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).
Sommaire
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. T1/2: 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 AsO43- 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