Fiches d’information Réponses SST

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Qu'est-ce que DL50 et CL50?

Que signifie DL50?

Les lettres DL désignent la « dose létale ». La DL50 est la quantité d'une matière, administrée en une seule fois, qui cause la mort de 50 % (la moitié) d'un groupe d'animaux d'essai. La DL50 est une façon de mesurer le potentiel toxique à court terme (toxicité aiguë) d'une matière.

Les toxicologues peuvent utiliser de nombreuses sortes d'animaux, mais ils utilisent le plus souvent des rats et des souris. La DL50 est généralement exprimée en quantité de produits chimiques administrée (ex. : milligrammes) par 100 grammes (pour de plus petits animaux) ou par kilogramme (pour de plus grands sujets d'essai) de poids corporel. La DL50 peut être mesurée par diverses voies d'administration, les plus courantes étant la voie cutanée (application sur la peau) et la voie orale (donnée par la bouche).


Que signifie CL50?

Les lettres CL désignent la « concentration létale », généralement la concentration d'un produit chimique dans l'air; cependant, dans le cas d'études environnementales, elles peuvent aussi désigner la concentration d'un produit chimique dans l'eau.

D'après les lignes directrices de l'OCDE (Organisation de coopération et de développement économique) pour les essais de produits chimiques, une expérience classique nécessite l'exposition de groupes d'animaux à une certaine concentration (ou série de concentrations) établie pendant une période déterminée (habituellement 4 heures). Les animaux demeurent en observation clinique pendant un maximum de 14 jours.

La CL50 désigne les concentrations du produit chimique dans l'air qui causent la mort de 50 % des animaux de laboratoire au cours de la période d'observation. D'autres durées d'exposition (vs les quatre heures habituelles) peuvent s'appliquer en fonction des lois particulières en vigueur.


Pourquoi étudier les DL50?

Les produits chimiques ont une grande variété d'effets sur notre santé. Selon l'utilisation du produit chimique, de nombreux types d'essais de toxicité peuvent être requis.

Puisque des produits chimiques différents causent des effets toxiques différents, il est difficile de comparer la toxicité d'un produit avec celle d'un autre. Nous pourrions mesurer la quantité d'un produit chimique qui cause des lésions rénales, par exemple, mais tous les produits chimiques ne causent pas des lésions rénales. Nous pourrions dire qu'on observe des lésions nerveuses après l'administration de dix grammes d'un produit chimique A, et des lésions rénales après l'administration de dix grammes d'un produit chimique B. Toutefois, cette information ne nous apprend pas si A ou B est plus toxique parce que nous ne savons pas quelles lésions sont les plus graves ou plus nuisibles.

Par conséquent, pour comparer la puissance ou l'intensité toxique de différents produits chimiques, les chercheurs doivent mesurer le même effet. Une façon de procéder est de faire des essais de létalité (DL50) en mesurant la quantité d'un produit chimique requise pour causer la mort. Ce type d'essai est aussi appelé essai « quantique », parce qu'il mesure un effet qui  « se manifeste » ou qui « ne se manifeste pas ».


Qui a eu l'idée d'une DL50?

En 1927, J.W. Trevan a tenté de trouver un moyen d'estimer la capacité d'intoxication relative des médicaments utilisés à l'époque. Il a élaboré la DL50, parce que l'utilisation de la mort comme « réponse » permet la comparaison de produits chimiques qui empoisonnent l'organisme de différentes façons. Depuis les premiers travaux de Trevan, d'autres scientifiques ont élaboré différentes méthodes plus rapides et plus directes de mesure de la DL50.


Quels autres termes relatifs à la toxicité utilise-t-on couramment?

DL01 dose létale pour 1 % de la population des animaux d'essai

DL100 dose létale pour 100 % de la population des animaux d'essai

DL min. la dose la plus faible causant la létalité

DT min. la dose la plus faible causant un effet toxique


Pourquoi la DL50 et la CL50 sont-elles des mesures de toxicité aiguë?

