Introduction
Les Benzodiazépines sont apparues en pharmacothérapie au début des années soixante déclenchant une véritable révolution dans le domaine des agents anxiolytiques car :- Elles procurent un soulagement notable et rapide des symptômes d’anxiété.
- Elles peuvent induire le sommeil à des doses peu élevées tout en étant sécuritaires comparativement aux BRB et elles sont exemptes de leurs effets secondaires.
| Produits | Nbr | % |
| benzodiazépines | 577 | 14,8 |
| antihistaminiques | 301 | 7,8 |
| hormones | 291 | 7,5 |
| butyrophénones | 255 | 6,6 |
| antiseptiques | 236 | 6,1 |
| atd tricycliques | 235 | 6,1 |
| ains | 223 | 5,7 |
| méd. cardio-vasculaires | 172 | 4,5 |
| antibiotiques | 147 | 3,8 |
| phénothiazines | 146 | 3,8 |
| anticonvulsivants nb | 142 | 3,7 |
| adrénergiques | 120 | 3,1 |
| méd. gastro-entérologiques | 66 | 1,7 |
| antiparasitaires | 66 | 1,7 |
| hypoglyéliants | 64 | 1,6 |
| analgésiques centraux | 46 | 1,2 |
| barbituriques | 39 | 1 |
| inconnus | 38 | 1 |
| vitamines | 30 | 0,7 |
| antiparkinsoniens | 23 | 0,6 |
| bases xantiques | 17 | 0,4 |
Historique
Les premiers travaux sur le groupe des benzoheptoxdiazines commencent dans les années 1930, avec les recherches de l'équipe de (Sternbach (pharmacologue américain d’origine autrichienne 1908-2005) à Cracovie. En quête de nouvelles molécules de colorant, ils explorent les dérivés de la quinazoline et synthétisent, en 1955, ce qui devait apparaître plus tard comme le premier représentant du groupe des BZD, le chlordiazépoxyde. C'est pourtant grâce à l'intervention fortuite d'un de ses élèves, Reeder, que l'évaluation des effets pharmacologiques de cette nouvelle molécule devait être reprise en 1957, et couronnée par la mise en évidence, par Lowell Randall, de ses propriétés sédatives et anticonvulsivantes. Les premières applications thérapeutiques du Librium® suivaient alors rapidement, à partir de 1958 (le Librium® vient d'être récemment retiré du commerce). 1960 : Commercialisation du chlordiazépoxyde (Librium1). 1963 : Commercialisation du valium. 1977 : Découvertes des R spécifiques des BZD proches de ceux du GABA.Structure générale
Ils comportent donc trois parties importantes :- Un cycle benzène (benzo): cycle A.
- Deux atomes d’azote (diaza) : cycle B.
- Et un cycle azoté à 7 atomes (azépine) : cycle C.

Structure d'une Benzodiazépine
Les composés utilisés en thérapeutique sont des benzodiazépines dont le cycle aromatique est sur le coté f. Le nom est donc benzo[f]diazépine. Enfin, afin de préciser la position des atomes d’azote, les sommets de la benzodiazépine sont numérotés à partir de l’azote près de l’aromatique soit :
- les 1,4-BZD, parmi lesquelles le chef de file historique, le chlordiazépoxyde, mais aussi la molécule de référence, le diazépam (Valium®) ;
- les 1,5-BZD, par exemple le clobazam (Urbanyl®) ;
- les 3,4-BZD, par exemple le tofisopam (Sériel®).
Toxicité des benzodiazépines - décembre 2014
Figure 4 : Tableau des benzodiazépines en fonction de la substitution sur les différents radicaux.
Propriétés physicochimiques des benzodiazépines
- Les benzodiazépines sont des bases faibles (non dissociées au pH physiologique).
- elles se dissolvent mal dans l’eau ; soluble dans l'éthanol, chloroforme, et dans l'éther.
- le Chlordiazépoxide et le Midazolam sont des bases un peu plus fortes et forment des sels hydrosolubles (à des pH d’environ 4).
- Le coefficient de partition Octanol / Eau (à un pH physiologique) varie énormément. Il est d’environ 3 pour le Clorazépate et approximativement de 7000 pour le Midazolam.
