Toxicité aiguë [1, 11]
Quelle que soit la voie d’exposition, les signes observés sont essentiellement irritatifs et neurologiques, avec des atteintes hépatiques, rénales et spléniques à l’histologie. Sous forme liquide, c’est un irritant oculaire sévère. Elle n’est pas irritante pour la peau du lapin ou du rat.
La CL50 d'un aérosol de 1-vinyl-2-pyrrolidone est de 3070 mg/m3 (667 ppm) chez le rat, pour une exposition de 4 heures. Cependant, un certain nombre d'espèces (chat, lapin, cobaye, rat, souris) ne présentent qu'une irritation locale sans létalité pour une concentration équivalente (3700 mg/m3 soit 804 ppm, 6 à 8 heures) si la 1-vinyl-2-pyrrolidone est sous forme vapeur.
La DL50 orale se situe aux environs de 1000 mg/kg chez le rat et la souris.
La DL50 cutanée est de 1043 - 4127 mg/kg chez le rat et 560 mg/kg chez le lapin [12].
Les signes cliniques, quelle que soit la voie d'exposition, sont des signes d'irritation (larmoiements, sécrétions nasales, yeux rouges), d'atteinte du système nerveux central (apathie, ataxie, atonie, prostration) et une modification de la fréquence respiratoire.
Les modifications histopathologiques ne sont visibles que chez les animaux morts en cours d'expérimentation. L'autopsie révèle une irritation des membranes muqueuses du tractus gastro-intestinal ou respiratoire, selon la voie d'exposition et une décoloration du foie, des reins et de la rate, quelle que soit la voie d'exposition.
La 1-vinyl-2-pyrrolidone n'est pas irritante pour la peau du lapin ou du rat. Sous forme liquide, c'est un irritant sévère pour les yeux, mais aucune irritation oculaire n'a été observée après exposition aux vapeurs de 1-vinyl-2-pyrrolidone (20 ppm).
La 1-vinyl-2-pyrrolidone n'est pas sensibilisante pour le cobaye dans le test de Buehler.
Toxicité subchronique, chronique [1, 13]
Chez le rat et la souris, l’exposition prolongée à des vapeurs peut entraîner des anomalies biologiques hépatiques et hématologiques. Des atteintes hépatiques et de l’épithélium nasal sont observées à l’histologie ; leur sévérité dépend de la dose et de la durée d’exposition. Chez le rat et la souris, l’exposition à des aérosols provoque une irritation de la cavité nasale et de la trachée et une hépatotoxicité.
Après exposition à des vapeurs de 1-vinyl-2-pyrrolidone pendant 1 semaine, une mortalité apparaît dès 120 ppm chez le rat et 45 ppm chez la souris.
De nombreuses études ont été réalisées chez le rat et la souris, exposés à des vapeurs de 1-vinyl-2-pyrrolidone, à des concentrations allant de 5 à 45 ppm et pendant des durées de 1, 3, 6 semaines et/ou 3, 6, 12 mois. Les symptômes cliniques observés sont une légère baisse de la prise de poids, en fonction de la dose, pendant les premières semaines uniquement. Il n'y a pas de lésion oculaire. Les tests biochimiques sanguins montrent une dysprotéinémie dès 5 ppm (principalement par baisse des globulines), une augmentation des marqueurs de toxicité hépatique (activités alanine et aspartate aminotransférases, phosphatases alcalines, activité y-glutamyl-transpeptidase), et du cholestérol sérique, une augmentation de la quantité de glutathion réduit dans les homogénats de foie. Les tests hématologiques montrent une augmentation des plaquettes, une anisocystose et une augmentation des leucocytes (processus inflammatoire persistant).