La toxicité aiguë est la capacité d'un produit chimique d'engendrer des effets nocifs relativement tôt après l'administration par voie orale d'un produit ou d'une exposition de quatre heures à un produit chimique dans l'air. On définit généralement « relativement tôt » en termes de minutes, d'heures (jusqu'à 24) ou de jours (jusqu'à environ deux semaines), mais rarement plus.


Comment mesure-t-on la DL50 et la CL50?

Dans presque tous les cas, on mesure la DL50 de la forme pure du produit chimique. Les mélanges sont rarement utilisés.

Le produit chimique peut être administré aux animaux par la bouche (voie orale); en l'appliquant sur la peau (voie cutanée); en l'injectant à différents endroits, comme dans des veines (voie intraveineuse, i.v.), dans des muscles (voie intramusculaire, i.m.) ou dans l'abdomen (voie intrapéritonéale).

La DL50 mesurée est identifiée comme une DL50 (voie orale), une DL50 (voie cutanée), une DL50 (i. v.), etc., selon le cas. Les chercheurs peuvent effectuer les essais avec n'importe quelle espèce animale, mais ils utilisent le plus souvent des rats ou des souris. Ils utilisent aussi d'autres espèces : chiens, hamsters, chats, cochons d'Inde, lapins et singes. Dans chaque cas, la DL50 est exprimée en poids de produit chimique administré par kilogramme de poids corporel de l'animal et fait mention du type d'animal utilisé ainsi que de la voie d'exposition ou d'administration; ex. : DL50 (orale, rat) – 5 mg/kg, DL50 (cutanée, lapin) – 5 g/kg. Donc, l'exemple « DL50 (orale, rat) – 5 mg/kg » signifie qu'une dose de 5 milligrammes de ce produit chimique par kilogramme de poids corporel, administrée d'un seul coup par la bouche à des rats, entraîne la mort de 50 % de l'échantillon d'essai.

Pour évaluer les effets mortels de l'inhalation d'un composé, le produit chimique (généralement sous forme de gaz ou de vapeur) est tout d'abord mélangé en concentration connue dans une enceinte spéciale dans laquelle les animaux d'essai seront ensuite placés. Cette concentration est généralement exprimée en parties par million (ppm) ou en milligrammes par mètre cube (mg/m³). Dans ces essais, la concentration qui tue 50 % des animaux est appelée CL50 (concentration létale 50) plutôt que DL50. Lorsqu'une valeur de CL50 est signalée, on doit aussi mentionner le type d'animal utilisé et la durée de l'exposition, ex. : CL50 (rat) – 1000 ppm/4 h ou CL50 (souris) – 5 mg/m³/2 h.


Quelle information relative à la DL50 est la plus importante pour l'hygiène et la sécurité au travail?

L'inhalation et l'absorption par la peau sont les voies les plus courantes par lesquelles les produits chimiques présents dans le lieu de travail entrent dans l'organisme. Par conséquent, les essais les plus importants du point de vue de l'exposition dans le lieu de travail sont les essais d'inhalation et d'application cutanée. Malgré ce fait, le paramètre de létalité le plus souvent mesuré est la DL50 par voie orale, car il est beaucoup plus facile et moins coûteux d'administrer un produit chimique à un animal par la bouche. Toutefois, les résultats des études portant sur l'administration par voie orale sont importants en ce qui concerne les médicaments, les intoxications alimentaires et les intoxications domestiques accidentelles. Les intoxications par voie orale qui se produisent dans le lieu de travail peuvent être le résultat de la contamination de nourriture ou de cigarettes par des personnes qui ne s'étaient pas lavé les mains ou de l'ingestion accidentelle de produits.


Comment compare-t-on une DL50 avec une autre? Que signifie cette comparaison pour les humains?

En général, plus la DL50 est petite, plus le produit chimique est toxique. Le contraire est également vrai : plus la DL50 est élevée, plus la toxicité est faible.

