Arsenic

Essentiel à l’organisme à très petite dose, mais toxique à des teneurs élevées, l’Arsenic est un métalloïde qui revêt un caractère cancérigène. Quels sont ses autres effets néfastes sur la santé ? Quels sont les différents facteurs de risque à son intoxication ? De quelle manière l’empoisonnement à ce métalloïde se manifeste t-il ?

Arsenic

L’arsenic fait partie de ce que l’on appelle métalloïde, c’est à dire un élément chimique dont les caractéristiques chimiques et physiques sont une combinaison des propriétés d’un non métal et celles d’un métal. Physiquement, cet élément est plus proche de l’antimoine semi-métallique. Côté propriété chimique, c’est un analogue du phosphore, qui est un de ses proches voisins dans le tableau de Mendeleiev. À une concentration très réduite, l’arsenic semble jouer le rôle d’un oligoélément dans l’organisme humain, mais à forte dose c’est un poison violent avec une forte capacité d’intoxication.

Présentation de l’arsenic

Recherches et découvertes

L'arsenic
L’arsenic est un métalloïde, intermédiaire entre un métal et un non-métal

Ce métalloïde fut connu depuis l’Antiquité et utilisé dans divers domaines de la vie, notamment dans la fabrication de verres et de cristaux, dans la métallurgie pour durcir les métaux, et dans les arts pour servir de peintures. Historiquement parlant, c’est l’alchimiste arabe Jabir Ibn Hayaan qui fut le premier à préparer du trioxide d’arsenic, connu à l’époque comme « poison des rois et roi des poisons » au VIIIème siècle. L’élément chimique, par contre, ne sera isolé qu’en 1250 par Albertus Magnus (1).

Les composés arsenicaux – organiques ou non-organiques – ont servi durant des siècles dans la lutte contre les rongeurs et les champignons parasites dans le domaine de l’agriculture. C’est un poison raticide, insecticide, herbicide et fongicide puissant. L’arsine ou arsénure d’hydrogène fut employé comme gaz de combat durant la Première Guerre Mondiale de par sa capacité à se vaporiser en gaz toxique à l’odeur alliacée puissante et nauséabonde.

Il y a aussi l’arsenic blanc, connu sous d’autres dénominations comme trioxyde d’arsenic et anhydride arsénieux, qui entra dans le traitement de la leucémie lorsque la chimiothérapie ne suffit plus à traiter ce type de cancer. À très faible dose, cet élément semble avoir un rôle anticancéreux, mais reste toutefois très toxique, pouvant causer des troubles ou un arrêt cardiaque. (2)

Propriétés physiques et chimiques

L’arsenic n’est pas un élément rare. Il est possible de le trouver partout en corps simple ou composés, en particulier dans l’océan. Selon les observations scientifiques, les bactéries terrestres en produisent près de 26 000 tonnes par an, dont la majorité aboutit à la mer ; sans parler de ceux émis par les volcans et l’érosion des sols par l’eau et les agents atmosphériques. Son principal minerai étant le mispickel. Son symbole chimique est As et son numéro atomique, 33.

Ce métalloïde possède une qualité allotropique, autrement dit capable de se présenter sous des états différents qui jouissent chacun de leurs propres propriétés chimiques et physiques. Il y a la forme allotropique jaune AS4 – dotée d’une structure tétraédrique et non métal –, le noir ASnoir – semi-métal et plus stable –, et le gris, beaucoup plus métallique.

Propriétés biologiques

Il est important de savoir que l’arsenic présente une toxicité variable en fonction de sa nature. Les formes ou espèces inorganiques, c’est à dire lorsqu’il est lié au chlore, à l’oxygène et au soufre, sont plus dangereuses que les formes organiques ou minérales, celles mélangées à l’hydrogène et au carbone. Cette dernière forme est toxique à forte dose, mais demeure toutefois indispensable à notre organisme à très faible proportion, d’où son nom « ultra oligo-élément ». Un apport d’environ 10 et 20 µg par jour est indispensable, une valeur parfaitement couverte par notre alimentation au quotidien. (3)

L’intoxication à l’arsenic peut se faire par voie orale, percutanée ou pulmonaire, qui est la plus dangereuse car 40 à 60 % du métalloïde inhalé atteint la circulation sanguine. Sa demi-vie sanguine est triphasique, autrement dit se divise en trois phases, dont 2 à 3 h, puis 30 et 200 h. (4)

En cas d’intoxication par voie orale, l’arsenic est assimilé par réaction métabolique, qui conduit à la formation de métabolites dont la demi-vie oscille entre 2 et 6 jours en fonction de la forme ingérée, organique ou inorganique. 70 % de ces métabolites sont excrétés par les urines, dont la moitié dans les 48 heures qui suivent l’intoxication et le reste après 6 jours environ. Ceux qui ne sont pas éliminés est enclin à s’accumuler dans les organes, notamment le foie et le poumon, ainsi que dans les phanères (peau, ongles, cheveux). (5)

