Fiche de révision : Toxicologie des solvants chlorés

📋 Plan du Cours

1. Propriétés des solvants chlorés
2. Utilisations et sources d’exposition
3. Métabolisme et mécanismes toxiques
4. Intoxication aiguë
5. Atteintes chroniques des solvants
6. Traitement des intoxications
7. Prévention des expositions
8. Classification des solvants chlorés
9. Dichlorométhane
10. Chlorure de vinyle
11. Trichloroéthylène et perchloroéthylène

📖 1. Propriétés des solvants chlorés

🔑 Notions clés & Définitions

• Solvant chloré : Dérivé chloré d’un hydrocarbure aliphatique à chaîne carbonée linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, par opposition aux hydrocarbures aromatiques.

★ À maîtriser

• Les solvants chlorés sont des composés gazeux ou liquides, peu inflammables, volatils, liposolubles et peu biodégradables.

Compléments

• La volatilité des solvants chlorés en fait des composés organiques volatils soumis à la directive européenne de 1999 sur les rejets et impliqués dans la pollution et la destruction de la couche d’ozone.

• La liposolubilité des solvants chlorés permet leur absorption par voie cutanée, tandis que leur volatilité favorise l’intoxication par voie pulmonaire.

• Au contact de métaux, de la lumière ou de la chaleur, les solvants chlorés peuvent se décomposer en chlore Cl₂, acide chlorhydrique HCl, phosgène COCl₂ et dichloroacétylène ClC≡CCl, des produits irritants.

• La réaction alcalino-pyridinique de Fujiwara-Ross forme, en présence de pyridine et de potasse, un aldéhyde glutaconique rose dosable par spectrophotométrie.

📖 2. Utilisations et sources d’exposition

★ À maîtriser

• Le dichlorométhane est le solvant chloré majoritairement utilisé.

• Les trois utilisations principales sont :

  • Les diluants et solvants dans l’industrie des peintures et vernis.
  • Le dégraissage et le nettoyage des pièces métalliques.
  • L’extraction des huiles, graisses, colorants et parfums.

Compléments

• Les solvants chlorés sont aussi employés en synthèse organique comme agents de méthylation, pour la purification des matières plastiques et du caoutchouc, dans le nettoyage à sec et les teintureries, comme agents anti-feu dans les extincteurs, ainsi que comme réfrigérants et propellants d’aérosols.

• Le tétrachloroéthylène est utilisé intensivement dans les pressings et peut être reconnu à sa forte odeur.

• Les intoxications par solvants chlorés peuvent être professionnelles, volontaires ou accidentelles, notamment en cas de surdosage ou d’associations.

• Le mélange domestique d’hypochlorite de sodium et de produit nettoyant pour toilettes de type Canard WC est décrit comme hautement toxique.

📖 3. Métabolisme et mécanismes toxiques

★ À maîtriser

• Les solvants chlorés sont absorbés principalement par inhalation, mais aussi par voie cutanée et parfois par voie orale, puis se distribuent dans les organes très vascularisés et riches en lipides et traversent la barrière fœto-placentaire.

• Le métabolisme des solvants chlorés est majoritairement hépatique, avec une phase I impliquant les CYP 2E1 et une phase II impliquant les GST.

📌 Les dérivés saturés subissent une déshalogénation ou une réduction produisant des radicaux conjugués au glutathion, puis des aldéhydes ou des acides irritants, tandis que les dérivés insaturés subissent une époxydation produisant des radicaux très réactifs susceptibles de former des adduits et des mutations.

• Le tétrachlorure de carbone CCl₄ est métabolisé par les CYP 2E1 en radical trichlorométhyle CCl₃

• , qui attaque les acides gras membranaires, initie la peroxydation lipidique, forme un radical peroxyle attaquant les membranes adjacentes, puis produit des hydroperoxydes et des produits de coupure irritants, notamment des aldéhydes et des acides.

Compléments

• Les solvants chlorés sont éliminés par voie respiratoire sous forme inchangée et par voie urinaire et biliaire sous forme de métabolites.

• Les principales catégories de métabolites toxiques sont :

  • Les radicaux libres.
  • Les époxydes.
  • Les dérivés instables tels que les aldéhydes.

• Les radicaux libres provoquent un stress oxydant qui déstabilise les membranes par peroxydation lipidique.

• L’attaque des groupements thiols des protéines et du glutathion par des composés électrophiles peut entraîner une déplétion en glutathion, comme avec le chlorure de méthyle.

• La génotoxicité des solvants chlorés correspond à une atteinte de l’ADN avec formation d’adduits et est étudiée par des tests in vitro, in vivo et par l’incidence des tumeurs chez l’animal.

📌 Les solvants chlorés induisent le CYP 2E1 et peuvent augmenter leur production de métabolites toxiques avec l’exposition répétée; l’alcool partageant ce CYP, une interaction peut majorer l’effet toxique.

💡 Astuce mémo

L’exposition répétée induit le CYP 2E1, ce qui augmente la production de métabolites toxiques.

📖 4. Intoxication aiguë

★ À maîtriser

• L’intoxication aiguë peut provoquer une dépression du système nerveux central allant de l’ivresse et des vertiges à la somnolence et au coma, avec un risque de narcose.