Relation structure-activité des benzodiazépines
La nature et la position du substituant peuvent conditionner l’activité de la molécule. Sur le cycle A : Le radical en position 7(R7) : Plus le substituant est plus électronégatif, plus l’activité de la molécule est augmentée. Selon l’ordre croissant d’électronégativité on a : N2O=CF3>Br>Cl >CH3>F>H.- Si R7: Cl: activité anxiolytique. Ex : diazépam.
- Si R7 NO2:
- Le cycle C représente un groupement actif. Sa suppression induit une perte d’activité (Flumazénil : Anéxate®).
- Sa substitution par un halogène induit une augmentation de l’activité (F>Cl>H)
Pharmacocinétique des benzodiazépines
Absorption
Voie orale
Se fait au niveau de la partie haute du tube digestif, rapide et complète, les concentrations maximales sont entre 2-4h.- Certains composés sont résorbés plus rapidement avec un Tmax entre 30 minutes et 2 heures (diazépam: Valium®; clotiazépam: Vératran®.
- D'autres molécules, notamment le prazépam (Lysanxia®) et le Clonazépam (Rivotril®), ont en revanche une absorption plus lente (Tmax entre 3 et 6 h).
Voie intraveineuse
Le diazépam et le chlordiazépoxide entraîne une résorption irrégulière moins complète et plus lente que la voie orale.Voie rectale
Satisfaisante dans les convulsions de l’enfant lorsque la voie IV ne peut être utilisée.Distribution
Les BZD étant des composés lipophiles :- Elles présentent une bonne pénétration tissulaire.
- Diffusion importante à travers la barrière placentaire.
- Passage de la barrière hémato-encéphalique variable selon lipophilicité:
- Affecte l’accessibilité au site d’action pharmacologique.
- Diazépam et triazolam : très liposolubles, action rapide.
- Lorazépam : moyennement liposoluble, activité plus tardive.
- La fixation aux protéines plasmatiques varie selon la molécule 75-95%, principalement sur l’albumine:
- Affecte la durée d’action en diminuant l’excrétion.
- Mais ne semble pas entrer en compétition avec d’autres médicaments.
Métabolisme
La biotransformation est essentiellement hépatique, qui est le facteur essentiel de leur clairance et seul un infime pourcentage de la dose administrée est éliminé sous forme inchangée. Les principales réactions sont des réactions d'oxydation microsomiales. (déméthylation et hydroxylation) qui donnent naissance à des composés actifs. Les métabolites sont dans un deuxième temps glucuroconjugués (ce qui les rend inactifs), puis éliminés dans les urines. Le N-desméthyldiazépam (DMDZ ou nordiazépam ou NORDAZ ou nordazépam), principal métabolite de nombreuses BZD, a une demi-vie d'environ 65 heures. Lui-même est métabolisé en oxazépam (le SÉRESTA). La demi-vie des BZD elles-mêmes a donc souvent peu de signification hormis pour les composés ne possédant pas de métabolites actifs (la plupart des BZD hypnotiques).
Figure 6 : Métabolisme des benzodiazépines.

Elimination
Les benzodiazépines sont essentiellement éliminées par voie rénale sous forme de métabolites glucuroconjugués, une faible fraction est éliminée par voie biliaire. Les benzodiazépines sont également retrouvées dans le lait maternel. La demi-vie est variable selon les produits et permet leur classement:
Figure 7 : classification des benzodiazépines en fonction de la demi-vie d’élimination.

Mode d’action des benzodiazépines
Pharmacologie de l’anxiété
Il est admis aujourd’hui que les états d’anxiété résultent d’une hyperactivité de la région amygdalienne du cerveau (région largement impliquée dans la modulation de l’affectivité mais aussi dans les processus de mémoire), liée à un hypofonctionnement de la transmission synaptique gabaergique inhibitrice. Un dysfonctionnement des récepteurs GABA-A et/ou un déséquilibre des concentrations en (GABA) dans le cerveau (le neurotransmetteur inhibiteur le plus important du SNC), jouent ainsi un rôle majeur dans la physiopathologie de l’anxiété.Les benzodiazépines endogènes
Des substances identiques aux benzodiazépines thérapeutiques ont été détectées dans le cerveau d’animaux puis d’hommes n’ayant jamais reçu de traitement de ce type: diazepam et N-desméthyl-diazépam. Origine non connue: alimentaire végétale, bactérienne intestinale ou endogène?? L’action physiologique de ces ligands endogènes pourrait expliquer les différences interindividuelles concernant le niveau basal d’anxiété. ► ß-carbolines (agonistes inverses). Mise en évidence de substances endogènes se liant aux récepteurs BZD induisant anxiété et convulsions: action psychoactive. ► La tribuline: retrouvée dans les urines et le système nerveux central, se lie au récepteur BZD. Sa sécrétion est élevée lors des sevrages alcooliques, sevrage des BZD, dans l’anxiété généralisée et le syndrome post-traumatique. ► Les endozépines et diazepam binding inhibitor.Peptides endogènes capable de se fixer sur le récepteur BZD dérivées d’un polypeptide diazepam binding inhibitor: effet agoniste inverse capable de déplacer BZD et -ßcarbolines.Le récepteur GABA
Constitué de 5 sous-unités (pentamérique) glycoprotéiques, disposées en couronne de telle façon qu'elles ménagent entre elles un canal permettant le transfert des ions de part et d'autre de la membrane neuronale. Chaque sous-unité est constituée :- Domaine extra-mb = fixation du GABA et d’autres effecteurs.
