Toxicité de l’Arsenic

Le terme grec arsenikos ou arsenikon αρσενικόν, signifiant à l'origine "masculin, viril, vigoureux, puissance masculine ", emprunté et étendu du mot latin arsenicum ce qui renseigne sur l'ancienneté du savoir antique sur ce minéral et sur les propriétés réputées fortes et puissantes de ses principaux sulfures, notamment l'orpiment ou en latin auripigmentum, le fameux pigment jaune d'or. L'Arsenic est un métalloïde qui a trois formes allotropiques : jaune, noir et gris. Il est chimiquement très similaire au phosphore qui le précède dans la même famille. On dit qu'il est son « analogue chimique ». L'Arsenic se trouve naturellement sous forme de minerais, parmi lesquels  : Le Mispickel (FeAsS), l'arsénopyrite (FeAs₂), réalgar rouge (As₂S₂), l'orpiment jaune (As₂S₃), smaltine (CoAsS).

Origines des intoxications à l'arsenic

Les intoxications à l'arsenic peut être de deux origines : naturelles : croûte terrestre (minerais), anthropiques : Activité industrielle (fonderie, exploitation de minerais….), agriculture.

Principaux composés et propriétés physicochimiques

Propriétés physiques

L'Arsenic minéral (Arsenic (As 0)) : [valence 0] est insoluble dans l’eau ; Arsine ou hydrogène arsénié (AsH₃) : [valence III] faiblement soluble dans l’eau. Anhydride arsénieux (As₂O₃) :  [valence III] , faiblement soluble dans l’eau; les sels : arsénites. Anhydride arsénique (As₂O₅) :  [valence V] , très soluble dans l’eau ; les sels : arséniates. As organique Triméthyle arsine : As(CH₃)₃ ; Acide mono-méthyle Arsonique MMA, Acide diméthyle arsonique DMA. Arsinocholine, Arsinobétaine.

Usages

Industriel (Alliage avec le Gallium dans les semi-conducteurs) ; Agricole (Anhydride arsénieux: raticide) ; Médical (Anhydride arsénieux, pour la dévitalisation des dents).

Sources d’exposition

• Professionnelle: industrie et agriculture.
• Accidentelle: Confusion entre As₂O₃ et farine ou sucre, Combustion de bois traité par de l’As.
• Tentative d’autolyse: Rare, Utilisation d’anhydride arsénieux.
• Empoisonnement criminel: dépourvu d’odeur, saveur; symptômes proche de l’intoxication alimentaire, typhoïde ou choléra.
• Pollution atmosphérique.

Toxicocinétique

Absorption

Par voie orale : As minéral (95%), As organique (>80%). Par voie pulmonaire : Dépend de la taille des particules et des poussières de As₂O₃  et leur lipophilie. L’Absorption est de 30-34% . Par voie cutanée : Très faible.

Distribution

D'abord il y a liaison aux protéines plasmatiques dont (30%) et à la globine. Distribution: foie, poumon, parois intestinale, rate. T_1/2: As minéral : 2 heures, dérivés méthylés 5-20 H. L'arsenic traverse le Placenta et plus au moins la barrière hématoencéphalique. Il possède une grande affinité pour peau, cheveux, ongles.

Métabolisme

Se fait principalement au niveau du foie. Oxydation: As IIIà As V Réduction: As V àAs III Méthylation oxydative à MMA, DMA

Elimination

Elle se fait dans les urines +++, phanères, la sueur, et les fécès. L’arsenic organique (alimentaire) : 70 à 80 % sont éliminés en 8 à 10 jours. L’arsenic minéral  transformé en MMA et DMA est rapidement éliminé : 50 à60 % en 5 jours.

Mécanisme d’action toxique

Ordre de toxicité des composés arséniés est le suivant : Arsine> As [III] > Arsénoxides (composé organique) > As [V] > composé arsénié > arsenic élémentaire.

