Toxicologie: ce n’est pas seulement la dose qui fait le poison
Histoire
La toxicologie a commencé comme la science des poisons. L’histoire montre que les civilisations ont en fait utilisé leur connaissance des poisons pour assassiner et remplacer de nombreux rois et empereurs. Le concept de l’utilisation de substances chimiques a changé au XVe siècle lorsque Paracelse, considéré comme le père de la toxicologie moderne, a déclaré: « C’est la dose qui produit le poison. » Il a compris que pour chaque substance, il y a une dose qui est nocive et une dose qui est thérapeutique ou non nocive.i
Toxicologie
Ce concept a été extrêmement important, en raison de la révolution industrielle et surtout au siècle dernier. Les gens sont maintenant exposés à de nombreux produits chimiques différents. La personne moyenne est contaminée par jusqu’à 200 produits chimiques à partir de la conceptionii iii et la connaissance des propriétés toxicologiques de ces produits chimiques est donc extrêmement importante afin de protéger la santé publique. La toxicologie est passée de la science des poisons à la science de la sécurité. Cependant, malgré les efforts déployés pour consolider les données de toxicité publiées, il existe des milliers de produits chimiques environnementaux pour lesquels il existe actuellement peu ou pas de données.iv v
Plus d’une dose?
Nous savons maintenant que plus d’une dose fait le poison, que les toxines peuvent exercer des effets différents avec des doses différentes. Par exemple, il existe des produits chimiques, tels que les plastifiants, qui peuvent interférer avec les actions hormonales à de petites doses, mais peuvent présenter des effets différents à des doses plus élevées. Ceci est connu comme une réponse non monotone.vi vii
La taille fait le poison
Les toxines sont de toutes tailles, comme les particules qui dominent la pollution atmosphérique. Plus les particules sont petites, plus elles peuvent pénétrer profondément dans les poumons, plus elles sont absorbées facilement et plus elles sont susceptibles de pénétrer dans les organes et les cellules et d’exercer leurs effets toxiques. La taille fait le poison.viii ix
Le moment fait le poison
Il existe différentes fenêtres de vulnérabilité accrue aux toxines au cours de nos vies. Le moment fait aussi le poison. Nous sommes vulnérables in utero et les dommages potentiels dépendent de l’organe qui se développe le plus au moment de l’exposition.x Les enfants sont également plus vulnérables car leurs organes sont encore en développement. Les femmes enceintes sont plus à risque d’affections spécifiques telles que la prééclampsie.xi Et les personnes âgées sont également plus à risque. Par exemple, les taux de survie après un accident vasculaire cérébral sont pires, selon les niveaux de pollution où l’on vit.xii
La durée fait le poison
La durée de l’exposition fait également le poison. Nous constatons maintenant que les expositions débutantes in utero et dans la petite enfance augmentent la probabilité que plus tard dans la vie, nous développons des maladies chroniques cardiovasculaires, respiratoires et / ou immunologiques, ou certains cancers.xiii
Les mélanges complexes de la vraie vie font le poison
La toxicologie étudie les expositions chimiques en laboratoire pour rechercher la dose toxique. Des études de la vie réelle sont réalisées par des épidémiologistes, qui recherchent des modèles de changement dans la population associés à des expositions chroniques. Dans la vraie vie, les expositions sont multiples et simultanées, mais en constante évolution. Nous savons que les cellules vivantes fonctionnent grâce aux interactions de différentes molécules. La biologie des systèmes étudie ces réseaux biologiquesxiv xv et la toxicologie des systèmes étudie les perturbations de ces réseaux biologiques suite à une exposition à des substances chimiques.xvi Une chose que nous savons de la toxicologie des systèmes est que les expositions à la pollution peuvent stimuler et sensibiliser les récepteurs de surface cellulaire qui répondent à une multitude de produits chimiques,xvii et que le développement de sensibilités chimiques multiples est un risque d’exposition à la pollution.xviii
La vraie vie – notre corps et notre environnement sont contaminés par des produits chimiques synthétiques. N’oubliez pas que ce n’est pas parce qu’un produit chimique est utilisé dans le commerce qu’il a été correctement testé et qu’il est sûr. Le meilleur conseil est de respecter le principe de précautionxix et d’essayer de réduire ou d’éliminer les expositions aux polluants chaque fois que vous le pouvez. Une dose pourrait ne pas faire le poison. Mais plusieurs doses simultanées pour toute votre vie le feront probablement.