- Domaine hydrophobe membranaire = qui définit le pore.
Le fonctionnement du R GABA
Les déférentes étapes :- Fixation coopérative de 2 molécules de GABA.
- Changement de conformation du récepteur = ouverture
- Passage des ions chlorures.
- Le potentiel du neurone s'éloigne du seuil d'activation des canaux sodiques dépendant du voltage.
- Difficulté de passage d'une vague de potentiel d'action.

Figure11 : le fonctionnement du récepteur GABA-A.

Figure 12 : le mode d’action des benzodiazépines.
Propriétés pharmacologiques des benzodiazépines
Propriétés Centrales
a – Anxiolytique:
Les BZD atténuent les réactions émotionnelles exagérées induites par la peur, les frustrations, …b - Sédatifs et hypnotiques:
- Diminution du temps de latence (d’apparition) du sommeil et augmente sa durée totale.
- Action accentuée par les propriétés myorelaxantes.
- Diminution du niveau de vigilance, de l'activité et de la réactivité psychomotrice.
c – Antiépileptiques:
- Traitement crises épileptiques aigu par voie intraveineuse : le diazépam.
- Traitement ambulatoires de certaines épilepsies par voie orale : Le
d – Myorelaxants:
- Généralement : effet indésirable.
- Peut être indiqué : le tétrazépam (MYOLASTAN) traitement d'appoint des contractures.
Propriétés périphériques
Effets cardiovasculaires: (sont très limités et liés en partie de leurs effets centraux): Diminution de la pression artérielle. Effets respiratoires: Dépression respiratoire. Effets digestifs: (secondaires à leurs effets centraux):- Diminution du volume de la sécrétion gastrique et notamment du débit acide,
- Ralentissement du transit chez les patients présentant une hypermotilité.
- Pas d’effets antispasmodique et anticholinergique .
Indications des benzodiazépines
PSYCHIATRIE
- Traitement symptomatique des manifestations anxieuses sévères et/ou invalidantes.
- Prévention et traitement du delirium tremens du sevrage alcoolique
- complément des antidépresseurs (en attendant l’effet thérapeutique de ceux-ci) dans le traitement des (TOC), des syndromes dépressifs, des attaques de panique et du « trouble panique ».
NEUROLOGIE
- Certaines épilepsies de l’adulte et de l’enfant : diazépam, clonazépam et clobazam).
ANESTHÉSIOLOGIE
- Prémédication par voie orale,
- Anesthésie générale par IV : Flunitrazépam (NARCOZEP).midazolam (HYPNOVEL)
AUTRES
- Désintoxication à l'alcool
- Psychose aiguë avec hyperexcitabilité et agressivité.
Effets indésirables des benzodiazépines
Somnolence et sédation
- La somnolence est l'effet indésirable le plus courant. Elle s'estompe généralement en quelques semaines, ou après diminution de la L'effet sédatif peut être responsable d’une asthénie.
Dépendance
- La prise de doses fortes ou de doses usuelles de façon prolongée peut induire des états de dépendance psychique, voire physique, exposant à un syndrome de sevrage.
Syndrome de sevrage
- Sévère si arrêt brutal de l’administration (ou si administration d’un antagoniste des récepteur benzodiazépines, Flumazénil).
Symptômes
- Dysfonctions neurovégétatives : troubles gastro-intestinales, hypertension, tachycardie. céphalées, étourdissement, insomnie, irritabilité, anxiété.
