T OXICITE DES DIFFERENTES FORMES DE L ’ ARSENIC

Les causes de l’arsenic dans l’environnement sont nombreuses et l’eau de consommation est utilisée partout, soit pour les breuvages, dans la cuisine et pour la maison [7]. L’arsenic peut donc être accumulé dans le corps humain.

1.1.3.1ACCUMULATION DE L’ARSENIC DANS LE CORPS HUMAIN

Pour les mammifères, l’arsenic s’accumule dans certains tissus ectodermiques, dont principalement dans les cheveux et les ongles. Normalement, l’humain contient moins de 0,3 µg g-1 d’arsenic dans son corps. La quantité totale dans l’organisme varie entre 3 et 4 mg et tend à augmenter avec l’âge.

L’ingestion représente la principale voie par laquelle l’arsenic est absorbé. L’arsenic peut être un peu absorbé par la peau, mais ce n’est pas très significatif comme absorption. L’élimination de ce poison dépend de sa spéciation dont l’ordre décroissant est : arsenic organique, arsenic inorganique pentavalent et arsenic inorganique trivalent [2].

Un des processus de détoxification naturelle par le corps humain est la méthylation de l’arsenic inorganique par le foie et ainsi, l’affinité avec les tissus est diminuée [7]. Le processus de méthylation devient difficile lorsque les doses d'ingestion atteignent 0,003 à 0,015 mg kg-1 _{d’ingestion par jour. Malgré que l’arsenic soit éliminé par l’urine (~50%) et} les fèces, la peau, les cheveux et les ongles sont des accumulateurs mineurs en termes de voie d’élimination. L’arsenic inorganique a une affinité prononcée pour les cheveux et autres tissus riches en kératine comparativement à l’arsenic organique. Les trois manières

de reconnaître une exposition à l’arsenic sont la détermination de l’arsenic total dans les cheveux ou les ongles (contamination antérieure), dans le sang (contamination récente) ou à partir des métabolites dans l’urine (meilleur moyen si l’exposition est récente) [2].

1.1.3.2TOXICITE DE L’ARSENIC LORS D’INTOXICATIONS AIGUES ET CHRONIQUES

Les symptômes d'intoxication aiguë se produisent généralement dans les 30 minutes suivant l'ingestion et peuvent entraîner des malaises gastro-intestinaux, des vomissements, le coma et parfois même la mort, tandis que l'intoxication chronique est beaucoup plus insidieuse, entraînant des cancers de la peau et d'autres cancers internes [3]. Le Centre international de Recherche sur le Cancer (Lyon, France) a classé l’arsenic dans le Groupe I, signifiant que l’arsenic est un cancérogène humain connu qui provoque également un large éventail d'autres effets non cancérogènes, ne laissant essentiellement aucun système corporel libre de dommage potentiel.

Le tableau 4 résume les effets d’une exposition chronique à l’arsenic [6]. L’arsenic provoque une variété d'effets néfastes sur la santé pour les humains après une exposition chronique tels que des modifications dermiques (pigmentation, hyperkératose et ulcère), respiratoires, pulmonaires, cardiovasculaires, gastro-intestinales, hématologiques, hépatiques, rénales, immunologiques, génotoxiques, neurologiques, sur le développement, sur la reproduction, etc. [2,7]. La littérature a démontré que la vitamine C et la méthionine réduisent la toxicité de l’arsenic, alors qu’une carence en vitamine A, tout comme une diète importante en hydrates de carbone ou en protéines, augmente la sensibilité à l’arsenic. Également, les gens sous-alimentés sont les plus affectés par l’arsenic [7].

