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La toxicologie
La toxicologie étudie les effets toxiques, provoqués par les polluants naturels ou synthétiques sur les écosystèmes et les animaux y compris les humains. Cette discipline nous a permis de comprendre l’influence et les menaces des produits chimiques sur la biodiversité et la santé (Tarazona et Ramos-Peralonse, 2014).
Les solvants organiques
Historique
Les solvants organiques sont apparus dans l’industrie du goudron de houille au cours de la seconde moitié du XIXe siècle. Leur application est devenue large et diversifiée dans les pays développés et en développement (Firestone et al., 2009). Les solvants sont utilisés sous diverses formes depuis l’antiquité. La valeur des solvants organiques réside dans leur capacité à rester chimiquement stable lors de la dissolution de diverses substances utiles, telles que les graisses, les cires et les résines. Leur facilité de combustion a toujours été une faveur. Les alchimistes expérimentant le brai de houille ont été les premiers à purifier et à caractériser divers constituants des solvants. Il convient de noter que leur utilisation d’isolats bruts reste quelque peu la norme de nos jours, de nombreux produits constituant des mélanges enrichis de plusieurs composés chimiquement liés (par exemple l’essence) et des schémas d’exposition de la population impliquant un assortiment complexe de solvants, y compris non seulement les résidus indésirables de la contamination industrielle d’une époque antérieure (par exemple, le trichloréthylène dans les eaux souterraines), mais également en tant que complément souvent recherché à notre vie quotidienne (par exemple, l’éthanol dans un verre à vin) (Firestone et al., 2009). D’innombrables applications pratiques des solvants ont été développées au cours de l’industrialisation du XIXe siècle et ont donné lieu à des rapports sur la neurotoxicité des solvants, tels que les études neuro-épidémiologiques réalisées auprès des travailleurs de la mi-année (Firestone et al., 2009) .
Au XIXe siècle, la distillation du goudron de houille, puis du pétrole, a conduit à la production à grande échelle de nouveaux composés organiques, dont plusieurs ont été utilisés à des fins médicinales comme anesthésiques par inhalation et de nombreux autres qui ont été utilisés dans une myriade d’applications industrielles (Beauchamp et al., 1984; Graham et al., 1995). Au début du XXe siècle, de nombreuses recherches ont permis de caractériser diverses expositions aux solvants et divers effets correspondants sur la santé, définissant la toxicologie des solvants organiques et les problèmes de santé au travail et d’hygiène industrielle. Au cours des années 1970, le nombre de publications scientifiques et non scientifiques a augmenté, suite aux inquiétudes suscitées, d’une part, par les effets subcliniques démontrés par les progrès techniques de la surveillance biologique et d’autre part, par la reconnaissance des effets neuro-psychosociaux de l’exposition volontaire à des concentrations extrêmement élevées de toluène et d’autres substances volatiles (Sharp et al., 2005).
Définition
Les solvants organiques sont des substances chimiques utilisés fréquemment dans les industries (Lafon et al., 2006). Ce sont des liquides lipophiles, volatils, appelés composés organiques volatils (COV) (HSE, 2014). Ils contiennent un atome de carbone et un atome d’hydrogène au moins avec un poids moléculaire faible. L’importance des solvants se trouve dans leur capacité de dissoudre les huiles, les graisses, les résines, le caoutchouc et les plastiques (Rutchik, 2018). Les solvants forment une communauté variée de substances chimiques qui sont présents dans toutes les sociétés modernes et industrialisées. Le contacte avec ces solvants se fait usuellement sur le lieu du travail et dans les environnements (Jacob et al., 2008). L’empoisonnement aux solvants est souvent illustré par des effets neurologiques (ANSES, 2011) aigus et chroniques, touchant le système nerveux central et périphérique. (Firestone et al., 2009).
Les caractéristiques physico-chimiques des solvants (volatilité, solubilité) déterminent leurs aspects toxico-cinétiques (absorption tissulaire, distribution dans les tissus, biotransformation et l’élimination) (Firestone et al., 2009).
Classification des solvants
Les solvants organiques peuvent être classés par structure chimique (EC, 2007):
• Solvants halogénés
• Solvants oxygénés
• Solvants hydrocarbons
▪ Aromatiques
▪ Aliphatiques.