- Troubles des perceptions sensorielles, hallucinations, mouvements anormaux.
Hypotonie musculaire
Une diminution du tonus musculaire.Effets psychiques
- Amnésie antérograde décrite initialement pour l'administration IV mais qui a été également objectivée pour la voie orale à des posologies usuelles.
- Désinhibition pouvant produire des troubles du comportement.
- Réactions paradoxales à titre d'agressivité, troubles de l'humeur.
Effets indésirables divers
Ils sont très variés mais exceptionnels :- éruptions cutanées et dépression respiratoire (surtout en cas de BZD I.V).
Contres indications des benzodiazépines
Contres indications absolues
- Insuffisance respiratoire sévère.
- Syndrome d’apnée du sommeil.
- Insuffisance hépatique sévère
- Hypersensibilité aux benzodiazépines.
Contres indications relatives
- Myasthénie, insuffisance hépatique, insuffisance rénale, insuffisance respiratoire modérée.
- Association avec l’alcool, enfant moins de 15 ans.
- la femme enceinte (car lipophile) et la femme qui allaite.
- chez le déprimé :
- Prescrites seules, elles ne constituent pas un traitement de la dépression et peuvent même en cacher les signes.
- chez les conducteurs de véhicules et les utilisateurs de machines : baisse de la vigilance, et aussi l'effet myorelaxant.
Interactions médicamenteuses
Interactions médicamenteuses pharmacocinétiques
| Inhibition du cytochrome CYP | Lithium, Cimétidine, Érythromycine. | Augmentation de l’effet sédatif |
| Induction enzymatique Phénobarbital, Rifampicine. Diminution de l’activité |
| Interaction pharmacodynamique Morphinique Augmentation de la dépression respiratoire Antagonisme compétitif Autres BZD |
Toxicité des Benzodiazépines
Toxicité aiguë
Circonstances : Accidentelle : enfant++Volontaire : tentative de suicide Leur toxicité dépend: La molécule considérée (le triazolam est l’une des molécules les plus dangereuses). L’âge du consommateur (enfant, personne âgée), de l’existence ou non de certaines pathologie.| Molécule | Adulte (mg) | Enfant (mg/kg) |
| Diazépam (VALIUM®) | 500 | 5 |
| Clorazépate dipotassique (TRANXENE®) | 500 | 5 |
| Lorazépam (TEMESTA®) | 100 | 1 |
| Flunitrazépam (ROHYPNOL®) | 20 | 0,02 |
Symptômes
- La phase initiale : trouble du comportement, agitation, agressivité et ébriété.
- Aggravation des effets sédatifs (somnolence, obnubilation pouvant aller jusqu’au coma calme hypotonique).
- Dépression respiratoire chez l’enfant ou personne âgé.
- Hyperexcitabilité sinusale, hypotension surtout avec les BZD d’action rapide.
- Pronostic favorable et rarement mortelle (sujet âgé, BZD d’action rapide).
Traitement des intoxications aux benzodiazépines
Traitement symptomatique
- Suffisant dans la majorité des cas.
- en cas de coma : intubation trachéale et ventilation assistée.
- le LG n’est pas systématique et ne sera effectué qu’en cas de prise récente d’une quantité élevée et/ou d’une symptomatologie sévère.
- 50 g de charbon activé.
- La diurèse osmotique neutre peut faciliter l’élimination.
Traitement spécifique (antidote)
Flumazénil (ANEXATE®)- C’est un antagoniste pur et spécifique des BZD
- forme injectable : ampoules de 5ml [0,5 mg] ou de 10ml [1 mg]).
- effet rapide et spectaculaire en 30s à 3mn.
- injections successives de 0,2 à 0,3mg par IV jusqu’à levée de la dépression respiratoire et réveil du malade puis perfusion continue sinon il y a réendormissement du patient.
- bonne tolérance, à part quelques nausées et vomissements.
Toxicité chronique
En chronique les effets II aires des BZD peuvent être augmentés:- Troubles de la vigilance ;
- Altération des performances physiques ;
- Chez les sujets âgés : confusion mentale, hypotonie musculaire ;
- Troubles de la concentration, amnésie antérograde ;
- Etat dépressif ; en cas d’effets paradoxaux (hostilité, insomnies).
