Le Monoxyde de Carbone - CO -

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1 Le Monoxyde de Carbone - CO -
un agent chimique asphyxiant Auteur : Arnaud COURTOIS. Laboratoire de Toxicologie, UFR des Sciences Pharmaceutiques, Université Bordeaux 2 Correcteurs : Pr. François SICHEL. Laboratoire de Toxicologie, UFR des Sciences Pharmaceutiques, Université de Caen Basse-Normandie Pr. Laurent VERNHET. Laboratoire de Toxicologie, UFR des Sciences Pharmaceutiques, Université Rennes 1

2 Introduction Gaz asphyxiant C + O2 CO2 C + ½ O2 CO
Les composés oxygénés du carbone sont généralement formés lors de la combustion de dérivés carbonés Combustion complète: C O2 CO2 Combustion incomplète: C ½ O2 CO

3 Introduction Intoxication fréquente (période hivernale)
Intoxication plus fréquente dans le Nord de la France Environ 6000 victimes d’intoxications chaque année, dont environ 300 décès En 2006 (source INVS, BEH 2008/44) : 1682 intoxications 4892 intoxiqués 2,4 % de décès Une des principales causes d’intoxication accidentelle en milieu domestique 1ière cause d’intoxication en France

4 Propriétés physico-chimiques
Densité voisine de celle de l’air (0,97) Extrêmement inflammable Forme des mélanges explosifs avec l’air (LIE: 12,5% ; LSE: 74%)

5 Origine du Monoxyde de Carbone
Taux biologique normal de CO Taux normal d’HbCO (~1 à 2%) CO + biliverdine NADPH,H+ O2 NADP+ H2O Hème Hème oxygénase Origine du Monoxyde de Carbone Origine naturelle du CO: Photodissociation du CO2 en haute altitude Volcanisme Formation naturelle dans notre organisme bilirubine NADPH, H+ Fe2+ réductase Gaz des marais

6 Origine du Monoxyde de Carbone
Origine anthropique du CO: Utilisation de four / moteur à combustion Dans l’industrie Industrie de production de matériaux (sidérurgie, fonderie,…) Incendies de mines (coup de grisou) Dans l’environnement Le transport urbain Incendies Milieux confinés comme tunnel et parking Industrie (rejet dans l’atmosphère)

7 Utilisation des appareils dans de mauvaises conditions d’aération
Origine du Monoxyde de Carbone Dans l’environnement domestique A chaque fois qu’il y a une combustion Utilisation des appareils dans de mauvaises conditions d’aération Cheminée à mauvais tirage Chauffe-eau Chauffage gaz (mauvaises conditions) Brasero Poêle à charbon vétuste Groupe électrogène Tabagisme Multiplicité des sources

8 Devenir du CO dans l’organisme
Absorption: Voie pulmonaire Diffusion très rapide au travers de la barrière alvéolo-capillaire Favorisée par un rythme respiratoire élevé CO Distribution: Fixation au niveau des protéines héminiques Hémoglobine, Myoglobine, Cytochrome aa3 (chaîne respiratoire), Cytochrome P450, … 85% 15% % de carboxyhémoglobine chez une mère et son fœtus en fonction du temps, exposés à des concentrations croissantes de CO (ppm CO) La concentration en CO dans l’air alvéolaire, La durée d’exposition Disponible sur who.int/ipcs/en/ D’après Hill EP et al. Am J Physiol, 232: H311-H323, 1977

9 Devenir du CO dans l’organisme
Métabolisme: Une faible proportion peut être transformée en CO2 Elimination: Dans l’air expiré ½ vie d’élimination - Air ambiant 4 à 5 heures - Oxygénothérapie normobare ; 1 ATA 80 à 90 minutes - Oxygénothérapie hyperbare ; 2,5 ATA 35 minutes

10 Mécanisme d’action toxique
1) Diminution du transport de l’oxygène dans le sang ( [HbO2]sang) HbO CO HbCO O2 - Il s’agit d’une combinaison stable mais réversible - Cet équilibre est régi par la loi d’action de masse (où M représente le coefficient de Haldane) M = = 210 [HbCO] . PO2 [HbO2] . PCO L’affinité de l’hémoglobine fœtale pour le CO est supérieure à celle de l’hémoglobine adulte de la mère L’affinité de l’hémoglobine adulte pour le CO est 210 fois supérieure à son affinité pour l’O2

