alors que cette référence importante continue d'être mise à jour et élargie.