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Toxicologie industrielle Poly p.166 -174

Tox ind– Chap I - Benzène 1/6

Benzène et homologues supérieurs

I. Généralités Solvant extrêmement utilisé bien qu’il soit très toxique ! (Quand on peut, on le remplace dans l’industrie, sinon on l’utilise en circuit fermé) Très toxique pour la moelle osseuse : Provoque des leucémies, des « moelles désertiques » (= absence de GB, absence de GR, absence de plaquettes) C’est pourquoi la législation s’est durcie…L’usage du benzène est réservé au secteur de la synthèse organique et des carburants (5% → 1%) Le benzène est obtenu par cracking du pétrole, soit pur, soit mélangé à d’autres solvants → benzols

Structure : Ses homologues : toluène (1 groupement –CH3) et xylènes (2 groupements –CH3 en ortho, méta ou para)

II. Etiologie des intoxications Le benzénisme est rare dans l’industrie de préparation du benzène ( extraction en vase clos) Mais le benzénisme est fréquent dans les industries qui l’utilisent :

comme solvant : (avant) - Industrie de caoutchouc - Industrie de teinturerie et de dégraissage - Encre d’impression à séchage rapide, colles, peintures, vernis

en synthèse organique : - Industrie chimique - Les matières colorantes - Produits pharmaceutiques

dans les carburants comme anti-détonnant

III. Toxicocinétique

1. Absorption - par inhalation (30% va être immédiatement éliminé dans l’air expiré) - par passage percutané (en cas d’urgence, déshabiller la personne)

2. Distribution - fixation sur les lipoprotéines et les GR - distribution rapide aux tissus riches en lipides (SNC : cible des intoxications aigues; foie et

moelle osseuse)

3. Métabolisme - dans le foie et les autres tissus cibles (moelle osseuse)

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Tox ind – Chap I - Benzène 2/6

Benzène dans l’air inhalé

40 – 45 %

60 % environ

Foie Moelle

osseuse

Tissu

adipeuxCerveau

Elimination

urinaire

Toxicité

médullaire

Stockage Toxicité

des solvants

METABOLISME

*

* Métabolites transformés en radicaux libres toxicité médullaire

Métabolisme dans le foie et la moelle osseuse

O

phénol

Benzene epoxy

Epoxyde hydrolase

Glucurono

Et sulfo-

Conjugués

urinaires

cancérogène

Acide phényl

mercapturique

non toxique

urinaire

GSH(glutathion)

Dans la Moelle osseuse : beaucoup d’anions superoxydes, mais pas de superoxyde dismutase

Les anions superoxydes réagissent avec les phénols

Création de radicaux libres très réactifs qui vont attaquer les protéines et

acides nucléiques des cellules de la moelle osseuse

4. Excrétion

- voie respiratoire (mesure du benzène = marqueur d’exposition récente) - voie urinaire (benzène non métabolisé =1%, métabolites, phénols)

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Tox ind – Chap I - Benzène 3/6

IV. Mécanisme d’action toxique

1. SNC - Lié à la lipophilie de la molécule - Effet biphasique

Atteinte des membranes des neurones Conduit à un dysfonctionnement puis à une destruction des neurones

2. Peau

- action dissolvante des lipides destruction de la barrière cutanée - action irritante et sensibilisante

3. Moelle osseuse

- Destruction possible de tous les précurseurs = moelle désertique = pancytopénie (pan : toutes, cyto : cellule, pénie : absence)

- Leucémie

V. Symptomatologie

1. Intoxication aigue

- exceptionnelle - toxicité générale des solvants - Signes cliniques : Congestion du visage, dépression du SNC (somnolence voire coma) ; Mort

survient en raison d’un collapsus respiratoire - en cas d’ingestion (ex : bien que les odeurs soient très nauséabondes, en cas de suicide

pneumopathie d’inhalation)

2. Intoxication chronique

Groupes critiques : toutes les personnes mal armées pour se défendre Les enfants Les femmes enceintes, femmes plus sensibles Les personnes ayant des problèmes sanguins, nerveux, hépatiques

A l’autopsie : dégénérescence de la masse graisseuse

Symptomatologie

- troubles neuropsychiques → séquelles (déficit mental, troubles psychiques) Troubles nerveux périphériques : troubles oculaires, du sommeil, dépression, polynéphrites, troubles moteurs, incoordination de la marche, paralysie respiratoire (cas grave)

- atteintes cutanées

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Tox ind – Chap I - Benzène 4/6

- atteintes hématopoïétiques dans la moelle osseuse (dès 10-30 ppm en concentration) Phase initiale : fatigue, troubles digestifs Dépression médullaire évoluant vers la grande hémopathie benzénique (plaquettes, GR = syndrome anémique, leucopénie : surtout neutrophiles) = aplasie médullaire = pancytopénie (au bout d’une dizaine d’années d’exposition ; mortelle en 10 mois environ)

- leucémie benzénique (la forme la plus fréquente : leucémie myéloblastique)

- tératogénicité

VI. Traitement

1. Intoxication aigue

On retire l’individu de l’atmosphère polluée, on favorise l’épuration pulmonaire (pour forcer l’excrétion du benzène) / ! \ Pas d’administration d’amines vasopressives (adrénaline) dans les états de choc et la fibrillation cardiaque.

