MONOXY-DE

C RB NEigarette

ORTELcés

Melle KERKOUB FaziaPr. AZZOUZMars 2011

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Sommaire

Introduction/ épidémiologie

I. Propriétés physico-chimiquesII. Modes de formation du monoxyde de carboneIII. Sources d’exposition au monoxyde de carboneIV. ToxicocinétiqueV. Mécanisme d’actionVI. Clinique de l’intoxication.VII. Diagnostic d’une intoxication au CO.VIII. Relation dose/effet.IX. Traitement .X. Analyse toxicologique.XI. Normes et valeurs.XII. Prévention

Conclusion

Bibliographie

Introduction

Bien que ses dangers soient connus depuis longtemps, l'intoxication au CO reste fréquente, grave et pourtant méconnue ; c’est la première cause de mortalité accidentelle par gaz toxiques dans le monde et notamment en Algérie. Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz sans odeur et sans propriétés irritatives, ce qui permet l’inhalation de concentrationsimportantes et potentiellement létales sans symptômes avertisseurs pour la victime d’où le caractère insidieux de sa dangerosité.

C’est l’un des polluants atmosphériques les plus répandus. Il est le résultat de phénomènes naturels et de la combustion incomplète de composés organiques carbonés imputable aux activités de l’homme ou liée à certaines de ses habitudes dont la plus importante est l’usage du tabac.

Epidémiologie* :

- la circonstance est la plupart du temps accidentelle (98,5 %); rarement suicidaire (gaz d’échappement). Les circonstances intentionnelles (1,5 %) sont rares (contrairement aux États-Unis). Elles sont représentées par les conduites suicidaires par les gaz d'échappement de véhicule à moteur et l'incendie intentionnel (0,4 %).

- l'intoxication est souvent collective;

- elle survient à la maison (98 %); - caractère saisonnier marqué surtout à la période hivernale, il existe une prédominance

d'octobre à février (75 %); - elle touche majoritairement des familles jeunes (40 % de jeunes adultes) avec une

proportion importante d'enfants (23 %) et de femmes enceintes (6 % des femmes).

Le CO est un risque domestique majeur : toutes les personnes présentes sont intoxiquées en même temps. Les femmes enceintes et les jeunes enfants sont plus gravement et plus rapidement intoxiqués.

Il est trop fréquent en Algérie de constater malheureusement le décès d'une famille entière par intoxication oxycarbonée.

I. Propriétés physico-chimiques I.1. Propriétés chimiques

I.1.1. Stabilité thermiqueLe monoxyde de carbone est stable au-dessus de 1 000 °C. Au-dessous de cette température, il peut se décomposer selon l’équilibre réversible de Boudouard :2 CO C + CO2 + 163 kJCe système comporte deux constituants indépendants et deux phases, il est donc divariant. LaFigure ci-dessous représente, à la pression atmosphérique, la proportion de CO dans la phase gazeuse en fonction de la température. En accord avec les lois sur les équilibres, la proportion de CO diminue lorsque la température s’abaisse. À des températures inférieures à 400 °C, le CO est totalement dissocié. En fait, cette décomposition à basse température n’a lieu qu’en présence de catalyseurs (Fe, Ni…) et il s’ensuit que le CO peut exister à température ambiante à l’état métastable (faux équilibre).

La courbe de dissociation thermique du CO.

I.1.2. Oxydation par l’oxygène de l’air

La combustion du monoxyde de carbone dans l’air ou dans l’oxygène se fait avec une flamme bleue et en libérant une grande quantité de chaleur :2 CO + O2 CO2 + 281 kJIl en résulte que le monoxyde de carbone est un combustible et un réducteur. À température ordinaire, la vitesse de cette réaction est négligeable. Ce n’est qu’aux environs de 1 000 °C et à des températures supérieures que le monoxyde de carbone brûle dans l’air ou dans l’oxygène. Cette réaction peut être réalisée en faisant passer le monoxyde de carbone à l’intérieur d’un tube de quartz porté au rouge vif.

I.1.3. Oxydation au moyen d’un réactif oxydantL’oxydation du monoxyde de carbone est catalysée par de nombreux oxydes seuls ou en mélange. Elle peut aussi se faire au contact de sels à caractèreoxydant. Parmi les oxydes, on peut citer MnO, Co2O3, NiO, Cu2O, CuO, ZnO, Fe2O3, Cr2O3, V2O5, ThO2, HgO, Ag2O, I2O5.Parmi les sels à caractère oxydant, retenons, le permanganate d’argent, les sels palladeux, les complexes du palladium et les sels d’or ou d’argent.D’ailleurs, les principales réactions utilisables pour le dosage ou la détection du monoxyde de carbone se ramènent à la réaction générale d’oxydoréduction suivante :CO + Ox CO2 + Red + QkJ où Ox et Red représentent le corps oxydant sous ses formes oxydante et réduite.Examinons quelques-unes de ces réactions :

– CO +CuO → CO2 + Cul’oxyde de cuivre est utilisé à 285 °C, température à laquelle l’hydrogène de l’air est oxydé, mais le méthane non.

– CO +HgO → CO2 + Hgl’oxyde de mercure peut exister sous deux formes jaune et rouge ; la réaction est plus sensible avec la variété jaune (qui catalyse à température ordinaire) qu’avec la rouge, mais c’est avec cette dernière qu’elle est la plus reproductible. Les oxydes d’argent, de cobalt, de cuivre et demanganèse peuvent être utilisés en mélanges qu’on désigne sous le nom d’hopcalites.

Ces mélanges ont été mis au point lors de la guerre de 1914-1918 et utilisés dans les masques à gaz pour servir de protection contre le monoxyde de carbone, celui-ci n’étant pas absorbé par le charbon actif présent dans les masques à gaz classiques.La composition généralement adoptée est la suivante : MnO2 (50 %), CuO (30 %), Co2O3(15 %), Ag2O (5 %). L’activité de l’hopcalite diminue toutefois en présence d’humidité, de sorte qu’il est nécessaire de dessécher l’échantillon renfermant le monoxyde de carbone avant son passage sur le catalyseur.

– 5 CO +I2O5→5 CO2 + I2 cette réaction peut s’effectuer soit à chaud, à 150 °C, en phase gazeuse, soit à la température ambiante, mais en présence d’oléum.

– 2 CO +PdCl2 →[PdCl2 (CO)2] le chlorure de palladium oxyde le monoxyde de carbone à la température ambiante et le corps obtenu est décomposable par l’eau en palladium, anhydride carbonique et acide chlorhydrique. Certains complexes du palladium,notamment le sulfite palladopotassique et le complexe avec l’acide silico-molybdique peuvent aussi être utilisés pour cette réaction d’oxydation.

I.1.4. RéductionCitons principalement l’action de l’hydrogène qui donne des composés différents selon le catalyseur employé. Ainsi, en présence de nickel réduit et à 250 °C, le monoxyde de carbone peut être transformé en méthane : CO + 3H2→ CH4 + H2ONous verrons plus loin que cette réaction permet d’appliquer la chromatographie en phase gazeuse au dosage du monoxyde de carbone.

I.1.5. Réactions dans l’atmosphèreParmi les réactions possibles, notons :• CO +3H2 → CH4 + H2O cette réaction peut s’accomplir dans la nature en présence de certaines bactéries.• CO +O3 → CO2 + O2 compte tenu des faibles concentrations d’ozone, cette réaction n’intervient pratiquement pas dans la conversion du CO en CO2.• CO + •OH → CO2 + •H c’est une réaction particulièrement rapide, intervenant dans la transformation du NO en NO2 au cours de l’apparition du brouillard photochimique oxydant selon le processus : CO + •OH → CO2 + •H

•H + O2 + M →•HO2 + M •HO2 + NO →•OH + NO2Cette réaction entre CO et le radical oxhydrile serait suffisante pour oxyder d’importantes quantités de CO.

I.2. Propriétés physiques

Dans les conditions ordinaires de température et de pression, l’oxyde de carbone se présente sous la forme d’un gaz incolore, inodore, de densité voisine de celle de l’air. Il est peu soluble dans l’eau (2.3 ml dans 100 ml d’eau à 20C°), assez soluble dans certains solvants organiques tels que l’acétate d’éthyl, éthanol, acide acétique.

