Absorption-Distribution-Métabolisation-Excrétion(ADME) : Quel est le circuit d’une substance chimique dans l’organisme ?

Les poumons, principale voie d’entrée des substances chimiques dans l’organisme

Les poumons sont la principale voie de pénétration dans les cas suivants :

• si votre substance est un gaz ;
• si c’est un solide pulvérulent ;
• si c’est un liquide avec une tension de vapeur très forte et/ou une température d’ébullition très basse ;
• si ce liquide est sous forme de gouttelettes.

Les poumons ont une surface d’échange très importante avec l’air ambiant (surface alvéolaire d’environ 100 à 150 m²).

Le volume d’air inspiré est très important pour déterminer la quantité de produit qui pénètre dans le corps :

Globalement pour une personne standard, le volume respiratoire est le suivant.

• air inspiré au repos = 6 l/min ;
• air inspiré pour un travail modéré = 20 l/min ;
• air inspiré lors d’un travail intense = 100 l/min ;

Par convention, il est déterminé qu’une personne effectuant un travail modéré inspire en moyenne 8 à 10 m³ d’air dans une journée de travail de 8 heures, et que la population en général inspire 20 m³ pendant 24 heures.

Cette valeur de 10 m³ est utilisée pour déterminer les Valeurs limites d’exposition professionnelles (VLEPs) pour une période de travail de 8 heures/jour, 5 jours/semaine, pendant une vie professionnelle de 40 ans.

La valeur de 20 m³ par jour est utilisée pour déterminer les Valeurs toxicologiques de référence (VTRs) pour une période d’exposition de 24 h/24 pendant une vie entière.

Certains paramètres de la substance (gaz, poussières, liquide, gouttelettes) influencent leur pénétration et leur déposition dans l’appareil respiratoire (AR). Cf. Comment puis-je évaluer la toxicité d’une substance, à partir de ses propriétés physico-chimiques ?, afin de définir les paramètres des substances qui influencent leur pénétration dans les poumons.

• Pour les gaz, les paramètres importants sont la densité (gaz léger ou lourd) et la solubilité (eau/lipides).
• Pour les poussières, les paramètres importants sont la taille, la densité et la forme.
• Pour les liquides, les paramètres importants sont la température d’exposition, la tension de vapeur, l’hygroscopicité et la taille des aérosols produits par le procédé de mise en œuvre.
• Pour les substances chimiques très réactives ou solubles dans l’eau, plus de 70 % des vapeurs inhalées se déposent dans la partie naso-pharyngée (démontré chez l’homme et l’animal avec différentes substances telles que l’ammoniac, la vapeur d’iode, le SO₂).
• Pour les substances moins solubles dans l’eau ou moins réactives, plus de 50 % des vapeurs inhalées ne sont pas captées par les parties supérieures de l’appareil respiratoire et atteignent les bronches et les poumons profonds.
• Pour les aérosols de poussières et de gouttelettes de liquide, leur pénétration dans les poumons dépend en grande partie de leur taille. On considère que seuls les aérosols d’une taille supérieure à 100 microns (µm) peuvent pénétrer dans les voies respiratoires supérieures. À partir de 30 µm, seuls 50 % des aérosols présents dans les voies respiratoires supérieures peuvent pénétrer plus profondément dans les poumons. À partir de 10 µm, les aérosols commencent à pénétrer dans les alvéoles pulmonaires.

Conventionnellement, en hygiène industrielle, on distingue trois fractions de pénétration des aérosols dans les voies respiratoires (cf. figures « Schéma de l’appareil respiratoire » et « Courbes de répartition des aérosols dans l’appareil respiratoire selon leur taille »).

• fraction inhalable < 100 µm ;
• fraction thoracique < 30 µm (diamètre moyen 10 µm) ;
• fraction alvéolaire < 10 µm (diamètre moyen 4 µm).

Le diamètre moyen est le diamètre pour lequel on considère que 50 % des aérosols pénètrent dans l’appareil respiratoire.

La peau, seconde voie de pénétration dans le corps

La surface totale de la peau est d’environ 2 m², soit 70 fois moins importante que la surface d’échange des poumons (130 m²).

Normalement, le contact cutané avec une substance liquide ou pulvérulente est localisé sur les mains et le visage, mais il peut également s’étendre au reste du corps notamment pour les gaz.

L’épaisseur de la peau est variable selon les régions du corps : Plante du pied > Paume> Dos > Cuir chevelu > Commissure des lèvres > Scrotum.

La peau offre une bonne protection à l’organisme, mais certaines substances ont une pénétration très rapide du fait de l’épaisseur et de l’état de la peau :

• La pénétration est augmentée sur peau abrasée (perte ou rupture de la couche cornée) ou irritée (hyperhémie locale) ou par transfert mécanique à travers la peau (frottement, pression).
• La pénétration des substances peut se faire par l’appareil pilo-sébacé.
• Les substances liposolubles ont une pénétration très rapide.

La voie digestive est une voie accidentelle en milieu industriel

Elle est due à une absorption accidentelle lors de projection d’une substance sur le visage, ou lors d’ingurgitation secondaire de poussières venant de l’appareil respiratoire, ou encore en cas de mauvaises conditions d’hygiène des mains lors de la prise d’aliments. Elle peut aussi provenir d’une erreur d’étiquetage d’un récipient.