Toxicité expérimentale
La cyclohexylamine est le métabolite principal des cyclamates, édulcorants alimentaires ; aussi, de nombreuses recherches ont été entreprises dans le cadre de l'étude de la toxicité des cyclamates.
Toxicité aiguë [1]
La cyclohexylamine est corrosive pour la peau et les yeux et irritante pour les voies respiratoires. Outre ses effets sur les muqueuses, elle agit aussi sur le système cardiovasculaire des animaux.
La DL50 par voie orale est de 432 mg/kg pc chez le rat et de 200 à 400 mg/kg chez la souris. Aucun détail sur les effets n’est disponible.
La DL50 par voie percutanée est comprise entre 631 et 1000 mg/kg pc chez le lapin (application sous pansement semi-occlusif pendant 24 heures). Les lapins présentaient une diminution de l’appétit et de l’activité, une faiblesse importante et des pertes de connaissance.
Par inhalation, la CL50 est de 1 850 ppm (environ 7511 mg/m3) chez le rat et 264 ppm (environ 1072 mg/m3) chez la souris (durées d'exposition non précisées). Chez le rat, les animaux morts présentaient tous une alopécie et des lésions au niveau du nez, des poumons et de la vessie. Les rats exposés à des vapeurs de cyclohexylamine de l’ordre de 50 ppm (4 heures) ont développé des atteintes respiratoires réversibles et une irritation. Pour les concentrations supérieures à 500 ppm (4 heures), les symptômes suivants ont été rapportés : dyspnée, halètement, tremblements, fermeture plus ou moins complète des yeux, larmoiement, opacité de la cornée et ulcération des yeux, écoulement nasal et perte de poids marquée.
Des expositions aiguës à la cyclohexylamine (mais sans aucune information disponible concernant les conditions expérimentales) sont à l’origine d’une irritation extrême des muqueuses, d’un halètement, d’hémorragies pulmonaires, d’une opacification des cornées, de tremblements, d’agitation et de spasmes cloniques des muscles, d’une hémolyse et de lésions vasculaires [20].
La cyclohexylamine se comporte comme un agent sympathomimétique indirect dont les principaux effets sont cardiovasculaires. Par voie intraveineuse chez le chien et le chat anesthésiés (de 0,4 à 5 mg/kg pc), elle induit une hypertension artérielle suivie d'un effet chronotrope positif avec vasoconstriction périphérique. Par voie orale, elle produit des effets identiques mais à des doses supérieures (entre 10 et 15 mg/kg pc pour le chat). Chez l'animal vigile, l'hypertension artérielle est suivie d'une bradycardie réflexe.
Irritation, sensibilisation
La cyclohexylamine est corrosive pour la peau du lapin (20 mg), avec une cicatrisation en 2 à 4 semaines, et la peau du cobaye (substance non diluée, 24 heures sous patch occlusif : œdème, nécrose, escarre).
Elle induit des brûlures oculaires sévères chez le lapin (1 goutte, solution 1 %), une opacification de la cornée et une destruction complète de l’œil (1 goutte, solution 50 %). L'opacification cornéenne apparaît aussi par inhalation (vapeurs, 800 ppm, 7 h/j, 5 j/semaine).
Par inhalation, la cyclohexylamine provoque chez la souris une irritation des voies aériennes supérieures mise en évidence par une bradypnée dépendante de la concentration (RD50 = 27-51 ppm), sans modification du volume respiratoire courant ; l'effet maximal est atteint durant les dix premières minutes d'exposition [21, 22].
Aucune donnée exploitable n’est disponible concernant le potentiel sensibilisant de cette substance ; des données non publiées ne mettent en évidence aucun potentiel de sensibilisation cutanée (solution de 1 %, cochon d’Inde) [9].
Toxicité subchronique, chronique [16, 17]
Les principaux effets d’une exposition répétée par inhalation se situent au niveau respiratoire et oculaire et sont liés à son caractère fortement irritant. Quelques atteintes systémiques ont été rapportées (au niveau du sang, du foie ou des reins notamment) mais très peu documentées. Par voie orale, aucune toxicité intrinsèque n’a été observée.