i Grandjean P. Paracelsus Revisited: The Dose Concept in a Complex World. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2016 Aug;119(2):126-32.
ii Environmental Working Group. Body Burden: The Pollution in Newborns; July 2005 http://www.ewg.org/research/body-burden-pollution-newborns. Accessed February 14, 2021.
iii Environmental Working Group. Pollution in Minority Newborns: BPA and Other Cord Blood Pollutants; November 2009. http://www.ewg.org/research/minority-cord-blood-report/bpa-and-other-cord-blood-pollutants. Accessed February 14, 2021.
iv Judson R. The toxicity data landscape for environmental chemicals. Environ Health Perspect. 2009 May; 117(5): 685–695
v Silins I. Combined toxic exposures and human health: biomarkers of exposure and effect. Int J Environ Res Public Health. 2011 Mar;8(3):629-47.
vi EPA. Environmental Protection Agency. “Review of the Environmental Protection Agency’s State-of-the-Science Evaluation of Nonmonotonic Dose-Response Relationships as they Apply to Endocrine Disruptors” at NAP.edu [Internet]. Accessed Feb 14, 2021. Available from: https://www.nap.edu/read/18608/chapter/1
vii Xu Z, Liu J, Wu X, Huang B, Pan X. Nonmonotonic responses to low doses of xenoestrogens: A review. Environ Res. 2017 May;155:199-207. doi: 10.1016/j.envres.2017.02.018. Epub 2017 Mar 10. PMID: 28231547.
viii Gillespie P, Tajuba J, Lippmann M, Chen L-C, Veronesi B. Particulate Matter Neurotoxicity in Culture is Size-Dependent. Neurotoxicology. 2013 May;36:112–7.
ix Win-Shwe T-T, Fujimaki H. Nanoparticles and neurotoxicity. Int J Mol Sci. 2011;12(9):6267–80.
x Cooper K. Early exposures to hazardous chemicals/pollution and associations with chronic disease: a scoping review. Report from the Canadian Environmental Law Association, the Ontario College of Family Physicians and the Environmental Health Institute of Canada; 2011. https://www.aidp.bc.ca/downloads/early-exposures-to-hazardous-chemicals-pollution-and-associations-with-chronic-disease-a-scoping-review.pdf. Accessed February 14, 2021.
xi Mendola P. Air pollution exposure and preeclampsia among US women with and without asthma. Environ Res. 2016 Apr 14;148:248-255.
xii Maheswaran R. Impact of outdoor air pollution on survival after stroke. Stroke. 2010;41:869–877.
xiii Cooper K. Early exposures to hazardous chemicals/pollution and associations with chronic disease: a scoping review. Report from the Canadian Environmental Law Association, the Ontario College of Family Physicians and the Environmental Health Institute of Canada; 2011. https://www.aidp.bc.ca/downloads/early-exposures-to-hazardous-chemicals-pollution-and-associations-with-chronic-disease-a-scoping-review.pdf. Accessed February 14, 2021.
xiv Kitano H. Systems biology: a brief overview. Science. 2002;295:1662–1664
xv Ma’ayan A. Complex systems biology. J R Soc Interface. 2017 Sep;14(134):20170391.
xvi Sturla SJ, Boobis AR, FitzGerald RE, Hoeng J, Kavlock RJ, Schirmer K, Whelan M, Wilks MF, Peitsch MC. Systems toxicology: from basic research to risk assessment. Chem Res Toxicol. 2014 Mar 17;27(3):314-29.
xvii Talavera K, Startek JB, Alvarez-Collazo J, Boonen B, Alpizar YA, Sanchez A, et al. Mammalian Transient Receptor Potential TRPA1 Channels: From Structure to Disease. Physiol Rev. 2020 Apr 1;100(2):725–803.
xviii Molot, J., 2013. 12,000 Canaries Can’t Be Wrong. Establishing the New Era of Environmental Medicine. EnviroHealth Publications, Canada.
xix Ashford NA. Implementing the Precautionary Principle: incorporating science, technology, fairness, and accountability in environmental, health, and safety decisions. Int J Occup Med Environ Health. 2004;17(1):59-67.