Études toxicologiques de l’arsenic

Cancérigène

L'arsenic
L’accumulation d’arsenic dans les tissus peut occasionner des cancers

Nombre de publications scientifiques ont souligné l’effet cancérigène de ce métalloïde, suite à une exposition chronique. Cette revue de 2006 a, par exemple, parlé des conséquences de l’utilisation d’eau contaminée à l’arsenic. L’empoisonnement chronique a causé chez les individus concernés des cancers de poumon, foie, vessie et de la peau en particulier. Il a été remarqué, en effet, que ce semi-métal a tendance à s’accumuler dans l’épiderme, augmentant les risques du cancer de la peau et entrainant d’autres problèmes cutanés comme l’hyperkératose et l’hyperpigmentation de la peau. Les scientifiques ont aussi mis en avant les types de cancer de la peau induits par cet élément chimique, à savoir la maladie de Bowen ou carcinum in situ, le carcinome épidermoïde et le carcinome basocellulaire (6)

Facteur causal de l’athérosclérose

Une observation scientifique de 2002 effectuée sur 199 résidents de sexe masculin et 264 adultes vivant dans le sud-ouest de Taiwan a permis d’identifier les effets de l’arsenic inorganique ingéré par voie orale sur le système cardiovasculaire. Ces individus ont été longtemps exposés à ce métalloïde par la consommation d’eau de puits contaminée.

Divers contrôles de santé, dont des analyses sanguines et des échographies duplex, ont été réalisés afin d’évaluer l’importance de l’athérosclérose carotidienne dont souffraient ces individus. Rappelons que la carotide est chacune des deux principales artères qui conduisent le sang vers le cerveau. Les autres facteurs de risque de cette maladie ont été aussi pris en compte, tels que la consommation de sucre, de matières grasses, d’alcool, et le tabagisme. Il a été remarqué que les individus ayant accumulé une quantité élevée de ce métalloïde développaient une athérosclérose plus importante. (7)

Néfaste pour le cœur

En 2000, des chercheurs ont également essayé d’étudier la relation entre l’exposition chronique à ce métalloïde et la mortalité par maladie cardiovasculaire. Ils ont, par la même occasion, pris en considération l’effet du tabagisme sur la santé cardiaque. L’étude a été menée sur un échantillon de 11 746 adultes, hommes et femmes, vivant à Bangladesh, exposés fréquemment à ce métalloïde par la consommation d’eau contaminée. Pendant 6 ans, la santé de ces individus a été suivie de près.

À la fin du suivi, les résultats ont montré que 198 sujets ont été décédés suite à des maladies cardiovasculaires. Chaque année, on recense en effet 214,3/100 000 personnes mortes de troubles cardiaques liés à la consommation d’eau renfermant plus de 12 µg/L de cet élément chimique. En considérant également les autres facteurs de risque, les scientifiques ont prouvé que l’arsenic augmente les risques de contracter des maladies cardiaques, notamment chez les fumeurs. (8)

Nocif pour l’appareil respiratoire

L’exposition chronique à cet élément chimique cause des dégâts non négligeables sur le système respiratoire. Une étude réalisée entre 1998 et 2000 sur 187 adultes résidant au Bengale en Inde l’a prouvé. 132 d’entre eux souffraient de lésions cutanées dues à la consommation d’eau contaminée de ce métalloïde au quotidien.

En analysant et étudiant de près l’état de santé de ces individus, les scientifiques ont constaté que ceux qui présentaient d’importantes lésions cutanées ont des difficultés à respirer surtout la nuit, qu’ils soient fumeurs ou non. Une réduction importante de leur fonction pulmonaire a été observée. (9)

Facteurs de risque et symptômes de l’intoxication à l’arsenic

L'arsenic
L’intoxication chronique à l’arsenic est surtout due à la consommation d’eau de puits contaminée

L’inhalation d’arsenic sous forme de vapeur ou de particules est la principale cause d’une intoxication aiguë. L’intoxication chronique, par contre, est surtout due à la consommation d’aliments et ou d’eau contaminée. Comme pour les autres contaminants toxiques, la métabolisation de ce métalloïde varie d’une personne à une autre, selon son âge, son sexe, son état de santé, etc.

Les symptômes ne se présentent non plus de la même manière, mais en fonction du degré de l’intoxication et de sa forme. En cas d’empoisonnement aigu, on note des diarrhées sanguinolentes, vomissement, douleurs abdominales, irritation de l’œsophage, pouvant entrainer un collapsus ou la mort du sujet. L’intoxication chronique, de son côté, présentent des signes comme hyperkératose, alopécie, striure des ongles, polynévrite, perturbation endocrinienne, dépression immunitaire, mélanodermie.

Références

(1) Albertus Magnus, De Mineralibus (le Monde minéral) Éditions du cerf, 1995 443 p.
(2) Science et vie, n°1075, avril 2007, p90.
(3) Caducee, d’après Nutrition et alimentation de B. Jacotot et J.-C. Le Parco.
(4) INRS: Arsenic et composés inorganiques  ; Nature du dosage : Arsenic urinaire, Base de donnée. Biotox
(5) Id.
(6) Yu HS and al. « Arsenic carcinogenesis in the skin ». J Biomed Sci. sept 2006 ; 13(5):657-666.
(7) Wang CH et al. « Biological gradient between long-term Arsenic exposure and carotid atherosclerosis circulation » 2005 p: 1804–1809.
(8) Chen Y et al. « Arsenic exposure from drinking water and mortality from cardiovascular disease in Bangladesh: Prospective cohort study ». BMJ 2011 p:362.
(9) Von Ehrenstein OS et al. « Decrements in lung function related to arsenic in drinking water in West Bengal, India », Am J Epidemiol, 2005;162:533-41.

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