• Les solvants chlorés peuvent provoquer des troubles de l’excitabilité myocardique, notamment une fibrillation ventriculaire, caractéristique de cette famille de solvants.

Compléments

• L’intoxication aiguë par les solvants chlorés est rare et généralement accidentelle.

• L’intoxication aiguë peut entraîner une pneumopathie d’inhalation et une irritation des voies aériennes.

• L’intoxication aiguë peut provoquer une irritation et un dessèchement cutanés ou oculaires.

• Une néphrotoxicité peut se manifester par une dégénérescence tubulaire et, plus rarement, par des lésions glomérulaires; elle peut être due aux solvants chlorés eux-mêmes ou à leurs métabolites, et pas seulement aux impuretés.

• Une hépatotoxicité peut se manifester par une cytolyse aiguë, notamment avec le tétrachlorure de carbone, et peut être due aux solvants chlorés eux-mêmes ou à leurs métabolites, et pas seulement aux impuretés.

📖 5. Atteintes chroniques des solvants

★ À maîtriser

📌 L’intoxication chronique par les solvants chlorés entraîne des atteintes fréquentes, souvent irréversibles, dont la récupération peut être lente.

📌 La dermatose irritative peut toucher tout le monde, tandis que l’eczéma ou l’urticaire de contact nécessite un terrain allergique.

• Les expositions professionnelles sont associées à un risque accru de cancers :
  • leucémies
  • lymphomes
  • cancers hépatiques
  • cancers des voies urinaires
  • cancers du col de l’utérus

Compléments

• Les atteintes du système nerveux central comprennent la fatigue, les difficultés de concentration et les troubles de la mémoire, qui peuvent récupérer après l’arrêt de l’exposition.

• Les atteintes du système nerveux périphérique comprennent les pertes de réflexes, la paralysie, la polynévrite et les fourmillements ; la récupération est moins importante, mais les cellules de Schwann y contribuent.

• Un certain nombre de solvants chlorés sont classés dans le groupe 1 par le CIRC.

• Les effets tératogènes des solvants chlorés sont suspectés et pourraient entraîner des malformations congénitales.

📖 6. Traitement des intoxications

★ À maîtriser

• Le traitement évacuateur d’une intoxication par des solvants chlorés consiste à soustraire le sujet à l’atmosphère contaminée; en cas d’ingestion, le lavage gastrique n’est pas systématiquement indiqué, même avant une heure, et est généralement évité en raison du risque d’inhalation pulmonaire; un pansement gastrique ne constitue pas un traitement évacuateur.

📌 Les troubles cardiaques peuvent être traités par des bêtabloquants, mais les catécholamines comme la dopamine ou la noradrénaline sont à éviter en raison du risque de fibrillation ventriculaire par excitation myocardique.

Compléments

• L’hémodialyse est utilisée comme traitement épurateur en cas de problèmes rénaux.

• La ventilation assistée augmente l’épuration pulmonaire d’un solvant volatil.

• Les troubles métaboliques sont traités par réhydratation et par administration de protecteurs tels que la N-acétylcystéine, précurseur du glutathion qui apporte du soufre pour la détoxification et limite le stress oxydant.

📖 7. Prévention des expositions

★ À maîtriser

• Les dosages biologiques peuvent porter sur :
  • le sang
  • l’air expiré
  • les métabolites urinaires

📌 La surveillance médicale a lieu à l’embauche, puis tous les six mois, et comprend des examens sanguins et urinaires.

📌 La VLCT correspond à une exposition de 15 minutes, tandis que la VLEP correspond à une exposition prolongée de huit heures, soit une journée de travail.

Compléments

• Les solvants volatils et leurs métabolites urinaires peuvent être dosés par chromatographie en phase gazeuse avec détecteur à ionisation de flamme (CPG-FID).

• La prévention des intoxications comprend des mesures individuelles et collectives ainsi que la fixation de valeurs limites d’exposition professionnelle.

📖 8. Classification des solvants chlorés

★ À maîtriser

• Les dérivés saturés du méthane sont : le chlorure de méthyle ou monochlorométhane (CH3Cl), le chlorure de méthylène ou dichlorométhane (CH2Cl2), le chloroforme ou trichlorométhane (CHCl3), le tétrachlorure de carbone ou tétrachlorométhane (CCl4)

• Les dérivés insaturés de l’éthylène sont : le chlorure de vinyle ou monochloroéthylène (CH2=CHCl), le chlorure de vinylidène ou 1,1-dichloroéthylène (CH2=CCl2), le 1,2-dichloroéthylène (CHCl=CHCl), le trichloroéthylène (CHCl=CCl2), le perchloréthylène ou tétrachloroéthylène (CCl2=CCl2)

Compléments

• Les dérivés saturés de l’éthane sont : le chlorure d’éthyle ou monochloroéthane (CH3CH2Cl), le dichloroéthane (CH2CH2Cl2), le trichloroéthane, le tétrachloroéthane, le pentachloroéthane, l’hexachloroéthane

• Les dérivés saturés du propane sont :

  • le chlorure de propane ou monochloropropane
  • le dichloropropane
  • le trichloropropane
  • le tétrachloropropane
  • le pentachloropropane
  • l’hexachloropropane

📖 9. Dichlorométhane

🔑 Notions clés & Définitions

• Dichlorométhane : Le dichlorométhane, ou chlorure de méthylène (CH2Cl2), est le moins toxique et le plus utilisé des solvants chlorés présentés.