Plus de 200 millions de personnes à travers le monde sont à risque d’une exposition à l’arsenic à des niveaux qui affectent la santé humaine [6]. Des milliers et des milliers de personnes souffrent des effets toxiques de l'arsenic dans de nombreux pays partout dans le

Tableau 4. Résumé des effets d'une exposition chronique à l'arsenic [2,6] Organe et

système ciblés Effets sur la santé Peau

Lésions sur la peau

Changement de pigmentation de la peau Cancer de la peau

Processus de développement

Augmentation de la mortalité infantile Diminution du poids à la naissance

Altération de la méthylation de l’ADN pour les promoteurs des tumeurs

Dépréciation neurologique

Augmentation des risques de cancer vers l’âge adulte Système

nerveux

Diminution des fonctions intellectuelles chez les enfants et les adultes

Diminution des facultés motrice Neuropathie

Systèmes respiratoires

Augmente la mortalité de tuberculose pulmonaire et cancer des poumons

Toux chronique, essoufflement, laryngite, bronchite, rhinite, pharyngite

Système cardiovasculaire

Maladie du cœur coronarienne et ischémique Infarctus du myocarde aigu

Hypertension Foie, reins et

vessies Cancers du foie, des reins, de la vessie et autres cancers urinaires Système

immunitaire

Altération des gènes reliés à l’immunité et cytokine Inflammation

Augmente la morbidité infantile par des maladies infectieuses Système

endocrinien

Diabètes

Affaiblissement de la tolérance au glucose pour les femmes enceintes

Perturbation des hormones thyroïdiennes, de l’acide rétinoïque et du récepteur glucocorticoïde

Système digestif Exposition aiguë : bouche et gorge sèches, brûlures d'estomac, nausées, douleurs abdominales, crampes et diarrhée modérée Système

hématologique Anémie et leucopénie Système

génétique

Augmentation de la fréquence de l’aberration des chromosomes Inhibe la réparation de l’ADN

monde en raison de la contamination des eaux souterraines naturelles ainsi que des effluents et du drainage des milieux industriels [2].

1.1.3.3SPECIATION DE L’ARSENIC

La quantité n’est pas la seule responsable des problèmes liés à l’arsenic; la forme chimique incluant le degré d’oxydation est aussi très importante en ce qui a trait à la toxicité de l’arsenic. La figure 2 montre les différentes spéciations de l’arsenic selon le pH. La biodisponibilité de l’arsenic va dépendre de la matrice, soit de la spéciation, dans laquelle il se trouve et la présence d’autres nutriments jouera aussi sur la solubilité de l’arsenic.

L’arsenic existe sous quatre degrés d’oxydation (-3, 0, +3 et +5). Les formes existantes sont dépendantes du pH, du potentiel de réduction et de l’activité microbiologique. L’arsenic sous forme métallique est très rare et l’oxydation -3 est retrouvée seulement dans des environnements extrêmement réducteurs. Les ions arséniate (AsO43−), l’arsenic pentavalent, sont plutôt retrouvés dans des conditions aérobiques, car l’oxygène permet à l’arsenic de s’oxyder. Alors que les ions arsénites (AsO33−), l’arsenic trivalent, préfèrent les conditions anoxiques où il n’y a pas d’oxygène, ce qui lui permet de rester sous forme réduite [3,8]. L’arsenic trivalent (plus soluble et mobile) est 60 fois plus toxique que l’arsenic pentavalent et la forme inorganique générale est 100 fois plus toxique que la forme organique [7]. Dans les eaux naturelles, l’arsenic est majoritairement retrouvé sous forme inorganique comme anions d’arsénite ou d’arséniate. L’arsenic est relativement mobile dans le corps sur plusieurs conditions redox et est très mobile sous des conditions de réduction. Le potentiel redox et le pH sont les facteurs les plus importants pour contrôler la spéciation de l’arsenic [5].

Le corps doit travailler plus pour éliminer l’arsenic inorganique. La problématique majeure de l’arsenic vient du fait qu’il inactive des systèmes d’enzymes qui servent à des

catalyses biologiques importantes. Cependant, l’arsenic pentavalent ne réagit pas directement, il doit être réduit en arsenic trivalent pour avoir autant d’effets toxiques. C’est pourquoi l’arsenic inorganique trivalent est le plus dangereux [2].