Biotox Hydrocarbures aromatiques polycycliques

1-Hydroxypyrène urinaire (après hydrolyse) : 0,3 µg/g. de créatinine (non-fumeurs) en fin d'exposition ou fin de poste, après plusieurs postes en cas d'exposition à long terme (Valeur de référence dans la population en âge de travailler non professionnellement exposée) (valeur BAR, 2012) [G2]

1-Hydroxypyrène urinaire : 0,4 µg/L (0,4 µg/g de créatinine) chez les non-fumeurs ; 1,1 µg/L (0,9 µg/g de créatinine) chez les fumeurs (95^ème percentile chez les sujets de la population générale de plus de 20 ans), NHANES 2011-2012 [G3]

1-Hydroxypyrène urinaire : 0,8 µg/L (95^ème percentile) (FIOH, 2011-2012)

1-Hydroxypyrène urinaire : 0,15 µmol/mol de créatinine (280 ng/g. de créatinine) (valeur maximale) et  0,1 µmol/mol de créatinine (190 ng/g. de créatinine) (90^ème percentile) chez les non-fumeurs (Lafontaine M, 2006) 

1-Hydroxypyrène urinaire : 0,53 µmol/mol de créatinine (1022 ng/g. de créatinine) (valeur maximale) et 0,3 µmol/mol de créatinine (570 ng/g. de créatinine) (90^ème percentile) chez les fumeurs (Lafontaine M, 2006)

1-Hydroxypyrène urinaire : 0,04 µmol/mol de créatinine (médiane) (Leroyer A, 2010)

Toxicocinétique - Métabolisme

Il existe une mention de l'ACGIH et de la DFG signalant le risque de passage percutané pour certains composés.

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) constituent un groupe de plusieurs centaines de composés qui sont produits généralement par la combustion incomplète de matières organiques. Ce sont des mélanges complexes de composés, parmi lesquels certains hydrocarbures pentacycliques sont des cancérogènes connus, présents à des concentrations variables selon les sources d'émission. Ils peuvent être absorbés par voies inhalatoire, cutanée et digestive. En milieu professionnel, la principale voie d'exposition est respiratoire. L'importance de l'absorption dépend de la granulométrie, de la solubilité et de l'adsorption des HAP sur les particules aéroportées. L'exposition professionnelle par voie cutanée ne doit pas être écartée.

Les HAP sont biotransformés au niveau du foie de façon importante (cytochrome P 450) en différents (poly)-hydroxy-HAP secondairement glucuro ou sulfoconjugués. L'élimination est variable en fonction des voies d'absorption : principalement dans les fèces après ingestion (80 - 90 %) et dans les urines (15 à 20 %) après absorptions cutanée et/ou digestive.

L'excrétion urinaire du 1-hydroxypyrène (1-OHP) serait triphasique, avec des demi-vies d'élimination de 5 h, 22 h et 17 jours. Il peut y avoir accumulation au cours de la semaine de travail, avec un plateau atteint vers la 4^ème semaine.

Une faible fraction du benzo[a]pyrène (< 1 %) est éliminée sous forme de 3-hydroxybenzo(a)pyrène (3-OHB[a]P). La demi-vie urinaire est d'environ 9 heures. Le maximum d'excrétion du 3-OHB[a]P se situe en moyenne 16 heures après la fin de l'exposition (décalage par rapport au 1-OHP), quelle que soit la voie d'exposition. On peut estimer que la concentration du 3-OHB[a]P est ramenée au niveau de base environnemental 48 heures après le maximum d'excrétion, sauf pour des expositions extrêmement importantes.

Indicateurs biologiques d'exposition

Le maximum d'excrétion du 1-OHP apparaît entre 2,2 et 9,7 heures après ingestion, 1-2 heures après exposition par voie respiratoire et 10-15 heures après exposition par voie cutanée.

Le 1-OHP ne reflète que l'absorption du pyrène (HAP tétracyclique) et n'est pas représentatif de l'exposition aux hydrocarbures pentacycliques cancérogènes (comme le B[a]P). Cependant, le suivi du 1-OHP urinaire en complément de celui du 3-OHB[a]P est particulièrement intéressant car les variations entre les taux d'1-OHP urinaire de fin de poste et ceux de fin de poste plus 3 heures, permettent d'obtenir des informations sur les voies de pénétration.

