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UE2 – Biopathologie Pr. GuiraudDate : 22/10/2018 Horaire : 8H30-10h30Promo : P2 2018/2019 Enseignant: Pr. Guiraud Ronéistes: Ludivine Rarhus – Hamza Lokhandwala

Bases de toxicologie

I. Définitions 1) Toxicologie2) Actions locale et systémique3) Intoxications chronique et aiguë

II. Toxicité aiguë

III. Devenir des substances 1) Absorption2) Distribution3) Biotransformation4) Organes cibles et maladies5) Excrétion6) Conduite à tenir

IV. Le danger et le risque

V. Le métabolisme des xénobiotiques

1) Phase I A. HydrolyseB. RéductionC. Oxydation-réductionD. Mono-oxygénasesE. Cytochromes P450

2) Phase II A. GlucoronoconjugaisonB. Sulfonconjugaison (=sulfatation)C. MéthylationD. AcétylationE. Conjugaison aux acides aminésF. Conjugaison avec le glutathion

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Très tôt, on s’est aperçu que les substances naturelles pouvaient être des poisons. Beaucoup de médicaments dérivent de substances qui peuvent être considérées comme un poison. La toxicologie est apparue avec les découvertes des premiers médecins qui constataient les effets nocifs de l'administration de doses importantes de telles ou telles substances. Ainsi, tout est une question de dose.

« Toute substance est potentiellement un poison... la dose adéquate fait la différence entre un poison et un remède » Paracelse, un des précurseurs dans le domaine du médicament qui a travaillé sur l’origine du médicament, c’est-à-dire les plantes qui sont potentiellement toxiques (1493 - 1541).

« Tout est toxique, rien n'est toxique : c'est une question de dose. » Claude Bernard, (1813-1878)

On a ici un principe qui souligne le parallèle avec la toxicologie et la pharmacologie : les médicaments peuvent aussi être des poisons si la dose n’est pas maitrisée.Il existe une grande diversité de produits toxiques (champignons, produits industriels, chimiques, composés de synthèse, médicaments, plantes, bactéries, toxines, rejet de toxiques dans l’environnement, animaux tels que les serpents…).

I. Définitions

1. Toxicologie La toxicologie est la science qui décrit et étudie les risques et les effets liés à l’exposition à un toxique. Cette dernière peut être soit environnementale soit professionnelle (industrie chimique, réactifs de laboratoire).Concernant l’exposition professionnelle, celle-ci donne lieu à des suivis qui s’intéressent aux risques encourus par les usagers. Une des difficultés est bien sûr de répertorier ces expositions. Ainsi, il existe des listes régulièrement mises à jour qui identifient les composés toxiques, leur toxicité, leurs risques.

On peut ainsi faire un parallèle entre les 2 sciences que sont la pharmacologie et la toxicologie.La pharmacodynamie/toxicodynamie permet de suivre l’action du médicament/toxique dans l’organisme (notion de cible, d’accumulation, de demi-vie, d’élimination).La pharmacocinétique/toxicocinétique permet de suivre l’action de l’organisme sur le médicament/toxique (système d’élimination, de transformation, fixation sur les composés physiologiques, équilibres qui se créent).

2. Actions locale et systémique

Un toxique peut avoir deux types d’action par rapport à l’organisme :

- Une action locale : à l'endroit de contact entre la substance et l'organisme (précis). Ex : si on se met un produit sur la peau.

- Une action systémique : se produit à l’écart de l’endroit de contact. Ex: une substance que l’on ingère ou que l’on inhale ne va pas forcément avoir un effet tout de suite mais va avoir un effet après sa distribution au sein de l’organisme. On peut avoir des pathologies qui se déclarent, des effets toxiques sur des cibles qui sont éloignées du point de contact initial. (exemple : pathologie hépatique après contact avec un solvant chloré. La voie d’administration est ici l’inhalation mais la pathologie se révèle au niveau hépatique).En fonction du type de composé, il va y avoir des affinités particulières possibles pour un organe ou un tissu dans l'organisme qui pourrait être plus ou moins éloigné de l'endroit de contact.

3. Intoxications chronique et aiguë

En toxicologie, on fait aussi la différence entre la notion d'intoxication chronique et aiguë. Le temps et la fréquence du contact entre le toxique et l'organisme caractérisent le type d'intoxication :

- Intoxication aiguë : survient après une seule administration, généralement d’une forte dose. Deux paramètres caractérisent l’intoxication aiguë : DL50 (dose létale 50) et CL50 (concentration létale 50).Contact suffisant même s'il est unique pour entrainer un effet toxique.

- Intoxication chronique : survient par accumulation, pour un individu qui va être exposé de façon répétée à de petites doses. On parle de toxicité à long terme (Ex. tout ce qu’on ingère : alimentation, exposition professionnelle, environnementale).Effet chronique qui se manifeste par accumulation de produits et donc des dégâts.

Il existe plusieurs tests adaptés pour évaluer un composé en fonction de ses effets possibles. Voici quelques exemples, mais ce n’est pas une liste exhaustive:

- Toxicité aiguë : On caractérise un composé par sa dose létale 50 (DL50) ou concentration létale 50 (CL 50) Test d'irritation (effet allergène) Test de sensibilisation réaction de type allergie➔ Car il peut y avoir des réactions de type allergies

- Toxicité chronique : Mutagénicité (bactéries, ...) Cancérogénicité➔ Car il peut y avoir des effets potentiels sur l’ADN

- Toxicité reproductive : Effets tératogènes Atteintes des cellules germinales

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II- Toxicité aiguë

Relation dose-effet :Hypothèse générale : la gravité de l'effet toxique augmente avec la dose absorbée (en une fois).Mais cette augmentation n'est pas forcément linéaire, il peut y avoir un effet seuil : absence d'effet sur une fourchette de concentrations, puis pour des concentrations plus élevées, l'effet augmente de façon linéaire avec la dose.

Exemple : inhalation de CO (monoxyde de carbone)Il y a des effets à partir de concentrations seuils :- concentration < 25 ppm (parties par millions) de CO → augmentation du taux d'HbCO (CO lié à

l'hémoglobine), mais absence de symptômes.- 8h d'exposition à 25 ppm de CO → diminution de la résistance à l'effort chez les coronariens.- 8h d'exposition à 50/100 ppm de CO → diminution des performances psychomotrices, diminution de la

résistance à l'effort chez tous les sujets.- Si on continue à augmenter la durée d’exposition et la dose → effets successifs en plus des précédents :

maux de tête puis coma et mort.

Pour un composé donné, on va définir plusieurs valeurs :NOEL: No Observed Effect level = valeur maximale pour laquelle on n’a pas d’effet qu’on peut mesurer/observer.LOEL: Lowest Observed Effect Level = valeur la plus basse à partir de laquelle on commence à observer un effet.

Relation dose-réponse :On établit la relation dose-réponse pour un effet donné (exemple : la mort, la survenue de différents effets préalablement).Exemple : ici, l’effet donné est l’apparition du taux de Carboxyhémoglobine. On mesure la réponse chez un échantillon d’individus exposés et puis en bas on a l’effet dose, c’est à dire qu’on expose les gens à des doses croissantes et on mesure le taux d’individus chez lesquels on va voir une augmentation du taux de carboxyhémoglobine par rapport à la normale. On peut généralement se référer à la valeur 50%, la concentration pour laquelle on va avoir un taux de Carboxyhémoglobine anormal chez 50% des individus exposés.On trace une courbe en cinétique, on fait varier la concentration et on mesure le taux de Carboxyhémoglobine. On cherche ainsi l’ED50 ou DE50 (dose-efficace 50) c’est-à-dire la dose à laquelle 50% des individus montrent l'effet recherché. Ici la DE50 se situe à peu près à 80 ppm.

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Toxicité quantifiée par la létalité :Ces études peuvent également être basées sur l’évolution de la mortalité en fonction de la dose avec détermination de la Dose Létale 50 (DL50) ou la Concentration Létale 50 (CL50) : dose ou concentration à partir de laquelle on observe une mort de 50% de la population exposée. Il s’agit donc d’une relation dose-réponse pour l’effet mortalité (on fait varier la dose sur un ensemble de sujets). Ce sont des tests standardisés réalisés classiquement pour des produits sur des rats, souris, cultures cellulaires.Objectif : déterminer la dose pour laquelle on observe une mortalité de 50% des individus.

La DL50 est une mesure couramment utilisée. Pour la liste d'agents potentiellement toxiques, on va déterminer leur dose létale 50 ce qui permet de les classifier en différentes catégories (très toxique, moyennement toxique, peu toxique).

A titre d'exemple :

Dans le domaine des produits chimiques, c’est quelque chose qui se fait très classiquement : on a ici des exemples de détermination de ces valeurs de DL50 exprimées en mg/kg pour un certain nombre de composés.On indique l’espèce chez laquelle l’expérience a été réalisée. On voit également les différents types de molécules qui sont classées par ordre de toxicité croissante. On comprend que suivant les produits, les variations sont importantes. Ainsi, la dioxine et la toxine botulique sont extrêmement toxiques puisque de faibles quantités de ces produits entraînent l’observation de DL 50.

On peut déterminer sur le même principe un certain nombre de valeurs (50% pour la DL50 mais on peut calculer aussi pour 25%...). Ces valeurs (ou indicateurs) font partie de ce que l'on appelle la toxicométrie.

Cela correspond aux tests que l'on va pratiquer pour évaluer la toxicité aigüe :- DL50 : dose létale moyenne qui entraine 50% de mortalité dans une population cible étudiée.- CL50 : concentration létale moyenne, plutôt utilisée pour les produits inhalés (c’est l’équivalent

de la DL50 pour les produits gazeux).- DL0 : dose maximale à laquelle aucun individu ne meure.- DL10 : 10% de mortalité, DL90 : 90% de mortalité.