La DL50 donne une mesure de la toxicité immédiate ou aiguë d'un produit chimique selon la souche, le sexe et le groupe d'âge de l'espèce animale en question. Si on change une de ces variables (ex. : type d'animal ou âge), la DL50 mesurée peut être différente. La DL50 n'a pas été conçue pour donner de l'information sur les effets d'une exposition à long terme à un produit chimique et n'est pas destinée à être utilisée à cette fin.

Lorsque vous avez trouvé la DL50, vous pouvez la comparer aux autres valeurs à l'aide d'une échelle de toxicité. Il y a quelquefois de la confusion parce qu'il existe différentes échelles de toxicité. Les deux échelles les plus couramment utilisées sont « l'échelle de Hodge et Sterner » et « l'échelle de Gosselin, Smith et Hodge ». Ces échelles diffèrent au niveau de l'indice de toxicité de chaque classe ainsi qu'au niveau des termes utilisés pour décrire chaque classe. Par exemple, un produit chimique ayant une DL50 de 2 mg/kg serait classé « 1 » et « hautement toxique » selon l'échelle de Hodge et Sterner (voir Tableau 1), mais il serait classé « 6 » et « super toxique » selon l'échelle de Gosselin, Smith et Hodge (voir Tableau 2). Il est important de mentionner l'échelle à laquelle vous faites référence lorsque vous classez un produit.

Il est aussi important de savoir que la valeur réelle de la DL50 peut être différente pour un produit chimique donné, selon la voie d'exposition (p. ex. orale, cutanée, inhalation). Par exemple, voici certaines DL50 pour le dichlorvos, un insecticide utilisé couramment dans les bandes pesticide :

  • DL50 orale (rat) : 56 mg/kg
  • DL50 cutanée (rat) : 75 mg/kg
  • DL50 intrapéritonéale (rat) : 15 mg/kg
  • CL50 inhalation (rat) : 1,7 ppm (15 mg/m³); exposition de 4 heures
  • DL50 orale (lapin) : 10 mg/kg
  • DL50 orale (pigeon) : 23,7 mg/kg
  • DL50 orale (rat) : 56 mg/kg
  • Orale (souris) : 61 mg/kg
  • Orale (chien) : 100 mg/kg
  • Orale (porc) : 157 mg/kg

Les différentes valeurs reflètent les différentes voies d'exposition. La DL50 peut être différente pour des animaux différents. Les données ci-dessus montrent que le dichlorvos est beaucoup moins toxique par ingestion chez le porc ou le chien que chez le rat. Le tableau 1 nous indique que le dichlorvos est modérément toxique par ingestion (DL50 orale) et extrêmement toxique par inhalation (CL50 inhalation) chez le rat. Le tableau 2 nous indique que le dichlorvos est considéré très toxique par ingestion (DL50 orale) chez le rat.

Tableau 1 : Classes de toxicité : Échelle de Hodge et Sterner
    Voies d'administration  
    DL50 orale CL50
Inhalation
DL50
cutanée
 
Indice de toxicité Terme couramment utilisé (une seule dose à des rats) mg/kg(exposition de rats pendant 4 heures) ppm (une seule application sur la peau des lapins) mg/kg Dose probablement létale chez les humains
1 Extrêmement toxique 1 ou moins 10 ou moins 5 ou moins 1 grain (une pincée, une goutte)
2 Hautement toxique 1 à 50 10 à 100 5 à 43 4 mL (1 c. à thé)
3 Modérément toxique 50 à 500 100 à 1000 44 à 340 30 mL (1 on. liquide)
4 Légèrement toxique 500 à 5000 1000 à 10 000 350 à 2810 600 mL ( chopine)
5 Presque pas toxique 5000 à 15 000 10 000 à 100 000 2820 à 22 590 1 litre (ou 1 pinte)
6 Relativement inoffensif 15 000 ou plus 100 000 22 600 ou plus 1 litre ou 1 pinte)

