Toxicité aiguë
De nombreuses études expérimentales sont disponibles et mettent en évidence une forte variabilité inter-espèce, les souris et les rats étant les moins sensibles au phosphate de tritolyle. À la suite d’une intoxication aiguë, les symptômes d’une intoxication aux organophosphorés sont observés, l’isomère ortho est le plus toxique.
Le mélange d’isomères est légèrement irritant pour la peau et ne provoque pas d’irritation oculaire. En ce qui concerne la sensibilisation, les résultats disponibles sont équivoques et ne permettent pas de conclure.
Par voie orale, les DL50 du mélange d'isomères sont comprises entre 5 190 et plus de 20 000 mg/kg chez le rat ; chez la souris, une DL50 de 3900 mg/kg a été déterminée. Concernant le TOCP, les DL50 chez le rat sont comprises entre 1160 et 8400 mg/kg. Aucune DL50 n'est disponible pour les autres isomères [4, 6].
Par inhalation, une concentration de 11 mg/L pendant 1 heure n'entraîne aucune mortalité chez les rats exposés ; seule une irritation pulmonaire est rapportée [5].
Par voie cutanée, une DL50 de 3 700 mg/kg a été déterminée chez des lapins, après une exposition à 0,5 mL de mélange d'isomères pendant 24 heures sous pansement occlusif [5].
Une neuropathie retardée aux organophosphorés (OPIDN) est mise en évidence, à la suite d'expositions au TOCP, chez de nombreuses espèces dont le rat, avec démyélinisation de la moelle épinière, du cervelet et axonopathie distale (neuropathie dite « dying-back ») [4, 15]. Les effets neurotoxiques sont consécutifs à l'inhibition irréversible de systèmes enzymatiques présents dans le système nerveux central, principalement l'estérase neurotoxique. Chez le rat, une dose unique de 290 à 3 480 mg/kg de TOCP inhibe fortement l'activité de cette enzyme dans la moelle épinière (> 72 % d'inhibition) et dans le cerveau (> 66 % d'inhibition), provoquant des dommages sévères de la moelle épinière chez plus de 90 % des animaux exposés [16].
Irritation, sensibilisation [5]
Le mélange d'isomères est à l'origine d'une légère irritation cutanée (0,5 mL sous pansement occlusif pendant 24 heures) et ne provoque pas d'irritation oculaire à la suite de l'instillation de 0,1 mL pendant 24 heures.
Un essai de stimulation locale des ganglions lymphatiques (LLNA) a été réalisé pour évaluer le potentiel sensibilisant. Des indices de stimulation supérieurs à 3 (limite pour classer une substance comme sensibilisant cutané) ont été calculés. Toutefois, aucune relation dose réponse n'étant observée, les auteurs de l'étude soulignent le caractère équivoque de la réponse obtenue et ne peuvent conclure sur le potentiel sensibilisant du phosphate de tritolyle (mélange d'isomères).
Toxicité subchronique, chronique
L’administration répétée de phosphate de tritolyle en mélange est à l’origine d’effets au niveau des systèmes lymphatique, gastro-intestinal et neurologique. Les plus fortes doses entraînent la mort des animaux exposés.
Des souris ont été exposées à 0 - 0,437 - 0,875 - 1,75 - 3,5 ou 7 % d'un mélange des trois isomères dans la nourriture, pendant 14 jours, dans le cadre d'une pré-étude destinée à déterminer les doses d'une étude principale. Aucun signe de toxicité n'est observé jusqu'à 0,875 % ; par contre, tous les animaux exposés aux doses supérieures présentent une piloérection, des tremblements, des diarrhées, et meurent avant la fin de l'étude [17]. Administré à de fortes doses (1450 - 2900 ou 5800 mg/kg pc/j) pendant 16 jours, chez des rats et des souris, par gavage, le mélange entraîne des nécroses au niveau des ganglions lymphatiques de la mâchoire, de la rate et du thymus et, aux doses inférieures, une diminution de la force de préhension des pattes arrières dès 360 mg/kg pc/j [18].