Par voie orale, aucune donnée n’est disponible avec la cyclohexylamine : seules des études réalisées avec du chlorhydrate de cyclohexylamine sont disponibles dans la littérature. Chez le rat, son administration pendant 2 ans (doses équivalentes à 0-15-50-100 ou 150 mg/kg pc cyclohexylamine/j) n’a entrainé aucun effet néfaste ; seule une diminution de la prise de nourriture est notée à la plus forte dose, en raison de sa faible appétence.
Chez la souris, aucun effet toxique n'a été observé pour des doses allant jusqu'à 300 mg/kg/j dans la nourriture pendant 80 semaines, à l'exception de modifications hépatiques mineures (vacuolisation cellulaire ou polyploïdie) chez les femelles.
Contrairement à ce qui est observé en toxicité aiguë, aucun effet cardio-vasculaire n'a été observé après administration chronique de cyclohexylamine.
Suite à des expositions répétées par inhalation, la majorité des effets observés au niveau respiratoire et oculaire sont liés au caractère fortement irritant de la substance. Toutefois, quelques atteintes systémiques ont été rapportées chez des rats exposés soit à 25 ppm (4 h/j, pendant 5 mois) soit à 170 ppm (2 h/j, pendant 2 mois), mais non suffisamment détaillées pour pouvoir estimer leur sévérité :
- à 25 ppm, prise de poids après 3 mois, augmentation du poids des reins, diminution de la température corporelle, de la fréquence respiratoire et de la consommation d’oxygène, augmentation du nombre de neutrophiles et de leucocytes mais aucun signe d’hémosidérose ;
- à 170 ppm, perte de poids, diminution progressive de la température corporelle et de la fréquence respiratoire, augmentation du poids du cœur et des reins, atteintes hématologiques (diminution de l’hémoglobine et des érythrocytes, augmentation des réticulocytes), dépôt d’hémosidérine dans le foie, la rate et les poumons, modifications histologiques au niveau de la thyroïde (allongement des follicules).
Effets génotoxiques [16, 17]
La cyclohexylamine n'est pas génotoxique dans la majorité des tests pratiqués in vitro ou in vivo.
In vitro
La cyclohexylamine est non mutagène dans le test d'Ames et les autres tests bactériens et chez la drosophile dans les tests de létalité liée au sexe.
Des résultats divergents ont été obtenus dans les études cytogénétiques, avec 4 tests sur 5 donnant des résultats positifs dans les leucocytes humains et les fibroblastes de hamster chinois. La cyclohexylamine est à l’origine d’une légère augmentation de la fréquence des lacunes et/ou des cassures qui pourrait être le reflet d'une toxicité non spécifique ; aucune augmentation du taux de translocations n'a été mise en évidence. Des échanges de chromatides sœurs ont aussi été rapportés dans les cellules ovariennes de hamster chinois et dans les lymphocytes humains (à 10 et 100 µg/mL).
In vivo
Dans la majorité des tests (5 sur 8), aucune induction de micronoyaux n’est rapportée dans les cellules de moelle osseuse ou les leucocytes de rats et de hamster chinois.
Les études cytogénétiques in vivo sur les cellules germinales (de rat, souris, et hamster chinois) et les tests de létalité dominante (chez la souris, jusqu’à 100 mg/kg pc) sont majoritairement négatifs. La cyclohexylamine n'induirait donc pas de lésion génétique héritable.
Effets cancérogènes [17, 23]
Deux dérivés de la cyclohexylamine (sulfate et chlorhydrate) ne sont pas cancérogènes dans les tests pratiqués chez l'animal.
Aucune tumeur n'a été observée chez le rat (jusqu'à la dose de 0,6 %, soit environ 300 mg/kg/j de chlorhydrate de cyclohexylamine dans la nourriture, pendant 2 ans), la souris (0,5 %, soit environ 1000 mg/kg/j de sulfate de cyclohexylamine dans la nourriture, pendant 21 mois sur trois générations) ou le chien (sulfate de cyclohexylamine dans la nourriture, 15 mg/kg/j pendant 4 ans puis 150 mg/kg/j pendant 6 ans).
Effets sur la reproduction [17, 24, 25]
La cyclohexylamine agit principalement sur les testicules ; elle est foetotoxique aux doses nocives pour les mères, mais pas tératogène.