Les principales caractéristiques physiques de l’oxyde de carbone sont les suivantes :

- Masse molaire : 28.01 g/mol- Masse volumique : 1.25 g/l à 0 C° et 1 013 hPa, (1,15 g/litre à 25 °C et 1 013 hPa).- Point de fusion : -207 C° à 101 kPa.- Point d’ébullition : -191 C° à 101 kPa.- Point critique : - 140C° à 3498 kPa.- Point triple : -205 C° à 15kPa.- Densité du liquide : 0.814.- Densité du gaz (air = 1) : 0.968- Tension de vapeur : 34 kPa à -200 C°- Température d’auto-inflammation : 609-700 C°- Limites d’inflammation en volume % dans l’air (20C°, 101 kPa) : 12.5 – 74 (risque

d’incendie)- A 25 C° et 101 kPa, 1 ppm= 1.14 mg/m3

- spectre d’absorption dans l’infrarouge. On note trois bandes d’absorption principales se situant vers 2,2 – 4,5 et 4,6 μm.

- La molécule CO est isoélectronique avec celle d’azote : dans les deux cas la liaison est assurée par trois doublets (une liaison et deux liaisons ).

Utilisation :• comme combustible; • en métallurgie comme agent réducteur;

dans l'industrie chimique pour la synthèse de nombreux composés: méthanol, acide acétique, acide formique, acide acrylique, phosgène, etc

II. Mode de formation

II.1. Quelques généralités sur les combustibles

La combustion est une réaction chimique qui résulte de la combinaison de deux corps : l’un appelé combustible, l’autre nommé comburant. En fait, c’est la réaction d’oxydation du combustible par le comburant. C’est en d’autres termes, une réaction au cours de laquelle se produit un transfert d’électrons, le combustible étant le corps qui cède des électrons et le comburant celui qui les accepte. Cette combinaison, qui doit être amorcée par une source auxiliaire devant fournir un minimum d’énergie, présente la particularité d’être toujours accompagnée d’un dégagement de chaleur, dénommé chaleur de combustion. Le combustible, une fois la réaction amorcée, continue à s’unir au corps comburant en libérant cette chaleur. les dérivés à base de carbone demeurent les combustibles les plus utilisés. Ils peuvent se présenter sous l’un des trois états suivants : solide, liquide, gazeux. Le comburant est le corps qui apporte l’oxygène nécessaire à la combustion. Dans les cas qui nous intéressent, c’est l’air qui assure cette fonction et nous verrons que la quantité nécessaire à la combustion varie avec la nature du combustible. Plus intime sera l’union du combustible et du comburant, meilleure sera la combustion. On peut déjà en déduire que la combustion parfaite des combustibles gazeux sera plus facile à réaliser que celle des combustibles liquides et solides.Les caractéristiques principales d’un combustible sont le pouvoir calorifique et l’inflammabilité.

• Toutes les énergies inflammables peuvent produire du CO : bois, charbon, pétrole, kérosène, mazout, essence, gaz butane, propane et gaz naturel (méthane).

Source : Centre antipoison Nord-Pas-de-Calais, Picardie, Haute Normandie

II.2. Modes de formation du monoxyde de carbone

Lorsque quelque chose brûle, c'est en général qu'un composé chimique organique réagit avec l‘O2 de l'air. 02cas:

- Si il y a assez d‘O2 pour alimenter le feu, la combustion est " complète ", et chaque atome de C se combine alors avec 02 atomes d‘O2. On a ce qu'on appelle du " dioxyde de carbone ", qui est ce que nous rejetons quand nous respirons. La combustion complète dégage beaucoup d'énergie, et produit donc une flamme très chaude : elle est bleue.

- Si par contre il n'y a pas assez d'oxygène, certains atomes de C ne se combinent qu'avec un seul atome d‘O2, et on appelle le résultat le " monoxyde de carbone ". C'est ce qu'on appelle une combustion " incomplète ". Cette combustion dégage moins d'énergie, la flamme qu'elle produit est moins chaude : elle est jaune. 2C +O2 è 2CO.

Au fait, ces deux types de combustion sot pratiquement toujours associés, d’où la nécéssité absolue d’aération suffisante de toute enceinte fermé où il existe une source de combustion.

les autres modes de formation du monoxyde de carbone :

- Action de la vapeur d’eau sur les substances Carbonées (Incendies).- Action des acides forts sur les composés Organiques (Laboratoires): H2SO4 sur

HCOOH → CO.- Réduction du CO2 par excès de C incandescent : C + CO2 → 2 CO

III. Sources d’exposition au monoxyde de carbone

Bien que les sources naturelles soient quantitativement plus importantes mais mieux réparties sur la surface du globe, en raison de leur caractère plus diffus, la production du monoxyde de carbone d’origine industrielle ou domestique demeure le seul et réel risque d’intoxication.

III.1. Sources naturelles

Les sources naturelles de monoxyde de carbone sont d’origine biologique et non biologique. Les quantités exactes de CO, qu’elles génèrent, sont actuellement mal connues, les avis des spécialistes étant très contrastés à ce sujet. La seule chose que l’on puisse dire est que ces sources naturelles sont réparties uniformément à la surface du globe et en constituent une « pollution de fond » de l’ordre de 0,1 à 0,2 ppm (*). Leur influence sur la concentrationen monoxyde de carbone des villes est donc négligeable, les concentrations qui en résultent ne mettent pas en danger la santé publique, ce sont les sources anthropogéniques qui causent les effets dangereux.

- Sources non biologiques :

Le gaz des volcans, la photodissociation du gaz carbonique en haute altitude représentent les sources potentielles de CO. De même la dégradation photochimique de composés organiques tels le méthane (gaz des marais) ou certains hydrocarbures aliphatiques, contribue à entretenir la présence de très faibles teneurs atmosphériques en ce gaz. Mais il est certainement très difficile d’en apprécier l’importance.

- Sources biologiques :

De faibles émissions peuvent être mises en évidence à partir de la végétation, durant la germination ou la croissance des plantes, et également par certaines algues ou micro-organismes marins t.q la production de CO par des méduses hydrozoaires marines (siphonophores) (sources exogène).

Mais la production biologique de CO la plus particulière demeure celle résultant du catabolisme de l’hème dans l’organisme des mammifères (source endogène).C’est en 1949 que SJÖSTRAND prouva la réalité de ce phénomène consistant en la production de CO à partir du noyau tétrapyrrolique de l’hémoglobine. Chaque molécule de protoporphyrine conduisant à la formation d’une molécule d’oxyde de carbone et d’une molécule de billirubine. Lors de sa dégradation, l’ouverture du noyau héminique libère un atome de carbone à partir d’un pont alpha méthane dont l’oxydation aboutit à la formation de CO. Cette production endogène représente, selon Coburn environ 0.4 ml de gaz / h. la principale conséquence en résultant est la présence d’un taux biologique normal de CO dans le sang de tout mammifère, et de taux anormalement élevé chez tout sujet atteint de maladies hémolytiques (thalassémie, drépanocytose…).

Une production indirecte de CO peut également avoir lieu dans l’organisme lors du métabolisme de certains solvants dihalogénés, dérivés du méthane (dichlorométhane, dibromométhane..) pouvant avoir des conséquences sur l’état clinique des sujets inhalant les vapeurs de ces composés. Il est important de noter que le chlorure de méthylène peut être absorbé par les voies pulmonaire et cutanée de façon significative.

III.2. Sources technologiques

- Sources industrielles : l’industrie des charbonnages représente toujours haut risque d’intoxication aigue, lors des incendies de mine (coup de poussières..) qui sont générateurs de dégagements massif de CO, dans l’espace restreint que constitue les galeries de mine. Il en est de même pour les industries des métaux ferreux ou non ferreux, lors des opérations de fusion, de frittage des minerais. Dans les hauts fourneaux, les gaz s’échappant au dessus de l’acier en fusion peuvent avoir des teneurs de l’ordre de 30% en CO.

De nombreuses autres industries peuvent également être concernées, plus particulièrement les industries chimiques et les raffineries de pétrole au cours des opérations de craquage.

- Sources domestiques :

Les causes les plus fréquentes d’intoxication proviennent des installations de chauffage utilisant le charbon ou le gaz.

Les poêles à charbon vétustes, installés dans les conditions défectueuses (tirage insuffisant, cheminée mal entretenue) réalisent les conditions idéales d’une combustion incomplète. Mais il ne faut pas négliger la possibilité de certains poêles à tirage excellent de réduire en CO le gaz carbonique au contact du charbon incandescent selon la réaction : CO2 + C <=> 2CO

Le gaz naturel (méthane) et d’autres hydrocarbures aliphatiques (propane, butane) peuvent également être à l’origine des mêmes nuisances lorsqu’ils sont utilisés dans de mauvaises conditions d’aération. Par exemple, la combustion d’un chauffe-eau en atmosphère confinée ou saturée de vapeur d’eau, dont la gaine d’évacuation est défectueuse , et génératrice de CO selon la réaction : CH3 + 3/2 O2 → CO + 2H2O.