D'autres valeurs peuvent être utilisées :- DE : la notion de dose efficace : doses efficaces indiquent l’efficacité ou la nocivité des substances

mais pas la mortalité. Mesure l'apparition d'un effet (autre que la mortalité).- IT : la notion d'index thérapeutique : rapport de la DL50 sur la DE50 pour un effet donné. Cela

permet d’évaluer le risque d’un médicament : plus la DL50 et la DE50 sont éloignées, plus l’index thérapeutique est grand et meilleur est le médicament en question (peu de risques toxiques pour la dose thérapeutique administrée).

On a toujours des courbes qui indiquent la population étudiée avec le nombre de sujets/animaux dans la population et la concentration croissante du composé.

Lorsque l'on fait ce genre de mesures, il y a un certain nombre de facteurs qui peuvent altérer la DL50 :- l'espèce utilisée, l'âge, le sexe, le poids, l'état de santé général, l'état de stress, le régime

alimentaire, le modèle global utilisé avec les conditions de maintenance des animaux- la voie d’administration (voie orale qui diffère de la voie parentérale)- les conditions environnementales (laboratoire)- la procédure expérimentale (le dosage et la formulation du produit).

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C’est pourquoi il existe des protocoles bien calibrés.La DL50 est en particulier utilisée pour classifier les produits chimiques. On va distinguer des produits qui vont de super toxique à très peu toxique, en fonction de la DL50 que l’on va retrouver lors d’une administration voie orale chez le rat : - super toxique : DL50 < 5mg/kg- extrêmement toxique : DL50 = 5-50 mg/kg- très toxique : DL50 = 50-500 mg/kg- modérément toxique : DL50 = 0.5-5 g/kg- légèrement toxique : DL50 = 5-45 g/kg- très peu toxique : DL50 > 15g/kgLes valeurs du produit administré augmentent avec la diminution de la toxicité.

Rappel : On définit aussi d'autres notions telles que :- la NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) : dose maximale pour laquelle on n’observe pas d'effet toxique. Elle a rectifié en cours : NOAEL = dose maximale pour laquelle on n’observe PAS D’EFFETS DU TOUT.- la LOEL (Lowest Observed Adverse Effect Level) : dose minimale pour laquelle on n’observe pas d'effet toxique. Elle a rectifié en cours : LOAEL =dose minimale pour laquelle on PEUT AVOIR DES EFFETS OBSERVÉS SUR L’INDIVIDU MAIS QUI NE SONT PAS CONSIDÉRÉS COMME TOXIQUES MAIS PLUTOT PHARMACOLOGIQUES PAR EXEMPLE.Entre la NOAEL et la LOAEL, il peut y’avoir un effet qui peut apparaître, mais pas forcément toxique.Il y a une nuance, puisqu’ on peut commencer à avoir un effet observé mais qui n’est pas forcément un effet toxique. Procédé utilisé en pharmacologie également.

Ces deux mesures peuvent être utilisées pour décrire un effet, qu’il soit bénéfique ou néfaste. Il y a la notion de toxicité dans ces deux valeurs.

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III- Devenir des substances

Le devenir des substances dans l’organisme va dépendre de l’absorption, de la distribution, de sa biotransformation et de l’excrétion. On voit qu’au niveau distribution et biotransformation le produit va pouvoir rejoindre des sites d’action puisque ces deux phénomènes se produisent lors de la circulation du produit dans l’organisme, après son absorption et avant son élimination. On discerne les substances de contact cutané où il n’y a pas de distribution dans l’organisme mais la plupart du temps quand il y a une exposition à un produit toxique, le toxique va souvent passer par ces étapes ci-dessus.

Toxicocinétique   :

Un xénobiotique est un produit étranger à l’organisme potentiellement toxique. La façon dont circule un xénobiotique dans l’organisme dépend de la voie d’administration. S’il est inhalé il va y a avoir directement un passage dans la circulation alors que s’il est ingéré il va y a avoir un premier passage hépatique, qui va entrainer une possibilité de transformation du produit. La voie d’administration est donc importante pour savoir ce que devient le produit dans l’organisme.

Suivant les molécules, on va avoir des interactions avec les sites d’action, des possibilités de stockage (graisse, fixation sur des protéines..) et en même temps des cycles de métabolisme qui vont dégrader une partie du produit et l’orienter vers une excrétion. Ces étapes vont caractériser la demi-vie du produit au sein de l’organisme.

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Les composés toxiques vont donc avoir un devenir tel que celui-ci avec plusieurs étapes qui diffèrent selon les voies d’administration (Ex : si les substances sont absorbées, elles vont subir un certain nombre de modifications) :- L’absorption ou une autre voie d’introduction dans l’organisme.- La distribution. Elle varie en fonction du type de produit (lipophile, hydrophile).- La biotransformation par les systèmes « de défense » de l’organisme contre ces produits toxiques (détoxification). Les composés subissent des modifications et peuvent éventuellement retourner dans des cycles de circulation/distribution.- L’excrétion (bile, sueur, urines, selles) qui dépend aussi du composé et ne peut concerner qu’une partie du composé.

A un instant donné, on a des fractions de composés dont certaines sont circulantes et certaines devenues métabolites. Les étapes de distribution et biotransformation se font au niveau des sites d’action des molécules. Tout cela est pris en compte pour évaluer le mécanisme d’action des composés ainsi que leurs cibles dans l’organisme.La notion prenant en compte tous ces facteurs est appelée toxicocinétique (en pharmaco pour les médicaments, on parle de pharmacocinétique). Elle consiste à savoir ce qu’il se passe une fois que l’organisme est exposé à un xénobiotique (= produit étranger à l’organisme). On prend en compte le temps d’exposition, le type de produit auquel on a été exposé. On va d’abord trouver une quantité dans la circulation sanguine. Mais cette quantité va également circuler et va pouvoir subir des modifications par des phénomènes de distribution et de stockage (graisse, os) dans les tissus. Enfin, on aura également des interactions avec des sites d’actions où le produit va perturber des fonctions métaboliques par exemple (= mécanisme d’action du produit : on détermine dans quels organes le produit engendre des effets néfastes dans le cas de la toxicologie). Il faut également tenir compte du fait qu’une partie du composé va subir un phénomène de métabolisation comme dans le foie par exemple. Les métabolites pouvant également agir au niveau de sites d’action et être stockés. Aussi après la métabolisation, ces métabolites peuvent repartir dans la circulation et subir à nouveau le phénomène de distribution. Tout cela est ainsi en équilibre avec l’élimination. L’élimination vs la distribution du produit détermine la demie-vie du composé dans l’organisme. Cependant, la biotransformation peut conduire à des métabolites aussi toxiques que la molécule initiale, voire plus toxiques. C'est ce que l'on appelle : l'activation métabolique.

1. Absorption

La contamination par un produit toxique peut se faire par :- inhalation (bouche, nez) : substances volatiles, gaz, produits fixés sur des poussières. - ingestion- passage transcutané (molécules lipophiles)- muqueuse (par exemple l’œil)Chaque voie d'introduction dans l'organisme va avoir ses particularités.

L'absorption cutanée va dépendre de :- la liposolubilité de la substance (une molécule liposoluble est plus facilement absorbée car elle traverse la barrière cutanée, la peau étant le contact initial).- la surface de contact - la présence de blessures- la concentration de la substance- la température de la peau

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- l'hydratation- le pHCes paramètres permettent de déterminer quelle quantité de composé pourra traverser la barrière cutanée.

L'absorption pulmonaire : (par inhalation)- Gaz et vapeurs sont absorbés par diffusion passive. La quantité absorbée augmente avec la solubilité du gaz dans le sang.- Aérosols : poussières (solides – petites particules) qui peuvent être toxiques en elles-mêmes ou qui véhiculent des composés toxiques, fumées (solides - thermique), brouillards (pulvérisation fine de liquide – condensation, dispersion) avec brumisation de composés.Cela concerne la population en général dans son environnement quotidien.

A noter : l'inhalation des poussières est fonction de la taille des particules (micro-poussières mieux inhalées que les macro-poussières) et l'absorption des solvants est fonction de leur solubilité dans le sang. Il est donc important de connaître la voie de contamination pour pouvoir déterminer les quantités de composés qui peuvent passer dans l’organisme.

L’absorption orale peut se faire par : - Accidents (ingestion)- Empoisonnement (qui peut être volontaire)- Manque d’hygiène notamment dans le milieu professionnel :

- Ne pas se laver les mains - Manger au travail - Fumer au travail

- Accidents industriels qui contaminent les aliments

2. Distribution

La distribution correspond à la répartition du produit dans l'organisme grâce à la circulation sanguine.Quand un composé se trouve dans l’organisme (médicament ou toxique), il y a des fractionnements qui vont se produire au niveau plasmatique. Beaucoup de composés sont capables de se fixer sur les protéines plasmatiques, on va donc avoir une partie liée et une partie libre. La partie libre est plus facilement transformée (par le foie par exemple) alors que la partie liée est moins disponible et sera donc moins incorporée dans les tissus.

En fonction de la voie d’administration, il peut y’avoir des passages plus ou moins longs dans l’organisme. Il existe différents types de circulations. Ex : dans le cas de l’inhalation, on peut shunter le premier passage hépatique alors que pour l’ingestion, le produit suit le procès de tout ce qui est ingéré et peut déjà subir une dégradation. Il subit un effet de premier passage hépatique où le foie contribue à une dégradation du produit.