11 Mécanisme d’action toxique
2) Diminution du transfert de l’oxygène de l’hémoglobine vers le tissu La présence de CO déplace vers la gauche et vers le bas la courbe de dissociation de l’HBO2 5 ml Le CO renforce l’affinité de l’hémoglobine pour l’O2 0,5 ml 2,5 ml Disponible sur who.int/ipcs/en/ Adapté de: Roughton FJW et al. Am J Physiol, 141: 17-31, 1944 Rahn H et al. American Physiological Society 1955

12 Mécanisme d’action toxique
Myoglobine Cytochrome de la chaîne respiratoire Diminution de l’oxygénation du tissu musculaire (myocarde) Aggravation de l’hypoxie Rq: L’affinité de la myoglobine pour le CO est 40 fois supérieure à celle pour l’O2 Dissociation de MbCO plus lente que celle d’HbCO Blocage de la chaîne respiratoire Formation de radicaux libres 3) Fixation sur les structures héminiques

13 l’intoxication alimentaire
Clinique de l’intoxication - Intoxication aiguë Phase de début d’intoxication Violentes céphalées Troubles digestifs (nausées, vomissements sans diarrhée) Asthénie, vertiges Troubles de l’humeur (ébriété) Troubles du comportement (syndrome confusionnel) Troubles visuels Confusion avec l’intoxication alimentaire Phase d’état de l’intoxication Troubles neurologiques : Coma hypertonique Troubles cardiovasculaires: Ischémie myocardique, troubles de repolarisation, Hypotension. Troubles musculaires: Rhabdomyolyse Biologie Acidose métabolique, Élévation des CPK, Hyperglycémie, hyperleucocytose.

14 Clinique de l’intoxication - Intoxication aiguë
Évolution de l’intoxication Récupération après un temps de latence avec séquelles neurologiques Syndrome post-intervallaire Temps de latence de 2 à 40 jours Fréquente chez les personnes âgées Symptômes identiques aux précédents Mort Récupération complète sans séquelle Récupération immédiate avec séquelles neurologiques Syndrome parkinsonien, hémiplégie, neuropathies périphériques, … Clinique de l’intoxication - Intoxication aiguë

15 Clinique de l’intoxication
Carboxyhémoglobinémie et effets toxiques 1-10 10-30 30-40 40-60 > 60 Céphalées modérées à l’effort Céphalées importantes Céphalées, nausées, vomissements, asthénie, perte de connaissance Troubles respiratoires, coma, convulsions Coma, convulsions, défaillance cardiorespiratoire, décès HbCO (%) Signes cliniques Sujet normal non fumeur : 1 à 2 % d’HbCO Sujet normal fumeur : 7 % d’HbCO

16 Fréquence des signes observés dans l’intoxication au CO
(source INVS, BEH 2008/44) Absence de signe clinique Présence de signes cliniques mais difficulté de classement de l’intoxication dans un stade de gravité donné Gravité moderée Inconfort, vertiges Céphalées, nausées, vomissements, asthénie Etat sévère Perte de conscience transitoire et réversible spontanément Signes neurologiques (convulsions, coma) Signes cardiovasculaire (arythmies, infarctus du myocarde) Décès 3 % des cas 2,5 % des cas 46 % des cas

17 Clinique de l’intoxication - Intoxication chronique
Les tissus gros consommateurs d’oxygène sont les plus touchés Système nerveux central Système cardiovasculaire Troubles caractériels Troubles de la vigilance La présence d’HbCO favoriserait la fixation du cholestérol sur la tunique interne des petites artères Clinique de l’intoxication - Intoxication chronique

18 Intoxication chez la femme enceinte
Le CO passe au travers de la barrière placentaire L’affinité de l’hémoglobine fœtale pour le CO est supérieure à celle de l’hémoglobine maternelle Intoxication fœtale (gravité importante, risque de mort fœtale) Retard à l’intoxication du fœtus Retard à la détoxication du foetus Traitement : Oxygénothérapie hyperbare La gravité de l’intoxication fœtale ne peut être jugée sur l’état de la mère Surveillance attentive de la grossesse