Le dosage du 1-hydroxypyrène se fait sur les urines de fin de poste et fin de semaine de travail surtout des 2 derniers jours pour mesurer l'exposition de la semaine et sur les urines de début de poste en début de semaine de travail pour mesurer le niveau de base après 48 heures de non exposition ; l'idéal serait d'effectuer un dosage supplémentaire sur les urines recueillies 3 à 6 heures après l'arrêt de l'exposition car le pic d'excrétion apparaît souvent de façon retardée, surtout en cas d'exposition cutanée prédominante.

Le BEI de l'ACGIH est basé sur une relation avec des effets génotoxiques ; il doit être ajusté sur le ratio pyrène/B[a]P du mélange de HAP auquel le travailleur est exposé. Ce ratio est très variable non seulement selon le secteur d'activité mais aussi pour un même secteur (composition en HAP variable des mélanges utilisés). Le ratio retenu par défaut pour l'ACGIH est de 2,5 (estimation réaliste mais parfois conservatrice de l'exposition aux composés cancérogènes présents dans le mélange). Il est de 2,5 dans les cokeries, de 2 à 4 dans l'industrie de l'aluminium.

Une Biological monitoring guidance value (BMGV) de 4 µmol/mol de créatinine (soit 7,7 µg/g. de créatinine ou 10 µg/L) pour le 1-OHP urinaire en fin de poste et fin de semaine de travail, correspondant au 90^ème percentile dans différents secteurs, y compris l'industrie de l'aluminium, a été établie par le HSE.

Une valeur sans effet biologique de 1 µmol/mol de créatinine ou 2 µg/L est proposée pour le 1-OHP urinaire correspondant à un seuil sans effet cytogénétique retrouvé dans des situations professionnelles où le ratio pyrène/B[a]P est de 2,5 par défaut.

Les données de la littérature sur les concentrations médianes en 1-OHP urinaire en fonction du secteur d'activité sont répertoriées dans la rubrique "Questions-Réponses".

Le dosage du 3-hydroxybenzo[a]pyrène urinaire, métabolite du B[a]P, a été mis au point et validé par l'INRS ; ce marqueur est le plus représentatif des hydrocarbures aromatiques pentacycliques cancérogènes et serait à privilégier. Compte tenu du décalage moyen de 16 heures entre la fin d'exposition et le maximum d'excrétion du 3-OHB[a]P, il faut prélever en début de poste du deuxième jour d'exposition pour évaluer l'imprégnation due à l'exposition de la veille. Le dosage du 3-OHB[a]P se fait sur les urines de début de poste du 1^er jour de la semaine de travail pour mesurer le niveau de base après 48 heures de non exposition.

Pour la Commission allemande, lors d'une exposition au benzo[a]pyrène de l'ordre de 0,07 (0,35 et 0,7) µg/m³, les concentrations de 3-OHB[a]P urinaire avant le poste (après hydrolyse) sont de 0,7 (2 et 3,5) ng/g. de créatinine respectivement (valeur EKA).

Pour une exposition journalière en B[a]P atmosphérique de 150 ng/m³ (recommandation CNAM), l'INRS propose une valeur seuil de 0,35 nmol/mol de créatinine (0,83 ng/g. de créatinine) en début de poste au 2^ème jour. La valeur seuil proposée pour le début de poste du 5^ème jour, de 0,41 nmol/mol de créatinine (soit 0,97 ng/g. de créatinine), tient compte d'une accumulation éventuelle au cours de la semaine.

La valeur seuil pour le 3-OHB[a]P de 0,40 nmol/mol de créatinine (soit 0,95 ng/g. de créatinine) correspond à des concentrations de 1-OHP en fin de poste et fin de semaine de 0,7 à 2,4 µmol/mol de créatinine (soit 1,3 à 4,8 µg/g. de créatinine) variant en fonction du secteur d'activité et de l'activité au sein du secteur.

Trois moments de prélèvements sont recommandés :

- en début de poste après 48h sans exposition, pour évaluer la concentration résiduelle et le bruit de fond,

- en début de poste du 2^ème jour d'exposition, pour évaluer l'exposition de la journée précédente,

- en fin de poste du 5^ème jour, pour évaluer l'exposition cumulée.