Pénétration des solvants dans l’organisme
Les solvants peuvent entrer dans le corps par plusieurs façons et voies (OSH, 2014):
• Par voie respiratoire: inhalation de la vapeur des solvants dégagés par les colles, les peintures, les vapeurs des solvants dans les industries et les laboratoires.
• Par voie cutanée.
• Par voie orale: absorption des solvants présents dans les aliments contaminés, l’eau et les cigarettes.
Les hydrocarbures
Les hydrocarbures sont des composés chimiques organiques composés que des atomes de carbones (C) et d’hydrogène (H) de formule chimique CnHm (Benyahia et Mahdaoui, 2011). Les hydrocarbures regroupe un grand nombre de composés toxiques, on distingue deux (02) grandes familles des hydrocarbures (aromatiques et aliphatiques) (Ayadim, 2014).
Les hydrocarbures aromatiques
Ce sont des composés cycliques insaturés de formule chimique CnH2n possédant une liaison simple. Les hydrocarbures aromatiques sont à l’origine des anneaux formés par les alcanes (Ayadim, 2014).
Les hydrocarbures aliphatiques
Les hydrocarbures aliphatiques insaturés
Ce sont des hydrocarbures non cycliques, il y a deux (02) catégories, les alcènes à double liaison de formule CnH2n et les alcynes à triples liaison de formule CnH2n-2 (Ayadim, 2014).
Les hydrocarbures aliphatiques saturés
Les hydrocarbures aliphatiques saturés font partie de la famille des alcanes paraffinés, ont la formule chimique générale CnH2n + 2 et peuvent être à chaîne linéaire ou à chaîne ramifiée. L’alcane le plus simple est le méthane (CH4). La solubilité des lipides augmente progressivement et la volatilité diminue progressivement avec l’addition progressive d’atomes de carbone. Le méthane, l’éthane, le propane et le butane (un, deux, trois, quatre atomes de carbone, respectivement) sont des gaz à température ambiante, et tous sont extrêmement inflammables et peuvent former des mélanges explosifs. Le pentane, l’hexane, l’heptane, l’octane, le nonane et le décane (cinq, six, sept, huit, neuf et dix atomes de carbone, respectivement) sont considérés comme volatils (Abou-Donia, 2015). Les hydrocarbures aliphatiques sont des solvants organiques et sont couramment présents dans les mélanges complexes : essence, diesel, carburéacteurs et les essences minérales (Makhloufi et Matmer, 2018) .
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Table des matières
Introduction
Chapitre 1: Étude bibliographique
I. La toxicologie
II. Les solvants organiques
1. Historique
2. Définition
3. Classification des solvants
4. Pénétration des solvants dans l’organisme
III. Les hydrocarbures
1. Les hydrocarbures aromatiques
2. Les hydrocarbures aliphatiques
2.1.Les hydrocarbures aliphatiques insaturés
2.2.Les hydrocarbures aliphatiques saturés
IV. Le n-hexane
1. Définition
2. Utilisation
3. Classification toxicologique
4. Source d’exposition
5. Toxicité cinétique
5.1.Absorption
5.1.1. Absorption pulmonaire
5.1.2. Absorption cutanée
5.1.3. Absorption digestive
5.2.Distribution
5.3.Métabolisme
5.4.Élimination
6. Mode d’action
7. Le n-hexane dans l’environnement
8. Toxicité
8.1.Toxicité aiguë
8.1.1. Toxicité aiguë par inhalation
8.1.2. Toxicité aiguë cutanée
8.1.3. Toxicité aiguë par ingestion
8.2.Toxicité sub-chronique et chronique
8.2.1. Études sur la santé humaine
8.2.1.1.Effets sur le système nerveux
8.2.1.2.Effets sur la reproduction
8.2.2. Études expérimentales sur les animaux de laboratoire
8.2.2.1.Effets sur le système nerveux
8.2.2.2.Effets sur la reproduction
