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Intérêt des cheveux dans l'analyse toxicologique

Dans les années 1960 et 1970, l’analyse capillaire a été utilisée pour évaluer l’exposition à des métaux lourds toxiques tels que l’arsenic, le plomb ou le mercure. Ceci a été réalisé en utilisant la spectroscopie d’absorption atomique, ce qui a permis une détection de l’ordre du nanogramme.

A cette époque, l’examen des cheveux pour les substances organiques, en particulier les médicaments, n’était pas possible parce que les méthodes d’analyse n’étaient pas assez sensibles. L’examen au moyen de substances marquées par des isotopes radioactifs, toutefois établi a révélé que ces substances peuvent se déplacer à partir du sang sur les cheveux où elles seront déposées. Dix ans après ces premières investigations, il a été possible de démontrer la présence de divers médicaments organiques dans les cheveux au moyen de dosage radio-immunologique (RIA). En 1979, Baumgartner et al. a publié le premier rapport sur la détection de la morphine dans les cheveux d’héroïnomanes en utilisant la technique RIA. Ils a constaté que les différences dans la concentration de morphine le long de la tige du cheveu corrélait avec le moment de la consommation de drogue.

Aujourd’hui, chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) est la méthode de choix pour l’analyse des cheveux, une technologie couramment utilisée pour expliquer l’exposition répétitive au médicament dans la les sciences médico-légales,  la médecine du travail, la toxicologie clinique et, plus récemment, dans les sports .

L’avantage pratique majeur de l’analyse capillaire par rapport à l’urine ou des tests sanguins pour les médicaments c’est qu’elle offre une plus grande fenêtre de surveillance (semaines ou mois, en fonction de la longueur de la tige du cheveu, contre 2 à 4 jours pour la plupart des médicaments dans l’urine et le sang) . Pour des raisons pratiques, les deux tests sont complémentaires. L’analyse d’urine et de l’analyse de sang fournissent des informations à court terme de la consommation de drogues, alors que l’histoire à long terme n’est possible que par l’analyse des cheveux. Bien que l’analyse de l’urine et des échantillons de sang ne distingue souvent pas entre l’utilisation chronique et une exposition unique, l’analyse des cheveux rend possible cette distinction.

Biologie du cheveu

Biologie du cheveu
Structure d’un cheveu

 

Les Cheveux est le produit d’organes différenciés dans la peau des mammifères. Il diffère d’un individu à un autre par la couleur, la quantité et la texture. Les cheveux sont essentiellement composés de protéines (65 à 95%, essentiellement la kératine),  de l’eau (15 à 35%) et des lipides (de 1 à 9%). La teneur en minéraux de cheveux comprise entre 0,25 et 0,95%. Le nombre total de follicules pileux chez les adultes est estimé à environ 5 millions, avec 1.000.000 trouvé sur la tête (Harkey et Henderson 1989). Les follicules pileux sont noyés dans l’épithélium épidermique de la peau, d’environ 3 à 4 mm en dessous de la surface de la peau.

Types de cheveux

Les poils pubiens, cheveux des bras ont été suggérés comme une source alternative pour la détection des drogues lorsque les cheveux du cuir chevelu ne sont pas disponibles. Diverses études ont trouvé des différences dans les concentrations entre les poils pubiens ou axillaire et les cheveux du cuir chevelu. La comparaison des concentrations méthadone, la cocaïne, la morphine et le phénobarbital présentent les valeurs les plus élevées dans le cheveux axillaires, suivis de poils pubiens et les cheveux du cuir chevelu. En revanche, dans une autre étude les plus fortes concentrations de morphine ont été trouvés dans les poils pubiens (0,80 à 1,34 ng / mg), suivi par les cheveux (0,62 à 27,10 ng / mg) et les cheveux axillaire (0,40 à 24,20 ng / mg).

Les différences significatives des concentrations de médicaments dans ces études s’expliquent par une meilleure circulation sanguine, un plus grand nombre de glandes apocrines, télogène totalement différent: rapport anagène et un taux de la cheveux (axillaire 0,40 mm / jour, poils pubiens croissance différents 0,30 mm / jour).

Les Cheveux de la barbe poussent à environ 0,27 mm / jour et sont considérés comme une alternative appropriée, car ils peuvent être recueillis avec un rasoir électrique quotidiennement et utilisés pour évaluer le taux d’incorporation de médicaments (Mangin, 1996).

Mécanismes d’incorporation des drogues dans les cheveux

Il est généralement accepté que les médicaments peuvent pénétrer dans les cheveux par deux processus: l’adsorption ( de l’environnement extérieur) et l’incorporation dans la tige du cheveu en croissance à partir du sang (follicule pileux). Les substances peuvent s’accumuler dans les cheveux suite à l’exposition à des produits chimiques dans les aérosols, de la fumée ou des sécrétions de glandes sudoripares et sébacées. La sueur est connue pour contenir des médicaments présents dans le sang. Comme les cheveux sont très poreux et peuvent augmenter leur masse jusqu’à 18% en absorbant des liquides, les médicaments peuvent être transférées facilement dans les cheveux par la sueur. Enfin, les produits chimiques présents dans l’air (fumée, vapeurs, etc.) peuvent être déposés sur les cheveux.

Trois mécanismes sont responsables du passage des médicaments dans les cheveux:

  1. Sang pendant la formation de cheveux.
  2. Sueur et sébum.
  3. Environnement extérieur.

Le mécanisme exact par lequel les produits chimiques passent aux cheveux n’est pas connu. La diffusion passive peut être augmentée par liaison à des composants intracellulaires des cellules ciliées, tels que les pigments de mélanine des cheveux. Par exemple, les concentrations de codéine dans les cheveux après administration orale dépendent de la teneur en mélanine (Kronstrand et al., 1999). Cependant, ce n’est probablement pas le seul mécanisme, puisque les médicaments sont pris au piège dans les poils des animaux albinos qui manquent de mélanine. Un autre mécanisme proposé est la liaison de médicaments avec des acides aminés contenant du sulfhydryle présents dans les cheveux. Il existe une abondance d’acides aminés, tels que la cystine, dans les cheveux; ces formes de liaisons de réticulation S-S ont pour but de stabiliser le réseau de fibres protéiques. Les médicaments qui diffusent dans les cellules ciliées peuvent être liés de cette façon.

L’apparition de médicaments dans les cheveux a été évaluée dans les poils de la barbe. Temps variable, décalages entre l’administration et l’apparence dans les cheveux ont été observés dans tous les cas: un jour pour la codéine à 8 jours pour morphine (Mangin, 1996). Ce décalage résulte probablement du temps nécessaire pour la croissance de la tige pilaire, sortir de la zone de l’ampoule dans le follicule à une hauteur suffisante au-dessus de la surface de la peau pour la collecte. Diverses études ont démontré que, pour la même dose, les cheveux noirs fixent beaucoup plus de médicaments que les cheveux blonds (Henderson et al 1998;. HOLD et al., 1999). Cela a abouti à des discussions sur une possible variabilité génétique du dépôt du médicament dans les cheveux, et est toujours en cours d’évaluation.

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