Toxicologie analytique
Fréquemment prescrites, les BZD sont souvent recherchées dans le cadre d'une intoxication aiguë volontaire ou accidentelle. Bien que les intoxications par ces médicaments soient le plus souvent bénignes, le clinicien attend du laboratoire une réponse rapide et fiable lui permettant de confirmer ou d'infirmer la réalité de l'intoxication, expliquant ainsi la mise au point de nombreuses méthodes de détection des BZD dans les liquides biologiques. 3 groupes de méthodes peuvent être distingués:- Méthodes de dépistage: identification rapide de la classe du médicament incriminé.
- Techniques d’identification: de la (ou des) molécule(s) en cause, bien adaptées à l'urgence mais présentant certaines limites.
- Méthodes de dosage: des molécules incriminées, peu utilisées dans un contexte d'urgence.
Dépistage
Principe
- Compétition entre un antigène marqué (benzodiazépine) et un antigène non marqué (composé recherche dans I’ échantillon biologique) (BZD) vis-à-vis d’un anticorps spécifique.
- Les benzodiazépines prises comme référence (oxazepam ou nordiazepam).
- Qualitatives et, les seuils de positivité se situent entre 100 -300 ng/ml.
- Milieux biologiques de choix: Le sang + urines.
Principales techniques
-
La technique radio-immunologique (RIA): (radio immunoassay)
- Bonne spécificité.
- Adaptée aux grandes séries.
- Bas niveau de détection.
- Peu utilisée en urgence en raison de la manipulation des radio-isotopes.
-
La technique EMIT: (Enzyme Multiplied Immune assay Technic)
-
La technique FPIA (Cobas integra): (Fluorescence Polarisation Immune-Assay)
- Automatisables et ne nécessitant aucun traitement préalable de I’ échantillon.
- Dépistage rapide des benzodiazépines
- Faux positifs.
- Faux négatifs.
-
La méthode KIMS (Cobas integra)
Les tests unitaires sur support solide (test stick)
Bonnes performances, notamment en terme de niveau de détection et leur spécificité Toutes ces techniques immuno-enzymatiques sont bien adaptées a I’ urgence, leur utilisation exige un strict respect des indications fournies par le fabricant de réactifs et, en cas d’automatisation, celui des procédures de validation et de contrôle propres a I’ automate utilise.Identification
Chromatographiques et spectrales.Extraction
En milieu alcalin pH = 9, solvant : l’éther ou un autre solvant approprié.Chromatographie sur couche mince CCM
- Système de migration : TA : 100 Méthanol +1.5 Ammoniaque
- Rf = 0.8 – 0.9.
- l’acide phosphorique : Fluorescence jaunâtre. (peu sensible).
- Iodoplatinate acide : + gris violacée. (peu sensible).
- Limite de détection : 100 - 400 ng/ml.
Spectre UV
- Si les résidus d’extraction sont suffisamment importants:
- Ils peuvent être repris dans L’HCL 2N.
- Soumis à un examen spectrophotométrie UV.
- On obtient 2 pics à 240 et 285 nm.
Avantages et limites:
- prétraitement simple
- Plus au moins automatisable
- résultat semi-quantitatif.
- résolution insuffisante
- caractéristiques spectrales analogues de c molécules
- interférences avec substances endogènes.
Quantification
Diazocopulation :
L’hydrolyse acide et à chaud des BZD et de leurs métabolites aboutit à la formation d’une amine aromatique primaire diazocopulable de coloration violette, que l’on peut caractériser et doser par spectrophotométrie à 550nm. Limite:- Réaction croisée avec autre molécules diazocopulable : Paracétamol
- BZD non diazocopulables : diazépam, tetrazépam.
- Seul de quantification élevé 50 µg/ml.
CPG: Chromatographie phase gaseuse: Détecteur:
- capture d’électron (CPG-CE),
- azote-phosphore (CPG-NPD)
- Spectromètre de masse GC -SM.
- Une seule étape de préparation des échantillons (extraction L-L ou en L-S).
- Temps analyse très court (5 a10 minutes), compatible avec I’ urgence
- Pas de dégradation
- Le couplage avec la SM (HPLC-SM ou SM-SM) constitue la méthode de choix pour I’ identification et la quantification des
- Mise en œuvre simple, automatisable : injecter directement l’échantillon
- la définition des conditions optimales de séparation des molécules rendent actuellement difficile I’ exploitation en routine de cette
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Last modified: 24 novembre, 2016
