Fiche de révision : Toxicologie de l'arsenic

📋 Plan du Cours

1. Généralités et composés arsenicaux
2. Utilisations industrielles et médicales
3. Cycle toxique et mécanisme d'action
4. Intoxication aiguë orale et respiratoire
5. Atteintes cutanées de l'intoxication chronique
6. Atteintes neurologiques et sanguines
7. Cancérogénicité et tératogénicité
8. Traitement, prévention et réparation
9. Intoxication à l'arsine

📖 1. Généralités et composés arsenicaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Arsenic trivalent : Forme d’arsenic dont la valence est notée +3, décrite via des composés comme l’acide arsénieux et ses sels.
• Arsenic pentavalent : Forme d’arsenic dont la valence est notée +5, décrite via des composés comme l’acide arsénique et ses sels.
• Acide arsénieux : Dérivé oxygéné de l’arsenic donnant naissance à des sels anhydres appelés arsénites, en valence +3.
• Acide arsénique : Dérivé oxygéné de l’arsenic donnant naissance à des sels anhydres appelés arséniates, en valence +5.
• Mispickel FeAsS : Minerai naturel où l’arsenic est présent sous forme combinée avec le fer et le soufre.

📝 Points essentiels

• L’arsenic est décrit via des composés trivalents (+3) et pentavalents (+5).
• Les sels oxygénés minéraux solubles sont globalement plus toxiques, et les formes trivalentes sont plus toxiques que les formes pentavalentes.
• L’arsenic métalloïdique apparaît sous forme de cristaux blanc-gris brillants à aspect métallique.
• L’arsenic s’oxyde à l’air humide et se couvre d’une couche d’anhydride arsénieux (trioxyde de diarsenic) As2O3.
• Dans l’industrie, on cite notamment le trichlorure d’arsenic AsCl3 et le pentoxyde de diarsenic As2O5 parmi les composés utilisés.

💡 Astuce mémo

Trivalent +3 = plus toxique, pentavalent +5 = moins toxique.

📖 2. Utilisations industrielles et médicales

🔑 Notions clés & Définitions

• Vert de Schweinfurt : Colorant historique vert contenant environ 58 % d’acide arsénieux.
• Vert de Scheele : Colorant historique vert contenant environ 49 % d’acide arsénieux.
• Arséniure de gallium : Composé utilisé en électronique pour la fabrication de semi-conducteurs.
• Liqueur de Fowler : Préparation d’acide arsénieux utilisée comme traitement vétérinaire chez le cheval en cas d’« emphysème ».
• Lewisite : Agent chimique vésicant cité comme exemple de composé arsenical utilisé comme arme chimique.

📝 Points essentiels

• En agriculture, des composés à base d’arsenic ont été utilisés pour traiter la vigne et pour des usages fongicides, fourmicides, raticides et herbicides.
• En tannerie, l’orpiment est utilisé comme épilatoire.
• En industrie, l’arsenic intervient comme colorant (verre, émaux), mordant textile et dans la pyrotechnie, et servait aussi pour colorer des papiers peints.
• En médecine, la liqueur de Boudin était utilisée pour dévitaliser les dents et le cacodylate d’arsenic pour la microscopie électronique.
• Les composés arsenicaux ont été employés comme armes chimiques depuis la guerre de 1914, avec des exemples comme la lewisite, l’adamsite et le phényldichlorarsine.

💡 Astuce mémo

Agriculture = vigne/bois; industrie = couleurs & semi-conducteurs; médecine = Fowler pour chevaux et cacodylate en imagerie.

📖 3. Cycle toxique et mécanisme d'action

🔑 Notions clés & Définitions

• Absorption digestive : Voie d’entrée où les composés organiques solubles et les sels minéraux trivalents ou pentavalents sont absorbés à des taux élevés.
• Absorption respiratoire : Voie d’entrée importante en milieu professionnel, liée au stockage partiel sous forme de sels minéraux et d’arsines diméthylées ou triméthylées.
• Oxydation trivalents vers pentavalents : Étape métabolique où les formes trivalentes sont transformées en pentavalent par oxydation.
• Méthylation hépatique : Transformation partielle en dérivés organiques réalisée par méthylation au niveau du foie.
• Toxique thioloprive : Propriété de l’arsenic qui le rend capable de se combiner aux groupements sulfhydriles (-SH) et de perturber des enzymes.

