Selon le GATOX, (Septembre 2001), le champs d'investigation de la toxicologie peut être présenté de la façon suivante :
“La toxicologie s'intéresse particulièrement à l'identification du danger et à l'analyse du risque lié à l'exposition des organismes vivants aux xénobiotiques, littéralement substance étrangère au corps, donc pas nécessairement toxique (agents chimiques, physiques, et d'origine biologique) dans le but de définir la sécurité sanitaire des populations. A cet effet, la toxicologie développe et utilise des modèles expérimentaux moléculaires, cellulaires et intégrés ainsi que des modèles bio-informatique”.
“La toxicologie s'intéresse particulièrement à l'identification du danger et à l'analyse du risque lié à l'exposition des organismes vivants aux xénobiotiques, littéralement substance étrangère au corps, donc pas nécessairement toxique (agents chimiques, physiques, et d'origine biologique) dans le but de définir la sécurité sanitaire des populations. A cet effet, la toxicologie développe et utilise des modèles expérimentaux moléculaires, cellulaires et intégrés ainsi que des modèles bio-informatique”.
La toxicité se défini comme toute manifestation pathologique observable au niveau de l’organisme vivant étudié et attribuable à l’agent administré dans des conditions expérimentales contrôlées. Le terme organisme vivant est utilisé ici dans un sens large. Il peut s’agir de différentes espèces animales ou végétales, voire de cellules en cultures.
Quant aux déterminants toxiques, on admet généralement qu’il s’agit de facteurs physiques, chimiques ou biologiques. Des exemples seront donnés dans la suite.
La notion qui se trouve au centre de l’étude toxicologique est celle de la relation dose-effet. Ceci peut être interprété de deux façons :
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Des déterminants auxquels nous sommes exposés en permanence peuvent s’avérer toxiques à forte dose (le cas du sel de cuisine par exemple).
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A contrario, pour un toxique donné (n’importe quel poison) il existe un seuil au dessous duquel il n’y aura aucune manifestation pathologique.
Remarque
Les manifestations toxiques se divisent grossièrement en deux types :
- La toxicité d’organe, dans le cas où les effets se produisent préférentiellement dans un organe comme le foie (hépatotoxicité), ou dans un système (système nerveux = neurotoxicité) ;
- La toxicité systémique pour tout effet qui concerne l’ensemble des cellules et tissus d’un organisme donné, l’exemple étant la génotoxicité (atteinte du patrimoine génétique avec altération de la séquence de l’ADN, pouvant intervenir dans n’importe quelle cellule).
- La toxicité d’organe, dans le cas où les effets se produisent préférentiellement dans un organe comme le foie (hépatotoxicité), ou dans un système (système nerveux = neurotoxicité) ;
- La toxicité systémique pour tout effet qui concerne l’ensemble des cellules et tissus d’un organisme donné, l’exemple étant la génotoxicité (atteinte du patrimoine génétique avec altération de la séquence de l’ADN, pouvant intervenir dans n’importe quelle cellule).
En conséquence, l’étude toxicologique s’attache à caractériser un certain nombre de paramètres quantitatifs, dont un est représenté sur la figure. Il s’agit de la TD50 ou dose toxique 50, qui représente la dose ou la concentration du toxique qui provoquent l’effet délétère étudié chez 50% des sujets. D’autres sont dérivés de l ‘ensemble des points expérimentaux, le plus important étant la dose sans effet nocif observable ou DSENO. Celles-ci est l’entité à partir de laquelle sont établies les valeurs toxicologiques de référence ou VTR
Remarque
Il existe deux façons d'exprimer le risque à partir des VTR :
- Dans le cas d'une toxicité avec seuil d'effet, le coefficient de danger (QD) (appelé aussi parfois indice de risque) exprime le rapport entre la dose effectivement reçue (par unité de temps, journalière par exemple) et la dose de référence (dose journalière admissible par exemple). Plus la valeur est supérieure à 1, plus le risque est probable.
- Pour calculer l'excès de risque individuel ou ERI (effets sans seuil), il faut connaître l'ERU qui correspond au nombre de cas supplémentaires pour une dose donnée et une exposition vie entière (typiquement 70 ans) et la dose reçue par l'individu (concentration et durée d'exposition) extrapolée vie entière.
- Dans le cas d'une toxicité avec seuil d'effet, le coefficient de danger (QD) (appelé aussi parfois indice de risque) exprime le rapport entre la dose effectivement reçue (par unité de temps, journalière par exemple) et la dose de référence (dose journalière admissible par exemple). Plus la valeur est supérieure à 1, plus le risque est probable.
- Pour calculer l'excès de risque individuel ou ERI (effets sans seuil), il faut connaître l'ERU qui correspond au nombre de cas supplémentaires pour une dose donnée et une exposition vie entière (typiquement 70 ans) et la dose reçue par l'individu (concentration et durée d'exposition) extrapolée vie entière.
Des paramètres qualitatifs seront aussi issus de l’étude toxicologique, en particulier en ce qui concerne le type de toxicité, les organes atteints et les délais d’apparition des manifestations. Cette notion de délais permet de distinguer les effets aigus, qui apparaissent dans la foulée d’une exposition, généralement à forte dose, des effets chroniques, qui peuvent se manifester longtemps après (en mois ou années), généralement suite à des expositions répétées et à plus faible dose.
Un recueil des méthodes expérimentales validées, utilisables pour l’évaluation de la toxicité des substances chimiques est disponible sur le site de l’OCDE. Il est assez exhaustif et est mis régulièrement à jour.