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Approches Toxicologiques pour l’Évaluation du Risque
(ATER)Mostafa OULD ELHKIM
Université Paris XII Val de Marne
Institut Universitaire Professionnalisé
«Sécurité des Aliments»
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
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SOL
EAU DE SURFACE
EAU SOUTERRAINE
AIR
Eau potable
Homme
Poisson
RécolteBétail Produits
laitiers
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
LES ENJEUX DE LA SÉCURITÉ SANITAIRE DES ALIMENTS
1. Enjeu de santé publique
2. Enjeux économiques et commerciaux
- pour les entreprises et les filières
- pour le commerce international (OMC)
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
DISTINGUER DANGERS ET RISQUES
DANGER : soit agent biologique, chimique ou physique présent dans un aliment, soit état de cet aliment pouvant avoir un effet adverse pour la santé
RISQUE : dépend de la probabilité d'un effet adverse pour la santé et de sa gravité, du fait de la présence d'un (des) danger(s) dans un aliment
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
EXEMPLES DE DANGERS
Agents biologiques : bactéries pathogènes, virus, parasites…
Agents chimiques : constituants "naturels" des aliments contaminants (agriculture, evironnement…),
substances chimiques ajoutés, produits néoformés …
Agents physiques : corps étrangers, radioactivité, stérilisation,…
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
DANGER différent de RISQUE
DANGER [Hazard] s'intéresse aux propriétés intrinsèques de la molécule, du produit, du matériel...Ex. : L'oxygène présente des propriétés mutagène et cytotoxique et son inhalation a l'état pur entraîne la mort de tout être vivant. RISQUE [Risk Assessment] s'intéresse aux propriétés dans les conditions d'utilisation.Ex. de l'oxygène: En mélange en petites proportions à de l'azote et du gaz carbonique (Composition de l'air), ce gaz est indispensable a toute vie et dans ces conditions ses propriétés toxiques ne se manifestent plus. ►► L'examen du Rapport Bénéfice/Risque devrait normalement conduire les experts à la conclusion que ce gaz doit continuer à être autorisé.
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DISTINGUER DANGERS ET RISQUES
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Quelle est la clé de l’évaluation
du risque toxicologique ?
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Évaluation des risques Étude de
l’exposition
Mécanismes d’action
Recherches
fondamentale
Recherchesappliquée
Littérature Forum Congrès,
scientifique Symposium,
Gestiondes risques
Base de l’évaluation du risque toxicologique
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Études épidémiologiques Études toxicologiques
Accidents Structure chimique et activité
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ÉTAPES DE L'ÉVALUATION DES RISQUES
- Identification des dangers - Caractérisation des dangers - Évaluation de l'exposition - Caractérisation des risques
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APPROCHE DE L'ANALYSE DES RISQUES
Trois étapes
- Évaluation des risques - Gestion des risques - Communication sur les risques
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ÉTAPES DE L'ÉVALUATION DES RISQUES
- Identification des dangers - Caractérisation des dangers - Évaluation de l'exposition - Caractérisation des risques
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CARACTÉRISATION DES DANGERSNATURE DES EFFETS NÉFASTES
- Effets toxiques altérant une ou des fonctions vitales
- Effets mutagènes et cancérogènes
- Effets sur la reproduction
- Effets métaboliques (perturbations endocriniennes, allergie, etc.)
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ÉTAPES DE L'ÉVALUATION DES RISQUES
- Identification des dangers - Caractérisation des dangers - Évaluation de l'exposition - Caractérisation des risques
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
ÉVALUATION DE L'EXPOSITION
Évaluation qualitative et/ou quantitative de l'ingestion probable d'agents biologiques, chimiques ou physiques par le biais des aliments, ainsi que par suite de l'exposition à d'autres sources
Codex Alimentarius
Les difficultés
- connaître les consommations d'aliments
- connaître les teneurs en substances dangereuses
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
ÉTAPES DE L'ÉVALUATION DES RISQUES
- Identification des dangers - Caractérisation des dangers - Évaluation de l'exposition - Caractérisation des risques
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
CARACTÉRISATION DES RISQUES
- Quand il existe un seuil,on peut établir une dose journalière acceptable /
admissible / tolérable (DJA / DJT)
- Quand il n'existe pas de seuil, le risque est le produit de l'exposition par l'activité :
notion du risque acceptable
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Interaction entre l’évaluation du danger, l’exposition et le risque
Caractérisation du danger
Caractérisation du risque
Évaluation de l’exposition
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
INDUSTRIE PHARMACEUTIQUE
INDUSTRIE PHYTOSANITAIRE
INDUSTRIE CHIMIQUE
INDUSTRIE AGRO-ALIMENTAIRE
INDUSTRIE COSMETIQUE
Objectifs de l’évaluation du danger
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Objectifs des essais toxicologiques
MédicamentsÉvaluation du Rapport Bénéfice / Risque pour l'homme. Objectif des études toxicologiques = caractérisation du danger afin de pouvoir réaliser une évaluation du risque pour l'homme dans les conditions d'utilisation clinique du médicament.
PhytosanitairesPas de bénéfice direct pour la santé de l'homme.Évaluation des risques directs et/ou indirects pour l'homme, l'environnement et les animaux. Objectif des études toxicologiques = caractérisation du danger afin de pouvoir faire une évaluation de risque.
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Cosmétiques
Évaluation de la tolérance et/ou du risque d'intolérances éventuelles.
Pas de bénéfice pour la santé de l'homme
Objectif des études toxicologiques
- Matières premières = Évaluation du Danger
- Spécialités = Tolérance (Évaluation du risque)
Produits Chimiques
Évaluation et classification en fonction du danger
Objectif des études = Évaluation d'un danger
Objectifs des essais (suite)
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Objectifs des essais (suite)
Industrie Agro-alimentaire
- Pas de bénéfice direct pour la santé de l'homme- Pas d’effet secondaire aux doses préconisées- Toute substance génotoxique-cancérogène est systématiquement refusée,- Aucun risque connu n'est accepté, sauf si le bénéfice est plus important que le risque (Nitrite dans la charcuterie/botulisme).