À la suite de l'administration d'un mélange d'isomères méta et para (respectivement 60 - 65 % et 35 - 40 %), à des rats, pendant 3 mois, aucun effet n'est rapporté, même à la plus forte dose testée (1000 mg/kg pc/j) [4]. Des rats exposés à 5000 mg/kg dans la nourriture, pendant 9 semaines, présentent une augmentation du poids moyen du foie ; à l'autopsie, une augmentation de la taille des hépatocytes est observée, ainsi qu'une vacuolisation du cytoplasme et une augmentation du nombre de cellules binucléées. De plus, quelques paramètres de biochimie clinique sont augmentés comme les protéines totales, l'urée ou le cholestérol [19].
Au cours d'une étude de 13 semaines, des rats et des souris ont été exposés à un mélange de phosphate de tritolyle (comprenant 21 % isomère méta et 4 % isomère para), administré par gavage ou dans la nourriture : les principaux résultats sont présentés dans le tableau II ci-dessous [18].
Des effets neurotoxiques apparaissent à la suite d'expositions répétées au TOCP. Ainsi, après exposition à 150 ou 300 mg/kg/j de TOCP, par gavage pendant 14 jours, les effets dose dépendants suivants sont rapportés : inhibition des activités de l'estérase neurotoxique dans l'hippocampe et des acétylcholinestérases, diminution de la force de préhension, axonopathie et dégénérescence des fibres nerveuses au niveau de la moelle épinière et des nerfs périphériques [20].
| | GAVAGE | NOURRITURE |
| | Doses (mg/kg pc/j) | Effets | Doses (mg/kg pc/j) | Effets |
| RATS | Dès 50 | Vacuolisation cytoplasmique dans le cortex des glandes surrénales (♂♀) Hypertrophie des cellules interstitielles ovariennes | Dès 55/65 | Vacuolisation cytoplasmique dans le cortex des glandes surrénales (♂♀) Hypertrophie des cellules interstitielles ovariennes et inflammation de l'interstitium |
| | 100 | - | 120/120 | - |
| | Dès 200 | Diminution du poids corporel (♂) | 220/230 | - |
| | Dès 400 | Atrophie des tubules séminifères | Dès 430/430 | Œdème rénal et nécrose des papilles rénales (♀) |
| | 800 | - | Dès 750/770 | Hypertrophie de l'hypophyse (♂) |
| SOURIS | Dès 50 | Vacuolisation cytoplasmique dans le cortex des glandes surrénales (♂♀) Hypertrophie des cellules interstitielles ovariennes | 45/65 | - |
| | Dès 100 | Dégénérescence de la moelle épinière cervicale (♂♀) | 110/130 | Vacuolisation cytoplasmique dans le cortex des glandes surrénales (♂♀) Hyperplasie de la vésicule biliaire (♂) |
| | Dès 200 | Diminution du poids corporel (♂) Diminution de la force de préhension des pattes arrière (♂) Dégénérescence du nerf sciatique (♂) | 180/230 | Hyperplasie de la vésicule biliaire (♀) Dégénérescence axonale (♀) |
| | Dès 400 | Diminution du poids corporel (♀) Dégénérescence du nerf sciatique (♀) | 380/530 | Dégénérescence axonale (♂) |
Tableau II. Principaux effets rapportés dans l'étude du NTP, chez le rat et la souris (« - » signifiant « aucun effet rapporté ») [18]
Effets génotoxiques [18]
Le phosphate de tritolyle ne montre pas de potentiel génotoxique.
Un test d’Ames a été réalisé : il ne montre pas d'effet mutagène. De même, le phosphate de tritolyle n'induit aucune aberration chromosomique ou échange de chromatides sœurs dans les cellules ovariennes de hamster, avec ou sans activation métabolique.
Effets cancérogènes [18]
Le phosphate de tritolyle ne présente pas de potentiel cancérogène.
Chez des rats et des souris, l'administration de 14 et 32 mg/kg pc/j de TOCP, en mélange alimentaire pendant 2 ans, ne met pas en évidence d'effet cancérogène.
