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Toluène

Fiche toxicologique n° 74

Sommaire de la fiche

Édition : Juillet 2021

Pathologie - Toxicologie

  • Toxicocinétique - Métabolisme [3, 20]

    Le toluène suit un métabolisme comparable chez l’homme et l’animal : il est bien absorbé par les tractus gastro-intes­tinal et respiratoire et, à un degré moindre, par voie cuta­née ; il se distribue dans les tissus riches en lipides, en particulier le cerveau ; il est éliminé tel quel dans l’air expiré et, après transformation, dans l’urine, majoritairement sous forme d’acide hippurique.

    Chez l'animal
    Absorption

    Chez l'homme et l'animal, l'absorption respiratoire est rapide, le toluène apparaît dans le sang après 10 à 15 minutes d'exposition, avec une forte corrélation, pen­dant et après l'exposition, entre la concentration alvéo­laire et la concentration sanguine. L'absorption (environ 50 % de la concentration) est fortement influencée par le taux de ventilation pulmonaire. Chez le rat, les pics san­guin et cérébral sont atteints après 53 et 58 minutes respectivement.

    Le toluène est absorbé complètement par le tractus gas­tro-intestinal de l'homme et du rat avec, chez ce dernier, une vitesse inférieure à l'absorption pulmonaire : le pic sanguin est atteint après 2 heures.

    Il est absorbé lentement à travers la peau humaine (14 à 23 mg/cm2/h) avec des variations individuelles impor­tantes. Chez l'animal, le taux de pénétration cutanée est faible pour le toluène liquide et pratiquement inexistant pour la forme vapeur (4,6 µg/cm2/h pour la souris nude exposée à 1000 ppm). Sur la peau de rat, in vitro, la péné­tration est de 0,78 µg/cm2/min.

    Distribution

    Dans le sang, le toluène est réparti entre les globules rouges, où il est fixé à l'hémoglobine, et le sérum avec une parti­tion 1 :1 chez l'homme et 1 :2 chez le rat.

    Le toluène se distribue dans les tissus riches en lipides et fortement vascularisés comme le cerveau, en particulier la matière blanche, la moelle osseuse, la moelle épinière, le foie, le tissu adipeux et les reins. La concentration dans le cerveau semble plus importante que dans le sang ; le tissu adipeux joue le rôle de réservoir. Le toluène passe aisé­ment la barrière placentaire du rat, sa concentration dans le fœtus est environ 75 % de celle du sang maternel. Il est secrété dans le lait maternel chez l'homme et l'animal.

    Métabolisme

    Le toluène (80 % de la dose absorbée) est oxydé dans le foie par les monooxygénases à cytochrome P450 (CYP2E1, CYP2B6, CYP2C8, CYP1A2, et CYP1A1), en alcool benzylique, benzaldéhyde puis acide benzoïque qui est conju­gué avec la glycine, pour former l'acide hippurique (83 - 94 % des métabolites urinaires), ou avec l'acide glucuronique, pour former le benzylglucuronide (3 à 9 % des métabolites urinaires). Une faible partie (environ 1 %) est oxydée en ortho-, méta-, et para-crésol qui sont conjugués avec des sulfates ou l'acide glucuronique (voir figure 1). Les acides S-benzylmercapturique et S-p-toluylmercapturique sont des métabolites urinaires mineurs, identifiés chez l'homme.

    Le toluène, à partir de 1000 ppm chez le rat, est inducteur des enzymes hépatiques à cytochrome P450 de son propre métabolisme.

    Schéma métabolique

    Excrétion

    Chez l'homme, l'élimination sanguine du toluène suit une courbe triphasique avec des demi-vies d'environ 2 min, 30 min et 3,5 h. L'exposition à de fortes concen­trations provoque l'apparition d'une 4e phase, de demi-vie de 20 à 90 heures, qui correspondrait à l'élimination du toluène stocké dans les tissus adipeux. Chez le rat, la courbe d'élimination sanguine est biphasique avec des demi-vies de 6 et 90 minutes. L'élimination du toluène stocké dans les tissus adipeux est beaucoup plus rapide que chez l'Homme.

    Chez l'homme comme chez l'animal, le toluène est éli­miné dans l'air expiré sous forme inchangée (10 - 20 %) et dans l'urine (80 %) sous forme métabolisée (acide hippu­rique (60 - 70 %), benzoylglucuronide (10 - 20 %), acides mercapturiques ou crésols conjugués). Une très faible quantité (0,06 %) du toluène absorbé par inhalation est éliminée sous forme inchangée dans l'urine.

    Chez le rat, exposé par inhalation, une petite quantité (< 2 %) de la dose absorbée est éliminée par la bile dans les intestins où elle est réabsorbée ; de ce fait, les fèces ne contiennent que des quantités négligeables de toluène ou de ses métabolites.

    L'alcool éthylique inhibe la majorité des voies métabo­liques du toluène, provoquant une diminution de l'excré­tion d'acide hippurique et une augmentation de l'élimination de toluène inchangé dans l'air exhalé. Une coexposition toluène/xylène provoque, par compétition métabolique, une augmentation des concentrations san­guines et cérébrales de toluène.

    Surveillance Biologique de l'exposition

    Les dosages de toluène urinaire en fin de poste de travail et de toluène sanguin en début de poste et fin de semaine peuvent être utilisés pour évaluer l’exposition respectivement de la journée et de la semaine de travail. Ces indicateurs sont spécifiques de l'exposition au toluène, bien corrélés aux concentrations atmosphériques (le toluène urinaire présente une bonne corrélation même pour des expositions inférieures à 5 ppm). Des précautions doivent être prises pour éviter une contamination externe de l'échantillon.

    Le dosage de l'ortho-crésol urinaire en fin de poste et fin de semaine peut également être proposé pour évaluer l’exposition de la semaine de travail. La corrélation avec les concentrations atmosphériques de toluène est moyenne en dessous de 8 ppm.

    Les valeurs limites biologiques (VLB) proposées par l'Anses pour ces trois indicateurs sont basées sur une exposition à la VLEP-8h de 20 ppm. D’autres organismes ont également établi des valeurs biologiques d’interprétation professionnelles [21].

    Par ailleurs, des valeurs biologiques de référence (VBR) correspondant au 95e percentile des valeurs retrouvées en population générale sont proposées par l’Anses pour ces indicateurs [21].

    Plusieurs facteurs sont susceptibles d'interférer avec le métabolisme du toluène : la co-exposition à certains solvants à fortes doses (styrène, benzène, xylènes, trichloroéthylène) et la consommation d'alcool concomitante à l'exposition inhibent le métabolisme du toluène, la consommation chronique d'alcool induit son métabolisme. La prise de certains médicaments (paracétamol) peut augmenter la concentration sanguine de toluène. L'activité physique augmente l’absorption de toluène et les concentrations des trois indicateurs cités ci-dessus.

  • Toxicité expérimentale
  • Toxicité sur l’Homme [21, 28, 34]
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