19 Traitement de l’intoxication
3 points 1) Soustraire la victime de l’atmosphère toxique Protection des sauveteurs vis-à-vis de l’ambiance viciée port de masque à cartouche d’hopcalite port de masque à adduction d’air (ARI) Risque d’explosivité de l’atmosphère riche en monoxyde de carbone Éviter le sur accident 2) Maintenir les fonctions vitales déprimées Traitement symptomatique des défaillances viscérales éventuelles Intubation / ventilation assistée (coma) Remplissage vasculaire Drogue inotrope si nécessaire

20 Traitement de l’intoxication
3 points 3) Faciliter la dissociation de la carboxyhémoglobine L’oxygénothérapie doit être aussi précoce que possible HbCO Hb CO O2 + Oxygène = Antidote Oxygénothérapie normobare Indications : Signes cliniques modérés ; Formes bénignes Comment : Masque / Tente (enfant) Intubation et ventilation contrôlée (coma) Conditions : FiO2 = 1 ; 6 à 10L.min-1 ; 6 à 12 heures Oxygénothérapie hyperbare Indications : Grossesse, coma ou perte de connaissance initiale, signes neurologiques objectifs Comment : Masque, caisson hyperbare Conditions : FiO2 = 1 ; 90 min ; 2,5 ATA puis surveillance pendant 6h Avantages : vitesse de dissociation de l’HbCO quantité d’oxygène dissout dans le sang

21 Détection du Monoxyde de Carbone
Dosage du CO Intérêt diagnostic Intérêt préventif Apparition d’une couleur brun-vert 1) Détection et dosage dans l’air - Méthode colorimétrique basée sur les propriétés réductrices du CO 5 CO I2O5 5 CO I2 Principe du tube Dräger Seuil de détection de 10 ppm - Méthode spectrophotométrique basée sur l’absorption de rayonnement IR par le CO Trois bandes d’absorption se situant vers 2,2 ; 4,5 et 4,6μm - Méthode électrochimique Méthode basée sur la mesure d’un courant généré par l’oxydation du CO

22 Il faut déterminer en parallèle le taux d’hémoglobine,
2) Dosage dans le sang Méthode destructrice Dosage du CO Méthode non destructrice Détermination du % d’HbCO Méthode destructrice - Méthode par spectrophotométrie IR des gaz extraits du sang - Méthode par microdiffusion Le principe consiste à doser le CO après dénaturation de l’HbCO Les résultats obtenus sont exprimés en ml de CO pour 100 ml de sang, ils ne renseignent pas sur le taux d’HbCO Il faut déterminer en parallèle le taux d’hémoglobine, Le pourcentage de carboxyhémoglobine étant donné par la formule suivante % HbCO = CO (ml/100ml de sang) * 100 1,46 * Hb (g/100ml de sang) CO Pd H2O CO Pd H+ Détection du Monoxyde de Carbone

23 Détection du Monoxyde de Carbone
Méthode non destructrice 2) Dosage dans le sang Le principe consiste à déterminer le pourcentage de carboxyhémoglobine par spectrophotométrie Hémoglobine 556 nm Oxyhémoglobine 576nm 540nm Carboxyhémoglobine 570nm 538nm Maxima d’absorption Détection du Monoxyde de Carbone

24 Détection du Monoxyde de Carbone
3) Dosage dans l’air expiré Recueil de l’air alvéolaire (technique de la respiration retenue) Dosage du CO de l’échantillon par spectrophotométrie dans l’IR ou électrochimie Possibilité de convertir le résultat obtenu en % d’HbCO HBCO % = 0,5 + CO 5 Surveillance professionnelle Consultation anti-tabac Détection du Monoxyde de Carbone

25 Prévention des intoxications au CO
Campagne d’information Législation Maladie professionnelle n°40 (régime agricole) n°64 (régime générale) Messages d’information en début d’hiver (radio) Plaquettes informatives, conseils Détecteurs familiaux de CO dans les pays nordiques Dépistage du syndrome post-intervallaire Visite médicale conseillée 3 semaines après l’intoxication Utilisation d’appareils chauffants dans de bonnes conditions d’aération

26 Prévention

27 Prévention