Objectif des études toxicologiques = caractérisation du danger afin de pouvoir réaliser une évaluation du risque pour l'homme dans les conditions d‘emploi de l’additif alimentaire, auxiliaire technologique, matériaux aux contact alimentaire…)
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
- directive 65/65/CEE (spécialités pharmaceutiques);
- règlement (CEE) n° 2309/93 (Agence européenne pour
l'évaluation des médicaments) ;
- directive 81/851/CEE (médicaments vétérinaires) ;
- directive 90/677/CEE (médicaments vétérinaires
immunologiques) ;
- directive 2003/63/CE (en ce qui concerne les médicaments
homéopathiques) ;
- directive 2001/82/CE (médicaments homéopathiques
vétérinaires) ;
- directive 90/385/CEE (dispositifs médicaux implantables
actifs) ;
- directive 93/42/CEE (dispositifs médicaux) ;
- directive 89/107/CEE (additifs dans les denrées
alimentaires);
- directive 88/388/CEE (arômes dans les denrées
alimentaires);
- directive 95/2/CE (additifs alimentaires autres que les
colorants et les édulcorants) ;
- directive 89/109/CEE (matériaux et objets en contact avec
les denrées alimentaires) ;
Liste des textes réglementaires (non exhaustive)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
- directive 92/46/CEE (règles sanitaires pour la mise sur le marché de lait) ;
- directive 89/437/CEE (mise sur le marché des ovo-produits) ;
- directive 91/493/CEE (produits de la pêche) ;
- directive 90/167/CEE (aliments médicamenteux pour animaux) ;
- directives 70/524/CEE, 82/471/CEE et 77/101/CEE (alimentation animale) ;
- directive 76/768/CEE (produits cosmétiques) ;
- directive 91/414/CEE (produits phytopharmaceutiques). !!!!
- directive 76/769/CEE (substances et préparations dangereuses) ;
- directive 79/117/CEE (produits phytopharmaceutiques contenant des substances actives) ;
- directive 98/8/CE (concernant la mise sur le marché des produits biocides)
- directive 98/24/CE (protection des travailleurs contre les risques liés à une exposition à des agents chimiques, physiques et biologiques) ;
- directive 84/450/CEE (publicité trompeuse) ;
- directive 89/391/CEE (sécurité et santé des travailleurs au travail)
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Dossier d’innocuité (Sécurité)
TROIS Différences
1. Objectifs des essais 2. Contenu du dossier 3. Qualité / « Puissance» des études contenues dans le dossier
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Toxique - Poison - Intoxication - Empoisonnement : On dit qu’une substance est toxique lorsque, après pénétration dans l’organisme, par quelque voie que ce soit, à une dose relativement élevée en une ou plusieurs fois très rapprochées ou par petites doses longtemps répétées, elle provoque, immédiatement ou à terme, de façon passagère ou durable, des troubles d’une ou plusieurs fonctions de l’organisme pouvant aller jusqu’à leur suppression complète et amener la mort
Fabre et Truhaut
Cette définition permet déjà de distinguer des phénomènes de toxicité aiguë et des effets de toxicité à long terme, dite chronique…
Poison est synonyme de toxique, de même qu’intoxication est synonyme d’empoisonnement. L’usage semble cependant attribuer un sens plus général aux termes toxique et intoxication et réserver les termes poison et empoisonnement à l’attentat criminel (voire suicidaire) en médecine légale.
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Définitions
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
QUELS SONT LES OBJECTIFS DES ETUDES TOXICOLOGIQUES ?
(i) Déterminer les propriétés toxiques d'une molécule (propriétés intrinsèques, inhérentes, spécifiques à cette molécule/produit/agent) ces propriétés caractérisent le DANGER inhérent à la molécule/produit/agent. (ii) Déterminer les effets potentiels entraînés par cette molécule/produit/agent en cas de contact avec un organisme vivant.
Ces effets ne peuvent se produire qu'en cas de contact/exposition et ce contact/exposition ne se fait que dans des conditions données qui sont extrêmement variables. Ce sont ces conditions d'exposition qui font les différences observées dans l'expression des effets d'une même molécule sur un même organisme La combinaison du DANGER et de l'EXPOSITION constitue
le RISQUE
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
LA TOXICOLOGIE S'INTERESSE AUX EFFETSNEFASTES, NOCIFS, INDESIRABLES.
MAISLE TOXICOLOGUE DOIT POSSEDER UNE
CONNAISSANCE APPROFONDIE DE L'ETAT NORMAL
ET DES EFFETS NORMAUX AFIN DE POUVOIR IDENTIFIER CORRECTEMENT CE QUI EST
ANORMAL
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
QUELS SONT LES OBJECTIFS DES ETUDES TOXICOLOGIQUES ?
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Études de Toxicologie Réglementaires Toxicologie Générale, recherche les impacts sur l'ensemble des organes ou systèmes
Toxicologie de la reproduction, étudie les effets sur la fertilité, le développement embryonnaire et le développement périnatal
Mutagenèse, recherche les impacts sur le génome : mutations géniques et aberrations chromosomiques
Cancérogenèse, pouvoir ou non d'une substance d'induire des tumeurs (cancérogènes génotoxiques) ou d'augmenter l’incidence de tumeurs spontanées (promoteurs). Microbiologie, hypersensibilité, phototoxicité, tests spécifiques effectués selon les besoins
Tolérance chez l’homme, étudie les effets secondaires et les signes d'intolérance générale aux doses préconisées et la marge de sécurité
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INTRODUCTION
Toxicologie : Discipline scientifique qui s’occupe des toxiques ou «poisons», de leurs propriétés, de leur devenir dans l’organisme, de leur mode d’action, de leur recherche dans différents milieux et des moyens (préventifs et curatifs) permettant de réduire et/ou de combattre leur nocivité.