- Autres sources :

Les gaz d’échappement des moteurs à essence tournant au ralenti qui, en cas de mauvais réglage, peuvent voir des teneurs de l’ordre de 7% en CO. Il est à noter qu’un moteur diesel bien réglé est moins polluant en ce gaz qu’un moteur à essence. Les quantités de CO émises par un moteur dépendent de certaines variables : le type de combustible utilisé, la conception du moteur et ses conditions d’opération ainsi que la qualité du mélange combustible/air. De plus, des cas d’exposition ont été identifiés lorsque des enfants prenaient place à l’arrière de camions à boîte ouverte.

Enfin l’usage du tabac ne doit pas être oublié, puisque la combustion d’une seule cigarette peut dégager de 25-50 ml de CO, La consommation de tabac peut élever la concentration de CO dans l’organisme d’un taux de 3 à 10 % constituant une intoxication chronique expliquant certains symptômes ressentis par les fumeurs. La quantité de CO absorbée par l'usage de la cigarette dépend de certains facteurs, comme par exemple la fréquence et l'intensité des inhalations. La concentration en CO est d'environ 4,5 % (45 000 ppm) dans la fumée de cigarette, le chiffre est encore plus élevé dans le cas du cigare. Les taux sanguins les plus importants sont observés chez les fumeurs inhalant la fumée. Il ne faut pas non plus négliger

le cas du fumeur passif, sujet non fumeur, qui passe un certain temps dans un enceinte riche en fumée de tabac, dont le taux sanguin en CO peut augmenter de manière très significative. Tous les auteurs admettent que le risque résultant de l’inhalation de fumée de cigarette est très nettement supérieur à celui encouru par l’absorption de CO atmosphérique dans les conditions normales.

IV. Toxicocinétique

IV.1. Absorption

Chez l’homme comme chez l’animal, le CO est absorbé par les poumons. Du fait de sa très faible hydrosolubilité, le CO parvient rapidement au niveau des alvéoles pulmonaires où il diffuse à travers la membrane alvéolo-capillaire de façon similaire à l'oxygène. En présence d’une concentration constante pendant plusieurs heures, le taux d’absorption diminue régulièrement jusqu’à atteindre un état d’équilibre entre la pression partielle d’oxyde de carbone dans le sang capillaire pulmonaire et celle de l’alvéole. La quantité totale de monoxyde de carbone absorbé par voie respiratoire sera proportionnelle à la concentration ambiante en CO, à la ventilation-minute de l’individu exposé et à la durée de l’exposition.

IV.2. Distribution

La plus grande partie du monoxyde de carbone absorbée se fixe de façon réversible aux pigments hèmes de l'organisme :

- Au moins 80 % se lie à l'hémoglobine des érythrocytes pour former la carboxyhémoglobine par une combinaison stable, mais réversible. Il se lie par liaison de covalence à l’atome de fer de l’anneau tétrapyrrolique de l’hème. Pour une teneur donnée, la fixation du CO sur l’hémoglobine est d’abord rapide, puis de plus en plus lente jusqu’à atteindre un équilibre qui ne sera pas dépassé, quelle que soit la durée du séjour dans l’atmosphère toxique, ce palier étant fonction de la concentration atmosphérique en CO. La formation de carboxy-hémoglobine se fait suivant une réaction d’équilibre HbO2 + CO <-> HbCO + O2 . La loi d’action de masse peut s’appliquer : Hb CO x PO2 / (Hb O2) x PCO = MM est une constante variable suivant l’espèce, chez l’homme est proche de 230. Cela signifie que la fixation du CO sur l’hémoglobine est favorisée par son avidité pour ce gaz qui est 230 fois supérieure à celle de l’oxygène chez l’homme.

Le CO inhibe ainsi la liaison de l’oxygène à l’hémoglobine ce qui diminue la libération d’oxygène dans les tissus (effet antagoniste de l’O2). Les organes et tissus à forte consommation en oxygène sont les plus sensibles à cette hypoxie : cœur, cerveau, muscles squelettiques, ainsi que le fœtus.

- De 10 à 15 % réagit avec la myoglobine des cellules musculaires. La myoglobine a une constante d'affinité pour le monoxyde de carbone environ huit fois plus faible que celle de l'hémoglobine. La fixation du CO sur la myoglobine affecte l’oxygénation de certaines cellules musculaires notamment au niveau du myocarde.

Les cellules musculaires myocardiques retiennent plus le monoxyde de carbone que les cellules musculaires squelettiques (ratio 3:1).

- Une faible proportion (environ 5 %) peut aussi réagir avec les autres composés contenant de l'hème :métalloenzymes ; cytochrome-oxydases (dont l’a3 à l’origine d’une inhibition de la respiration mitochondriale), cytochromes P450 (CYP450), hydroperoxydases. La fixation du CO à ces protéines ne constitue pas pour autant un compartiment réservoir, aussi ce gaz n’a pas un effet toxique cumulatif.

Le monoxyde de carbone traverse la barrière placentaire et la barrière hémato-méningée.

IV.3. Métabolisme

- Le monoxyde de carbone n'est pratiquement pas métabolisé, moins de 1 % de la dose absorbée est oxydé en dioxyde de carbone.

- Il est aussi produit de façon endogène par l'organisme lors du catabolisme des pigments hèmes (de 0,5 à 1,0 ml de CO par heure chez l'adulte). Le niveau de carboxyhémoglobine endogène chez l'humain est évalué de 0,1 à 1,2 %. Les valeurs de référence de HbCO retrouvées dans la population générale sont :

- non fumeur : HbCO de 0,4 à 1,5% ;

- fumeur : HbCO de 3 à 8% (pour 1 à 2 paquets de cigarettes fumés par jour) ;

- femmes enceintes : HbCO de 0,7 à 2,5% ;

IV.4. Excrétion 

L’élimination du CO dépend des échanges respiratoires. Ainsi, La vitesse de diminution de l’HbCO dépend essentiellement de son taux initial après exposition et de la quantité d’oxygène disponible mais également de la variabilité individuelle, ce qui explique, les différences de résistance à une intoxication au CO observées au sein d’une population.

Le monoxyde de carbone est éliminé presque entièrement par ventilation pulmonaire dans l'air expiré sous forme inchangée et le taux d’élimination du monoxyde de carbone est en relation directe avec la pression partielle en oxygène de l’air inspiré.

- L'élimination de l’HbCO après arrêt de l’exposition se fait rapidement au début de façon exponentielle (20-30min) probablement liée à la distribution du CO vers la myoglobine et les cytochromes ainsi qu’à l’élimination pulmonaire, puis devient plus lente avec le temps reflète vraisemblablement la libération du CO de l’Hb et la myoglobine, la diffusion pulmonaire et la ventilation

- La demi-vie de la carboxyhémoglobine chez l'humain est d'environ 3 à 5 heures pour un sujet en état de veille et au repos. Dans le cas d’un sujet endormi, elle peut dépasser 6 à 8 heures.

- Elle peut augmenter avec l'âge et diminuer avec l'activité physique.

- La demi-vie de la carboxyhémoglobine chez la femme enceinte est d'environ 3 à 4 heures tandis que celle du fœtus est d'environ 7 heures expliquant la gravité d’une intoxication chez une femme enceinte sans prise en charge rapide.

- la demi-vie d’élimination du CO diminue avec l’administration d’oxygène hyperbare mais les valeurs numériques retrouvées varient :

- 23 min à 3 atm – Peterson (18)- 27 min à 1,58 atm – Jay (23)- 22 min à 2,5 atm – Pace (19)

V. Mécanisme d’action toxique

Le mécanisme d'action toxique du CO tient à sa capacité de se fixer sur les hémoprotéines, dont les fonctions sont ainsi bloquées.

- Effets sur le transport de l'oxygène

Le CO traverse la membrane alvéolocapillaire et se fixe sur l'hémoglobine, pour laquelle il a une affinité 250 fois supérieure à l'oxygène.

La courbe d'association-dissociation de l'oxyhémoglobine (HbO2) est déplacée vers la gauche. Le 2,3-diphospho-glycérate érythrocytaire est réduit, accentuant encore plus ce déplacement vers la gauche.

La réaction de fixation est très rapide, et dépend de la concentration du CO dans l'air inspiré, de la ventilation alvéolaire et de la durée d'exposition. C'est le rapport des pressions partielles de CO et d'O2 qui détermine les effets cliniques : la fixation du CO est inversement proportionnelle à la pression partielle d'oxygène. Ceci explique que le confinement augmente la sévérité de l'intoxication au CO.