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Par absorption, le produit se retrouve dans l’organisme, puis dans la circulation sanguine (directement/ ou après effets de digestion et de modification) où il se retrouve sous forme libre ou liée à des protéines plasmatiques dans le plasma. Dans le plasma, le produit est distribué par phénomènes d’accumulation non spécifiques dans les tissus mais également par des phénomènes d’interactions avec la biophase (qui engendre un effet direct : par exemple, un composé interagissant avec un récepteur sur certaines cellules : cela donne un effet toxique ou bénéfique).Parallèlement à cette distribution, on a aussi des mécanismes qui contribuent à essayer d’éliminer des composés par des phénomènes de métabolisme qui aboutissent à l’excrétion rénale par exemple, mais l’excrétion varie selon les composés.

Un endroit important : le foie, organe équipé des systèmes de détoxification les plus performants(systèmes qui existent dans d'autres organes mais de manière minime). Détoxification et stockage.

Schéma : Composés dans l'organisme : exemple des médicaments (à titre comparatif)

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Les notions de toxicocinétique se rapprochent des notions de pharmacocinétique.

Au niveau de la circulation le produit peut être fixé ou non sur des protéines plasmatiques. En général une détermination se fait sur quelle est la fraction fixée et quelle est la fraction non fixée dite libre. La fraction libre est plus facilement accessible aux cellules.Ensuite, on détermine les tissus cibles. Certains composés peuvent être au contact de tous les tissus, ils n’ont pas une grande spécificité d’action. D’autres nécessitent des actions avec des récepteurs ou autres types de mécanismes pour être internalisés dans les cellules, ils ont donc un peu plus de spécificité. Et à partir du plasma, on a aussi en parallèle une part d’élimination qui va se faire par le foie, le rein et en général les voies de détoxifications mais cela se fait en fonction du composé à éliminer.Ce principe d’étude rassemble la pharmacocinétique et la pharmacodynamie et en toxicologie, on parle de toxicocinétique et de toxicodynamie. Cela permet de connaître globalement le devenir d’un toxique dans l’organisme.

L’exposition à l’agent toxique entraîne une réponse toxique qui peut être directe atteignant un tissu cible, mais qui souvent va également résulter d’une redistribution par la circulation atteignant d’autres cibles. L’effet toxique augmente ainsi de cette façon.Enfin, tous les phénomènes d’élimination et de distribution entraînent la formation de métabolites qui se rajoutent à cette réponse toxique d’interaction et qui dépend de la concentration dans la biophase.

3. Biotransformation

La biotransformation est la transformation du composé lorsqu’il circule dans l’organisme, avec comme objectif de transformer le composé en un composé moins toxique et plus facilement éliminable. L’organisme possède des systèmes qui sont dit de « détoxification ». Cependant, pour certains composés ces mécanismes peuvent au contraire amplifier la toxicité : la biotransformation peut générer des métabolites beaucoup plus toxiques que le composé initial.

4. Organes cibles et maladies

Les symptômes et maladie résultant d’une intoxication sont extrêmement variés du fait de la grande diversité de composés toxiques. La cible d’un xénobiotique dépend du type de molécule, de ses affinités, de sa transformation, de son mode d’élimination. Certaines familles de composés peuvent toucher un système en particulier mais ceux-ci restent variés :- système nerveux → asthénie, vertiges, poison…- peau → brûlures, maladies de la peau, toxiques, produits nocifs …

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- poumons → pneumonie chimique, (lésions) …- reins → insuffisance rénale, …- foie → hépatite, …- yeux → conjonctivite, cécité, …

Suivant les composés les organes cibles peuvent être précis mais très variés, ou d’autres composés sont moins spécifiques et vont entrainer des effets généraux dans l’organisme.

5. Excrétion

Les voies d’excrétion, ou d’élimination sont fonction du produit (façon dont il est détoxifié ou traité par l’organisme).

Urine (plutôt pour les substances qui sont transformées en substances polaires) Selles ou fèces Air expiré (produits gazeux) Cheveux, ongles Lait maternel (là aussi suivant le type de métabolite qui est formé)

6. Conduite à tenir

Quelques principes, plutôt ce qui est à faire et à ne pas faire en cas d’urgence, de suspicion d’intoxication.

Les réactions et mesures immédiates à prendre face à une intoxication dépendent du composé !- En cas d'inhalation : faire respirer de l'air frais pur (emmener la personne hors de la partie contaminée pour lui faire respirer de l’air non contaminé)- En cas de contact avec la peau : rincer abondamment- En cas de contact avec les yeux : rincer abondamment (douche oculaire)- En cas d'ingestion : dépend du produitAttention : faire boire et vomir n'est pas toujours la bonne solution !

La meilleure chose à faire ici est d’appeler les secours et d’essayer d’identifier le composé mis en jeu.

Ne pas oublier de :- Se protéger (ne pas s’intoxiquer soi-même)- Prévenir un médecin- Alerter le centre antipoison et garder l'étiquette.

IV. Le danger et le risque

Les notions de danger et de risque sont en particulier en rapport avec l'exposition professionnelle mais elles se retrouvent aussi au niveau de la population.

Le danger est lié à la toxicité propre de la substance. Le risque est la probabilité de voir un effet survenir.

Le risque est fonction :

de la toxicité du produit de la concentration dans l'air de la durée d'exposition (dans l’air ou dans les aliments si c’est quelque chose qui risque d’être 13 sur 41

ingéré) la demi-vie du produit de l'absence de moyens de protection

Utiliser sans protection une substance peu dangereuse (peu toxique) peut faire courir plus de risque que l'usage avec protection adaptée d'une substance très toxique !Les précautions que nous allons prendre sont très importantes et vont faire largement diminuer le risque même si on a un produit dangereux qu’on manipule.En cas d’exposition non évitable (en milieu professionnel), on peut s’accommoder du danger si le risque est maintenu à un niveau suffisamment faible (notion de risque acceptable = en ayant des mesures adaptées pour la protection de la personne)

Notion d’exposition permissible et de risque acceptable :Dans le milieu professionnel, il y a donc cette notion de risque acceptable. Les mesures qui peuvent être faites dans le domaine de la toxicologie (que ce soit dans le domaine professionnel ou environnemental) consistent à mesurer les taux d'exposition et de la quantité absorbée dans les conditions les plus défavorables (avec les risques d’absorption) et d'en déduire l'exposition permissible c'est à dire les limites d'exposition qu'on peut tolérer, en mettant en place les mesures nécessaires pour arriver à un risque acceptable.

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Pour définir un risque acceptable, il faut connaitre la relation dose/effet et la relation dose/réponse. On va pouvoir alors définir une concentration d’exposition, un temps d’exposition pour un effet acceptable et une réponse acceptable.

Les différentes informations nécessaires sont obtenues :- par des études expérimentales sur animaux- par des études sur des volontaires humains (règles d'éthique...) ne concernent pas toutes les catégories de toxiques. Certaines études sont faites en milieu professionnel où l’on mesure les marqueurs qui permettent de voir l’exposition.- par la surveillance des travailleurs (suivi sur le terrain, dans les milieux exposés)

Contrôle de l'exposition :Peut être mis en place dans les environnements où il y a cette problématique d’exposition.

Le monitoring d’ambiance correspond au contrôle de l’environnement : surveillance du milieu environnant (air, eau, surfaces). On regarde le taux de produit retrouvé dans ces différents milieux.

Le monitoring biologique a pour objectif le dosage des composés, de leurs métabolites oul'évaluation de leurs effets à l’aide de marqueurs : sur les personnes, il y a un suivi mis en place qui consiste à doser et rechercher le composé parent/principal (qui entraîne un risque), des métabolites, l’élimination de ces produits et éventuellement des effets à l’aide de marqueurs (de plus, suivi en consultation pour savoir si des effets sont ressentis par la personne). Ce contrôle permet d’améliorer les méthodes de protection des personnes. Recueil de sang ou d’urine, des analyses sont faites régulièrement sur ces échantillons biologiques.

Technique du monitoring biologique :1) Phase de prélèvement (recueil d'échantillon de sang ou d’urine) à intervalles réguliers.

La fréquence et le type de prélèvement étant déterminés par la nature du produit, ex : si un produit est éliminé dans les urines → prélèvement d’urines ; et la fréquence étant également déterminée par la connaissance de la demi-vie du composé ➔ Plus on a caractérisé un composé, plus il est facile de faire ce type de surveillance, de mettre en place des précautions et d’évaluer les valeurs évoquées précédemment.

2) Phase analytique : être capable de doser les produits/métabolites

V. Le métabolisme ou biotransformation des xénobiotiques

Rappel : xénobiotique = composé étranger à l’organisme (donc non physiologique).Dans le cas de la toxicologie, un xénobiotique est un composé toxique mais dans le cas de la pharmacologie, un xénobiotique peut être un médicament (car non naturel à l’organisme).Le métabolisme des xénobiotiques fait intervenir un ensemble de systèmes enzymatiques. Il peut seproduire en théorie dans tous les tissus mais il est prépondérant dans le foie (= organe de détoxification). C'est là où on aura le plus haut niveau d'expression ainsi qu'une grande variété d’enzymes impliquées.L'utilité de la biotransformation est principalement la protection de l’organisme contre les toxiques. Mais ceci est aussi à considérer pour les médicaments puisque ce sont aussi des xénobiotiques : il y aura transformation du médicament par les mêmes mécanismes.

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On analyse ainsi la posologie du médicament et on détermine les potentiels effets secondaires. Dans le développement du médicament on cherche le devenir du médicament, s’il donne des composés toxiques.

