Validation d'une approche permettant d'utiliser l'air expiré en vue de la surveillance biologique de l'exposition aux solvants industriels en milieu de travail

Abstract

Ce projet s'intéresse à l'une des composantes importantes des programmes de surveillance de la santé en milieu de travail, c'est-à-dire la surveillance biologique de l'exposition interne à des agents potentiellement nocifs. L'interprétation de la relation exposition externe/exposition interne est souvent déficiente et notre capacité de prévoir les conséquences des modifications des conditions de travail n'est pas très élevée. Puisque la réalité du milieu de travail est telle que l'exposition ne peut être envisagée comme se déroulant sous des conditions standards, la disponibilité d'un outil facilitant l'interprétation des données de surveillance biologique représenterait un avantage certain.

Dans la recherche de tests de surveillance biologique de l'exposition en milieu de travail, l'utilisation de l'air expiré comme matrice biologique présente un intérêt certain. Dans le but de faciliter l'interprétation de ces tests, nous avons développé des modèles de simulation pharmacocinétique à base physiologique. Bien que déjà disponibles dans le cas de certains solvants organiques volatiles liposolubles, ces modèles n'ont pas connu une utilisation très répandue dans le cas des solvants hydrosolubles. Leur utilisation était limitée du fait d'une modélisation inadéquate de l'élimination des solvants inchangés dans l'air expiré.

L'objectif général de notre projet était de jeter les bases théoriques et pratiques d'un programme de surveillance biologique de l'exposition aux solvants organiques volatiles suivants par la mesure de leurs vapeurs dans l'air expiré : le toluène (TOL), le xylène (XYL), le trichloroéthylène (TRI), le 1,1,1-trichloroéthane (1,1,1-TRI), tous liposolubles, et l'acétone (ACE), hydrosoluble. En utilisant à la fois une approche expérimentale faisant appel à des sujets humains et une approche de simulation toxicocinétique, nous avons donc :

Développé des modèles de simulation toxicocinétique à base physiologique décrivant l'absorption par inhalation, ainsi que la distribution et l'élimination de ces solvants chez l'humain et permettant éventuellement de prédire leur cinétique dans l'air expiré, le sang et l'urine ; Expérimenté en laboratoire, chez des volontaires sains, l'influence de la concentration d'exposition, et de la répétition de l'exposition (scénario 1), de la durée de l'exposition (scénario 2), de la variation intra-journalière de la concentration d'exposition (scénario 3) et de la charge de travail (scénario 4) sur la cinétique d'absorption et de disposition de ces solvants, au moyen de la mesure de la concentration des solvants ou de leur(s) métabolite(s) dans l'air expiré, le sang et l'urine des volontaires ; Calibré les modèles développés à l'étape 1 à l'aide des résultats expérimentaux obtenus à l'étape 2 lors des études portant sur l'influence de la concentration d'exposition et de la répétition de l'exposition (scénario 1) ; Validé les modèles développés à l'étape 1 en comparant les valeurs des mesures effectuées à l'étape 2 (scénarios 2 à 4) avec les prédictions faites à l'aide des modèles calibrés à l'étape 3. Ces travaux ont démontré que la modélisation toxicocinétique à base physiologique (TCBP) représente un outil très performant pour l'interprétation des données de surveillance biologique. Une fois validés, ces modèles permettent d'analyser de multiples situations d'exposition, sans avoir à recourir systématiquement à l'expérimentation animale ou humaine. Cette approche est de plus en plus reconnue comme permettant de faire des choix judicieux quant à la matrice à utiliser en surveillance biologique, et quant au moment propice pour recueillir les échantillons biologiques.