 

Tableau 2 : Classes de toxicité : Échelle de Gosselin, Smith et Hodge
Dose orale probablement mortelle (humain)
Indice ou classe de toxicité Dose Pour une personne de 150 livres (70 kg)
6 Super toxique Moins de 5 mg/kg 1 grain (une pincée – moins de 7 gouttes)
5 Extrêmement toxique 5 à 50 mg/kg 4 mL (entre 7 gouttes et 1 c. à thé)
4 Très toxique 50 à 500 mg/kg 30 mL (entre 1 c. à thé et 1 on. liquide)
3 Modérément toxique 0,5 à 5 g/kg 30 à 600 mL (entre 1 on. liquide et 1 chopine)
2 Légèrement toxique 5 à 15 g/kg 600 à 1200 mL (entre 1 chopine et 1 pinte)
1 Presque pas toxique Plus de 15 g/kg Plus de 1200 mL (plus d'une pinte)

Les DL50 pour animaux s'appliquent-elles aux humains?

En général, si la toxicité immédiate est semblable chez tous les types d'animaux, elle sera probablement semblable chez les humains. Lorsque les DL50 sont différentes chez diverses espèces animales, on doit faire des approximations et des hypothèses lors de l'estimation de la dose mortelle probable chez les humains. Les tableaux 1 et 2 présentent une colonne pour les doses mortelles estimées chez les humains. Des calculs spéciaux sont utilisés pour convertir les DL50 chez les animaux en dose mortelle possible chez les humains. Des facteurs de sécurité de 10 000 ou de 1000 sont généralement inclus dans de tels calculs en raison de la variabilité entre les personnes et de la manière dont elles réagissent à un produit chimique, ainsi que des incertitudes des résultats d'essai.


Comment doit-on utiliser la DL50?

La DL50 peut être utilisée :

  • Comme outil pour élaborer des mesures d'urgence en cas de déversement ou d'accident majeur.
  • Pour aider à élaborer des lignes directrices sur l'utilisation des vêtements et de l'équipement de protection appropriés. Par exemple, si la DL50 cutanée indique qu'un produit chimique est extrêmement toxique, il est important de se protéger la peau, avant la manipulation, avec des vêtements, des gants, etc. faits de matériaux adéquats de protection contre les produits chimiques. De même, si un produit chimique a une CL50 par inhalation qui indique qu'il est relativement inoffensif, l'appareil de protection respiratoire peut ne pas être nécessaire (tant que la concentration d'oxygène dans l'air est normale – environ 18 %).
  • Pour l'élaboration de règlements sur le transport.
  • Comme outil pour établir les limites d'exposition en milieu de travail.
  • Comme élément d'information des fiches techniques santé-sécurité. Souvenez-vous, la DL50 n'est qu'une estimation grossière permettant de comparer la toxicité mortelle. Elle ne renseigne pas sur les niveaux auxquels peuvent survenir d'autres effets toxiques aigus, mais non mortels.

La DL50 est la seule source d'information sur la toxicité. Pour un portrait plus complet de la toxicité aiguë ou immédiate d'un produit chimique, se référer aux renseignements additionnels comme la dose minimale qui cause un effet toxique (DT min.), le taux de récupération à la suite d'un effet toxique et la possibilité que l'exposition à certains mélanges puisse entraîner une augmentation de l'effet toxique d'un produit chimique.


Où peut-on trouver les DL50 et les CL50?

Le plus important répertoire de DL50 et de CL50 se trouve dans la base de données « Registry of Toxic Effects of Chemical Substances » (RTECS®), qui est accessible en ligne par abonnement. Les deux autres bases de données du CCHST auxquelles on peut accéder sont CHEMINFO et « Hazardous Substances Data Bank® » (HSDB). Ces deux dernières font partie de la collection CHEMpendium

Dernière mise à jour du document le 28 août 2013

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