Il n'y a pas de modification des paramètres urinaires. Les examens anatomopathologiques révèlent deux cibles : le foie et la cavité nasale. Le foie est décoloré, avec une nécrobiose centrolobulaire et une infiltration graisseuse modérée, accompagnées dans certaines cellules de modifications dégénératives du noyau. Les cellules modifiées apparaissent dès 5 ppm ; leur nombre est fonction de la dose. Après 24 mois d'exposition, on observe, dans les foyers décolorés, une hyperplasie hépatocytaire, des cellules éosinophiles et une hépatite spongoïde. Au niveau de la cavité nasale, on note dès 5 ppm une atrophie focale de l'épithélium, une hyperplasie focale des cellules basales situées sous l'épithélium olfactif et sous l'épithélium respiratoire et une inflammation muco-purulente. L'incidence et la sévérité des lésions sont liées à la dose et au temps d'exposition. Ces lésions persistent au moins 6 mois après l'arrêt de l'exposition.
Sous forme d'aérosol, la 1-vinyl-2-pyrrolidone provoque, chez le rat, une irritation de la cavité nasale et de la trachée, mais paraît moins toxique pour le foie que sous forme vapeur. Contrairement au rat et à la souris, très peu de modifications ont été relevées chez le hamster (45 ppm, 3 mois). L'effet majeur de la 1-vinyl-2-pyrrolidone par voie orale chez le rat est une baisse de la prise de nourriture et d'eau, probablement due à une inflammation du palais. Bien que des signes de dysprotéinémie soient présents à des doses relativement faibles (à partir de 10 mg/kg/j), aucun autre paramètre biochimique ou hématologique n'est modifié ; des modifications dégénératives ne sont observées dans le foie qu'avec des doses de 100 mg/kg/j par gavage. Une NOAEL (dose sans effet toxique observé) de 3,6 mg/kg/j a été établie après administration dans l'eau de boisson et de 60 mg/kg/j par gavage. Les effets, bien moins sévères par voie orale que par inhalation, pourraient être le reflet de l'hydrolyse acide stomacale, avant absorption, d'une portion substantielle de la dose ingérée.
Effets génotoxiques [1, 14, 15]
Les tests réalisés in vitro et in vivo sont négatifs.
La 1-vinyl-2-pyrrolidone n'est pas mutagène. Les résultats de nombreux tests in vitro sont négatifs, avec et sans activation métabolique : test d’Ames sur S. typhimurium, mutation sur lymphome de souris, test cytogénétique sur lymphocytes humains et synthèse non programmée d’ADN sur hépatocytes de rat.
In vivo, elle n'induit ni létalité récessive liée au sexe chez la drosophile ni présence de micronoyaux dans la moelle osseuse de souris.
Effets cancérogènes [1, 13, 16]
Les études par voie inhalatoire chez le rat montrent un effet cancérogène hépatique, sur la cavité nasale et le larynx.
In vitro, la 1-vinyl-2-pyrrolidone n'induit pas la transformation des cellules Balb 3T3 de souris.
In vivo, avec ou sans stabilisateur, elle est cancérogène par inhalation chez le rat (0, 5, 10, 20 ppm, 6 h/j, 24 mois). Elle provoque des tumeurs du foie, de la cavité nasale et du larynx. La carcinogénicité n'a pas été testée chez d'autres espèces ni par d'autres voies.
Dans le foie, elle induit des hépatocarcinomes en fonction de la dose, à partir de 5 ppm pour des expositions d'au moins 18 mois ; après une exposition limitée de 3 mois à 45 ppm, des anomalies hépatiques, visibles microscopiquement et aboutissant à des tumeurs, sont observées.
Dans la cavité nasale, elle induit, en fonction de la dose, dès 5 ppm, des adénomes issus de l'épithélium respiratoire et des glandes sous muqueuses, et, à partir de 10 ppm, des adénocarcinomes issus de l'épithélium olfactif et des glandes sous muqueuses.
Dans le larynx, on observe des carcinomes à cellules squameuses à partir de 20 ppm.
Effets sur la reproduction [13]
Les données observées lors d’études à long terme chez le rat ou la souris ne montrent pas d’effet sur les organes reproducteurs.
Il n'y a pas d'étude de l'effet de la 1-vinyl-2-pyrrolidone sur la reproduction. Dans les études à long terme, elle n'a pas occasionné de modification des organes reproducteurs du rat (45 ppm, 3 mois ou 20 ppm, 2 ans par inhalation ; 100 mg/kg, 3 mois par gavage) ou de la souris (45 ppm, 3 mois).