Xénobiotique : substance étrangère à l’organisme qui peut causer des troubles plus ou moins importants. Ce sont des additifs alimentaires, des contaminants et des résidus de pesticides et des produits vétérinaires…
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LA TOXICOLOGIE EST L'ETUDE QUALITATIVE ET PLUS PARTICULIEREMENT QUANTITATIVE DES EFFETS NOCIFS A LA SANTE DES AGENTS CHIMIQUES ET PHYSIQUES TELS QU'ILS SE MANIFESTENT PAR LES ALTERATIONS FONCTIONNELLES ET STRUCTURELLES DANS LES ORGANISMES VIVANTS
W.J. HAYES kIntroduction to the Handbook of Pesticide Toxicology, General Principles (Academic Press, 1991)
TOXICOLOGIE
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Relation dose-effet
LA RELATION DOSE-EFFET EST D'UNE TELLE IMPORTANCE QU'ELLE DOIT FAIRE PARTIE INTEGRANTE DE LA DEFINITION DE LA TOXICOLOGIE EN FAIT C'EST CE PRINCIPE MEME QUE LE TERME DE "QANTITATIVE” FIGURANT DANS LA DEFINITION SIGNIFIE. Dosis sola facit venenum"SEULE LA DOSE FAIT LE POISON"
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Les objectifs des études de Toxicologie
Elles doivent apporter des réponses aux questions suivantes :
- quels organes, tissus ou cellules sont la cible d'un impact toxique et quelles fonctions physiologiques sont affectées par les effets toxiques du produit ? - quelle est la plus forte dose administrée sans effet toxique et par conséquent la marge de sécurité ?
- quel est le risque de causer des dommages génétiques, des malformations congénitales ou des tumeurs ?
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
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DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES
Unité d’évaluation des risques physico-chimiques
X T1 E1
X1.1
X1.2 T1 E1
X1.n
T1.1
X1 T1.2 E1
T1.n
X1.1
X1.2 T1.1
X1.n T1.2 E1
T1.n
Interaction simple, cible unique
Interactions multiples, cible unique
Interaction simple, cibles multiples
Interactions multiples, cibles multiples
T1 E1
1.1
1.2 T1 E1
1.n
T1.1
1 T1.2 E1
T1.n
1.1
1.2 T1.1
1.n T1.2 E1
T1.n
Interaction simple, cible unique
Interactions multiples, cible unique
Interaction simple, cibles multiples
Interactions multiples, cibles multiples
Relation entre Xénobiotique (X), cible (T) et
la mesure du point d’impact (E)
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Trois formes essentielles de toxicité
Toxicité aiguë
Toxicité à court terme (subaiguë ou subchronique)
Toxicité à long terme (ou chronique)
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Définitions
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DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES
Unité d’évaluation des risques physico-chimiques
Essais de toxicité aiguëPour une substance administrée par voie orale on considère que:
DL50 < 5 mg/kg pc. : produit est extrêmement toxique;
DL50 est comprise entre 5 et 50 mg/kg pc. : très toxique;
DL50 est comprise entre 50 et 500 mg/kg pc. : toxique;
DL50 est comprise entre 0,5 et 5 g/kg pc. : peu toxique;
DL50 > 5 g/kg pc. : pas ou peu toxique;
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Toxicité aiguë
![Page 36: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/36.jpg)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Dossier d’innocuité
Études de toxicologie générale (court et moyen terme)
Études sur la reproduction
Études chroniques et de cancérogenèse
Toxicologie génétique
Études de toxicité spécifique (propriétés allergisantes, tolérance et effets possibles sur les fonctions immunitaires, microbiologie,…)
«Effets» sur l'homme
![Page 37: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/37.jpg)
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES
Unité d’évaluation des risques physico-chimiques
PRINCIPES GÉNÉRAUX DES ÉTUDES DE TOXICOLOGIE GÉNÉRALE
![Page 38: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/38.jpg)
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES
Unité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 39: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/39.jpg)
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES
Unité d’évaluation des risques physico-chimiques
Si la toxicité est une propriété inhérente à la substance, d’autres facteurs peuvent intervenir pour en moduler la nature et l’étendue
![Page 40: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/40.jpg)
Facteurs concernant la substance elle-même
A. Voie d’administration
B. Concentration / Dose
C. Volatilité
D. Rapidité d’administration / biodisponibilité
E. Solubilités et ionisation dans les fluides
F. Nature du véhicule associé
G. Biotransformations subies par la substance
Modulation des effets toxiques
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 41: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/41.jpg)
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES
Unité d’évaluation des risques physico-chimiques
Facteurs concernant les substances elles-mêmes
A. Interactions,
B. Synergie, Additive,
C. Antagonisme,
D. Induction enzymatique,
E. Inhibition enzymatique,
F. Toxiques cumulatifs,…
Modulation des effets toxiques
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Modulation des effets toxiquesFacteurs concernant l’organisme où la substance est introduite
A. Espèce,
B. Différence Ethnique,
C. Variations individuelles,
D. État de digestion ou de jeûne,
E. Fatigue, Maladies,
F. Gestation,
G. Ages,
H. Sexe,
K. Facteurs physiologiques,…
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
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DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES
Unité d’évaluation des risques physico-chimiques
Modulation des effets toxiques
Facteurs environnementaux
A. Changement de température, l’altitude peuvent modifier les réponses de l’organisme à l’action des xénobiotiques.
B. Le cycle lumineux (jour/nuit) : Rythme circadien
Autres facteurs
Intolérance, tolérance, dépendance à l’égard des drogues…
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Pharmacocinétique : Étude de devenir et du comportement d’un médicament dans l’organisme
Toxicocinétique : Étude du devenir d’un toxique (substance chimique) dans l’organisme
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Modulation des effets toxiques
Facteurs concernant l’organisme où la substance est introduite
- Cinétique
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IV
IPIM
SC
Concentrationssanguines
Temps
Voies d’administration parentérale
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 46: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/46.jpg)
Influence de la forme chimique sur la résorption parentérale de la pénicilline G
Concentrations efficaces
Temps (en heures)
Sel sodique
Sel de procaïne
Sel de benzathine
Seuil thérapeutique
Seuil toxique
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 47: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/47.jpg)
Aire sous la courbe (AUC)
Temps
Concentration plasmatique
Absorption
+
Distribution
+
Élimination
Distribution
+
ÉliminationÉlimination
Évolution des concentrations plasmatiques en fonction du temps (autre voie que IV)
Détermination graphique ou mathématique (intégration relation Conc = f(t))
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PharmacologiePharmacologie : Science du médicament
Pharmacodynamie : Action des substances chimiques sur l’organisme
Pharmacocinétique : Action de l’organisme sur les substances chimiques
Comprend : (ADME ou L(libération)ADME) - Absorption
- Distribution
- Métabolisme
- Excrétion
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
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DéfinitionsToxicocinétique Mouvement
Toxicocinétique Étude du devenir dans l’organisme
Comment un xénobiotique est introduit dans l’organisme et son
comportement dans ce dernier ? Fréquence d’administration,
Distribution dans l’organisme,
Concentration dans l’organe/tissu/cellule cible
Stockage dans les tissus, relargage,
Biotransformations : nature des métabolites actifs/inactifs
Sites et taux d’excrétion
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 50: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/50.jpg)
Dose Concentration
Sanguine
Concentration
dans la biophase
Fixation aux récepteurs
Réponse Pharmacologique
Réponse Toxicologique
PHARMACODYNAMIE
TOXICOCINETIQUE
EFFET TOXIQUE
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Relation entre toxicocinétique et l’effet toxique
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CINETIQUE
Méd. HumainMéd. Vétérinaire
SubstancesChimiques
Effets
Pharmacocinétique Classique
Toxicocinétique
PK/PD*
Études in vitro
DissolutionCultures cellulairesOrganesPerfusés
* PK/PD : Pharmacocinétique/Pharmacodynamie
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Études in vivo
![Page 52: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/52.jpg)
Définitions• Toxicocinétique : Étude descriptive et quantitative du
devenir du toxique dans l’organisme
• Toxicocodynamie : Action du xénobiotique sur l’organisme
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 53: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/53.jpg)
Étapes de la Toxicocinétique
Désintégration/Libération
Dissolution
Absorption
Distribution
ÉliminationMétabolisme
ADME
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 54: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/54.jpg)
Le modèle pharmacocinétique à base physiologique (PK/PD)(PBPK : Physiologically based pharmacokinetic model)
Modèle mathématique qui permet de représenter les différentes phases du métabolisme des médicaments (pharmacocinétique) ou des xénobiotiques (toxicocinétique) et de quantifier les résultats
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Définitions
![Page 55: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/55.jpg)
Composé d'une série de compartiments :- organes ou un groupe de tissus, - débits sanguins
Disposer d'information sur plusieurs facteurs physiologiques : - volume tissulaire, - débits sanguins tissulaires, - débit cardiaque, - taux de ventilation alvéolaires - et parfois de données concernant la perméabilité
membranaire. II fait également appel à des données biochimiques telles que des coefficients de partage air/sang ainsi qu'à divers paramètres métaboliques.
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Le modèle pharmacocinétique à base physiologique (PK/PD)
![Page 56: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/56.jpg)
Absorption
• Processus par lequel le Xénobiotique passe de son lieu d’application dans la circulation générale
Voie intestinale
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 57: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/57.jpg)
Autres voies d’absorption
Voie pulmonaire Voie percutanée
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 58: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/58.jpg)
Mécanismes impliqués dans le passage transmembranaire
Nécessité d’une structure périphérique
Par transport actif
Diamètre du pore < 10 Å
Poids moléculaire < 100
Passage à travers les pores : filtration
Molécules non ioniséesPinocytose
Solubilité en lipides
non ionisation
LipophiliePar diffusion à travers la membrane
Hydrophilie
Facteurs déterminants
Membrane
lipidiqueMode de passage
![Page 59: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/59.jpg)
Mécanismes impliqués dans le passage transmembranaire
• Transports passifs:• Diffusion passive
• filtration
• Transports actifs:• Diffusion facilitée
• Transfert actif
• pinocytose
selon le gradient de concentration
selon le gradient
Contre le gradient de concentration
C1
C2
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 60: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/60.jpg)
Effets de premier passage
* Voie Orale
Le Xénobiotique subit une
métabolisation et/ou une élimination
lors de son passage au niveau du
foie, de l’intestin et du poumon (voie
pulmonaire).