L'HbCO ainsi formée est une forme non fonctionnelle d'hémoglobine quant au transport de l'oxygène. Le contenu artériel en oxygène diminue, entraînant une baisse de l'apport d'oxygène périphérique et donc une hypoxie hypoxémique périphérique. En revanche, la PaO2

reste normale s'il n'y a pas de complication pulmonaire surajoutée.

- Effets sur les tissus

La baisse du transport d'oxygène n'est pas le seul mécanisme d'action du CO. Goldbaum et al ont montré qu'avec un même taux d'HbCO, les chiens qui avaient inhalé du CO mouraient, alors que ceux qui avaient été transfusés avec des érythrocytes chargés en CO, ne mouraient pas. Ils en concluaient que la toxicité du CO n'était pas seulement liée à la diminution de l'apport périphérique d'oxygène due à la fixation du CO sur l'hémoglobine, mais que le CO extravasculaire jouait un rôle important en interférant sur l'utilisation de l'oxygène  [7]. La part du CO extravasculaire est de 10 à 50 % du CO corporel total. Le CO se fixe sur un nombre important d'autres composés possédant aussi le noyau hémique : myoglobine, hydroperoxydase, cytochrome oxydase et P450  [8, 9]. L'affinité du CO pour ces autres composants hémiques est moins importante que pour l'hémoglobine, mais la fixation du CO peut être considérablement élevée quand la PO2 tissulaire est basse.

La fixation du CO sur la myoglobine aboutit à une forme de myoglobine non fonctionnelle pour la facilitation de la diffusion de l'oxygène dans les muscles squelettiques et le coeur. Ceci entraîne une limitation de la consommation maximale d'oxygène (VO2max) et la baisse du débit cardiaque, observée parfois même chez les patients modérément intoxiqués  [5].

La fixation du CO sur le cytochrome a3 est bien connue. Brown et Piantadosi ont démontré par spectrophotométrie de réflexion dans l'infrarouge in vivo, que l'inhibition du cytochrome a3 est détectable dans les neurones en même temps que l'HbCO augmente et ce, dès avant la survenue d'une hypotension  [2]. Ceci est accompagné par un abaissement du pH intracellulaire et de la concentration en composés énergétiques  [21]. Au niveau cérébral, cette altération de l'énergétique cellulaire entraîne une dépolarisation neuronale, une décharge de catécholamines, d'aminoacides neuroexcitateurs, associée à une diminution de leur recaptage. Ces processus déclencheraient l'initiation de phénomènes apoptotiques et contribueraient à la dégénération neuronale dans des zones vulnérables  [16].

En résumé, en plus de l'hypoxie hypoxémique, l'intoxication au CO induit une hypoxie histotoxique, et ce processus s'autoaggrave. Ceci est en parfaite adéquation avec l'expérience clinique.

- Effets de la réoxygénation

La détoxification de l'organisme dépend de la vitesse de dissociation des complexes formés entre le CO et les hémoprotéines.

La dissociation de la carboxyhémoglobine débute dès la cessation de l'exposition au CO, et se fait de façon exponentielle, avec une demi-vie de 320 minutes en air ambiant. Cette dissociation est très accélérée par l'oxygène avec une demi-vie de 90 minutes, 35 minutes et 22 minutes en oxygène pur respectivement à 1 ATA, 2 ATA, 3 ATA. La vitesse de dissociation des autres hémoprotéines est mal connue mais, dépendant de celle de l'HbCO, est beaucoup plus lente (48 à 72 heures en air ambiant).

La mise sous oxygénothérapie hyperbare (OHB) permet de normaliser immédiatement l'apport d'oxygène aux tissus à partir de l'oxygène dissous, et secondairement de restaurer une capacité normale de transport sanguin d'oxygène par l'accélération de la dissociation de l'HbCO.

De plus, aux lésions d'hypoxie constituées pendant la phase d'intoxication, se surajoutent des lésions pendant la phase de réoxygénation. Ces lésions, similaires à celles observées dans les syndromes d'ischémie reperfusion, sont dues à la survenue d'une peroxydation lipidique cérébrale, liée à une production exagérée de radicaux libres oxygénés provenant des molécules d'oxygène ne pouvant être prises en charge par les chaînes respiratoires, bloquées par la fixation du CO sur le cytochrome a3  [19]. La mise sous OHB, entraînant d'emblée la dissociation des complexes cytochrome a3-CO et la normalisation du métabolisme mitochondrial de l'oxygène, permet d'éviter ces lésions de réoxygénation.

- Mécanisme toxique par stress oxydant :

• L'exposition au CO peut conduire à la formation de molécules oxydantes réactives pouvant induire une peroxydation lipidique et une variété de lésions au niveau du SNC

• L'exposition au CO provoque une libération d'oxyde nitrique (NO) à partir des plaquettes et des cellules endothéliales vasculaires avec augmentation importante du NO dans les tissus vasculaires et périvasculaires. Le NO est un médiateur physiologique majeur et un radical libre de très courte durée de vie qui possède un potentiel cytotoxique. L'effet cytotoxique du NO peut être en partie associé à la production de peroxynitrite, un oxydant majeur généré par la réaction entre le NO et l'ion superoxyde. Il semble que des radicaux libres oxygénés du type superoxyde soient produits dans le contexte d'une exposition au CO par dysfonction mitochondriale induite par le stress hypoxique.

VI. Clinique

La symptomatologie pourra survenir suite à une exposition à faible niveau sur une période de temps prolongée ou encore suite à une exposition importante sur une courte période. Dans les deux cas, des séquelles neurologiques pourront survenir. Il semble donc que la sévérité de l’intoxication au monoxyde de carbone dépendra de plusieurs facteurs : la concentration ambiante en monoxyde de carbone, la durée de l’exposition, la susceptibilité de l’individu aux effets du CO et également l’état de santé général de l’individu exposé.

VI. A. Toxicité aigue

Les manifestations cliniques d’une exposition aiguë au monoxyde de carbone sont multiples et non spécifiques, elles sont principalement de nature neurologique et cardiovasculaire.

VI.A.1. Phase d’imprégnation (HbCO > 20%)

Elles comprend les signes prémonitoires, d’ordre général et assez fréquents. Ils apparaissent généralement sous forme d’une violente céphalée et vertiges avec battements temporaux accompagnée d’asthénie. Des vomissements sans diarrhée peuvent se produire précocement. Des troubles de l’humeur (angoisse, agitation) et comportement (syndrome confusionnel) sont très fréquents, se complétant par une impotence musculaire, avec chute et perte de connaissance, pour conduire finalement au coma hypertonique avec vivacité des réflexes ostéotendineux et signes d'irritation pyramidale. Le décès survient dans un tableau de défaillance cardiorespiratoire.

VI.A.1. Phase d’état  (HbCO > 40-50%)

Signes neurologiques

Lors d’intoxication aiguë, le CO porte atteinte au système nerveux central (SNC) affectant les régions telles que le cortex cérébral l’hippocampe, la substance grise et le globus pallidus.

Les manifestations cliniques neurologiques possibles sont multiples : ataxie, étourdissements, troubles de la mémoire, diminution de la concentration, convulsions, coma.

Ils résultent essentiellement de l’atteinte des systèmes pyramidaux et surtout extrapyrmidaux et sont caractérisées par des hypertonies, troubles de l’équilibre, suivis d’une phase d’imprégnation musculaire de plus en plus marquée, débutant par les membres inférieurs, le tout pouvant évoluer vers un stade comateux. Le coma oxycarbonné est hypotonique avec quelques épisodes d’agitation. Il est de profondeur variable.

Les séquelles neurologiques pourront persister pendant une période de temps plus ou moins prolongée. Ces effets neurotoxiques prolongés du monoxyde de carbone pourront être classifiés en deux catégories :

- toxicité persistante, lorsque la neurotoxicité est présente dès le départ suite à l’exposition,

- ou encore toxicité retardée, lorsque les effets toxiques apparaissent après une certaine période de latence dont la durée peut varier de 2 à 40 jours.

Ce qui est moins connu, c’est le syndrome neurologique retardé (SNR) ou syndrome postintervallaire qui est caractérisé par des manifestations neurologiques, comportementales et psychiatriques. On peut rencontrer des désordres moteurs (de type parkinsonien), des perturbations des fonctions du système nerveux autonome (incontinence urinaire et fécale) ou des fonctions cognitives, des pertes de la mémoire à court terme, etc. Cinq mécanismes sont proposés pour expliquer le SNR :

- "stress hypoxique-ischémique résultant du manque d’oxygène à la cellule- "interaction au niveau cytochrome conduisant au mauvais transport des électrons

mitochondriaux - "peroxydation des lipides cérébraux- "surexcitation des récepteurs des acides aminés excitateurs - "dommage cytotoxique par l’oxyde nitrique (Castoldi et al.)