2. Intoxication chronique

Forme légère On prend en charge l’anémie, on donne donc des vitamines K et vitamines C.

Lors d’aplasie médullaire (disparition des lignées cellulaires) on fait une transfusion de sang ou de culot de globules blancs, rouges et plaquettes => mais fort taux de mortalité au bout de 8-10 mois

On procède à une couverture antibiotique afin d’éviter les risques de surinfection.

Si le patient souffre de leucémie on la traite comme telle. La prévention tiens un rôle très important pour éviter les intoxications chroniques au benzène.

VII. Prévention

1. Sélection des ouvriers à l’embauche en fonction de leurs paramètres hématologiques.

Aptitude au travail Inaptitude au travail

Globule rouge ‹ 4 M/mm3 › 3,5 M/mm3

Globule banc ‹ 5OOO › 3500

Polynucléaire ‹ 50 % › 35 %

Temps de saignement › 6 minutes ‹ 10 minutes

2. Surveillance du personnel exposé - une visite médicale une fois tout les 6 mois minimum et à chaque accident, ainsi que la

tenue d’un registre où figurent les dates et les durées d’absences pour maladie. - Une surveillance biologique où l’on mesure les paramètres hématologiques régulièrement. - On dose le benzène dans l’air expiré. Ca doit être inférieur à 0,08 ppm.

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Tox ind – Chap I - Benzène 5/6

3. Prévention individuelle

- On informe les personnes exposées sur les risques encourus pour une meilleure acceptation de la protection.

- Le port de vêtements protecteurs est nécessaire. Ces vêtements ne doivent en aucun cas sortir du lieu de travail. On équipe le personnel de masques protecteurs contenant des cartouches de charbon actif.

4. Prévention collective

- ventilation basse (en bas des pièces) - On limite au maximum l’emploi du benzène. - On dose le benzène dans l’air des ateliers, la concentration moyenne tolérable (CMT) est de

5ppm (32mg/m3). On aimerait l’abaisser à 1 ppm mais c’est irréalisable. - Le benzène est inscrit au tableau des maladies professionnelles.

VIII. Toxicologie analytique

1. dans l’air et les solvants

- Réaction à la butanone Benzène + mélange nitrant (H2SO4 + HNO3) + agitation → Di-nitrobenzène + butanone Le dinitrobenzène a une odeur d’amande amère et le butanone se colore en violet dans un milieu basique.

- On peut également le mettre en évidence par absorption UV ou IR ou CPG

2. Dans les milieux biologique

- CPG de l’air expiré ou du sang (méthode « head space ») - Par la détection des phénols urinaires qui est un dérivé urinaire du benzène par CPG ou

spectrométrie - Par détection des adduits (traduction de l’anglais adducts) c'est-à-dire des morceaux d’ADN

où le benzène se fixe. En réalité c’est une technique très compliquée. - Examens hématologiques.

IX. Homologues supérieurs du benzène (Toluène, xylène, éthylbenzène, cumène, styrène)

A) Propriétés physiques

Ce sont d’excellents solvants, ils sont moins volatils que le benzène et donc moins dangereux car ils passent plus difficilement les voies respiratoires. Ils sont de plus en plus liposolubles en raison de leurs substitutions croissantes, ça leur confie une toxicité aiguë pour le SNC. Le métabolisme est différent de celui du benzène. En effet tout se fait sur les chaînes latérales et non sur le noyau. Il n’y a donc pas de toxicité sur la moelle osseuse.

B) Propriétés physico-chimiques

Ce sont tous des liquides peu volatils

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Tox ind – Chap I - Benzène 6/6

C) Utilisations

Industrielle comme solvant (dans les industries du caoutchouc, de graisse…)

D) Métabolisme

La pénétration par les voies pulmonaires est très restreinte, en revanche elle est importante au niveau cutané. L’élimination se fait au niveau pulmonaire pour les plus légers (20 à 50% pour le toluène) La métabolisation est hépatique : Oxydation de la chaîne latérale puis conjugaison et élimination urinaire. Oxydation Glycine

Toluène → Acide benzoïque → Acide hippurique → et 15% Glucuroconjugaison L’acide hippurique est un marqueur de l’intoxication au toluène. Oxydation Glycine

Xylène → Acide toluique → Acide méthylhippurique L’acide méthylhippurique est un marqueur de l’intoxication au xylène.

E) Toxicité

Ils sont irritant pour la peau et les muqueuses, ce sont également des dépresseur du SNC (après une courte excitation).

1. Toxicité aigue

Toxicité classique des solvants (voir au dessus)

2. Toxicité chronique

- Dermatose - Irritation nasale et bronchique - Fatigue, céphalée, nervosité …

Ces solvants sont souvent pollués par du benzène, la toxicité du benzène s’ajoute donc à celle du produit.

F) Prévention - On dose les métabolites urinaires afin de détecter une intoxication. - On dose ces solvants dans l’air expiré et dans l’air des ateliers (la concentration maximale

dans l’air des ateliers est de 100 ppm pour le toluène et le xylène et de 50 ppm pour le styrène).

- Il y a toujours une sélection à l’embauche, les personnes présentant des problèmes cutanés ne pourront pas travailler dans des ateliers où l’on utilise de tels solvants.

- On fait de la prévention à la fois individuelle et collective sur les risques de ces solvants afin d’éviter les intoxications.