📝 Points essentiels

• Dans la voie digestive, les composés organiques solubles sont absorbés à plus de 80 % et les sels minéraux trivalents et pentavalents à près de 100 %.
• Dans la distribution, les sels trivalents vont surtout vers le foie et les reins, tandis que les sels pentavalents atteignent aussi muscles, peau, phanères et leucocytes.
• Les trivalents sont oxydés en pentavalents, et les pentavalents peuvent être réduits en trivalent mais de façon limitée.
• L’excrétion est surtout urinaire et rapide, avec 60 à 90 % retrouvés après six jours et un dosage possible plus précoce.
• Le mécanisme d’action repose sur la liaison de l’arsenic aux groupements -SH, perturbant notamment la respiration cellulaire et expliquant sa fixation sur les tissus riches en protéines soufrées.

💡 Astuce mémo

ADN de la toxicité : -SH → enzymes bloquées → respiration cellulaire touchée.

📖 4. Intoxication aiguë orale et respiratoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Tableau cholériforme : Présentation digestive aiguë décrite lors d’une intoxication arsénicale par voie orale.
• Encéphalopathie arsenicale : Syndrome nerveux aigu pouvant inclure convulsions, coma et troubles sensitifs après ingestion.
• OAP : Œdème aigu du poumon cité parmi les atteintes respiratoires possibles en inhalation d’arsenic.
• Hépatonéphrite : Association atteinte hépatique et rénale décrite dans certaines formes aiguës orales.
• Latence en inhalation : Délai d’apparition des signes après exposition respiratoire, parfois décrit en lien avec la forme clinique.

📝 Points essentiels

• Après ingestion, les symptômes commencent dans l’heure et débutent par des troubles digestifs pouvant évoluer vers un choc hypovolémique ou cardiogénique.
• Dans les formes suraiguës, le décès peut survenir rapidement après l’ingestion.
• Les formes moins graves peuvent associer troubles neurologiques, atteinte cardiaque (tachycardie, troubles du rythme, hypotension) et hépatonéphrite avec insuffisance rénale et cytolyse hépatique.
• En cas de survie après intoxication aiguë orale, on peut observer une polynévrite arsenicale et des séquelles cutanées (dermite exfoliative, mélanodermie, alopécie).
• Lors d’une inhalation, on décrit une irritation broncho-pulmonaire et oculaire, des signes nerveux (céphalées, vertiges, douleurs des membres) et digestifs (nausées, vomissements, diarrhées).

💡 Astuce mémo

Oral : digestif → choc possible; Inhalation : broncho-pulmonaire + signes neuro-digestifs.

📖 5. Atteintes cutanées de l'intoxication chronique

🔑 Notions clés & Définitions

• Signe précoce cutané : Manifestation cutanée d’alerte pouvant inclure érythème prurigineux, eczéma ou urticaire en intoxication chronique.
• Irritation cutanéo-muqueuse : Atteinte associant yeux et muqueuses avec conjonctivite, kératite, stomatite, rhinite, dermite de zones de plis et ulcérations.
• Mélanodermie arsenicale : Trouble pigmentaire chronique gris-bleu à noir pouvant inclure zones pigmentées et zones liées à la pression.
• Kératodermie arsenicale : Lésion tardive à caractère précancéreux avec hyperkératose palmoplantaire décrite après un érythème bulleux squamatif.
• Bandes de Mees : Anomalies unguéales blanches et grises transversales associées à l’élimination lente de l’arsenic.

📝 Points essentiels

• Les lésions cutanées chroniques sont multiformes et prédominent sur les surfaces exposées.
• Les conjonctivites, kératites, stomatites, atteintes de la face et des plis (aisselles, scrotum) ainsi que des ulcérations douloureuses (« pigeonneaux ») s’associent à des difficultés d’hygiène.
• La mélanodermie arsenicale est décrite comme une hyperchromie gris bleue (parfois noire) lenticulaire et disséminée, pouvant s’accompagner de zones d’atrophie et de télangiectasies.
• La kératodermie arsenicale est classée précancéreuse et peut s’associer à une maladie de Bowen décrite sur zones peu kératinisées.
• L’épithélioma survient dans environ 50 % des cas sur une maladie de Bowen, chez des sujets jeunes, parfois sur zones couvertes et organes génitaux externes.

💡 Astuce mémo

4 étapes cutanées : précoce (prurit/eczéma) → muco-cutané → pigment (mélanodermie) → kératose précancéreuse (Bowen, puis cancers).

📖 6. Atteintes neurologiques et sanguines

🔑 Notions clés & Définitions

• Polynévrite sensitivomotrice : Atteinte nerveuse périphérique décrite comme douloureuse et sensitivomotrice, souvent symétrique et prédominant aux membres inférieurs.
• Anémie : Réduction des capacités sanguines pouvant apparaître lors d’une intoxication chronique par l’arsenic.
• Neutropénie : Diminution des neutrophiles pouvant faire partie des atteintes sanguines décrites.
• Thrombopénie : Diminution des plaquettes citée parmi les atteintes sanguines possibles.
• Ralentissement des vitesses de conduction : Anomalie objectivée à l’électromyogramme lors de l’atteinte nerveuse périphérique.