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 61: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/61.jpg)
Facteurs modifiant l’absorption
• Alimentation,
pH, motilité intestinale, vidange gastrique, nature du repas
• Age,
• Interactions avec d’autres substances chimiques exogènes et/ou endogènes,
• Pathologies digestives
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 62: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/62.jpg)
Distribution
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Correspond au processus de répartition du xénobiotique dans l’ensemble des tissus
![Page 63: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/63.jpg)
Plasma Tissus
Distribution tissulaireCorrespond au processus de répartition du xénobiotique dans l’ensemble des tissus
Lié
Libre
Lié
Libre
Dépend de :- des propriétés physico-chimiques du xénobiotique,
- la liaison avec la/les protéine/s dans le sang et les tissus,- du débit sanguin et de la composition du tissu,
- de l’état physiologique et pathologique de l’organisme
Stockage
Cible
![Page 64: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/64.jpg)
Facteurs de variation de la distribution
• Age
– modifications des volumes liquidiens
– diminution de la masse sanguine
• Maladies
• Interactions avec d’autres substances
– Déplacements/compétitivité sur les différents sites de
liaison
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 65: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/65.jpg)
Les biotransformations des xénobiotiques se font généralement en deux phases :
- phase I de fonctionnalisation, d’activation- phase II de conjugaison, d’élimination
Ces deux phases ont pour but d'aboutir à l'élimination du xénobiotique.
Les enzymes impliquées dans le métabolisme des xénobiotiques sont polymorphes et peuvent être associés avec des activités enzymatiques variables…
Métabolisme
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 66: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/66.jpg)
Métabolisme
Xénobiotique
Réactions de Phase I
Molécule hydrosoluble
Molécule conjuguée
Réactions de Phase II
Formation des métabolites plus facilement «excrétables»mais, aussi des métabolites ultimes + toxique que le produit parental
Biotransformation, essentiellement au niveau du foie
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 67: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/67.jpg)
Phase I : oxydation, réduction, hydrolyse• Hydroxylations :
R-CH2-CH3 R-CH-CH3
• N et S oxydations:
• Désaminations oxydatives
• Désulfurations oxydatives
• Desalkylations oxydatives
• Oxydation des alcools et des aldéhydes
• Nitroréduction
• Azoréduction
• hydrolyses
OH
[O]
OH
OH
OH
[O]
O
[O] H2O
Époxydation des composés aromatiques
Oxyde d’arèneTrans-diol
![Page 68: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/68.jpg)
Phase II : réactions de conjugaison
– Glucuronoconjugaison
– Sulfoconjugaison
– Acétylation
– Glycocolloconjugaison
– Mercaptoconjugaison
– N-méthylation
– transsulfuration
– sulfonation (SO3H-)
Facilite l’élimination (formes hydrosolubles)
adjonction de groupements polaires
![Page 69: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/69.jpg)
Variations du métabolisme
• Facteurs génétiques et Susceptibilité individuelle– ex : acétyleurs lents/rapides
• Age – nouveau-né : enzymes immatures
• Interactions médicamenteuses– molécules inductrices des enzymes, phénomène lent– molécules inhibitrices, par compétition, phénomène rapide
• Rythme circadien– notion de chronopharmacologie
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 70: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/70.jpg)
Élimination
• Élimination directe sous forme inchangée par les fonctions d’excrétion– intestin : fécès (fraction non absorbée et cycle entéro-hépatique)
– foie : bile
– rein : urine
– Poumons (air expiré), salive, sueur, lait…
– Élimination de métabolites
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 71: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/71.jpg)
Notions de Toxicodynamie
Mode d’action de la substance sur l’organisme :
Recherché = pharmacodynamie
Non recherché = effets indésirables/ effets toxiques
• Concentration au site actif
• Relation dose-effet
• Compensation/Dommages /Réparation
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 72: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/72.jpg)
Approches d’évaluation des risques
Les procédures d’évaluation du risque adoptent de manière classique deux approches :
- l’évaluation du risque quantitative fondée sur l’étude de la relation dose-réponse afin de quantifier le risque associé avec un niveau particulier d’exposition,
- "assurer la sécurité" fondée sur l’étude de la relation dose-réponse afin de définir le seuil au-dessous duquel un effet toxique ne serait pas détecté, et puis estimer le seuil d'exposition pour les sujets humains sensibles.
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 73: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/73.jpg)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Effet pour lequel on considère qu’il existe une dose-seuil et,
Effet pour lequel il n’existe pas de dose-seuil (induit par interaction de la substance ou ses métabolites avec le matériel génétique)
Deux approches distinctes pour extrapoler le risque pour l’homme :
![Page 74: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/74.jpg)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES
Unité d’évaluation des risques physico-chimiques
Évaluation du risque quantitative"assurer la sécurité"
Identification de l’étude pivot et de l’effet critique
DSE Caractérisation de la dose-réponse
Division par le facteur de sécurité
DJA, DJT, DHTP
Approches alternatives adoptées pour l’établissement des limites d’exposition acceptables pour l’homme
Limites acceptables ou concentrations admissibles
Extrapolation du risque à partir de la faible dose
Estimation du risque pour différentes exposition
Établissement du risque acceptable (VSD)
Limites réglementaires d’exposition
PTWI (DHTP) : Provisional tolerable weekly intake (Dose hebdomadaire tolérable provisoire) VSD : Virtually Safe Dose
![Page 75: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/75.jpg)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Dellarco et al. 1985, Elhajouji et al. 1997, Aardema et al. 1998, Kirsch-Volders et al. 2000, Parry et al. 2000 ; Kolachana et al., 1994
0
10
20
30
40
50
0 5 10 15 20 25
Doses (mg/kg)
Effe
t mes
uré
• Substances génotoxiques directes– interaction avec l’ADN– pas de dose-seuil
• Substances aneugènes– interaction avec un
récepteur protéique– notion de dose-seuil
Substances génotoxiques directes ou indirectes
![Page 76: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/76.jpg)
Notion du risque acceptable
DOSE
0 2 4 6 8
RE
SP
ON
SE
(m
alai
se)
2
0
4
Non-Linearly (Threshold)
6
8
NOAEL (the "threshold")
DOSE
0 2 4 6 8R
ES
PO
NS
E (
tum
ors)
2
0
4
Linearly (Non-Threshold)
( low-dose extrapolation)
6
8
DOSE
0 2 4 6 8
RE
SP
ON
SE
(m
alai
se)
2
0
4
Non-Linearly (Threshold)
6
8