Les données de la littérature sur les concentrations médianes en 3-OHB[a]P urinaire en fonction du secteur d'activité sont répertoriées dans la rubrique "Questions-Réponses".

Le dosage des hydroxyphénanthrènes (ou phénanthrols) urinaires (et en particulier du 9-hydroxyphénanthrène) en fin de poste et fin de semaine a également été proposé pour la surveillance des salariés exposés au phénanthrène (HAP tricyclique le plus volatile). Ces paramètres, influencés par le tabac et soumis à de larges variations individuelles, semblent bien corrélés à l’exposition au phénanthrène et aux HAP totaux, mais pas à l'exposition au B[a]P.
Pour des expositions professionnelles médianes au phénanthrène de l’ordre de 0,3 µg/m³ en cokerie en Chine, la moyenne géométrique des concentrations urinaires médianes en fin de poste du 9-OH phénanthrène est de l’ordre de 0,46 µmol/mol de créatinine (soit 0,79 µg/g. de créatinine).
Chez des salariés de cokerie en Pologne, les concentrations urinaires médianes de fin de poste de 9-OH phénanthrène sont de l’ordre de 1,7 µg/L (et de 19 µg/L pour la somme des 1, 2, 3, 4 et 9-OH phénanthrènes) ; dans ce secteur, les hydroxyphénanthrènes représentent près de 10 % des métabolites hydroxylés et les naphtols près de 60 %.

D'autres données de la littérature sur les concentrations médianes en hydroxyphénanthrènes urinaires en fonction du secteur d'activité sont répertoriées dans la rubrique "Questions-Réponses".

Le dosage des hydroxyfluorènes urinaires (et en particulier du 2-hydroxyfluorène) en fin de poste et fin de semaine a également été proposé pour la surveillance des salariés exposés au fluorène. Ces paramètres sont très influencés par le tabac. Ils semblent bien corrélés à l'exposition au fluorène et aux HAP totaux. Chez des salariés de cokerie en Pologne, les concentrations urinaires médianes de fin de poste de 2-hydroxyfluorène ont été de l’ordre de 28 µg/L (et de 40 µg/L pour la somme des 2- et 9-hydroxyfluorènes) ; dans ce secteur, les hydroxyfluorènes représentent près de 13 à 25 % des métabolites hydroxylés et les naphtols près de 60 %.

Les dosages du B[a]P urinaire lors d'exposition au B[a]P et du pyrène urinaire lors d'exposition au pyrène ont été proposés. Celui du pyrène urinaire ne présente pas d'intérêt comparé au 1-OHP urinaire, car très peu de pyrène urinaire inchangé est éliminé. Celui du B[a]P urinaire serait intéressant, mais les données sont encore peu nombreuses. Certains auteurs ont proposé le dosage des HAP eux-mêmes dans les urines de fin de poste, mais les données sont encore peu nombreuses et les variations individuelles semblent importantes.

Le dosage des adduits HAP totaux aux macromolécules a été proposé : ces marqueurs reflètent plutôt une imprégnation ancienne et non pas des variations récentes d'exposition. Ce dosage apparaît très sensible mais non spécifique d'un HAP particulier. De plus, comme pour les métabolites urinaires, la quantité d'adduits formés varie d'un individu à l'autre en fonction de l'alimentation, du tabagisme éventuel et de la différence d'inductibilité enzymatique due au polymorphisme génétique. La corrélation avec l'intensité de l'exposition n'est pas toujours bonne.

 

Voir également la fiche Benzo[a]pyrène.

Interférences - Interprétation

Dans l'interprétation des résultats on tiendra compte de l'exposition cutanée, de l'hygiène au poste de travail, de la charge de travail, de l'environnement et de certains médicaments (crème, shampoing au goudron) et surtout des HAP contenus dans l'alimentation (viandes grillées) dans les 24 heures précédent le prélèvement, et du tabac.

Le tabagisme augmente les concentrations urinaires des métabolites, principalement des naphtols et des pyrénols (1-OHP) mais également des hydroxyfluorènes et du 3-OHB[a]P. L'influence du tabac sur les concentrations urinaires du 1-OHP est d'environ 500 ng/L, voire 1 µg/L pour 30 cigarettes.

Dans l'interprétation des résultats, la prise en compte du ratio pyrène/B[a]P est importante ; si ce ratio est différent de 2,5 un ajustement est nécessaire.

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