Signes cardiovasculaires

Les manifestations cliniques de nature cardiovasculaire sont également importantes : douleurs thoraciques, tachypnée, tachycardie, hypotension avec syncope, convulsions, oedème pulmonaire, arythmie cardiaque et arrêt cardiaque.

De plus, il semble que l'ischémie myocardique soit une manifestation fréquente de l'intoxication au monoxyde de carbone. L’examen du tracé électrocardiographique laisse apparaitre des troubles de la repolarisation de type ischémique s’ajoutant à l’hypoxie myocardique. Les complications à redouter sont représentées par des troubles du rythme, assez rares, mais surtout une tendance au collapssus. Parfois, un œdème aigu du poumon dont l’origine est mal précisée, d’apparition précoce, peut représenter un facteur de gravité considérable.

La dépression myocardique combinée avec une vasodilatation périphérique secondaire à l’augmentation des concentrations d'oxyde nitrique au niveau de l’endothélium vasculaire peut avoir comme conséquence une hypotension artérielle avec réduction de la perfusion

cérébrale pouvant conduire à une perte de conscience subséquemment, à l'apparition des manifestations neurologiques de l'intoxication.

Toxicité chez la femme enceinte

L’intoxication au monoxyde de carbone pendant la grossesse pose des problèmes particuliers. Du fait du risque important de décès foetal de 36 à 67 %, d’avortement et d’anomalies neurologiques suite à une exposition au CO de la mère, en raison du manque de parallélisme strict entre l'état clinique de la mère et la gravité de l'intoxication de l'enfant. De plus, des malformations foetales et des retards intellectuels ont été rapportés  

La ventilation-minute étant augmentée durant la grossesse, il est possible que l’absorption pulmonaire du CO soit plus grande chez la femme enceinte.

Sur le plan physiologique, trois faits sont à considérer :

- le CO doit diffuser à travers la barrière placentaire pour gagner la circulation de l'enfant, et réciproquement, l'oxygène doit franchir la barrière placentaire pour que l'élimination du CO foetal commence. Il y a donc retard à la détoxication du foetus par rapport à la détoxication maternelle;

- l'hémoglobine foetale a plus d'affinité pour le CO que l'hémoglobine adulte; - la PaO2 foetale est beaucoup plus basse que celle de l'adulte, ce qui accroît

considérablement la fixation du CO sur toutes les hémoprotéines. Ceci explique que la gravité de l'intoxication foetale ne puisse être jugée sur l'état clinique de la mère.

Compte tenu de ces résultats, il est recommandé que toute femme enceinte intoxiquée au CO bénéficie d'une séance d'OHB quel que soit son état clinique.

Les indications précises pour le traitement hyperbare n’ont pas été établies de façon définitive mais une carboxyhémoglobine de 15 % est souvent utilisée par plusieurs experts comme valeur critique en raison de la plus grande sensibilité physiopathologique de la circulation foetale.

Signes Cutanés :

On note fréquemment un faciès cyanosé et une teinte rosée des téguments avec présence de phlyctènes aux points de pression.

La teinte cochenille de la peau est rare, liée à la couleur rouge foncé de l’HbCO, et à la vasodilatation cutanée.

La coloration labiale rouge cerise :classique mais rare.

Signes respiratoires : Polypnée, OAP Signes musculaires : Rhabdomyolyse Les autres manifestations cliniques importantes sont : hémorragies rétiniennes. Signes biologiques

Une acidose métabolique pouvant abaisser le pH sanguin en dessous de 7,2 est toujours de mauvais pronostic. Une forte élévation de la C.P.K, traduisant la souffrance myocardique ainsi qu’une élévation des transaminases sont fréquentes.

L’examen anatomopathologique révèle une coloration rosée des différents tissus, un aspect œdémateux des poumons, des foyers de nécrose myocardique et des lésions nerveuses au niveau du pallidum.

En cas de récupération du sujet, des manifestions retardées sont fréquentes surtout chez les personnes agées et en cas d’intoxication prolongée.

VI.B. Toxicité chronique

Ce sont les tissus les plus irrigués donc gros consommateurs d’oxygène qui seront les plus touchés. Les syndromes observés le seront surtout en médecine du travail et chez les sujets pratiquant abondamment l’usage du tabac.

Cette intoxication est souvent insidieuse, marquée par des céphalées rebelles aux antalgiques, mais qu’on attribue à toutes sortes de causes, sans penser à l’oxyde de carbone, par une faiblesse musculaire ou une asthénie persistante, par des petits troubles sensoriels, bourdonnements d’oreille, baisse de l’acuité auditive, avec des troubles digestifs mineurs états nauséeux, des précordialgies, par des vertiges ou des états ébrieux dont l’origine reste mystérieuse, et enfin des difficultés intellectuelles avec troubles de la mémoire et difficultés de la concentration.

Ce sont des expérimentations animales qui ont montré que la présence de carboxyhémoglobine à un taux modéré environ 15% favorisait la fixation de cholestérol sur la tunique interne des artères contribuant ainsi au développement d’athérosclérose. Parallèlement, une baisse de la clairance des lipoprotéines est observée. On note également une élévation du volume plasmatique et de sa teneur en protéines. Les fonctions de l’hémostase se trouvent également perturbées, avec un sang ayant un taux de formation de cailloux élevée. Pour toutes ces raisons on peut donc envisager que la présence de carboxyhémoglobine représente un facteur favorisant la maladie athéromateuse et l’infarctus du myocarde, ce que confirment de manière significative toutes les enquêtes menées chez les fumeurs.

Les intoxications chroniques au monoxyde de carbone son actuellement reconnues comme maladies professionnelles, avec un délai de prise en charge de 30 jours. Les syndromes associant céphalées, asthénie, vertiges, nausées, confirmés par la présence dans le sang d’un taux d’oxyde de carbone supérieur à 105 ml/100ml de sang chez les sujets exposés aux émanations d’oxyde de carbone provenant des foyers industriels, de gazogènes, d’appareils de chauffage, ou de moteurs à allumage commandé dans des locaux où la concentration est, de façon habituelle, supérieur à 50 cm3 par m3, sont donc reconnus comme maladies professionnelles.

VII. Diagnostic

Le diagnostic d’intoxication au monoxyde de carbone devra être évoqué dans le contexte d’une exposition identifiable en présence de manifestations cliniques caractéristiques. Même si elle ne constitue pas un marqueur fiable de sévérité de l’exposition, une élévation significative de la COHb chez un non-fumeur permet de confirmer la suspicion clinique d’une exposition. Un niveau supérieur à 3 % chez un non-fumeur ou à 10 % chez un fumeur doit être considéré comme anormal une perte de conscience transitoire est généralement considérée comme un facteur de mauvais pronostic.

Le diagnostic sera donc souvent difficile à établir et un haut niveau de suspicion devra être maintenu en tout temps. À cet effet, la présence de plus d’une personne atteinte dans un même lieu physique, de symptômes non spécifiques devrait faire songer à une intoxication au CO.

Il repose donc sur la recherche d'une source de CO dans l'environnement du patient et la détermination du taux de carboxyhémoglobine.

L’examen clinique devra comprendre un examen des fonctions mentales supérieures qui pourra révéler des anomalies neurologiques plus subtiles. À cet effet, certains tests psychométriques spécifiques peuvent être utilisés, comme par exemple le « CO Neuropsychological Screening Battery » (CONSB). Ainsi, le patient présentant, suite à une exposition au CO, un résultat anormal à un test psychométrique, peut être à risque d’anomalies neurologiques persistantes ou retardées. Cependant, l’utilisation de routine de ce test peut comporter certains problèmes, la plupart des cliniciens étant peu familiers avec l'utilisation régulière de ces tests dans une pratique quotidienne en médecine d’urgence

Malheureusement, aucun marqueur fiable de sévérité de l’intoxication au CO n’a pu être identifié à ce jour, même si la survenue d’une perte de conscience au cours de l’exposition est parfois proposée comme indicateur de sévérité sur la base d’un certain nombre de cas décrits dans la littérature. À cet effet, il n’existe pas de corrélation fiable entre la sévérité de l’intoxication et le niveau sanguin de carboxyhémoglobine (COHb) mesuré à l’admission (dissociation de l'HbCO a déjà commencé)

Diagnostic différentiel

Souvent, la symptomatologie clinique pourra être confondue avec certaines conditions cliniques courantes : infection des voies respiratoires supérieures, intoxication alimentaire, accident cérébrovasculaire, désordres psychiatriques, migraine, ischémie myocardique.