NOAEL (the "threshold")
DOSE
0 2 4 6 8
RE
SP
ON
SE
(m
alai
se)
2
0
4
Non-Linearly (Threshold)
6
8
NOAEL (the "threshold")
DOSE
0 2 4 6 8R
ES
PO
NS
E (
tum
ors)
2
0
4
Linearly (Non-Threshold)
( low-dose extrapolation)
6
8
DOSE
0 2 4 6 8R
ES
PO
NS
E (
tum
ors)
2
0
4
Linearly (Non-Threshold)
( low-dose extrapolation)
6
8
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 77: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/77.jpg)
Différentes bases de données pouvant conduire à l’évaluation du risque quantitative
Dose externe
Dose externe
Dose externe
Dose externe
Dose externe
Dose interne
Dose interne
Dose interne
Dose interne
Dose dans l’organe cible
Dose dans l’organe cible
Dose dans l’organe cible
Réponse de l’organe cible
Réponse à la toxicité
Réponse à la toxicité
Réponse à la toxicité
Réponse à la toxicité
Réponse à la toxicité
Métabolisme organe cible
Métabolisme organe cible
Modèle basique
Physiologique basé sur les paramètres cinétiques
Modèle physiologique basé sur des modèles cinétiques
Modèles physiologiques basés sur des modèles cinétiques plus métabolisme au niveau de l’organe cible
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 78: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/78.jpg)
DIRECTION DE L’EVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRES
Unité d’évaluation des risques physico-chimiques
Notion de dose-seuil : on peut fixer une dose journalière acceptable / admissible / tolérable (DJA / DJT)
Existence d’une dose-seuil
![Page 79: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/79.jpg)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
La dose sans effet comparée à la dose-seuil
![Page 80: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/80.jpg)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
La dose sans effet comparée à la dose-seuil
L’idéal serait, pour l’établissement de la Dose journalière admissible, de commencer par identifier la dose-seuil dans le modèle expérimental le plus relevant. Cependant, en pratique, il est généralement admis qu’il n’est pas faisable d’identifier la dose-seuil, pour les raisons suivantes :- nombre d’animaux limité pour détecter une éventuelle augmentation d’effet chez une petite proportion,
- un nombre plus important de doses testées est nécessaire pour s’assurer que la dose-seuil retenue est plus proche,
- la valeur expérimentale affectée pour déterminer la dose-seuil doit être la plus « performante » technique disponible pour mesurer l’effet adverse le plus pertinent.
![Page 81: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/81.jpg)
DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Concept de la dose journalière admissible
(DJA)
Historique :
- 1956-1962 : JECFA (FAO/WHO)
- 1991 : Professeur R. Truhaut
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 82: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/82.jpg)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Rappel de quelques notions d’évaluation
• Dossier d’innocuité
• Dose Journalière Admissible (DJA)
![Page 83: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/83.jpg)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Dossier d’innocuité
Études de toxicologie générale (court et moyen terme)
Études sur la reproduction
Études chroniques et de cancérogenèse
Toxicologie génétique
Études de toxicité spécifique (propriétés allergisantes, tolérance et effets possibles sur les fonctions immunitaires, microbiologie,…)
«Effets» sur l'homme
DSE = NOAEL
![Page 84: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/84.jpg)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Dose Journalière Admissible (DJA)
• DJA = DSE
FS
• Facteur de sécurité = 10 x 10
10 x pour la variation entre espèce
10 x pour la variabilitéinterindividuelle
![Page 85: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/85.jpg)
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Subdivision du facteur 100-fois
10
10
Différences inter-espèces
Différences inter-individuelle
![Page 86: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/86.jpg)
DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Subdivision du facteur 100-fois (suite)
Dose Toxicocinétique Toxicodynamie EffetDéfinit le protocole de l’étude de toxicité
Relate l’exposition systémique à la
substance ou à son métabolite actif
Définit l’organe cible sensible à la circulation de la substance ou son
métabolite actif
Produit dans l’organe cible
Biodisponibilité,
Clearance,
1/2 vie,
Accumulation
etc.
Sensibilité in vitro,Concentration/effet,Modélisation,etc.
Combinaison de la modélisation PB -PK-PD
![Page 87: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/87.jpg)
DIRECTION DE L’Évaluation DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
Subdivision du facteur 100-fois (suite)
Différences inter-espèces
Différences inter-individuelle
Toxicocinétique
Toxicocinétique
Toxicodynamie (sensibilité)
Toxicodynamie 3,16
3,16
3,16
3,16
(10)
(10)
![Page 88: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/88.jpg)
Subdivision du 100-fois facteur (suite)
Proposition de RENWICK, 1993
2,5 4,0
2,5 4,0
Différences inter-espèces
Différences inter-individuelle
ToxicocinétiqueToxicodynamie
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 89: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/89.jpg)
Subdivision du 100-fois facteur (suite)
WHO, 1994
2,5 4,0
3,2 3,2
Différences inter-espèces
Différences inter-individuelle
ToxicocinétiqueToxicodynamie
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 90: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/90.jpg)
Rôle des études du métabolisme et de la toxicocinétique
Identification de la pertinence de l’espèce animale utilisée dans les études de toxicité
Comparaison des voies métaboliques entre les animaux de laboratoire et l’homme
Investigation de la toxicité chez les animaux dont la majorité des métabolites sont présents chez l’homme
Extrapolation des études chez les animaux de laboratoire à l’homme
Comparaison des profils métaboliques après administration de faible et forte doses
Comparaison des profils métaboliques après administration à court et long terme
Étude du métabolisme chez des sujets normalement constitués
Études des mécanismes d’action
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 91: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/91.jpg)
Arbre de décision pour le choix du facteur de sécurité
Choix de l’étude pivot
et l’effet critique
Adéquation de l’étude pivot
DSE Homme
1,0
Inter-espèces toxicodynamie2,5
Inter-espèces toxicocinétique4,0
Variabilité chez l’homme de la sensibilité
2,5
Variabilité chez l’homme de la disposition
4,0Autres considérationsNature de la toxicité, Qualité de la base des données
Synthèse des données
FACTEUR DE SCURITE
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 92: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/92.jpg)
Choix de l’étude pivot
L’étude devrait être de qualité appropriée pour l’évaluation du risque et pour l’établissement de la DJA ou DJT. (si étude inappropriée il est judicieux de préciser DJA/DJT provisoire).