📝 Points essentiels

• La polynévrite débute par myalgies et paresthésies, est symétrique et prédomine aux membres inférieurs.
• La biopsie peut montrer une dégénérescence axonale et l’électromyogramme un ralentissement des vitesses de conduction nerveuse.
• Après éviction, les symptômes s’atténuent sans disparaître totalement.
• Des troubles de la mémoire et de la concentration ainsi que des céphalées sont décrits.
• L’atteinte sanguine peut associer anémie, neutropénie et thrombopénie.

💡 Astuce mémo

Neurologique = paresthésies puis déficit périphérique; Sanguin = baisse cellulaire : anémie + neutropénie + thrombopénie.

📖 7. Cancérogénicité et tératogénicité

🔑 Notions clés & Définitions

• Groupe 1 CIRC : Classement du CIRC pour les cancers de la peau et du poumon liés à l’exposition à l’arsenic.
• Angiosarcome du foie : Type de cancer mentionné comme semblant plus nombreux chez des personnes exposées à l’arsenic.
• Cancers broncho-pulmonaires : Cancers cités comme pouvant augmenter surtout lors d’inhalation chronique d’arsenic en fonderies.
• Avortements spontanés : Événement reproductif décrit comme augmenté sous exposition à l’arsenic pendant la grossesse.
• Petits poids à la naissance : Anomalie de croissance à la naissance rapportée comme plus fréquente en lien avec l’exposition à l’arsenic.

📝 Points essentiels

• L’arsenic est classé dans le groupe 1 par le CIRC pour les cancers de la peau et du poumon.
• Outre les cancers cutanés, des cancers broncho-pulmonaires sont décrits surtout lors d’une inhalation chronique en fonderies de cuivre, zinc et plomb.
• Des angiosarcomes du foie semblent plus nombreux chez les personnes exposées à l’arsenic.
• Des augmentations sont aussi mentionnées pour cancers du rein, de la vessie et de la prostate dans le cadre d’ingestions chroniques.
• Le pouvoir tératogène se traduit par plus d’avortements spontanés, des petits poids à la naissance et des malformations.

💡 Astuce mémo

Cancer : peau + poumon (CIRC groupe 1) ; Repro : avortements + petits poids + malformations.

📖 8. Traitement, prévention et réparation

🔑 Notions clés & Définitions

• Centre antipoisons : Structure à contacter en urgence devant toute intoxication arsénicale, notamment en raison de la prise en charge spécialisée.
• Lavage gastrique : Mesure mise en œuvre en cas d’intoxication aiguë, pour limiter la charge toxique après ingestion.
• Charbon actif : Agent adsorbant cité comme option pour réduire l’absorption des composés organiques, avec un niveau d’évaluation incertain.
• Chélateurs BAL : Antidote à base de BAL (British anti lewisiste) utilisé quand la diurèse est conservée dans les intoxications aiguës.
• VME 0,2 mg/m3 : Valeur limite d’exposition professionnelle pour l’arsenic citée dans la prévention technique.

📝 Points essentiels

• Un centre antipoisons doit être contacté et, en aigu, le lavage gastrique est indiqué.
• Le charbon actif peut être donné pour les composés organiques, mais son efficacité n’est pas évaluée dans le document.
• L’arsenic est très radio-opaque et, dans les premiers moments, un granité opaque peut être observé dans l’aire gastrique.
• Des chélateurs sont proposés si la diurèse est conservée : BAL ou dimercaprol 2 à 3 mg/kg en IM avec schéma sur 2 jours puis 10 jours, et DMSA ou D-pénicillamine pour les formes chroniques.
• La prévention inclut des dispositifs en vase clos, aspirations, EPI, douches et fontaines oculaires, avec une VME fixée à 0,2 mg/m3 et un suivi médical renforcé.

💡 Astuce mémo

Prise en charge : centre antipoisons + lavage; Antidotes : BAL (aigu) vs DMSA/D-pénicillamine (chronique).

📖 9. Intoxication à l'arsine

🔑 Notions clés & Définitions

• Trihydrure d'arsenic AsH3 : Gaz incolore, plus lourd que l’air, impliqué dans des intoxications par arsine.
• Latence 2 à 24 heures : Délai d’apparition des signes décrit comme variant de 2 à 24 h lors d’une intoxication aiguë grave.
• Hémolyse brutale : Mécanisme clinique aigu décrit avec hémoglobinurie et anurie après intoxication grave.
• Hémoglobinurie avec nécrose tubulaire aiguë : Enchaînement lésionnel conduisant à une anurie dans les formes graves.
• Exsanguino transfusion : Traitement lourd cité pour la prise en charge de l’intoxication par arsine en réanimation.