Le mécanisme classique du métabolisme est l'oxydation des xénobiotiques en particulier lipophiles afin d'augmenter leur polarité et donc leur hydrosolubilité pour faciliter l'élimination.Certaines des enzymes qui interviennent dans le métabolisme des xénobiotiques sont aussi impliquéesdans des fonctions endogènes, physiologiques de l’organisme (exemple : CYP450 rôle de détoxification mais aussi rôle physiologique de métabolisme des stéroïdes et des AG)

Schéma général du métabolisme des xénobiotiques :

Cela s’adresse le plus souvent à des composés lipophiles qui subissent des transformations (les composés hydrophiles subissent une élimination rapide sans passer par ces mécanismes).L’objectif par la métabolisation est d’obtenir des métabolites hydrophiles à partir de ce composé « parent ».(Remarque : certaines molécules sont métabolisées par plusieurs voies en même temps !)Ces phénomènes sont donc censés diminuer l'activité biologique du composé, le transformer pour qu’il puisse devenir polaire et plus hydrophile et donc d’augmenter sa facilité d’excrétion.On va avoir plusieurs systèmes qui seront mis en jeu lors de cette détoxification. Ainsi on peut décomposerces phases du métabolisme des xénobiotiques en deux phases :

Phase I : phénomènes plutôt oxydatifs.Il en résulte des métabolites qui peuvent être directement éliminables ou qui ne sont que partiellement éliminés et nécessitent une réaction de phase II qui donnera une 2ème série de métabolites et finira le travail.Remarque : Durant cette phase, on va pouvoir avoir un effet de détoxification (production de composés moins actifs). En revanche, on va pouvoir également observer un phénomène appelé la bioactivation, c'est à dire qu'au lieu de diminuer l'activité biologique, on peut avoir une augmentation de l'activité biologique et donc une augmentation de la toxicité du produit. Normalement, l’objectif de cette phase est d’augmenter la polarité (greffe ou démasquage de groupements fonctionnels polaires) mais cette phase peut parfois aussi augmenter la fonctionnalité du composé.

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Phase II : phénomènes de type synthèse.Poursuite de la détoxification : réactions de conjugaison qui permettent d’amener/transporter le métabolite vers les voies d’élimination. Les composés seront normalement plus hydrosolubles et donc plus facilement excrétés. Il peut cependant encore y avoir dans certains cas très particuliers la production de composés qui sont encore toxiques (même s’il s’agit d’un problème moins important qu’en phase I).

Souvent les deux phases sont mises en jeu (phase I et phase II), mais selon le composé il peut y avoir une seule des deux phases qui intervient.

Toxicité des xénobiotiques : Ce sont des produits qui vont perturber les fonctions cellulaires normales par différents moyens :- perturbation des fonctions cellulaires normales (récepteurs, transporteurs)- fixation et lésions de protéines (en modifiant leur structure, enzymes)- fixation et lésions de l’ADN (effet mutagène et cancérigène)- fixation et lésions lipides- réaction avec l'oxygène pour former des « radicaux libres » avec attaque de l’ADN, des protéines et des lipides.Ainsi, les modes d’action sont fonction des produits. Des phénomènes toxiques peuvent apparaître, dus aux produits initiaux ou parfois dus aux métabolites formés pendant la transformation.

Exemples :→ Mort : arsenic, cyanure (perturbation de la respiration mitochondriale à effet général et létal)→ Lésions organes : ozone, plomb (seulement au niveau de certains organes)→ Mutagénèse : UV (agent physique de l’environnement qui entraine un effet mutagène et potentiellement cancérogène)→ Carcinogénèse : benzène, amiante (et autres types d’hydrocarbures…)→ Tératogenèse : thalidomide

Quelques exemples d’organes cibles :

Juste retenir qu’il y a une grande variété de composés- SNC : plomb- Système immunitaire : isocyanates- Foie : éthanol, acétaminophène (autre nom du paracétamol)- Système respiratoire : tabac, amiante, ozone- Yeux : UV (soleil)- Reins : métaux- Peau : UV, nickel-Système reproducteur : dibromochloropropaneTout dépend de la catégorie de la molécule et de son métabolisme dans l’organisme.

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Dans ces phénomènes de métabolisation, on connait l’existence d’enzymes qu’on appelle les enzymes de métabolisation, de détoxification.On a deux catégories d’enzymes :

– les enzymes microsomales (dans le foie principalement). Dans le foie qui est l’organe de détoxification principal, on va trouver des enzymes localisées au niveau microsomal (au niveau du RE – le microsome hépatique correspond au RE des hépatocytes). Elles sont responsables de phénomènes d’oxydation et de conjugaison pour transformer les métabolites.

– les enzymes non microsomales qui sont responsables d’autres types de transformation : acétylation, sulfatation, conjugaison au glutathion, déshydrogénation de l’atome d’aldéhyde, hydrolyse.

Tout cet ensemble d’enzymes pourra prendre en charge un composé. Parfois avec une grande succession d’enzymes et parfois des passages plus simplifiés pour certaines molécules. On a aussi un certain nombre d’enzymes extra-hépatiques qui sont capables d’assurer un peu de ces réactions mais elles sont peu efficaces, beaucoup moins performantes que dans le foie.

Suivant la voie d’administration le produit arrivera plus ou moins rapidement au niveau hépatique. Administration orale (passage par le système digestif) : le premier passage hépatique va être relativement rapide. Un produit ingéré va traverser la paroi intestinale. À ce niveau il peut y avoir un peu de métabolisme de transformation mais la plus grande partie va se retrouver dans la circulation et arriver au niveau du foie avec un effet de premier passage hépatique. Là une partie est métabolisée (pas 100% de transformation).

Par voie orale, les composés vont donc être partiellement dégradés avant d’être dispatchés dans l’organisme et atteindre les autres organes. Par contre, pour d’autres voies d’administration il peut y avoir atteinte, distribution à des organes cibles avant qu’on ait eu une dégradation. Ainsi, un composé par voie orale va parfois nécessiter une dose plus importante pour observer un effet toxique par rapport à un composé qui va être inhalé (où l’on n’a pas d’effet de premier passage hépatique).

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Un produit absorbé par voie orale peut d’abord entrer dans le système de la circulation avec les voies de digestion et de distribution. Il va ensuite être relargué à partir de l’intestin dans la circulation et passer par le foie. Ainsi, c’est surtout au niveau des passages par le foie que l’on va avoir une grande activité de biotransformation, mais celle-ci peut aussi commencer au passage dans d’autres organes de l’organisme. Tout n’est pas cependant pas biotransformé : une partie peut franchir un premier passage hépatique, mais une autre partie peut ne pas subir forcément tout de suite une dégradation. La partie non dégradée est dite biodisponible. Et la partie qui va être biotransformée va donc former des métabolites toxiques ou non avec une élimination réussie et une diminution de la partie active du produit ou une augmentation de la toxicité (dans le cas où les métabolites vont être toxiques).

Les facteurs importants dans la métabolisation des xénobiotiques :

– Type de tissu cible : facilité et rapidité du produit à rejoindre le tissu.– Influence génétique : variations d’un individu à l’autre dans l’efficacité des systèmes enzymatiques de

transformation.– Espèce concernée : suivant les espèces, on trouve un certain nombre de différences (équipement

différent pour l’élimination et dépend également du produit), un certain nombre d’études faites chez les animaux sont validées chez l’Homme mais pas tout le temps, pas forcément.

– Co-administration d'autres substances (inhibiteur, activateur sur systèmes de détoxification) = accélération/ limitation de la dégradation.

– Propriété d'auto-induction : le produit lui-même à un effet inducteur sur son système de détoxification.– Régime alimentaire : effet binding qui diminue la quantité de produit disponible– Maladie (surtout hépatique qui altère la détoxification ou rénale qui altère l’élimination).– Fixation sur des protéines : modification de la biodisponibilité et de la fraction qui pourrait être

dégradée.– Age– Sexe– Voie d'administration

Tout cela peut modifier la métabolisation des xénobiotiques.

Métabolisme des xénobiotiques : Les enzymes qui interviennent sont classées en 2 grands groupes selon le type de réaction:- Enzymes de phase I : un groupe fonctionnel est ajouté ou démasqué. Par exemple, un groupe hydroxyle est ajouté ou démasqué par des réactions d’oxydation, de réduction ou d’hydrolyse.- Enzymes de phase II : conjugaison de la molécule et/ou de son/ses métabolite(s) résultant de la phase I.Implique un substrat endogène polaire capable de réagir avec le groupe fonctionnel résultant des réactions de phase I. Par exemple, conjugaison avec un acide aminé.

NB : Le passage successif de phase I à phase II n’est pas indispensable car si des composés introduits dans l’organisme ont déjà des groupes fonctionnels compatibles avec les réactions de conjugaison, ils arrivent directement vers la phase II et subissent la conjugaison et vont aller vers l’élimination. Des composés peuvent ainsi shunter la phase I et passer directement à la phase II.

/!\ Ce système sert normalement à la détoxification, mais peut aboutir à un effet non recherché et inversé : les produits peuvent devenir toxiques et difficiles à éliminer. C’est ce qu’on appelle l’activation métabolite.

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Enzymes de phase I chez l'homme : dans le métabolisme des toxiques et des médicaments.

Cytochromes P450 majoritairement : grande famille de molécules impliquées dans la détoxification (on ne les connait pas tous, certains sont induits uniquement en présence de certains composés ; certains plus spécifiques que d’autres)

Estérases Amylases Hypoxyle hydrolase Alcool déshydrogénèse Aldéhyde-déshydrogénase

Enzymes de phase II chez l'homme : - Méthyltransférase (Histamine méthyltransférase ; Thiopurine méthyltransférase ; Cathéchol-O

méthyltransférase)- Sulfo-transferase- Glutathion-S tranférase : groupe de plusieurs enzymes +/- spécifiques« transférases » : activité de conjuguer des produits avec des substrats de l’organisme.

Enzymes de phase II :Ces enzymes peuvent entrainer la génération d’un nombre +/- important de métabolites.