L’effet devrait être considéré adverse et toxicologiquement significatif
L’étude devrait simultanément être en mesure de démontrer les effets toxiques et aussi permettre de retenir la DSE
Dans le cas où le facteur de sécurité de 100 est appliqué, car il manque des données sur l’étude des mécanismes ou des données de toxicocinétique, l’étude pivot est généralement celle qui permet de retenir la DSE la plus basse
Il est nécessaire de s’assurer que l’effet critique retenu est observé chez différentes espèces pour lesquelles l’étude de mécanismes et la toxicocinétique sont disponibles
Un facteur de sécurité supplémentaire est nécessaire en cas d’absence de la DSE, de présence de toxicité sévère, irréversible, accumulation sur une période courte,…
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 93: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/93.jpg)
DJA non spécifiée : cas des additifs alimentaires
L’évaluation toxicologique peut indiquer qu’il n’est pas nécessaire de spécifier une DJA numérique dans les cas suivants :
1. Proposition d’un facteur de sécurité assez bas : produit complètement métabolisé avant son absorption en tant que substance biochimique naturelle sans potentiel toxique avéré, facteurs toxicocinétique non pertinents (pas de différence inter-espèce ni inter-individuelle), …
2. DSE assez élevée aboutissant à une DJA qui dépasse et de loin le maximum qui risque d’être ingéré par l’homme pour une bonne utilisation du produit,
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 94: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/94.jpg)
Notion de risque acceptable
- Démarche différente de celle fondée sur la notion de la dose « sans effet toxique »
- Définition de la dose virtuellement sans effet après analyse risque / bénéfice
- Définition du risque «socialement acceptable»
exemple 10-6 : l’effet indésirable se manifeste chez 1 individu sur 1 million
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 95: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/95.jpg)
Notion de risque acceptable (suite)
- Extrapolation statistique risque pour la santé publique
1977 : risque acceptable à 10-6
si l’effet indésirable se manifeste chez 1 individu sur 1 M
1997 : risque acceptable à 10-4, 10-3
- Définition de la dose virtuellement sans effet pour étudier la balance entre le risque et le bénéfice.
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 96: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/96.jpg)
Notion du risque acceptable
DOSE
0 2 4 6 8
RE
SP
ON
SE
(m
alai
se)
2
0
4
Non-Linearly (Threshold)
6
8
NOAEL (the "threshold")
DOSE
0 2 4 6 8R
ES
PO
NS
E (
tum
ors)
2
0
4
Linearly (Non-Threshold)
( low-dose extrapolation)
6
8
DOSE
0 2 4 6 8
RE
SP
ON
SE
(m
alai
se)
2
0
4
Non-Linearly (Threshold)
6
8
NOAEL (the "threshold")
DOSE
0 2 4 6 8
RE
SP
ON
SE
(m
alai
se)
2
0
4
Non-Linearly (Threshold)
6
8
NOAEL (the "threshold")
DOSE
0 2 4 6 8R
ES
PO
NS
E (
tum
ors)
2
0
4
Linearly (Non-Threshold)
( low-dose extrapolation)
6
8
DOSE
0 2 4 6 8R
ES
PO
NS
E (
tum
ors)
2
0
4
Linearly (Non-Threshold)
( low-dose extrapolation)
6
8
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 97: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/97.jpg)
Évaluation du risque lié aux HAPs dans l’alimentation pour la population française
1. Identification des dangers• choix des effets à considérer et des HAP à évaluer
2. Évaluation de la relation dose effet• choix d’une valeur toxicologique de référence (VTR)
3. Évaluation de l’exposition• contamination x consommation
4. Calcul du risque• comparaison entre la valeur d’exposition et une VTR Nombre de cas de cancer supplémentaires parmi la
population exposée durant la vie entière
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 98: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/98.jpg)
Évaluation de la relation dose effet
Grande variabilité des valeurs en fonction des études toxicologiques chez l’animal
Source or Authors
Oral cancer slope
factor (mg/kg/day)-1
Virtually safe dose
(10-6) ng/kg/dayRemark
Schneider 2002 based on Culp 1998
11.5 0.09oral lifetime exposure with 1 mg
BaP kg-1 day -1 in a PAH mixture
US EPA 1994 IRIS 7.3 0.14 for BaP as a single substance
Gaylor 2000 based on Culp 1998
1.2 0.85
RIVM 2001 Kroese ? 50.5 if BaP is considered as PAH
indicator
Tableau récapitulatif des VTR disponibles pour le BaP
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
![Page 99: Approches Toxicologiques pour lÉvaluation du Risque (ATER) Mostafa OULD ELHKIM Université Paris XII Val de Marne Institut Universitaire Professionnalisé](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/551d9d8d497959293b8c2f86/html5/thumbnails/99.jpg)
Calcul du risque
• Le résultat du calcul du risque cancérogène se présente sous la forme :
– Excès de risque individuel (ERI) : nombre de cas de cancer supplémentaires par rapport au risque de base, dans une population exposée aux HAPs cancérogènes durant la vie entière
• ERI = Exposition x VTR• Le niveau d’acceptabilité du nombre de cas
supplémentaires de cancer est une décision des pouvoirs publics (gestion du risque) :1 nouveau cas sur 104, 105, 106 individus
DIRECTION DE L’ÉVALUATION DES RISQUES NUTRITIONNELS ET SANITAIRESUnité d’évaluation des risques physico-chimiques