📝 Points essentiels

• L’arsine AsH3 est un gaz incolore plus lourd que l’air (2,69) formé lors de réactions impliquant l’arsenic trivalent et l’eau ou des acides, ou par décomposition d’un arséniure.
• Les sources décrites incluent nettoyage de réservoirs, décapage acide de métaux impurs, action de l’eau sur des arséniures de scories, galvanoplastie, fabrication d’hydrogène par électrolyse et détartrage de chaudières.
• En intoxication aiguë grave, la latence va de 2 à 24 heures et l’hémolyse brutale peut conduire à hémoglobinurie, nécrose tubulaire aiguë, anurie, puis mort par défaillance cardiaque, OAP et anurie.
• En intoxication aiguë légère, le tableau est moins évocateur d’emblée avec céphalées, faiblesse musculaire, asthénie et anémie.
• La prévention repose notamment sur des détecteurs atmosphériques d’hydrogène arsénié, une ventilation correcte et des masques de fuite, avec VME = 0,2 mg/m3 et VLE = 0,8 mg/m3.

💡 Astuce mémo

AsH3 = hémolyse d’abord (2–24 h) puis reins (anurie) et cœur/poumon (OAP).

📅 Repères chronologiques

📊 Tableaux de synthèse

Dosage urinaire d'arsenic inorganique (repères)

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre les valences (+3 vs +5) : le document indique que les formes trivalentes (+3) sont plus toxiques que les pentavalentes (+5).
2. Croire que l’arsenic ne s’élimine que par voies non urinaires : la source insiste sur l’excrétion surtout urinaire avec 60 à 90 % retrouvés après six jours.
3. Rattacher une intoxication aiguë à une évolution purement digestive : des signes neurologiques et cardiaques sont décrits même dans des formes moins importantes.
4. Sous-estimer la phase cutanée chronique : la progression décrite va des signes précoces vers l’irritation muco-cutanée puis mélanodermie et kératodermie précancéreuse.
5. Mélanger les traitements : BAL/dimercaprol est présenté pour l’intoxication aiguë quand la diurèse est conservée, alors que DMSA et D-pénicillamine sont situés dans les intoxications chroniques.
6. Penser que les voies respiratoires sont fréquentes en aigu : la source qualifie l’inhalation d’arsenic de rare pour l’intoxication aiguë.
7. Confondre arsine et « arsenic » général : AsH3 est un gaz formé par réactions spécifiques et présente surtout une hémolyse brutale avec risque d’anurie.

✅ Checklist Examen

1. Donner la différence de valence entre composés trivalents (+3) et pentavalents (+5) et relier chaque famille à l’acide correspondant (arsénieux/arsénique).
2. Citer au moins deux composés naturels ou industriels mentionnés et préciser ce qu’ils illustrent (minerai ou composé utilisé).
3. Expliquer quels composés sont décrits comme plus toxiques selon la solubilité oxygénée et selon la valence (trivalents vs pentavalents).
4. Indiquer les pourcentages d’absorption digestive pour organiques solubles et pour sels minéraux trivalents/pentavalents.
5. Décrire la distribution par organes selon la forme chimique (trivalents vers foie/reins; pentavalents vers foie, muscles, peau, phanères, leucocytes).
6. Décrire les étapes clés de métabolisation (oxydation trivalents→pentavalents, réduction possible faible des pentavalents, méthylation au foie).
7. Indiquer les données d’excrétion : voie surtout urinaire, rapidité, ordre de grandeur après six jours et différence de fenêtre pour le dosage des phanères.
8. Donner le mécanisme d’action : liaison aux groupements -SH et perturbation de la respiration cellulaire avec fixation sur tissus riches en protéines soufrées.
9. Décrire l’intoxication aiguë orale : délai (≤1 heure), d’abord digestif, possibilité de choc, tableaux suraigus vs moins graves.
10. Lister au moins trois signes possibles après intoxication aiguë orale chez les formes moins importantes (neurologiques, cardiaques, hépatonéphrite).
11. Lister au moins deux signes possibles en intoxication aiguë par inhalation (respiratoires, nerveux, digestifs).
12. Décrire la chronologie cutanée : signes précoces, irritation cutanéo-muqueuse, mélanodermie puis kératodermie précancéreuse et lien avec Bowen/cancers.
13. Donner les éléments neurologiques de la polynévrite (début myalgies/paresthésies, symétrie et membres inférieurs) et ce que montrent biopsie et électromyogramme.
14. Donner les atteintes sanguines possibles (anémie, neutropénie, thrombopénie).