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Voici ici un exemple (un même produit peut passer par différentes voies) :Si on regarde l’Acétanilide, qui est un produit de l’industrie chimique qui est très toxique, utilisé en synthèse pour différents objectifs en chimie, mais qui par contre pendant un certain temps a été utilisé comme antipyrétique et analgésique (anti-douleur et contre la fièvre) il y a très longtemps. En effet quand on regarde sa transformation, un des produits de transformation c’est l’Acétaminophène, qui devient un métabolite actif (le paracétamol) mais un produit important dans sa transformation c’est aussi l’Aniline, qui est un produit extrêmement toxique, qui a des propriétés carcinogènes ; par conséquent l’utilisation de l’acétanilide en thérapeutique n’existe plus. Ceci montre que ces transformations de produits peuvent aboutir à différents types de composés et ça peut même éventuellement démasquer une efficacité pharmacologique mais sachant qu’à côté il y a un ensemble aussi de produits qui peuvent être générer et qui sont potentiellement très toxiques.Ce schéma nous montre surtout qu’il y a plusieurs voies de détoxification mises en jeu en même temps, donc plusieurs possibilités de métabolites et du coup on aura un certain nombre de risque que parmi tous les métabolites il y ait des produits qui deviennent éventuellement plus toxique que le produit de départ.

Le Paracétamol (qui est l’acétaminophène) quand il sera transformé pourra passer par différentes voies : CytP450 et ensuite Glutathion-transférase, mais une partie peut être prise en charge directement par d’autres types d’enzymes de phase II.Quand on étudie le devenir d’un composé c’est assez compliqué car il n’existe pas une unique voie pour un composé donné. À la fin se formera un ensemble de métabolites, permettant l’élimination mais potentiellement pour certains pouvant être plus toxiques que le produit d’origine.

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Localisation de la transformation dans les hépatocytes :

Métabolisme hépatique = métabolisme le plus importantDans les hépatocytes, il y a beaucoup d’enzymes de phases 1 et 2.Sur ce schéma on voit les hépatocytes: ceux-ci contiennent notamment dans leur RE les cytochromes CYP (c’est la fraction enzyme des microsomes).Il y a un certain nombre de transformation dans ces ¢ par des CYP, par des enzymes de phase 1. Le devenir des métabolites :

- Une partie des métabolites peut être éliminée directement dans la bile,- D’autres fractions (2eme flèche) sont relarguées dans l’espace sinusoïdal pour aller recirculer dans l’organisme.➔ On voit donc la complexité de ces voies métaboliques mises en jeu.

Comparaison Phase I/Phase II :

Enzyme Phase I Phase II

Type de réactions Hydrolyse Oxydation Réduction Conjugaison

Augmentation hydrophilie

Légère Forte (favoriser élimination des composés)

Mécanisme général Groupe fonctionnel exposé (démasqué) ou rajouté

Composé polaire ajouté au groupe fonctionnel

ConséquencesActivation métabolique possible (on peut générer des composés plus toxiques)

Facilite l’élimination/excrétion

(Peut aussi générer des composés toxiques)

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Premier stade

Biotransformation très rapide par le foie (grande partie) ou les enzymes intestinales (petite partie) avant que le composé n’atteigne la circulation systémique. (Voie d’absorption oral)

Modifications des enzymes intestinales de passage au niveau du foie

- On observe assez rapidement une biodisponibilité plus faible du composé initial (réduction de sa quantité, car le mécanisme de biotransformation consomme une partie du composé initial), on aura en revanche la production de métabolite qui eux aussi vont rejoindre la circulation systémique.

Phase I

A) Phase I : Hydrolyse l Carboxyestérases et peptidases

- Hydrolyse d’esters par les carboxystérases- Hydrolyses de ponts peptiques par les peptidasesExemple : insuline (peptide) attaquée partiellement par des peptidases → hydrolyse des ponts peptidiques. Ces enzymes ne sont pas forcément spécifiques et peuvent s'attaquer à différents types de molécules.

l Epoxyde hydrolase : H2O ajouté à des époxydes (spécifique des molécules contenant des groupements époxydes).

B) Phase I : Réduction l Réduction de l'azote = azo-réduction :

- N = N donne 2 groupements aminé NH2

Nitro-réduction

- N = O donne groupement –NH2

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Exemple : activation métabolique du solvant 2,6-dinitrotoluene par nitro-réduction, ensuite en phase II il forme le conjugué N- glucuronide qui peut être réhydrolysé par la microflore digestive en un composé hépatotoxique (toxicité hépatique importante) qui sera réabsorbé par le foie. La détoxification entraîne un produit pire que le produit initial. Le dinitrotoluene est donc très toxique à cause de ces 2 phénomènes qui se produisent lors de sa transformation.

Réduction de carbonyl : alcool-déshydrogénase (ADH) Réduction de disulfides Réduction de Sulfoxides

Ces enzymes (ci-dessus) peuvent s'attaquer à un nombre très large de composés.

Réduction de Quinone

Flavoprotéine NAD(P)H quinone oxydoréductase cytosolique : elle ne génère pas de stress oxydant (pas de production de radicaux libres). Ces quinones subissent une réduction bi-électronique, donc cela n’entraine pas la génération de radicaux libres.

L’activité de cette enzyme est généralement élevée dans les cellules tumorales et peut être une cible de stratégie thérapeutique.Réduit 2 électrons et ne produit aucun stress oxydatif. Taux élevé chez cellules tumorales (résistance à certaines molécules de chimiothérapie).

Flavoprotéine P450 – réductaseC’est une réductase liée à l’activité des CYP P450 ; Quand elle prend en charge des quinones :

- elle réduit 1 seul électron (= réduction mono-électronique) et génère des ions superoxydes = radicaux libres (néfastes, agressant les lipides, l'ADN…) qui entraînent une toxicité secondaire du produit.

- elle effectue une activation métabolique de certains composés (par la génération de radicaux libres) : paraquat (produit chimique de laboratoire: herbicide), doxorubicine (molécule de la chimiothérapie anticancéreuse qui a des effets secondaires).

Déhalogénation (en général pour les composés chlorés qui possèdent des groupements halogènes) Réductrice (H remplace un halogène dit « X »), produit un stress oxydatif : augmente

toxicité de CCl4 (tétrachlorure de carbone : utilisé comme solvant en laboratoire) par formation de radicaux libres. (Augmentation de la toxicité)

Oxydative (X et H remplacé par = O) génère des composés toxiques : risque d’hépatite avec la transformation de l’halothane, un anesthésiant (composés réactifs, acylhalides, intermédiaires).

Déhydrodéchlorination (2 X enlevés, donne C = C) impliquée dans la transformation du DDT (insecticide: dichlorodiphenyltrichloroethane) en DDE (dichlorodiphenyldichloroethylène), tout autant toxique, accumulé dans les graisses (car + lipophile) , et donc difficile à éliminer = toxique à long terme (demi-vie importante)

C) Phase I : Oxydation Réduction

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l Alcool-déshydrogénase- Transforme alcool en aldéhyde- Important polymorphisme génétique : plus efficace chez certain plutôt que d’autres- Inhibé par la ranitidine (traitement ulcère dans l’estomac), cimétidine (anti-histaminique) et l'aspirine (modification des biotransformations en cas d’administration concomitante de plusieurs médicaments).

Aldéhyde-déshydrogénase

- Transforme aldéhydes en acides carboxyliques- Inhibée par le disulfirame (traitement en cas d’alcoolo dépendance)!la co-exposition à d’autres substances entraîne des phénomènes d’inhibitions et la diminution d’efficacité de cette enzyme.

D) Phase I : Monooxygénases

Monoamine oxydase

→ enzyme non spécifique, qui s’attaque à des groupes de molécules en fonction de la présence de certains groupements ou familles chimiques.- Substrats : Primaquine (traitement de la malaria), haloperidol (utiliser pour la schizophrénie), tryptophane- Effet activateur métabolique dans certains cas, exemple : 1-methyl-4phenyl-1,2,5,6-tetrahydropyridine (MPTP, dérivé de la tétrahydropyridine qui est toxique), métabolisé en neurotoxique dans le tissu nerveux, entraînant des effets pseudo-parkinsoniens (ou Parkinson like).

Peroxydases (utilisent des molécules de peroxyde d'hydrogène), la réaction couple l’oxydation et la réduction de H2O2 et lipide hydropéroxydase (pour les molécules lipidiques).

- Prostaglandine H synthétase effectue le métabolisme des prostaglandines (rôle physiologique) mais peut transformer un certain nombre de composés d’origine exogène :→ active les aflatoxine B1 (retrouvés dans les moisissures des fruits secs) → cause néphrotoxicité, c’est un cancérogène puissant (très dangereux) → de même pour l’acétaminophéne (paracétamol) qui va être transformé, subir une activation métabolique = cause de néphrotoxicité due à la formation d’Adduits à ADN = composé se fixant sur base à ADN direct, peut provoquer secondairement des mutations, cancérigène (reste minime comparé à l’aflatoxine).

- Lactoperoxidase (spécifique de la glande mammaire)- Myéloperoxydase : cause de lésions de la moelle osseuse en activant le benzène (solvant cancérigène très toxique) en composé réactif avec l’ADN.

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Monooxygénases à flavine- Ne pose pas trop de problème d’activation métabolique- Intervient dans les mécanismes de détoxifications- Ce sont des enzymes microsomales- Substrats: nicotine, cimetidine, chlopromazine, imipramine → spectre large de substrats

- Plutôt inhibées par le phénobarbital, le 3-méthylcholanthrène (il ne faut pas oublier de faire attention aux interactions médicamenteuses).

