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definition. modèle classique. modèle physiologique. Exemple de modèles toxicocinétiques

1. Definition

Les modèles toxicocinétiques décrivent le devenir des substances toxiques dans un organisme vivant au cours du temps. Ce devenir est déterminé par divers processus :

• d'absorption
• de distribution,
• de métabolisme,
• d'élimination.

2.Les modèles "toxicocinétiques classiques"

Les modèles "toxicocinétiques classiques" sont représentés par différents compartiments interconnectés qui n'ont pas de signification anatomique. Chaque compartiment représente un agrégat de plusieurs organes et n'est pas nécessairement lié à une réalité physiologique. Le regroupement de ces organes peut être basé sur des critères de distribution. Les relations entre ces divers compartiments peuvent être modélisées par un système d'équations différentielles. La figure suivante illustre un modèle classique comprenant deux compartiments : un compartiment central et un compartiment périphérique. Chaque flèche représente les échanges entre deux compartiments ou entre un compartiment et l'extérieur.

3. Les modèles "toxicocinétiques physiologiques" ( PBPK )

Contrairement aux modèles classiques, les modèles physiologiques reposent sur une réalité biologique. Le corps est modélisé comme un ensemble de compartiments qui sont regroupés pour des raisons physiologiques. Les interconnexions entre ces différents compartiments représentent les échanges sanguins entre les différents organes. Le transport des substances peut être modélisé par un système d'équations différentielles liant principalement la quantité ou la concentration de substance dans les différents organes, le flux sanguin, le volume des organes, les coefficients de partage ou encore le taux de ventilation. La représentation des organes dans un tel modèle n'est pas nécessairement exhaustive, elle dépend de la substance étudiée et des organes cibles ou jouant un rôle dans le métabolisme ou le stockage de la substance. Ce type de modèle présente des avantages. En particulier, il permet de répondre à des problèmes d'extrapolation (inter-dose, inter-espèce, inter-groupes de sujets) et de prendre en compte les spécificités liées à des organes précis. Un exemple de modèle PBPK est donné sur la figure suivante, il comprend 4 compartiments.

4. Exemple de modèles toxicocinétiques.

Plusieurs modèles toxicocinétiques ont été développés pour différents agents toxiques. Les modèles proposés concernent :

• la toxicocinétique de la 2,3,7,8-tétrachloro-p-dioxine.
• la toxicocinétique du styrène.

Des simulations peuvent être faites pour évaluer la concentration de ces substances dans les différents compartiments de ces modèles.