Étant donné que l’intoxication au CO survient fréquemment pendant la saison hivernale, il est très fréquent que le diagnostic initial soit, de façon erronée, celui d’une infection virale.

VIII. Relation dose/effet

IX. Conduite à tenir et Traitement

Suite à la confirmation d’un cas d’intoxication au CO, il importe d’identifier le plus rapidement possible la source d’exposition afin de corriger le problème et de prévenir des expositions ultérieures pour d’autres individus.

La réaction de formation de HbCO est réversible. Il va donc falloir nécéssairement renverser l’hypoxie myocardique et cérébrale ar l’administration massive d’oxygène dans les limites de sa toxicité.

1. Conduite à tenir devant une intoxication aigue au CO a. Geste dans l’immédiat 

Il est urgent de soustraire le malade de l’atmosphère toxique après s’être soi-même protégé par le port d’un masque à cartouche spécifique de l’oxyde de carbone. Après avoir dégagé au mieux les voies aériennes, l’oxygénothérapie ou la respiration artificielle peut être pratiquée durant le transport, l’oxygène étant alors administré sous pression normobare par sonde nasopharyngée ou par masque à raison de 6 à 10 l/min. dans les formes sévères, l’oxygénothérapie hyperbare sous 2 atm par séance d’une heure renouvelable en caisson mobile, est d’une très grande efficacité à condition d’être précoce, sans mésestimer les risques de convulsions possibles dus à l’hyperoxie. Elle doit être poursuivie tant que persistent les signes cliniques, même si le sang est dépourvu de CO. Conjointement, une surveillance étroite du système cardiovasculaire devra être pratiquée pour éviter la survenue d’OAP et de collapsus.

Il s'agit le plus souvent d'une exposition soudaine à forte dose. Attention ! si toutes les personnes présentes sont concernées, certaines peuvent présenter les premiers symptômes avant les autres : nourrissons, jeunes enfants, personnes âgées ou personnes malades.

Les symptômes ressemblent à ceux d'une grippe ou d'une intoxication alimentaire :

Chez l'enfant : vomissement, somnolence

Chez l'adulte : nausées, maux de tête, vertige, vomissements

Ouvrir très largement les fenêtres pour aérer Arrêter tous les appareils de chauffage si vous le pouvez Sortir de chez vous avec tous les personnes présentes Appeler les pompiers (18) et ne revenez chez vous qu'après leur autorisation Mettre la victime en position latérale de sécurité dans une pièce bien aérée et surveiller

sa respiration en attendant les secours

b. Traitement spécifique

Le traitement de l'intoxication aiguë par le CO est basée sur l'oxygénothérapie. La façon de l'administrer, normobare ou hyperbare, dépend de la situation clinique.

Indication de l'oxygénothérapie normobare

Les patients ne se plaignant que de troubles subjectifs doivent être placés sous oxygénothérapie normobare au masque à haute concentration, à fort débit (12 L/min chez l'adulte) et pendant au moins 12 heures.

La modalité thérapeutique de choix pour le traitement de l'intoxication au CO demeure l'administration d’O2 à 100 %.La durée suggérée du traitement à l’O2 est d'au moins 4 à 6H pour la plupart des intoxications mais réanimateurs suggèrent jusqu'à 48H de traitement.

Indication de l'oxygénothérapie hyperbare

En France, il est admis que les indications de l'OHB doivent être larges, l'intoxication au CO tirant sa gravité non seulement de ses manifestations aiguës, mais aussi de ses séquelles à long terme.

C'est ainsi que, se basant sur ces données et celles de la littérature, la Conférence européenne de Consensus sur les indications de l'OHB a recommandé dans les intoxications au CO, le recours systématique à l'oxygénothérapie hyperbare, dès lors qu'il y avait coma persistant, qu'il y avait eu perte de conscience, ou que l'examen neurologique montrait un signe objectif (hyperéflectivité ostéotendineuse, hypertonie, signe de Babinski, etc). Les modalités de l'OHB doivent être adaptées à la situation clinique du patient. Habituellement, une séance de 90 minutes à 2,5 ATA en oxygène pur suffit. La séance d'OHB peut être répétée, s'il persiste un trouble de conscience ou un signe clinique objectif. Il ne semble pas utile de poursuivre au delà de cinq séances.

Dans notre expérience, le taux de carboxyhémoglobine mesuré à l'admission à l'hôpital n'est pas un facteur associé à l'existence de manifestations cliniques, ni à la survenue de manifestations à long terme. Il n'est pas, à lui seul, l'élément sur lequel se décide le passage en caisson hyperbare.

Les études en cours permettront probablement de clarifier ces différents points dans les années à venir.

Les avantages pour traitement de l’intox au CO, qui incluent :

- l'élimination plus rapide du CO - l'amélioration de l'oxygénation tissulaire - la dissociation plus rapide du CO sur son site de- fixation intracellulaire au niveau du cytochrome oxydase - l'inhibition de l'adhésion leucocytaire au niveau de l'endothélium vasculaire - la prévention du processus de peroxydation lipidique au niveau du SNC

Il est possible d'avoir une récupération complète sans séquelles suite à une intoxication au CO sans oxygénothérapie hyperbare et il est également possible de retrouver des anomalies neurologiques significatives après un traitement à l‘O2 hyperbare.

Les indications classiques pour l'oxygénothérapie hyperbare sont : - le coma ou une histoire de perte de conscience, - les anomalies neuropsychologiques à l'examen physique, - l'instabilité cardiovasculaire, - l'acidose métabolique sévère - une HbCO> à 40 %.

Traitement de la femme enceinte

En raison des conséquences pour le fœtus, dont l'atteinte ne peut être appréciée par l'examen clinique de la mère, nous recommandons que toute femme enceinte ayant une intoxication par le CO bénéficie d'une séance d'OHB, quelles que soient les données de son examen clinique. L'évolution de la grossesse fait ensuite l'objet d'une surveillance particulièrement attentive, mais cette situation ne doit plus être considérée, sous réserve d'un traitement par OHB, comme devant systématiquement faire poser la question d'une interruption de grossesse  

Traitement complémentaire :

L’administration de corticoides, diurétiques, une réhydratation hydro-éléctrolytique et nutritionnelle par voie veineuse, une antibiothérapie permettront de favoriser le retour à un état normal de l’intoxiqué.

X. Analyse toxicologique

X.1. Phase pré-analytique

Prélèvement :

Nature : Le sang, veineux ou artériel prélevé loin des zones intestinales.

Contenant :

- à la seringue - sur anticoagulant (EDTA, héparine, ou fluorure de sodium) pour éviter la formation

de CO d'origine microbienne.- L'oxalate est contre-indiqué car il peut engendrer la formation de CO avec les

techniques faisant appel à un traitement acide fort (sulfurique). - à l'abri de l'air (volume d'air le plus faible possible au-dessus du prélèvement)

conservation :

- La conservation au froid n'est nécessaire que pour des stockages de plusieurs mois (cas des contre-expertises).

- à température ambiante si l'analyse est réalisée rapidement (moins d'une heure)- au froid entre 0°C et + 8 °C

X.2. Phase analytique

A. Indicateurs biologiques

Dosage de la teneur en HbCO

le biomarqueur spécifique d’exposition et d’effet du monoxyde de carbone. Dépend du taux d'Hémoglobine, une bonne corrélation existe entre [CO] atmosphérique et la concentration sanguine d'HbCO. Le dosage d’HbCO doit être réalisé dans l'heure qui suit le prélèvement.

- Méthode de WOLFF: Basée sur la floculation différentielle HbCO par rapport à HbO2. - les pH iso ioniques de HbCO et HbO2 sont différents. HbCO ne commence à floculer

qu’à pH = 4,5 alors que HbO2 a déjà commencé à floculer dès pH=6.Si on amène un sang de son pH normal (pH=7,35) à un pH intermédiaire entre 6 et 4,5, HbO2 floculera alors que HbCO restera en solution.

Conditions : La loi de 5: T°=55°C ; pH=5,35-5,55 ; temps 5 min, dilution au 1/5.

Filtration : récupération de la carboxyhémoglobine qui est coloré . Lecture à 540 nm par rapport à une  courbe d’étalonnage : coloration proportionnelle à la

concentration de carboxyhémoglobine.

- Méthode spectrophotométrique

- CO-oxymètre: Méthode spectrophotométrique automatisée sur échantillon sanguins non traité au préalable. avantage de la rapidité ,ne nécessite qu'un faible volume sanguin (100 uL). Mais moin précise aux basses valeurs d'HbCO (< 3 %).