Inhibition de la phosphorylation oxydative: As V : L’arsenic est un analogue structural des phosphates. La Compétition entre arséniates et phosphates et formation des arséniates d’ester d’ADP responsables de la production ERO. Action sur les groupements SH: As III : Action sur la kératine, Action sur le glutathion, Action sur les enzymes (transaminase). Action sur les stéroïdes : augmentation des stéroïdes et inhibition de leur fixation sur leurs récepteurs par  arsénite. Modification du métabolisme de l’hème : ↑ les activités de la porphobilinogène désaminase et de l’uroporphyrinogène décarboxylase, produisant l’uroporphyrinurie et la coproporphyrinurie. L’acide aminolévulinique synthétase et l’hème synthétase voient leur activité ↓ sous l’effet d’As. Autres enzymes : Ex : Inhibition de la GSH réductase, Les dérivées de l’As +5   ↑ l’activité des MAO. Effet sur l’ADN : Pas d’effet mutagène direct, mais un effet co-mutagène des rayons UV, et une induction de méthylation de l’ADN, inhibition de sa par modification du potentiel redox et altération du système de transduction des signaux cellulaires. Incorporation des arséniates au lieu de phosphates dans le génome. Stress oxydatif et production des RL :

• Activation de la NADPH oxydase et Inhibition de la respiration mitochondriale
• Production d’H₂O₂ suivant la réaction: H₃AsO₃ + H₂O + O₂àH₃AsO₄ + H₂O₂
• Libération du Fe²⁺: à partir de la ferritine et par induction de l’hème oxygénase.

H₂O₂ +  Fe²⁺ à  OH. + OH   + Fe³⁺

• Sous l’action de la MPO, H₂O₂ + Cl^- à l’HClO^.
• Dimethyl-Arsine + O₂ à radical dimethylArsenic peroxyle [(CH₃)₂AsOO°] et l’O₂°^-

Cancérogénèse : résultante des effets sur l’ADN et de la production de radicaux libres.

Tolérance

Certains sujets qui auraient déjà été soumis à un traitement arsenical, pourraient, par la suite, supporter des doses d’arsenic susceptibles d’être toxiques pour des individus non traités antérieurement. L'exemple le plus connu est celui des arsenicophages du Tyrol qui pouvaient arriver à supporter jusqu’à 1g d'Arsenic par jr sans inconvénient. On donne souvent à cette accoutumance le nom de mithridatisation, en raison du fait qu’à l’époque de la Rome antique, MITHRIDATE, roi du Pont, redoutait tellement d’être empoisonné par ses ennemis qu’il s’était entraîné à absorber de petites doses de poison et était parvenu à « s’immuniser ».

Symptomatologie de l’intoxication

Intoxication aiguë

Par ingestion Rare dans l’industrie, due à l’anhydride arsénieux, l’arséniate de Pb. Les signes digestive sont fréquents: douleurs abdominales, vomissements, brûlures et sécheresse des muqueuses buccales, diarrhées et déshydratation. Le tableau clinique ressemble à celui du cholera: coma, choc hypovolumique et cardiogénique, une IRA organique et fonctionnelle, cytolyse hépatique et pancytopénie. Des troubles cardiaques peuvent se développer et la mort survient dans les 12 à 48h qui suivent. En cas de survie, une dermite exfoliante et une polynévrite sensitivomotrice peuvent survenir. Par inhalation Irritation des voies respiratoires: toux, dyspnée, douleurs à l’inspiration. Troubles nerveux: céphalées, vertiges, douleurs dans les membres. Troubles digestifs: nausées, vomissements, diarrhées, douleurs abdominales. Cyanose de la phase attribué à un effet paralysant de l’As sur les capillaires. Dermite des paupières, conjonctivite. Une intoxication systémique , est possible par inhalation . Par voie cutanéo-muqueuse Les dérivés inorganiques trivalents entraînent brûlures chimiques d’intensité variable selon le temps de contact. Les brûlures peuvent se compliquer d’une intoxication systémique.