★ À maîtriser

• Le dichlorométhane peut être métabolisé en phosgène (COCl2), en monoxyde de carbone (CO) et, sous l’action de la chaleur, en dioxyde de carbone (CO2).

• L’intoxication aiguë au dichlorométhane peut provoquer une dépression du système nerveux central avec ébriété et incoordination, ainsi qu’une toxicité cardiopulmonaire liée au monoxyde de carbone et une élévation de l’HbCO.

Compléments

• Le dichlorométhane est un liquide incolore, volatil et instable, aux propriétés extractives, décapantes et dégraissantes.

• Le CYP2E1 oxyde le dichlorométhane en une forme aldéhyde qui se scinde et produit du monoxyde de carbone ; le métabolisme libère aussi de l’acide formique et du formaldéhyde irritants.

• Le dichlorométhane est classé 2A par le CIRC, comme probablement cancérogène pour l’homme, avec des preuves suffisantes chez l’animal et limitées chez l’homme ; sa toxicité varie selon les espèces en fonction du métabolisme.

📖 10. Chlorure de vinyle

★ À maîtriser

• Le chlorure de vinyle (CH2=CHCl) est un gaz incolore, inodore et très toxique, utilisé comme monomère pour fabriquer le PVC (polychlorure de vinyle).

• Le CYP2E1 métabolise le chlorure de vinyle en un époxyde cancérogène.

• L’exposition chronique au chlorure de vinyle peut provoquer une sclérodermie systémique d’origine immunologique, associée aux poussières, ainsi que des lésions d’acro-ostéolyse des dernières phalanges et un syndrome de Raynaud.

• Le chlorure de vinyle provoque des aberrations chromosomiques et des micronoyaux dans les cellules de travailleurs exposés, et il est cancérogène chez l’animal et chez l’homme, où il provoque des angiosarcomes hépatiques.

Compléments

📌 Les monomères, comme le chlorure de vinyle, sont particulièrement toxiques par rapport aux polymères.

• L’intoxication aiguë au chlorure de vinyle provoque une irritation des muqueuses et une euphorie suivie d’une dépression du système nerveux central.

• L’exposition chronique au chlorure de vinyle peut entraîner des nausées, une anorexie, une cirrhose susceptible d’évoluer vers un cancer hépatocellulaire et une thrombocytopénie d’origine immunologique.

📖 11. Trichloroéthylène et perchloroéthylène

★ À maîtriser

• Le CYP2E1 transforme le trichloroéthylène en un époxyde réarrangé en aldéhyde, qui donne ensuite l’acide trichloracétique et le trichloréthanol retrouvés dans les urines.

• L’intoxication aiguë au trichloroéthylène peut provoquer une ébriété allant jusqu’au coma, des vomissements, des diarrhées, des hémorragies, des pneumopathies de déglutition, une polypnée et une fibrillation ventriculaire.

• Le trichloroéthylène est classé I par le CIRC et est cancérogène chez la souris, le rat et l’homme, où des cancers du rein, du foie, de l’estomac et des tissus lymphopoïétiques sont rapportés ; il est aussi mutagène in vitro.

• Le métabolisme du tétrachloroéthylène forme un époxyde puis de l’acide trichloracétique, dont la présence dans les urines indique une exposition.

• Le tétrachloroéthylène est classé IIA par le CIRC et est cancérogène chez la souris et le rat ; chez l’homme, un risque accru de cancer de l’œsophage et du col utérin est suggéré.

Compléments

• Le trichloroéthylène (CHCl=CCl2) est un liquide incolore et volatil qui peut former du dichloroacétylène sous l’action d’alcalins, ainsi que du HCl et du phosgène sous l’action des UV ou de la chaleur.

• L’intoxication chronique au trichloroéthylène peut causer céphalées, fatigue, vertiges, troubles du sommeil et pertes de mémoire évoluant vers une neurasthénie ou une démence, ainsi qu’une altération de la perception, un allongement du temps de réaction, une analgésie, une perte de sensations gustatives et des dermites de contact ou d’irritation.

• Le tétrachloroéthylène, ou perchloroéthylène (CCl2=CCl2), est un liquide incolore, volatil et liposoluble, plus stable que le trichloroéthylène, utilisé notamment pour le nettoyage à sec et le dégraissage.

• L’intoxication aiguë au tétrachloroéthylène peut irriter la peau, les muqueuses et les voies respiratoires, provoquer une dépression du système nerveux central et, à très fortes concentrations, un œdème pulmonaire hémorragique.

• L’exposition chronique au tétrachloroéthylène peut entraîner fatigue, vertiges, troubles de la mémoire, de l’humeur et de l’attention, ainsi que des altérations des performances psychomotrices et visuo-spatiales.