- Valeurs biologiques de l’HbCO :o Intoxication aigue : HbCO > 15-20% o formation endogène : 0,1 à 1,2 %o femme enceinte : 0,4 à 2,6 % o anémie hémolytique : 4 à 6 % o population urbaine : 1 à 2 % o fumeurs :

1 paquet par jour 5 à 6 %, 2 à 3 paquets par jour 7 à 9 %, cigare jusqu'à 20 %;

exposition à 50 ppm de chlorure de méthylène pendant 8 heures : 1,5 à 2,5 %.

Concentration sanguine en CO (oxycarbonémie)

- Par CPG : basée sur la réduction du CO en méthane CO + 3H2 → CH4 + H2O

Le CO est libéré à partir de HbCO dans un injecteur à espace de tête. Le CO libéré est chromatographié sur une colonne, il est réduit catalytiquement en méthane au niveau du

détecteur, le méthane étant quantifié par le détecteur à ionisation de flamme. Cette méthode est considérée comme une méthode de référence. La limite de détection est basse (0,005 % de HbCO); la technique est spécifique, sensible, et se réalise sur une prise d'essai comprise entre 0,2 et 2 μL.

La détermination peut également être effectuée par une chromatographie à espace de tête couplée à un spectromètre de masse.  

- Méthode palladométrique

CO dosé grâce à ses propriétés réductrices, après dénaturation de l’HbCO par divers agents : acide phosphorique, ferricyanures de potassium.

Méthode de conway : se fait en deux temps :

1- Exctraction du gaz par la cellule de Conway :

2- Dosage :

- Excès de PdCl2 qui n’a pas réagi

- HCl libéré: par la KOH

- Pd0 : filtrer le contenu de la seconde coupelle et récupérer le Pd0. le traiter avec de l’eau régale. Pd0 + H2SO4/ HCl PdCl2

- Dosage de PdCl2 par:

* Méthode Cyano Argentimétrique de CHAMBON

* Méthode de TRUHAUD – FABRE : PdCl2 est traité par KI transformé en PdI2 dont la teinte brune peut se prêter à dosage colorimétrique.

- Méthode de Nicloux : se fait en deux temps :

1- Extraction des gaz : sous l’action conjuguée du vide, d’un acide fort et fixe (H3PO4) et de la chaleur (bain mari), tous les gaz contenus dans le sang se dégagent et sont recueillis dans une éprouvette graduée: CO, CO2, O2, N2, H2S

La méthode par microdiffusion en cellule de CONWAY

est basée sur le pouvoir réducteur du CO.

Le gaz est libéré dans une enceinte close

(sang + H2SO4).

Ce gaz vient réduire du chlorure de palladium

placé au centre de l'enceinte.

PdCl2 + CO + H2O Pd0 + 2HCl + CO2

• 2- analyse : élimination au préalable des gaz gênants: CO2 : Potasse , O2 : Pyrogallol, H2S : Sulfate de fer, N2 : ne gène pas.

- Dosage par spectrométrie infra rouge : Après libération par un acide fort , le CO dégagé est quantifié par l’absorption de la raie IR à 4600 cm-1

- < à 0,4 ml / 100 ml (non-fumeurs) - 1 à 2 ml / 100 ml (20 cigarettes par jour)- Cette formule ne tient pas compte du CO dissout dans le plasma

- Coefficient d’empoisonnement : c’est le nombre mL de CO trouvé dans 100 mL sang/ nombre mL de CO nécessaire pour saturer ce sang.

-- 1g d’Hb fixe 1,34mL de CO (identique pour l’O2)- HbCO% = V de CO%.100mL/ g Hb%.1,34- CE= 60% Généralement mortel- CE=50% Coma- CE=30,3% Seuil de l’intoxication aiguë

Dosage du CO dans l’air expiré

Le dosage dans l'air expiré est une méthode simple non invasive et utile pour aider au diagnostic d'intoxication sur les lieux de l'accident  [11]. Il peut être notamment utilisé facilement chez les patients adultes sans trouble de conscience et dans les intoxications collectives, pour effectuer un tri dans les patients. Il ne dispense pas d'une mesure ultérieure d'HbCO sanguin selon les méthodes classiques pour confirmation. Le prélèvement est en revanche difficile à mettre en oeuvre chez les patients graves ou chez les enfants.

Le dosage dans l'air expiré évite le prélèvement sanguin et, à condition de ne pas diluer l'air alvéolaire par de l'air bronchique au moment de son recueil, en pratiquant la méthode de la « respiration retenue ». Le dosage du CO effectué directement par spectrométrie dans l'infrarouge permet d'avoir une bonne corrélation avec la concentration sanguine, à condition d'utiliser un sac de prélèvement parfaitement étanche (sac en saran).

Des normogrammes permettent la conversion du résultat en pourcentage de HbCO.

La formule de Ringold (HbCO % = 0,5 + CO / 5) permet la conversion du résultat (ppm de CO dans l'air expiré) en % d'HbCO.

HbCO g/100ml CO (ml/ 100ml) x 100 HbCO% = = Hb g/100ml 1.4 x Hb (g/100ml)

Mesure CO par cellule électrochimique ou spectromètre infrarouge :

Cette technique est basée sur l'utilisation de capteurs à pile dont la tension varie en fonction de la teneur en CO ; cette méthode a une sensibilité moindre que celle des techniques basées sur l'absorption de l'infrarouge.

Avantages : dosage Non invasif , Rapide et facile, Mesures sur le terrain et Bonne corrélation.

Inconvénients : Nécessite la coopération du patient, Résultats peuvent être affectés par l’alcool et une déficience en lactase.

Tubes colorimétriques :

Avantages : Non invasif , Rapide et facile , Résultats immédiats

Inconvénients : Manque de précision, Interférences avec d’autres gaz.

CO expiré est un bon reflet de l'intoxication tabagique récente è utilisation en consultation de sevrage tabagique.

Dosage du CO dans le plasma

- Chez une personne qui a fumé dans les minutes ou les heures qui précèdent : 15 à 20 ppm

- Chez les non-fumeurs: 1 à 4 ppm - Les non-fumeurs exposés passivement

5 à 10 ppm

Charniers a proposé une méthode de dosage du CO plasmatique à très faibles concentrations (<l mg/L) basée sur son piégeage sur une solution d'hémoglobine, suivi d'une réduction par le dithionite et de deux mesures photométriques à 541 et 555 nm

B. Indicateurs environnementaux

Le dosage du CO dans l'atmosphère permet de mettre en évidence dans l'atmosphère respirée par le sujet des taux susceptibles d'entraîner une intoxication, et d'aider ainsi le diagnostic, sur les lieux même de l'accident, d'une intoxication aiguë au monoxyde de carbone devant une symptomatologie inexpliquée (troubles de conscience, troubles digestifs, convulsions, etc).

- Méthode expérimentale (physiologique)

• Pour qu’un animal puisse jouer un rôle détecteur intéressant vis à vis du CO, il faut qu’à toxicité égale de l’atmosphère, il soit beaucoup plus rapidement intoxiqué que l’homme.

• Rapport surface corporelle/ poids corporel doit être élevé.• Un sujet respire d’autant plus que la surface de son corps est plus grande par rapport

au poids.

- Méthode spectrophotométrique : Méthode de FLORENTIN, VAN DERBER, KOHN ABREST Basée sur l’examen des spectres d’absorption spécifique de HbO2, HbCO, Hb réduite.HbO2: Deux bandes d’absorption à 576 et 540 nmHbCO : Deux bandes d’absorption à 570 et 536 nmHbr: Une seule bande d’absorption à 555 nm c’est la bande de STOKES.On ne prend pas en compte l'existence d'autres hémoglobines telles que l'hémoglobine fœtale ; celle-ci augmente alors faussement le taux mesuré d'HbCO

Dans un 1er temps, l’air à analyser est débarrassé de tout son O2 par passage sur du PyrogallolDans un 2ème temps, par addition d’une pincée dithionite de Na sur un sang normal, on en transforme toute l’HbO2 et metHb en Hbr.On fait barboter l’air à analyser dans le sang puis on observe les bandes d’absorption au spectrophotomètre:

- Détection chimique dans l’air ambiant

Toutes les méthodes sont basées sur le pouvoir réducteur de CO:

CO + Oxydant -> CO2+ Corps réduit

- Méthode au chlorure de Palladium: en milieu humide, CO réduit PdCl2 en Pd0 noir:

CO + PdCl2 + H2O -> Pd0 + CO2 + 2HCl

- Méthode à l’anhydride iodique (principe du tube réactif)

CO + I2O5 --> I2 + 5CO2

Utilisés avec une pompe qui aspire un volume de gaz , A l’intérieur un réactif qui change de couleur en présence du gaz recherché. Iode libéré est absorbé sur l’alumine qu’il colore en vert. La lecture se fait directement par une graduation , Chaque mesure nécessitant un nouveau tube donc c’est ne méthode onéreuse. Les tubes ne permettent qu’une mesure ponctuelle et pas le suivi de la concentration de CO (Dräger).