Intoxication chronique : ARSENICISME

Lésions cutanées par action caustique : dermites arsenicales, plais arsenicales, Mélanodermie, Kératodermie, palmo-plantaire, Maladie de Bowen, Erythème, ulcérations, purpura. Lésions des muqueuses : la muqueuse nasale : (rhinite) ; oculaires (inflammation conjonctivales, œdème). La muqueuse buccale : gingivite, stomatite. la muqueuse trachéobronchique. Effets neurologiques : SNP : neuropathie périphérique sensitivomotrice. Au niveau des extrémités nerveuses « griffe arsenicale » SNC : œdèmes et des hémorragies du cerveau. Effets cardiovasculaires. Effets hématologiques : anémie normocytaire, leucopénie avec neutropénie et éosinophilie et parfois thrombopénie. Troubles gastro-intestinaux : hypersialorrhée, stomatite, nausées et vomissements, diarrhée ou constipation, anorexie et perte de poids. Atteinte rénale : ischémie rénale chronique, protéinurie, syndrome néphrotique. Diabète  As est un Facteur susceptible de favoriser le développement de diabète. Arsenic et cancers Le CIRC place l'As et ses composés dans le G1 (Cancer du Poumon, vessie, foie, tube digestif, peau, organes hématolymphatiques)

Traitement

Intoxication aiguë

Evacuation: lavage gastrique et administration d’une suspension de magnésie pour précipiter les arsenicaux. Traitement symptomatique : lutter contre les troubles hydro électrolytiques, administrer des cardiotoniques. Traitement chélateur par  le BAL qui débloque les groupements thiols des protéines sur lesquelles l’As s’est fixé. Aussi sont utilisés : DMSA, DMPS, D-Penicillamine,  2, 3 dithioerythritol.

Intoxication chronique

Le BAL et la pénicillamine favorisent l’élimination de l’As. En cas de polynévrite on administre la vit B1 et B6, pour l'anémie macrocytaire : vit B12, des complexes vitaminiques. En cas de lésions locales on applique une pommade ou l'huile au BAL à 10% après enlèvement des croûtes.

Prévention

Technique

Collective

• Fabrication en vas clos, ventilation des locaux, filtration des poussières,
• Mise au courant du personnel de la toxicité des dérivés de l’As.
• Éducation du personnel.

Individuelle Vêtements protecteurs, masques. Vestiaires, douches après chaque poste de travail. Éviter de fumer et de manger sur les lieux de travail. Éviter les manipulations à main nue.

Médicale

À l’embauche : exclure les sujets atteints de lésions du système nerveux, du foie, des reins, et de la peau. Surveillance : biologique et clinique des fonctions pulmonaires et cardiaques. Biomarqueurs de l’exposition Arsenic sanguin : indicateur d’exposition récente, la concentration normale ≤ 20 µg/l. Arsenic urinaire : le taux normal ≤ 10-15 µg/l,  ≤ 50 micro g/l de créatinine chez les travailleurs exposés. Dosage dans les cheveux et les ongles : indicateur d’une exposition ancienne. Le dosage dans les cheveux permet également de dater l’intoxication. Les Coproporphyrines urinaires sont élevée. Eaux : valeur limite en Algérie: 50 μg/l, valeur limite en Europe: 10 μg/l. Alimentation : La dose hebdomadaire tolérable provisoire (DHTP) de 15μg/kg. La dose journalière maximale provisoire de 2 μg /Kg.

Biomarqueurs de l’exposition à l’arsenic

Arsenic sanguin : As minéral : indicateur d’exposition très récente ou d’exposition à des doses relativement élevées voire d’exposition chronique stable VN ≤ 20 micro g/l Arsenic urinaire : As urinaires (AS minéral, acide MMA, acide DMA) : exposition récente (Sauf intoxication aigue, AS urinaire total n’est pas utilisable, car influencées par les apports alimentaires d’arsenic organique). VN ≤ 10-15 micro g/l, il doit être ≤ 50 micro g/g de créatinine chez les travailleurs exposés. As dans les cheveux et les ongles : Indicateur d’une exposition ancienne, dater l’intoxication.

	VN	Intox chronique
cheveux	1 µg/g	20-50 µg/g
ongles	<4 µg/g	<13 µg/g

Coproporphyrines urinaires Leur dosage constitue un index d’imprégnation prétoxique. La limite de la normale est de 100 µg/g créatinine. Détection: Prélèvement : eaux, air, sol, sang, urine, phanères, viscères.

Méthodes d’analyse

Méthodes chimiques: Concerne les arséniates AsO₄^3-  àAsH₃ : Martin et floret Méthodes physiques : SAAET, SAA hydrure,ICP,activation neutronique Méthode élctrochimique : polarographie, voltamétrie.

Lien externes

http://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox/fiche.html?refINRS=FICHETOX_192