Solvants organiques : Améliorer l’interprétation des données de surveillance biologique

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Source : Axelle Marchand, Université de Montréal

Le toluène, l’éthylbenzène et le m-xylène figurent parmi les composés organiques volatils (COV) qu’on trouve couramment dans l’air ambiant des milieux de travail, notamment ceux qui utilisent des laques, des peintures et des produits de nettoyage pour automobile. Or, les effets à long terme de l’exposition de l’humain à une combinaison de ces substances sont encore mal connus.

Il a été démontré que l’exposition simultanée à des COV peut entraîner des variations dans les échantillons sanguin, urinaire et d’air expiré. Ces variations faussent les estimations issues des corrélations sur lesquelles reposent la surveillance biologique de ces substances. Il existe une autre façon de relier les valeurs biologiques aux expositions tout en tenant compte de la capacité potentielle d’une substance à modifier les effets d’une seconde : la modélisation toxicocinétique à base physiologique (TCBP).

L’approche mathématique

Cette approche mathématique sert à représenter le corps humain (ou animal) avec différents compartiments (organe, tissus, etc.), lesquels sont reliés par des équations décrivant l’action d’un composé dans le corps. Ce type de modélisation intègre plusieurs variables biologiques et physiologiques, comme des coefficients de partage entre le tissu et le sang, le débit de ventilation ou le débit cardiaque, le poids, le métabolisme, etc. Cela permet l’estimation de paramètres d’action et des concentrations dans les tissus d’un composé chimique ainsi que la variabilité dans une population cible.

Dans le cadre de ses études de maîtrise à l’Université de Montréal, Axelle Marchand a travaillé à adapter les modèles TCBP existants au toluène, à l’éthylbenzène et au m-xylène ainsi qu’au chloroforme qui est utilisé pour l’analyse des échantillons de COV. Son objectif : prédire les concentrations dans le sang et dans l’air expiré pour les substances seules et les niveaux urinaires des biomarqueurs associés à la suite d’une exposition simultanée à ces solvants.

Des données ont été collectées en exposant cinq volontaires dans la chambre d’inhalation de l’Université de Montréal (photo), ce qui a permis d’adapter les modèles existants pour l’excrétion urinaire des métabolites principaux et les interactions possibles. Santé Canada a subventionné ce projet afin que les modèles ainsi obtenus lui permettent d’estimer l’exposition de la population au moyen des échantillons récoltés à l’aide de l’Enquête canadienne sur les mesures de santé. Les données relatives aux mélanges binaires avec le chloroforme ont servi à évaluer les interactions possibles entre ce composé et chacun des autres solvants étudiés. Intégrées dans un modèle conçu pour les mélanges avec les quatre autres solvants, elles ont permis de valider les modèles développés dans cette étude.

La boursière de l’IRSST explique que ces modèles peuvent être adaptés à d’autres substances avec l’aide des données pertinentes additionnelles. « Le nombre de données recueillies dans le cadre de cette étude était petit, mais il apporte néanmoins des informations pertinentes et utiles pour l’estimation de l’exposition à un mélange de solvants. »

Dans un milieu de travail où les concentrations aériennes de COV sont généralement très basses, par exemple, ces modèles fournissent un outil intéressant pour extrapoler l’exposition des populations au moyen d’études de plus grande envergure, telles que l’Enquête canadienne sur les mesures de santé. En effet, le recours à des modèles TCBP peut permettre d’estimer l’exposition grâce aux données de surveillance biologique récoltées, en plus de tenir compte des interactions possibles entre plusieurs solvants présents simultanément.

Axelle Marchand

Axelle Marchand a réalisé sa maîtrise sous la direction de Sami Haddad, du Département de santé environnementale et santé au travail de l’Université de Montréal. C’est également sous sa direction qu’elle effectue actuellement des études doctorales sur les effets de la chaleur sur l’absorption pulmonaire et le comportement de certaines substances chimiques dans le corps.

La qualité de ses travaux de maîtrise et de doctorat a été récompensée à plusieurs reprises. Elle a notamment obtenu des bourses d’études supérieures de l’IRSST, de l’École de santé publique de l’Université de Montréal (ESPUM) et du Fonds de recherche du Québec – Santé (FRQS). En 2015, elle a reçu le prestigieux Perry J. Gehring Student Award Biological Modeling Specialty et le prix Acfas-IRSST.

Engagée dans la communauté scientifique, Axelle Marchand est représentante étudiante de la Biological Modeling Specialty, section états-unienne de la Société de toxicologie.