Étude des facteurs environnementaux et physiologiques contribuant à la variabilité biologique : caractérisation de la relation « Exposition - Indicateur biologique d'exposition » pour le n-hexane

Jusqu'à tout récemment, l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) recommandait d'utiliser la mesure de la 2,5-hexanedione (2,5-HD) totale (2,5-HD libre + autres conjugués glucuronides) comme indicateur biologique de l'exposition (IBE) au n-hexane (n-HEX). En 2001, l’ACGIH a cependant proposé de recourir plutôt à la mesure de la 2,5-HD libre uniquement et la valeur du nouvel indicateur serait de 3.5 µmol/L. Le choix de cette mesure se justifie puisque la 2,5-HD libre est le métabolite responsable des effets neurotoxiques associés à l'exposition au n-HEX. De plus, la mesure de la 2,5-HD libre permet une meilleure discrimination entre individus exposés et non exposés._x000D_ Les objectifs du présent projet de recherche étaient de caractériser, chez des volontaires, la relation entre l'exposition au n-HEX (25 et 50 ppm) et 1) l'excrétion urinaire de la 2,5- hexanedione (2,5-HD) libre et totale de même que, 2) la concentration de n-HEX, dans l’air alvéolaire durant les 5 jours d'une semaine de travail normale (7h/jour) ainsi que 3) de développer un modèle toxicocinétique à base physiologique (TCBP) permettant de simuler les expositions des volontaires._x000D_ Pour ce faire, cinq volontaires humains ont été soumis, en chambre d’inhalation, à deux séries d’exposition de 5 journées consécutives (7h/jour) afin de reproduire deux semaines de travail complètes. Durant la première semaine, les volontaires ont été exposés à une concentration de 50 ppm de n-HEX (la valeur d'exposition moyenne pondérée (VEMP) présentement en vigueur au Québec). Durant la deuxième semaine, les volontaires ont été exposés à la moitié de cette concentration soit 25 ppm. Des échantillons d'air alvéolaire et d'urine ont été prélevés à divers moments avant, durant et après les expositions. La concentration de n-HEX inchangé dans l'air alvéolaire et la concentration de 2,5-HD urinaire sous 3 conditions analytiques différentes (hydrolyse acide, hydrolyse enzymatique et sans hydrolyse) ont été mesurées._x000D_ Les résultats obtenus ont permis de développer et valider un modèle TCBP dans le but de caractériser les cinétiques d'excrétion du n-HEX dans l'air alvéolaire et de la 2,5-HD libre dans l'urine pour divers scénarios d’exposition. Une analyse de sensibilité a ensuite été effectuée afin de déterminer les paramètres du modèle ayant une influence sur ces deux indicateurs._x000D_ Les résultats ont démontré qu'environ 73 % du n-HEX inspiré était excrété inchangé dans l'air expiré par les volontaires. La moyenne des concentrations alvéolaires de n-HEX mesurées à la fin de l'exposition (Jour 5, 8h) était de 17.9 ± 0.8 ppm (25 ppm) et de 36.9 ± 2.7 ppm (50 ppm). La moyenne des concentrations de 2,5-HD mesurées à la fin de la dernière journée d'exposition (Jour 5, 3.5-8h) de la semaine, pour 50 ppm, était de 30.4 µmol/L ± 7.8 (hydrolyse acide), 5.8 ± 1.0 µmol/L (hydrolyse enzymatique) et 6.2 ± 0.9 µmol/L (sans hydrolyse). Dans le cas de l’exposition à 25 ppm, les valeurs étaient respectivement de 15.2 ± 1.9 µmol/L, 3.1 ± 0.7 µmol/L et 3.7 ± 0.5 µmol/L._x000D_ Le modèle TCBP a permis de décrire adéquatement les résultats obtenus dans cette étude; par exemple, les concentrations simulées de n-HEX dans l'air alvéolaire, à la fin de la semaine d’exposition, sont de 19.0 ppm (25 ppm) et 38.7 ppm (50 ppm) alors que, pour la même période (Jour 5, 3.5-8h), les concentrations urinaires de 2,5-HD libre simulées sont respectivement de 3.4 µmol/L (25 ppm) et 6.3 µmol/L (50 ppm). L'analyse de sensibilité a démontré que les paramètres les plus susceptibles de modifier la concentration de n-HEX dans l'air alvéolaire sont: 1) le coefficient de partage sang:air, 2) le débit cardiaque et 3) la vélocité maximale (Vmax) alors que ceux affectant la cinétique d'excrétion de la 2,5-HD libre sont: 1) la fraction de n-HEX transformée en 2,5-HD, 2) le coefficient de partage sang:air et 3) la vélocité maximale (Vmax)._x000D_ En conclusion, la valeur de 2,5-HD mesurée dans cette étude, chez des volontaires au repos, bien que du même ordre que celles rapportées dans des études antérieures réalisées chez des travailleurs pour des expositions à 50 ppm (2.7 – 5.6 µmol/L), est légèrement supérieure (6.2 µmol/L) . Les résultats ont également montré que l'analyse de la 2,5-HD libre et la mesure de la concentration alvéolaire de n-HEX peuvent toutes deux être utilisées pour la surveillance biologique de l'exposition au n-HEX. Parmi ces deux indicateurs, l'utilisation de la mesure de la 2,5-HD pour la surveillance biologique de l'exposition au n-HEX est plus justifiée d'un point de vue toxicologique puisqu'elle est mieux reliée à la production du métabolite neurotoxique que la mesure de la concentration alvéolaire de n-HEX. De plus, bien que la mesure de la concentration alvéolaire de n-HEX soit facilement réalisable en laboratoire, une méthode de prélèvement de l'air expiré n'est pas encore disponible, au Québec, en milieu de travail. La mesure de la 2,5-HD libre demeure donc la méthode la plus avantageuse pour la SBE au n-HEX.

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