Effets sur la reproduction
L’administration de phosphate de tritolyle à des rongeurs, sous forme de mélange, est à l’origine d’une toxicité testiculaire importante et irréversible. Chez les femelles, une inflammation et une hypertrophie des cellules interstitielles ovariennes sont rapportées.
En ce qui concerne le développement, une diminution du poids fœtal et un retard d’ossification sont rapportés chez les nouveau-nés, en présence de toxicité maternelle modérée.
Fertilité
Des rats ont été exposés à 10 - 25 - 50 - 75 ou 100 mg de TOCP/kg de nourriture pendant 63 jours. Dès 25 mg/kg, des effets sur les testicules et les spermatozoïdes sont observés : diminution de la motilité et de la densité spermatique, augmentation du nombre de spermatozoïdes anormaux, augmentation du nombre de cellules germinales immatures et de cellules géantes multinucléées [21]. Chez des rats exposés à 150 mg/kg pc/j, la toxicité testiculaire apparaît 10 jours après le début de l'exposition et est irréversible [22].
Chez la souris, des effets similaires ont été observés. À la suite d'une exposition à 100 mg/kg pc/j de TOCP pendant 14 jours, une diminution de la densité spermatique dans l'épididyme et une inhibition de l'activité de l'estérase neurotoxique dans les testicules sont rapportées ; la sévérité de ces effets augmente de manière dose dépendante (200 ou 400 mg/kg pc/j). À partir de 200 mg/kg pc/j, la structure histologique des tubules séminifères est perturbée : l'épithélium germinal est détruit et le nombre de cellules germinales diminue [23].
Les études réalisées sur le mélange d'isomères confirment les effets sur la reproduction, chez le rat et la souris. Ainsi, des rats mâles ont été exposés quotidiennement à 0 - 100 ou 200 mg/kg pc, par gavage pendant 56 jours, et les femelles à 0 - 200 ou 400 mg/kg pc, 14 jours avant l'accouplement et jusqu'à la lactation (mélange contenant moins de 9 % de TOCP). Chez les mâles, une diminution de la motilité spermatique et de leur concentration et une hypospermie ont été rapportées, de même qu'une augmentation dépendante de la dose du nombre de spermatozoïdes anormaux. Les autopsies ont révélé une nécrose et dégénérescence au niveau des testicules et l'apparition de granulomes dans les tubules séminifères. Le nombre de nouveau-nés vivants diminue avec la dose et à la plus forte dose testée, une diminution de la taille des portées est observée. Au niveau histologique, les ovaires présentent une altération des cellules interstitielles et une augmentation du nombre de follicules et de corps jaune [24]. Des souris ont été exposées à 0 - 0,5 - 1 ou 2 g/kg de mélange d'isomères dans l'aliment (20 % isomère méta, 4 % isomère para et moins de 0,1 % isomère ortho), pendant 98 jours. Le nombre de portées et de nouveau-nés vivants, ainsi que leur poids, diminue chez les animaux exposés à la plus forte dose. Chez les parents, les mâles présentent une atrophie des tubules séminifères et une diminution du poids des testicules et de l'épididyme ; aucun effet n'est rapporté chez les mères [17].
Développement
Des rats ont été exposés à 87,5 - 175 ou 350 mg/kg pc/j de TOCP, du 6e au 18e jour de gestation. Aucune toxicité ou mortalité n'a été rapportée pour les deux plus faibles doses, en revanche une forte mortalité maternelle a été observée à 350 mg/kg pc/j. Chez les fœtus, les taux de malformations trop faibles n'ont pas permis la réalisation de tests statistiques (5 fœtus sur 566 examinés présentaient des malformations majeures) ; les fréquences de variations squelettiques ou viscérales ne sont pas différentes entre les groupes traités et les témoins [25].
À la suite d'une exposition par gavage à 20 - 100 - 400 ou 750 mg/kg pc/j du mélange d'isomères, pendant toute la gestation, les femelles rats présentent une augmentation de la salivation à 100 mg/kg pc/j et, aux plus fortes doses, une dégradation de l'état général et une diminution du poids corporel. Une diminution du poids fœtal est rapportée pour toutes les doses, ainsi qu'un retard d'ossification à 750 mg/kg pc/j [5].