E) Phase I : Cytochrome P450

Les cytochromes P450 sont des enzymes (microsomales) très actives avec le plus large spectre de substrats (superfamille avec spécificité variable).Ce sont les enzymes principales de la phase 1

Enzymes microsomales (propriété qu’a le RE quand on fait éclater les cellules de former des vésicules où se trouvent des enzymes donc microsomales).Les CYP P450 sont des protéines membranaires du réticulum endoplasmique lisse en quantité très importante dans les ¢ hépatiques.

Structure : Protéine à hème (complexe formé entre Fe2+ = groupement héminique et CO)Nb : 450 = longueur d’onde d’absorption maxLes réactions catalysées par les cytochromes P450 sont du type : (avec NADPH et l’oxygène) :

Ajout de groupement aldéhyde sur composé transformé.

Question : est-ce qu’il faut connaitre les exemples spécifiquement ou le mécanisme général ?Réponse : Il faut connaitre le mécanisme général et les exemples où il y a activation du produit après métabolisation (Activation métabolique)

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Schéma décrivant le rôle du fer dans les transformations qu'effectuent les cytP450 :

L'activité de ces cytochromes passe par l’activité oxydoréductrice qui implique les ions fer (Fe2+, Fe3+), de l’oxygène et du NADPH.

Les ions Fe2+ et Fe3+ vont donner à partir d’un substrat RH un produit ROH ; on crée ainsi une polarité au niveau des substrats.

Qualitativement, ces cytochromes, comme les autres enzymes microsomales, peuvent se retrouver à d’autres niveaux que le foie (mais foie +++). Chaque cytochrome ayant une répartition différente en fonction des organes : 82% de CYP3A dans l’intestin contre 40% de ce même cytochrome dans le foie.

Le CYP3A reste en quantité très importante par rapport aux autres familles, mais les proportions sont variables. Proportions de chaque cytochrome variable selon les organes. (Spécificité d’organe) et C’est dans le foie que l’on va trouver la plus grande variété et un certain équilibre entre différentes formes, ce qui permet au foie de prendre en charge plusieurs types de composés et d’avoir l’activité la plus élevé de tous les organes.

Type de réactions réalisées par les CYP450

Chacun de ces cytochromes va avoir des réactions et des substrats préférentiels, mais une même molécule peut être transformée par plusieurs cytochromes à la suite, avec formation de métabolites.

l Réaction d’hydroxylation de carbones aromatiques ou aliphatiques

(Les cytochromes ne s’adressent pas qu’aux xénobiotiques, ils peuvent aussi intervenir dans des réactions physiologiques et avoir comme substrats des composés endogènes) : exemple du métabolisme des hormones stéroïdes telles que la testostérone (CYP3A4).

l Epoxydation de double liaison C=C en C - C : exemple : carbamazépine transformé en 10,11- epoxide

Formation d’un époxyde à partir d’une double liaison N=N sur le benzopyrène.Le benzopyrène est transformé par le CYP450 : d’abord en hydroxybenzopyrène, puis il y formation d’un époxyde.Le benzopyrène est un hydrocarbure polycyclique aromatique que l’on retrouve dans les combustions. L’époxyde est ici l’état intermédiaire, puis on observe l'ajout d'un groupement hydroxyle (hydroxybenzopyrène). et est formé par l’attaque de la double liaison (époxydation par CYP450).A noter que le produit formé est toxique, mutagène et fortement cancérigène et constitue une référence dans les échelles de carcinogénicité. C’est donc un cas d’activation métabolique.

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l Oxygénation d’hétéroatomes (hétéroatome = tout atome en chimie organique sauf le carbone (O, N, S, F...)) : exemple de N-hydroxylation d’amines en hydroxylamines.

l Réaction de déalkylation (substitution d’un radical alkyle (méthyl- ,éthyl-,...) par un atome d’hydrogène sur des hétéroatomes : O-déalkylation et N-déméthylation

Exemple : N-déméthylation de la caféine par différents cytochromes en théobromine (CYP2E1), paraxanthine (CYP1A2) et théophylline (CYP2E1).→ la caféine peut donc être transformer par plusieurs CYP et donner différents métabolitesComposé qui arrive dans l’organisme : voies multiples qui viennent le transformer. On peut obtenir un bon nombre de produits différents (+/- facilement éliminés, toxiques).

l Réaction d’oxydation : Substitution de N, S, X (halogène) par O (exemple : transformation du parathion (=insecticide) en paroxon par remplacement du S par O). Ces réactions conduisent à l’activation métabolique de différents composants.

Clivage des esters : clivage de groupements fonctionnels type esters

l Déhydrogénation : Retrait de 2 H et formation d’une double liaison C = C. Touche une grande variété de molécules, comme par exemple l’acétaminophène (= paracétamol) qui se transforme partiellement en métabolite hépatotoxique : le N-acetylbenzoquinoneimine. Le paracétamol peut donc être toxique (posologie à respecter), mais c’est une transformation mineure : d’où possibilité à partir d’une certaine dose, d’effets secondaires.

Généralités sur les cytochromes P450 : expression

Les gènes des cytochromes P450 constituent une superfamille. Le nom des sous familles est basé sur des variations au niv de la séquence d’AA. A ce jour, une quinzaine de familles a été mise en évidence à l’intérieur des microsomes hépatiques humains et on sait qu’ils sont soumis à des variations d’expression (induit ou inhiber)Pour rappel, CYP1A2 signifie cytochrome P450, famille 1, sous-famille A (le nom des sous-familles est basé sur les séquences en acides aminés), polypeptide 2.

Il existe de nombreuses variations de quantité (taux) et d’activité due à :

- Polymorphisme génétique- Facteurs environnementaux : inducteurs, inhibiteurs, pathologies- Plusieurs P450 peuvent catalyser la même réaction

- Un même P450 peut transformer un composé selon plusieurs voies : il n’est pas rare d’obtenir plusieurs métabolites différents pour une même molécule de départ.Ainsi, une étude précise et détaillée doit tenir compte de tout ça afin de prédire à partir d’une structure ce qui va se produire dans l’organisme.

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Principaux P450 chez l’Homme

CYP Exprimé dans Substrats Inducteurs InhibiteursCYP1A1/A2 Foie

PoumonPeauTractus Gastro-intestinalPlacenta +++

CaféineThéophylline

Fumée de cigaretteLégumes crucifères (chou)Viande grillée (barbecue)

Furafylline (mechanism-based)

Naphtho-flavone (reversible)

CYP2B6 Foie DiazepamPhenanthrene

Pas connu, recherche en cours

Orphenadrine (mechanisme-based)

CYP2C19

Présence d’un polymorphisme génétique

“Faible métaboliseur” Diminue l’efficacité de CYP

PhenytoinePiroxicamTolbutamideWarfarine

Rifampicine Sulfafenazole

Métaboliseur rapide et lent du S-mephenytoine

N-demethylationpathway of Smephenytoinemetabolismpredominates inslowmetabolizers(non invoqué àl’oral)

S-mephenytoine (4’-hydroxylation est catalysé par CYPC19)

Rifampicine Tranylcypromine

CYP2D6

Polymorphisme génétique

Métaboliseurs faibles ou lents

causes marked,prolongatedhypotension inslowmetabolizers

No effect onresponse topropanolol inpoormetabolizers ;alternatepathway(CYP2C19) willPredominate

5-10% ofCaucasians are

PropafenoneDesipraminePropanololeCodéineDextromethorphanFluoxetineClozapineCaptopril

Pas connu FluoxetineQuinidine

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poormetabolizers

<2% of Asians,African,Americans arepoormetabolizers

CYP2E1 FoiePoumonsReinLymphocytes

EthanolAcetaminophène(=paracétamol)DapsoneCaféineBenzèneThéophylline

EthanolIsoniazid

Disulfiram

CYP3A4 FoieReinsIntestins→ C’est le +important desCYP450 dans lefoie

Spectre d’actiontrès large (listed’exemple nonexhaustive) :AcetaminophenCarbamazepineCyclosporineDapsoneDigitoxinDiltiazemDiazepamErythromycinEtoposideLidocaineLoratadineMidazolamLovasatinNifedipineRapamycinTaxolVerapamil

RifampicineCarbamazepinePhenobarbitalPhenytoin

KetoconazoleRitonavirJus de pamplemousseTroleandomycin

CYP4A9/11 Foie Acide Gras et dérivés

Pas connu Pas connu

Nb :

- Guiraud ne dit pas à l’oral les inhibiteurs du CYP A1/A2, la partie sur CYP2D6, et tout ce qui est écrit en anglais !- La plupart du temps, on reconnait les inducteurs et inhibiteurs accidentellement dans le cadre de la pharmacologie par des tests sur d’autres médicaments.

- Polymorphisme génétique peut modifier l’efficacité d’un traitement et les conséquences de toxicité d’un toxique ; cela induit la « médecine personnalisée ». Ainsi, on préconise des analyses dans certaines pathologies où il y a des produits dont l’effet est susceptible de varier en fonction des systèmes de transformation.

Dans le cas de métaboliseurs lents, on peut avoir des effets ≠ car le produit actif nécessiterait une transformation par ce CYT.- Parfois, l’alimentation courante et les habitudes de vie ont des effets.

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Activation métabolique par P450

Il peut y avoir :• Formation de produits toxiques :

Exemple : - Déchlorination du chloroforme en phosgène (produit toxique).

- Déhydrogénation puis époxydation de l’uréthane (qui est un carbamate et qui a des propriétés de fixation sur l’ADN et qui est donc potentiellement toxique).

Ce sont ici des produits exogènes qui ne sont pas à visée thérapeutique.• Formation de produits à action pharmacologiqueDes stratégies thérapeutiques peuvent utiliser ces connaissances.