Chapitre 2: Étude expérimentale
I. Matériel et méthodes
1. Matériel
1.1.Choix du produit utilisé
1.2.Animal de laboratoire utilisé
2. Méthodes
2.1.Protocol expérimental
2.2.Prélèvement sanguin
2.3.Prélèvement des organes
2.4.Paramètres étudiés
2.4.1. Paramètres hématologiques
2.4.2. Paramètres biochimiques
2.4.2.1.Paramètres biochimiques hépatiques
2.4.2.1.1. L’aspartate aminotransférase
2.4.2.1.2. L’alanine aminotransférase
2.4.2.1.3. La phosphatase alcaline
2.4.2.1.4. Le glucose
2.4.2.1.5. Les protéines totales
2.4.2.2.Paramètres biochimiques rénaux
2.4.2.2.1. La créatinine
2.4.2.2.2. L’urée
2.4.2.2.3. L’acide urique
4.4.2.3 Paramètres biochimiques lipidiques
2.4.2.3.1. Le cholestérol
2.4.2.3.2. Les triglycérides
2.4.2.4. Paramètres biochimiques tissulaires
2.4.2.4.1. Glutathion
2.4.2.4.2. Malondialdéhyde
2.4.2.5. Paramètres hormonaux mâle
2.4.2.5.1. L’hormone lutéinisante
2.4.2.5.2. La testostérone
2.4.3. Spermogramme
2.4.3.1. Le nombre des spermatozoïdes
2.4.3.2. La mobilité des spermatozoïdes
2.4.4. Etude histologique
2.4.5. Etude histochimique
2.4.6. Etude statistique
II. Résultats
1. Effet du n-hexane sur quelques paramètres physiologiques
1.1.Apparences générales
1.2.Effet du n-hexane sur le poids corporel et la consommation d’aliment
1.3.Effet du n-hexane sur le poids relatif des organes
2. Effet du n-hexane sur les paramètres hématologiques
3. Effet du n-hexane sur la fonction hépatique
3.1.Effet du n-hexane sur quelques paramètres biochimiques du foie
3.1.1. Effet du n-hexane sur le taux des aminitransaminases
3.1.2. Effet du n-hexane sur le taux de phosphatase alcaline
3.1.3. Effet du n-hexane sur le taux de protéine totales
3.1.4. Effet du n-hexane sur le taux de glucose
3.1.5. Effet du n-hexane sur le taux de glutathion
3.2.Effet du n-hexane sur l’histologie et l’histochimie hépatique
3.2.1. Coloration hématoxyline-éosine
3.2.2. Coloration histochimique trichrome de Masson
3.2.3. Coloration histochimique periodic acid schiff
4. Effet du n-hexane sur le bilan lipidique
4.1.Effet du n-hexane sur le taux des triglycérides et le taux de cholestérol
5. Effet du n-hexane sur la fonction rénale
5.1.Effet du n-hexane sur quelques paramètres biochimiques des reins
5.1.1. Effet du n-hexane sur le taux d’urée
5.1.2. Effet du n-hexane sur le taux de l’acide urique
5.1.3. Effet du n-hexane sur le taux de créatinine
5.1.4. Effet du n-hexane sur le taux de glutathion
5.2.Effet du n-hexane sur l’histologie et l’histochimie rénale
5.2.1. Coloration hématoxyline-éosine
5.2.2. Coloration histochimique trichrome de Masson
6. Effet du n-hexane sur la fonction pulmonaire
6.1.Effet du n-hexane sur le taux de MDA et de GSH dans les tissus pulmonaires
6.2.Effet du n-hexane sur l’histologie et l’histochimie pulmonaire
6.2.1. Coloration hématoxyline-éosine
6.2.2. Coloration histochimique trichrome de Masson
6.2.3. Coloration histochimique Movat pentachrom
7. Effet du n-hexane sur la fertilité masculine
7.1.Effet du n-hexane sur quelques paramètres biochimiques de la reproduction mâle
7.1.1. Effet du n-hexane sur le taux de la testostérone et de l’hormone lutéinisante
7.1.2. Effet du n-hexane sur le taux de GSH dans les tissus testiculaires
7.2.Effet du n-hexane sur le spermogramme
7.2.1. Effet du n-hexane sur le nombre et la concentration des spermatozoïdes
7.2.2. Effet du n-hexane sur la mobilité des spermatozoïdes
7.3.Effet du n-hexane sur l’histologie testiculaire (coloration H-E)
Discussion
Conclusion et perspective
Références bibliographiques
Annexe