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Dh = Ihumain x texp x texposure x dexp
Iexp tlife tlife
x
x
Extrapolation aux faibles doses par le RIVM
Calcul du risque
dose pour l’homme correspondant à un risque acceptable de cancer
risque acceptable (10-4)
incidence tumorale la plus faible observée dans l’étude pertinente
durée de l’étude expérimentale en jours
durée de vie des animaux en jours
(1000 pour le rat ; 750 pour la souris)
durée de l’exposition chez l’homme en jour
dose associée àla plus faible incidence
tumorale observée dans l’expérimentation
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les incertitudes du calcul du risque
• Limites des connaissances toxicologiques :– Extrapolation de données provenant d’études
toxicologiques chez l’animal à l’Homme – Extrapolation des fortes doses au domaine des faibles
doses– Toxicité des HAPs méthylés et hétérocycliques– Synergie/antagonisme des mélanges de HAPs
• Manque de données de contamination de certaines catégories d’aliments (produits cuits…)– évaluation partielle de l’exposition
• Représentativité dépend de l’échantillonnage
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Méthode 1 – Méthode très conservatrice : afin d'extrapoler ces données expérimentales obtenues à doses élevées vers de faibles doses d'exposition, la méthode de Rulis (Rulis, 1986) peut être utilisée. Cet auteur relie par une droite l'origine à la TD50. La pente de
cette droite (2TD50)-1 est utilisée pour estimer la pente de la courbe d'extrapolation dose
réponse à très faible dose. Dans le cas du Soudan I, en prenant la TD50 de l’étude deux ans rats (22,5 mg/kg p.c.)
on obtient une pente de 0,0222 pour la droite d’équation :
Incidence des tumeurs = pente x dose (mg/kg) La dose correspondant à 1 risque 10-6 = 0,000045 mg/kg p.c. soit 2.7 µg/j pour un homme de 60 kg on doit considérer que si l’utilisation du composé comme additif alimentaire conduit à une consommation journalière 3 µg/j le risque est inacceptable.
Cas du SUDAN I
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Méthode 2 – Autre méthode conservatrice : méthode très proche de la précédente qui est basée aussi sur une extrapolation linéaire à partir de la plus faible dose induisant des tumeurs (Dutch method determination of the VSD, virtually safe dose). Au risque R, VSD = (R x TDsign/Isign)
Avec TDsign : la dose la plus faible associée à une augmentation
significative de la fréquence des tumeurs et Isign est la différence
d’incidence des tumeurs entre TDsign et Témoins.
En utilisant l’étude 2 ans rat, qui est cependant limitée puisque il n’y a que 2 doses et que la dose seuil n’a pas été déterminée, on trouve une VSD de 0.000125 mg/kg pc. soit 7.5 µg/j pour un homme de 60 kg au risque 10-6.
Cas du SUDAN I (suite)
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Méthode 3 – Méthode plus réaliste : la relation effet-dose est modélisée sur la base d’un modèle sigmoïde avec forçage à 0 dont l’équation est la suivante :
Incidence des tumeurs = Emax x Dn / TD50n + Dn
Emax = effet maximal attendu, D = dose (mg/kg), TD50 = dose qui provoque 50% de tumeurs, n = indice de sigmoïdicité.
Avec les données de l’étude 103 semaines, F344 rats du NTP :Emax = 52,21
TD50 = 21,72
n = 2,83Les doses correspondant à différents niveaux de risque sont données dans le tableau suivant
Risque Dose (mg/kg) Dose (mg/j) *
10-6
10-7
10-8
0,0410,01850,008
2,461,110,48
* pour un homme de 60 kg Cette méthode, qui est moins conservatrice que les précédentes et sans doute plus proche de la réalité, donne des valeurs seuil beaucoup plus importantes. Ainsi la dose journalière correspondant au risque 10 -8 est d’environ 0,5 mg/jour pour un homme de 60 kg.
Cas du SUDAN I (suite)
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Signification d’une DJA/DJT
DJA/DJT ne peut être considérée comme une ligne rouge :
- au dessous de laquelle il n’existe pas de risque !!
cas de l’hypersensibilité, intolérance,…
- au dessus de laquelle le risque est imminent !!
Cas de dépassement de la consommation des additifs
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Conclusion
a. Dans de nombreux cas, «la pauvreté» des données scientifiques n’empêche pas de proposer une réglementation pour une substance donnée sans utilisation d’une DJA/DJT temporaire, simplement en appliquant un facteur de sécurité plus adapté !
b. «Check-list» des études de toxicologie de routine doit produire une évaluation du risque classique, et tout changement de facteur habituel de sécurité de 100, nécessite des données scientifiques sur l’étude des mécanismes ou toute autre élément d’information pertinent pour justifier la modification proposée.
c. L’information critique pour une évaluation quantitative doit être identifiée. L’utilisation par défaut d’un facteur de sécurité pour un point critique doit stimuler la recherche explicative pour aider à la décision réglementaire.
d. Les données scientifiques valides et pertinents peuvent contribuer de manière significative et quantitative au choix du facteur de sécurité et conduire à l’établissement de la DJA/DJT.
e. La veille scientifique permet à tout moment de revoir l’évaluation du risque en cas de besoin.
f. Le fondement de la décision réglementaire devrait être clairement expliqué pour assister le gestionnaire du risque et les utilisateurs.