- Détection physique dans l’air ambiant

- Méthode basée sur la combustion de CO, à T° ordinaire, en présence d’un catalyseur (Pt) et au contact de l’O2 de l’air (principe du toximètre) : 2CO + O2 2CO2+ calories

La réaction n’a lieu qu’à la périphérie du ballon qui supporte le Pt et la chaleur dégagée entraîne une augmentation de pression dans ce ballon, ce qui provoque le déplacement du pont de Hg: Ces 3 opérations: « Dégagement de chaleur, augmentation de pression, déplacement du Hg » étant proportionnelle à la quantité du CO transformée en CO2. Le catalyseur peut être inhibé par l’humidité de l’air et par la présence d’H2S.

- Méthode basée sur la propriété de CO d’absorber les rayonnements IR : méthode de référence pour le dosage dans l’air.

• Le CO est l’un des rares gaz à présenter une importante absorption des rayonnements IR. Cette propriété ne concerne ni l’O2, ni l’N.

• Principe : la même source d’IR émet des rayons sans deux enceintes, l’une traversée par de l’azote présentant le blanc qui n’absorbe pas dans l’IR, et l’autre traversée par l’air à analyser, les rayons sont captés par un détecteur qui mesure leur intensités respectives, censées être intègre pour l’enceinte du blanc, est diminuée pour l’enceinte de l’air à analyser car y a absorption si présence de CO.

• Appareil type ONERA 80 effectue la mesure à la longueur d'onde de 4 600 cm-1 

- Méthode électrochimique : Cette technique est basée sur l'utilisation de capteurs à pile dont la tension varie en fonction de la teneur en CO ; cette méthode a une sensibilité moindre que celle des techniques basées sur l'absorption de l'infrarouge.

• Pour ce qui concerne le dosage du CO, le résultat n’est valide que pour des concentrations d’hémoglobine comprises dans les valeurs physiologiques.

• Si le délai entre l'analyse et l'intoxication est court (moins d'une heure) le dosage de l'HbCO par le CO Oxymètre est un bon biomarqueur de l'intoxication oxycarbonée, sinon il est préférable de procéder au dosage du CO lui-même ou d’utiliser une spectrophotométrique après réduction.

XI. Normes et valeurs

Valeur moyenne d’exposition : La concentration moyenne dans l’air des postes de travail en un polluant donné ne mettant pas en danger la santé des travailleurs sains exposés une durée d’exposition de 42 heures hebdomadaires à raison de 8 h/j.

ORGANISME   CONCENTRATION  EN  CO   DUREE  

Organisation  Mondiale  de  la  santé  (OMS)

 Air  Quality  Guideline  1987  

 10  ppm     8  heures   25  ppm   1  heure   50  ppm   30  minutes   90  ppm   15  minutes  

XII. Prévention

Des campagnes d’éducation devraient être entreprises de façon périodique au début de la saison hivernale pour informer le public sur les dangers des sources potentielles de CO. Plusieurs moyens simples de prévenir les intoxications au CO peuvent être facilement mis en application : inspection et entretien de routine des appareils de combustion et des cheminées; interdiction de faire fonctionner le moteur des automobiles au ralenti dans les garages fermés même lorsque la porte est ouverte; interdiction d’utiliser, à l’intérieur, des appareils de cuisson non ventilés; utilisation généralisée des détecteurs de CO.

- Des installations de chauffage saine et des appareils en bon état : Les contrats de maintenance sont une bonne solution pour parer à toutes éventualités. les chauffe-eau non raccordés à un conduit d'évacuation sont interdits à la vente et à l'usage depuis août 1996.

- Le bon usage des appareilsLe poêle à charbon ne doit être utilisé que par grand froid : il faut une différence de température importante entre l'intérieur de la maison et l'extérieur pour que les gaz de combustion s'évacuent normalement. Si Le temps se radoucit, Ne pas baissez pas le poêle, il faut l’éteindre.

- Les chauffages d'appoints : Les poêles à feu, à pétrole, à kerdane ou kerosène ne doivent être utilisés que par intermittence. Ils sont très dangereux utilisés en permanence le jour ou la nuit

- Des bouches de ventilation en bon état et non obstruées N'obstruez pas les bouches de ventilation même si elles font un courant d'air désagréable dans la salle de bain ou dans la cuisine : faites-en modifier l'emplacement

par un professionnel ! Nettoyez-les régulièrement.

- Un ramonage deux fois par an des conduits d'évacuation Insert, cheminée à foyer ouvert, chaudière, poêle à charbon doivent être reliés à des conduits d'évacuations ramonés chaque année par un professionnel ! C'est aussi une sage précaution pour éviter un incendie.

- Le détecteur-avertisseur de monoxyde de carbone 

Il est indispensable dans une habitation dès qu'on utilise une énergie inflammable : ce petit appareil, alimenté par une simple pile 9 volt détecte le monoxyde de carbone et alerte par un signal puissant, de jour comme de nuit, de la présence de monoxyde de carbone.

Contrairement aux sécurités intégrées dans les appareils de chauffage, il permet de détecter le CO d'où qu'il vienne dans votre habitation On peut être intoxiqué par le monoxyde de carbone alors qu'il ne vient pas de chez soi et passe par une fissure de mur mitoyen. Seul un détecteur-avertisseur de monoxyde de carbone placé chez vous peut vous alerter de sa présence.

Un détecteur de CO a pour but de déterminer la concentration de CO dans l’air et/ou de déclencher un signal d’alarme (voyant lumineux et signal sonore) lorsque la cellule électrochimique détecte une teneur en CO dépassant un certain seuil pendant une certaine durée. Un détecteur efficace ne doit pas se déclencher à de faibles concentrations (tabagisme) mais avertir à temps du risque pour que la victime soit encore en état de réagir.

Conclusion

L’intoxication au monoxyde de carbone représente un problème de santé publique majeur et constitue une des principales causes d’intoxication environnementale partout dans le monde.

La fréquence des intoxications non létales au CO est probablement beaucoup plus importante, mais difficile à évaluer avec précision en raison de la nature non spécifique des symptômes et signes cliniques de l’intoxication. Étant donné l’usage universel des sources d’énergie fossile dans notre société moderne, tous les individus sont potentiellement à risque d’être exposés. Le risque d’intoxication semble supérieur dans les pays de latitude Nord avec une fréquence supérieure.

L’évaluation clinique suite à une intoxication au CO demeure difficile en raison de l’histoire d’exposition fréquemment absente, du manque de spécificité du tableau clinique et de

l’absence d’une méthode fiable pour l’évaluation prospective du degré de sévérité de l’intoxication.La modalité thérapeutique de choix demeure l’administration d’oxygène à 100 %.Le rôle exact de l’oxygénothérapie hyperbare demeure imprécis. Bien que les données issues d’études animales et de cas rapportés dans la littérature semblent suggérer un effet positif, les données des essais cliniques randomisés sont contradictoires. Il semble que d’autres études prospectives devront être réalisées dans le futur pour délimiter plus précisément le rôle de cette modalité thérapeutique.

Enfin, il est probable que la prévention des expositions accidentelles soit l’avenue la plus efficace afin de réduire dans le futur la mortalité et la morbidité reliées à cette intoxication.Dans ce sens, des efforts d’éducation devront être entrepris dans différents groupes concernés : professionnels de la santé, entreprises de services publics, population en général. Il est primordial pour les médecins d’urgence de poser rapidement le diagnostic d’intoxication au CO afin de prévenir une exposition ultérieure de l’individu lui-même ou d’une autre personne de son entourage.

Bibliographie- Les bases pharmacologiques de l’utilisation des médicaments – Goodman

& Gilman- 9ème édition, pp. 1656-1658- Toxicologie, Alain Viala.- BELEGAUD J. – dérivés oxygénés du carbone. Encycl. Méd. Chir.,

Parisi. Intoxications, 16002 B50 , 12-1982.- Cours 2010, 2009- Fiche toxicologique n°47 – inrs- Intoxications professionnelles au CO - Pr Geraut, 2005- Informations toxicologiques n° : 14, 17- Bulletin d’information toxicologique , publication du centre de

toxicologie institut national de santé publique du québec et du centre anti-poison du québec, aout 2009.