Fertilité
Chez le rat, l'organe cible majeur est le testicule (baisse de poids, diminution du comptage et de la mobilité spermatiques) ; les effets apparaissent à 400 mg/kg pc/j de cyclohexylamine (chlorhydrate de cyclohexylamine en mélange dans la nourriture, pendant 1 à 13 semaines). Parallèlement, la croissance pondérale et la prise de nourriture des mâles ont été diminuées significativement tout au long de l’étude. Histologiquement, on observe une atrophie testiculaire avec dégénérescence de l'épithélium des tubes séminifères et une forte réduction ou une absence complète de spermatogenèse dans certains des tubes atteints ; dans les tubes non affectés, la spermatogenèse est normale. Les animaux ayant une lésion testiculaire prononcée présentent au niveau de l'épididyme une vacuolisation des cellules de Sertoli, une réduction marquée du nombre des spermatozoïdes et une augmentation des cellules germinales exfoliées et de débris ; il n'y a pas d'anomalie du cordon spermatique [26]. A des doses comparables, d’autres auteurs observent une absence totale de spermatozoïdes mobiles et une augmentation du nombre de spermatozoïdes sans tête [27]. Une étude plus ancienne a mis en évidence une diminution de la spermatogenèse et une atrophie des testicules en lien avec la dose, à partir de 143 mg/kg pc/j de cyclohexylamine (0-30-143-468 mg/kg pc/j, sous forme de chlorhydrate de cyclohexylamine en mélange dans la nourriture pendant 90 jours) [28]. La prolongation de l'exposition à 2 ans n'augmente pas l'intensité de la lésion testiculaire [29].
Toujours chez le rat, des doses de 50 et 150 mg/kg pc/j de cyclohexylamine (sous forme de chlorhydrate en mélange dans la nourriture, 5 générations, exposition en continu) augmentent l’incidence des atrophies testiculaires et baissent la fertilité (aux 4e et 5e générations). A 150 mg/kg pc/j, une baisse de croissance pondérale des femelles est associée à une diminution de la prise de nourriture, en lien avec la palatabilité des aliments [30].
Une diminution du comptage spermatique et une augmentation du nombre de spermatozoïdes anormaux sont également montrées chez le chien (gavage, 250 mg/kg/j, 9 semaines) ; ces effets sont réversibles après une période de 13 semaines sans traitement [31]. Aucun effet sur les concentrations hormonales (LH et testostérone sériques) ou le poids des testicules n’est détecté. Une analyse de la spermatogénèse a permis de montrer que la cyclohexylamine exerce une action ciblée sur certains stades de développement des spermatocytes et des spermatides.
Chez la souris, aucun effet testiculaire n’est observé pour des doses allant jusqu'à 300 mg/kg/j dans la nourriture pendant 80 semaines.
Chez le rat, une dose orale de 178 mg/kg/j de sulfate de cyclohexylamine (gavage, 0-22-44-89-178 mg/kg/j, avant l’accouplement puis pendant la gestation et la lactation) diminue le nombre de mâles fertiles au premier accouplement, mais ne modifie pas la fertilité des femelles ; aucun effet n'est observé sur la viabilité embryonnaire ou le nombre de résorptions, la taille et le poids de la portée, la viabilité et la prise de poids postnatales [24]. Injectée par voie intra-péritonéale chez le rat mâle (100 ou 300 mg/kg), la cyclohexylamine induit une baisse de fertilité (35 % des ovules ne sont pas fécondés).
Développement
Au cours d’une étude multi-générationnelle, aucun effet sur le développement pré- ou post-natal n’est rapporté chez les rats recevant jusqu’à 150 mg/kg pc/j de cyclohexylamine (sous forme de chlorhydrate en mélange dans la nourriture, 5 générations). Seule une augmentation des pertes post-implantatoires à la 4e génération est observée à cette dose, mais rapportée aussi dans le groupe témoin [30].
Lorsque la cyclohexylamine est administrée du 6e eu 15e jour de gestation, une diminution du poids fœtal et du poids du placenta est rapportée à 100 mg/kg pc/j de cyclohexylamine (rat, 0-10-30-100 mg/kg pc/j, dans l’eau de boisson). Ces effets sont en lien avec la diminution du poids des mères, provoquée par l’inappétence pour la substance. Chez la souris, dans les mêmes conditions, la plus forte dose d’exposition entraine une augmentation significative des résorptions [32].
Les études in vivo sur plusieurs espèces n'ont pas montré d'effet tératogène lié à l'administration de cyclohexylamine.