Exemple : on administre un médicament : la cyclophosphamide (moutarde azotée) et le passage par les cytochromes (CYP3A4 et CYP2B6) génère un produit actif : l’aziridinium (composé électrophile). L’objectif est de générer volontairement un agent alkylant in situ qui va se fixer sur l’ADN pour le traitement du cancer.

Inhibition de P450

Source d’interactions médicamenteuses dues à un taux diminué de biotransformation: si on administre un traitement et que parallèlement on a un autre traitement médicamenteux avec les molécules qui inhibent certains CYP susceptibles de transformer une autre molécule médicamenteuse, on peut avoir un effet de surdosage par un taux diminué de biotransformation

Possibilités d’interaction :• Compétition des 2 molécules pour le même site actif• Autres mécanismes : un des deux composés va se fixer de façon irréversible sur le site actif ou former desliaisons covalentes au site actif .

Cela résulte à une ➘ de potentialité de biotransformation du cytochrome.

Induction de P450

• Taux augmenté de biotransformation

Cette possibilité d’induction peut être utilisée volontairementExemple : cas d’intoxication : on veut activer des CYP pour détoxifierL’inducteur doit être donné pendant plusieurs jours pour obtenir un effet

• Interactions médicamenteusesOn administre dans un traitement une molécule qui un effet inducteur de CYP450 :Possibilité de concentrations plasmatiques sub-thérapeutiques : l’efficacité diminue car il y a une augmentation anormale de l’élimination des médicaments.Exemple : co-administration de rifampicine et de contraceptifs oraux contre-indiquée car diminue l'efficacité des contraceptifs.

2 Phase II

Rappel : Conjugaison destinée à coupler un composé (issu de la phase I, ou d’emblée apte) à des substrats de l’organisme (acide glucoronique ou autres) pour former des conjugués.

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A. Phase II : Conjugaison à l’acide glucuronique (glucuronoconjugaison)

C’est une voie majeure de la phase II chez les mammifères.Elle fait intervenir l’UDP-glucuronyltransférase qui produit des O-, N-, S-, C- glucuronides. On a des isoenzymes : 6 formes dans le foie humain

– Cofacteur de cette enzyme : acide UDP-glucuronique

– Inducteurs : phénobarbital, indoles, 3- méthylcholanthrène, fumée de cigarette

– Substrats : dextrophane, méthadone, morphine, p- nitrophénol, acide valproique, AINS, bilirubine, hormones stéroides

Schéma glucoronoconjugaison :

La morphine est un substrat qui est conjugué pour être + facilement éliminé.

Polymorphisme génétique : Pathologies associées à la glucoronoconjugaison de la bilirubine.

• Syndrome de Crigler-Nijar (sévère): enzyme de la glucoronoconjugaison inactive. Les patients présentent une hyperbilirubinémie sévère. Les inducteurs n’ont pas d’effet (étant donné que c'est un polymorphisme qui entraine l'inactivation de l'enzyme).

• Syndrome de Gilbert (moins grave) : activité enzymatique persistante mais réduite. Les patients présentent une hyperbilirubinémie modérée. On peut avoir des stratégies thérapeutiques d’induction comme le phénobarbital qui ramène le taux de glucuronoconjugaison de la bilirubine à la normale.

Glucoronoconjugaison et béta-glucuronidase :

En situation normal, les conjugués sont excrétés dans la bile ou l’urine.Ceux excrétés dans la bile repassent dans le système digestif et la béta-glucuronidase de la flore digestiveclive l’acide glucorinique. La béta-glucuronidase est une enzyme qui peut donc inverser la conjugaison.

L’aglycone formé (= le composé conjugué formé, dont on a supprimé l’acide gluronique) peut être réabsorbé et retourner dans un cycle entéro-hépatique. Il va ainsi lui falloir un certain nombre de cycles entéro-hépatiques pour finalement pouvoir être éliminé.

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La béta-glucuronidase a un effet néfaste dans certains cas : activation métabolique du 2.6- dinitrotoluène :

– La béta-glucuronidase retire l’acide glucuronique du N-glucuronide– Le groupement nitro formé est réduit par une N- réductase microbienne– Cela transforme le composé en un produit hépato carcinogène qui est réabsorbé

B. Phase II : La sulfoconjugaison :

Elle fait appel à une série d’enzymes avec des petites variations dans leur spécificité et dans leur distribution. Ces enzymes s’appellent les sulfotransférases, ce sont des enzymes largement distribuées dans l’organisme avec comme cofacteur le 3’-phosphoadénosine-5’-phosphosulfate (PAPS). Cette sulfoconjugaison produit des esters sulfatés qui sont très solubles dans l’eau. Ils seront éliminés dans l’urine ou dans la bile. Elle s’adresse à différents xénobiotiques et composés endogènes (rôle physiologique). En effet pour être éliminés ces composés vont pouvoir être sulfatés. Ce sont des composés possédant des groupements phénols, catéchols, amines, hydroxylamines qui seront les substrats de ces systèmes enzymatiques.

Par exemple le paracétamol est une molécule qui va pouvoir être prise en charge par ces enzymes avec le substrat (PAPS) et donner du sulfo-paracétamol.

Par comparaison avec la glucuronoconjugaison (basse affinité ; haute capacité), la sulfoconjugaison est une voie de haute affinité mais peu efficace. Cela signifie que le panel de substrat possible pour la sulfoconjugaison est moindre (plus spécifique que la glucuronoconjugaison) mais le rendement est moins important. L’efficacité est modulée par le taux de PAPS disponible.

Les composés peuvent être transformés par différentes voies. Le taux modulé va être fonction du taux de PAPS. Par exemple, on sait que l’acétaminophène ou le paracétamol peuvent subir à la fois la sulfoconjugaison et la glucuronoconjugaison, les proportions de l’une ou de l’autre vont varier en fonction du taux de PAPS.

Au niveau du foie dans le cytosol des cellules hépatiques humaines il y a 4 sulfotransférases pour la sulfoconjugaison. Mais il existe des enzymes de la flore intestinale, les aryl-sulfatases, qui sont capable de retirer les groupements sulfates au niv des métabolites. Donc au cours du cycle d’élimination la fraction qui va passer dans le système digestif va être soumise à l’action de ces enzymes. Ces enzymes ont la particularité de retirer les groupements sulfates et là encore le produit qui est en cours de transformation va repasser dans un cycle entéro-hépatique (ce qui peut être un inconvénient s'il y a activation métabolique).

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Au niveau efficacité on sait que la plupart du temps on a une diminution, suite à cette conjugaison, de l’activité pharmacologique ou toxique mais il existe quand même quelques cas d’activation en carcinogène si le conjugué produit est chimiquement instable. Par exemple, les sulfates d’hydroxylamines sont instables et une partie va pouvoir se transformer après sulfatation et donc devenir des composés métaboliquement actifs avec potentialité carcinogène.

C. Phase II : Méthylation

C’est une voie courante (beaucoup de produits peuvent la subir) mais qui est généralement une voie mineure. Elle a l’inconvénient d’avoir un effet contraire à l’« objectif» c’est à dire d’avoir tendance à diminuer la solubilité dans l’eau du composé. Les enzymes impliquées sont des méthyltransférases avec un cofacteur qui est la S-adénosylméthionine (SAM). L’objectif est de transférer des groupements méthyl sur des atomes d’oxygène, d’azote, de souffre ou de carbone. Les substrats sont variés : phénols, catéchols, amines, métaux lourds ou dérivés (Hg, As, Se) ....

Exemple de méthylation sous l’activité des méthyltranférases : transformation du Nicotinate en Trigonelline, composé méthylé.

Il existe plusieurs types de méthyltransférases dans les différents tissus humains en fonction du type de composé on les appelle par exemple : phénol O-méthyltransfrase, Catechol O-méthyltransférase, N-méthyltransférase, S- méthyltransférase...

Il existe également des polymorphismes génétiques pouvant entrainer un effet toxique, par exemple le polymorphisme génétique dans le métabolisme de la thiopurine: certaines personnes sont porteuses d’allèle à haute activité ce qui augmente l'effet toxique (contrairement aux porteurs d’allèle à basse activité qui ont une diminution de l'effet toxique des thiopurine).

Ceci pose un problème car les dérivés de la thiopurine participent au traitement que l’on peut administrer à des malades atteints d’inflammation chronique intestinale (maladie de Crohn). Les malades présentant l’allèle à haute activité vont présenter une sensibilité ou une diminution de la toxicité de ce produit et donc une amélioration de l’efficacité. Alors que ceux qui sont porteurs d’allèle à basse activité vont être très sensibles à la toxicité de ce type de traitement. C’est encore un exemple où maintenant on préconise d’essayer de caractériser le profil de la personne avant ou parallèlement à l’administration du traitement qui associe la thiopurine ou les dérivés de la thiopurine.

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D. Phase II : Acétylation

C’est une voie majeure de biotransformation pour les amines aromatiques et les hydrazines. Cette transformation diminue souvent la solubilité dans l’eau. Le principal objectif de la phase II est d’augmenter la solubilité dans l’eau mais ce n’est pas forcément toujours le cas. On a aussi des effets un peu paradoxaux dont une des enzymes impliquées, la N-acétyl-transférase (enzyme principale), utilise comme cofacteur l’acétylcoenzyme A. Comme son nom l’indique il va y avoir transfert du groupe acétyl, par exemple sur des amines aromatiques. Chez l’Homme, deux formes de N acétyltransférases sont exprimées.

Réaction : A partir d’acétylcoenzyme A on transfert deux groupements acétyls sur des molécules généralement amine aromatique, par exemple ici sur l’isoniazide.

Les composés cibles (amides aromatiques, hydrazines) sont des composés qui sont potentiellement toxiques car les voies de dégradation les font passer à certains niveaux par des molécules ayant une activation métabolique donc avec un potentiel toxique augmenté. Les réactions d’acétylation peuvent prendre une part importante dans l’élimination d’une bonne partie du composé.

A nouveau on a un phénomène de polymorphisme génétique. On distingue classiquement deux types de personne dans la population :

- acétyleur « rapide »

- acétyleur « lent »

On sait qu’il existe de nombreuses mutations possibles (rappel : « polymorphisme génétique » correspond à des mutations). On parle de polymorphisme à partir du moment où un certain pourcentage de la population présente cette caractéristique, elle est alors considérée comme une variabilité génétique. Ce polymorphisme (modification d’activité) peut être dû à différents types de mutations qui résultent en une diminution de l’activité enzymatique ou une stabilisation de l’activité c'est-à-dire une non possibilité d'induction par exemple.On sait qu’il y a une certaine variation suivant les populations en fonction de la zone géographique. Les acétyleurs lents seront fortement représentés dans les populations du Moyen-Orient (70% dans populations du Moyen-Orient; 50% chez les Caucasiens; 25% chez les asiatiques).

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Chez les acétyleurs lents on a des phénomènes de toxicité d’un certain nombre de composés dont c’est la voie principale d’élimination, certaines molécules présentent une toxicité particulière. Par exemple le dapsone (antibiotique utilisé contre la lèpre) présente une toxicité nerveuse augmentée. On observe aussi des variations du taux d’hydroxylamines (substrat de la voie) qui est augmenté dans le cancer de la vessie chez les fumeurs. Il existe donc un lien entre cancer de la vessie chez les fumeurs et le taux augmenté d’hydroxylamines.

E. Phase II : Conjugaison aux acides aminés

Cette conjugaison peut être une alternative à la conjugaison à l’acide glucuronique.

On a deux voies principales :- Groupement carboxyle (-COOH) qui va être conjugué avec un groupement amino (-NH2) de certains acides aminés comme dans la glycine, la sérine et la glutamine. Cette conjugaison nécessite la présence de CoA.

Ex : conjugaison de l’acide benzoique avec la glycine pour former l’acide hippurique.

- Groupement aminé ou amine aromatique qui va être conjugué avec des groupements carboxyles (-COOH) d’un acide aminé tel que la sérine ou la proline. Cette conjugaison nécessite ici la présence d’ATP.

Particularité pour cette conjugaison d’acides aminés

Les substrats préférentiels :- Les acides biliaires- Les anti-inflammatoire non stéroïdiens (AINS)

Il y a aussi une spécificité d’espèce (accepteurs) en termes d’acide aminés conjugués :- Mammifères : utilisation prépondérante de la glycine pour l’acide benzoïque et les acides biliaires- Oiseaux : ornithine qui va être conjugué à l’acide benzoique- Chiens, chats : taurine pour les acides biliaires- Primates: glutamine pour les acides biliaires

On voit bien qu’il y a des variations en fonction des espèces.

Ici encore il y a des cas d’activation métabolique :Les N-esters d’hydroxylamines conjuguées à sérine ou proline sont instables et vont former en se dégradant des réactifs électrophiles instables. Ces réactifs électrophiles peuvent interagir avec l’ADN et former des induites d’ADN, donc possible action mutagène et carcinogène.

F. Phase II : Conjugaison avec le glutathion

C’est un mécanisme particulier qui concerne une très grande variété de substrats.Cette réaction fait intervenir des enzymes, ensemble d’izoforme de la glutathion-S-transférase qui catalysent cette conjugaison en utilisant un composé qui est relativement important dans l’organisme : le glutathion.

Le glutathion (GSH) est un tripeptide de glycine, cystéine, acide glutamique.Il a, en dehors de la conjugaison, d’autres fonctions : système tampon des cellules, action contre la formation de radicaux libres par exemple.Il est formé par la gamma-glutamylcystéine synthétase et la glutathion synthétase. Le Buthionine-S-

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sulfoximine est un inhibiteur de sa synthèse.

Dans cet exemple le paracétamol qui a déjà subi une sulfoconjugaison, donc le sulfoparacétamol, va ensuite subir cette réaction de conjugaison au glutathion (remplacement du sulfate par le glutathion) On voit donc qu’il y a des croisements possibles entre les modes de transformation.

Il a y 2 types de réactions lors de cette conjugaison avec le glutathion :- Le remplacement de groupements halogènes, sulfates, sulfonates, phosphates, nitrates... par le glutathion.- Le glutathion va être ajouté à des doubles liaisons activées ou à des molécules à contrainte cyclique.

Les substrats du glutathion sont des molécules :- Plutôt hydrophobes, contenant des atomes électrophiles- Peuvent réagir avec le glutathion de façon non-enzymatique (réaction directe sans enzyme)

Autre exemple de conjugaison au glutathion :- Conjugaison de métabolite activé de l’acétaminophène (N- acétylbenzoquinonéimine)- Implication importante du glutathion dans l’O-déméthylation des organophosphates- Implication de l’activation de la trinitroglycérine en dinitroglycérine. Cette réaction résulte en un composé conjugué et instable qui va pouvoir donner du glutathion oxydé (GSSG), de la dinitroglycérine et du NO (vasodilatateur).- Dans le cas des voies plus physiologiques, la conjugaison au glutathion intervient dans le métabolisme des prostaglandines. Cette réaction rentre dans ce qu’on appelle les « réductions des hydroperoxydes ».

Glutathion-S-transféraseOn va trouver 4 classes de glutathion-S-transférases solubles à la fois présentes au niveau microsomal et au niveau cytosolique. Ce sont des enzymes largement répandues et là encore il peut avoir présence de polymorphisme génétique qui va faire varier le comportement des individus face à ces phénomènes de conjugaison au glutathion.

Ces Glutathion-S-transférases ont des inducteurs comme le 3-méthylcholanthrène, le phénobarbital, les corticostéroïdes, certaines molécules anti-oxydantes.

Une surexpression de l’enzyme peut entrainer une résistance à des traitements par certains produits. C’est par exemple responsable de la résistance des insectes aux insecticides (comme le DDT), de la résistance des cellules cancéreuses à la chimiothérapie, ou du maïs aux herbicides comme l'atrazine.

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En effet, une induction de la glutathion-S-transférase augmente de manière anormale les conjuguaisons, ce qui augmente l'élimination et donc diminue l'efficacité.

Ici encore il y a une spécificité d’espèce : l’activité plus ou moins importante de la Glutathion-S- transferase dans les mécanismes peut faire varier la sensibilité de l’espèce vis à vis de certain composé :

- Aflatoxine B1 produit une toxine qui est fortement carcinogène chez l’homme mais pas carcinogène chez la souris car elle se conjugue très rapidement avec le glutathion.

Dans ce mécanisme de conjugaison au glutathion, en général, l’excrétion des conjugués se fait dans la bile et les conjugués sont excrétés intacts.Dans certain cas ils vont pouvoir aussi être excrétés, mais après transformation seulement, dans l’urine. Dans ce cas les conjugués sont convertis en acides mercapturiques dans le rein. Les enzymes impliquées dans cette transformation au niveau rénal sont : la g-glutamyltranspeptidase et l’aminopeptidase M.

Enfin pour certains composés on a pu identifier un phénomène d’activation des xénobiotiques après une conjugaison au Glutathion par 4 mécanismes particuliers.

Ce schéma souligne qu’un composé (ici l'alcool) n’est pas rattaché qu’à une voie mais qu’à chaque étape ces voies de transformations font intervenir plusieurs systèmes parallèlement et/ou successivement qui vont aboutir à un très grand nombre de métabolites.

Ces métabolites sont généralement physiologiques. Cependant il est difficile de prédire exactement ce qu'il va se passer lors des réactions car on peut avoir d'autres métabolites plus toxiques, par exemple s'il y a présence de pathologies, de polymorphisme, d'inhibiteurs ...

Comme on l'a dit précédemment, l'alcool peut être pris en charge par des cytochromes qui peuvent agir ensemble. Il peut aussi être pris en charge par l'alcool deshydrogénase et former une autre série de métabolites. Une fois encore, en plus de ces voies on peut avoir des réactions qui donnent des métabolites beaucoup plus toxiques que les métabolites initiaux.

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Ci dessus, un autre schéma similaire au précédent qui montre les différentes voies

Ici on reprend l'exemple du paracétamol comme illustration des différents voies avec possibilité de former des composés secondaires qui peuvent être toxiques. Après, tout dépend des quantités : on a en général une voie principale majoritaire de detoxification qui aboutit a une forte élimination sans problèmes, car l'activité métabolique est en marge.En revanche si l'activité métabolique est prépondérante (par exemple la flatoxine vue précedemment), la detoxification n'est pas du tout efficace et cela explique donc la toxicité du produit. En fait, dans des cas comme cela ce n'est pas le produit initial qui est responsable de la toxicité, mais c'est son métabolite qui se forme en quantité très importante.

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Question 1 : Le cours est très dense, il y'a beaucoup de noms compliqués, d'exemple de métabolites ou d'inducteurs ect, on doit tout apprendre ?Réponse : Non dans les exemples de molécules il faut retenir ce qui reviennent le plus souvent (l'alcool, l'actéminophène, le patacétamol). Il ne faut pas tout retenir, comprendre le principes mais elle ne demandera pas la liste (on est plus en PACES lolilol) .

Question 2 : Combien de questions à l'examen sur ce cours ?Réponse : Elle sait pas... Ca dépend des années, environ 7 questions ( c'est très étrange, aucune question dans les annales…).

QROC 2014/2015 (Session rattrapage) :

29. Métabolisme des xénobiotiques : Que se passe-t-il en Phase I ? (5 lignes maximum)

30. Métabolisme des xénobiotiques : Que se passe-t-il en Phase II ? (5 lignes maximum)

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