INTOXICATIONS AU MONOXYDE DE CARBONE Dr R. DUCLUZEAU DURM Pavillon N1 Décembre 2006 DESC réanimation médicale

Intoxication à l’ oxyde de carbone Intoxication encore trop fréquente En France 6000 intoxications, 300 décès par an Risque de diagnostic non fait Gravité potentielle avec risque létal, risque de séquelles Indications de l’oxygène hyperbare mieux codifiées

Intoxication à l’ oxyde de carbone Sensibilisation : méconnaissance grand public et professionnels de santé Prévention Campagnes d’Information Direction Générale de la Santé : Plan Santé Environnement en 2008 : réduction de 30% de la mortalité Notification des cas : enquête

Historique Les effets mortels des fumées de charbon sont connus depuis l’Antiquité, Aristote, « Les vapeurs de charbon provoquent la Lourdeur de la tête et la mort ». utilisés lors d’exécutions ou de suicide - 364 : Décès accidentel de l’empereur Jovien - 1772 : Découverte du CO : J. PRIESTLEY - 1842 : CO responsable intoxication par fumées de charbon : N. LEBLANC

Historique En 1857 Claude Bernard publie les leçons sur les effets des substances toxiques et médicamenteuses, où il décrit l’oxyde de carbone gaz éminemment toxique rendant le sang rutilant.

Historique 1895 -JS Haldane montre l’effet bénéfique de l’oxygène, il avait étudié les accidents des mines en Angleterre, avec son fils JBS Haldane Mort d’Emile Zola 1902 gazogène pendant l’occupation

Produit par toute combustion incomplète Le monoxyde de carbone Produit par toute combustion incomplète

Monoxyde de carbone naturel - Activité volcanique Gaz des marais

Le CO dans l’organisme CO endogène : métabolisme de l’hème CO inhalé selon : La concentration dans le milieu ambiant La durée d’exposition La ventilation alvéolaire du sujet exposé Diffuse par la membrane alvéolocapillaire (DlCO) Se dissout dans le plasma Métabolisé pour 1% en CO2

Réversible = détoxication Physiopathologie Effet sur l’hémoglobine : carboxyhémoglobine Affinité 200 à 250 fois supérieure à l’oxygène HbO2 + CO↔ HbCO + O2 Réversible = détoxication Modification de la courbe : libération d’O2 diminuée (modification de la structure de la molécule)

Influences de l’anémie et du CO sur la CaO2 et la PaO2. A, : Hb 14 g/dl. différence artérioveineuse 5 ml/d, la PO2 veineuse = 5,3 kPa (40 mmHg). B, anémie 70 g/.l. aspect sigmoïde. Point veineux abaissé 3,6 kPa (27 mmHg). C, HbCO de 50 %. Courbe non sigmoïde, déviée vers la gauche. Point veineux encore plus bas, 1,9 kPa (14 mmHg) = PO2 tissulaire très basse. La PO2 est de 100 mmHg (13,3 kPa). D’après Nunn. (CaO2 [Hb × 1,34 × SaO2] + PO2 × 0,003)

L’équilibre est atteint en 4 à 8h Carboxyhémoglobine HbCO = M pCO HbO2 pO2 L’équilibre est atteint en 4 à 8h L’équation de Coburn-Forster- Kane permet une approche de l(HbCO selon les conditions d’exposition

Estimation HbCO – ppm - temps

Fixation sur d’autres protéines héminiques - (15%) mais l’hypoxie tissulaire accroît cette fixation 1 - la myoglobine Affinité du CO 40 à 60 fois plus que l’oxygène sur la myoglobine Carboxymyoglobine : cœur et muscle squelettique : oxygénation réduite Dissociation plus lente que la carboxyhémoglobine

Fixation sur d’autres protéines héminiques 2 - Fixation sur le cytochrome a3 enzyme de la chaîne mitochondriale Altération des réactions de phosphorylation oxydative : défaut de transport des électrons du cytochrome c à l’oxygène. Production de radicaux libres Inhibition persistante , en phase de réoxygénation excès de radicaux libres 3 - Effets guanylyl cyclase : vasodilatation

Physiopathologie Autres Effets : NO vasodilatation Réoxygénation = cascade induisant des - lésions de type ischémie reperfusion : peroxydation lipidique - lésions cellulaires - libération de neurotransmetteurs et d’acides aminés excitateurs Nécrose et apoptose dans des territoires cérébraux fragiles

Physiopathologie Anomalies de la Myelin Basic Protéine avec des réponses immunologiques Le monoxyde de carbone a un rôle physiologique de neurotransmetteur gazeux

CO endogène Métabolisme de l’hème 12 ml/24h Accru : anémies hémolytiques, état septique sévère Métabolisme hépatique du chlorure de méthylène

Aspects cliniques Signes cliniques initiaux Triade céphalées, vertiges, nausées, malaise, asthénie, signes banaux Exposition plus importante : signes neurologiques : confusion, ataxie, perte de connaissance, troubles de conscience, troubles sensoriels, acouphènes, troubles de la vue, (ischémie rétinienne) troubles psychiques

Aspects cliniques Troubles cardiovasculaires, précordialgies, tachycardie, anomalies repolarisation ECG, insuffisance coronarienne, ischémies périphériques sidération myocardique l’atteinte cardiaque (Trop>0,7, CKMb > 5 ou ECG anormal )est un facteur de mortalité accrue (Henry CR 2006)

Aspects cliniques Lésions cutanéo musculaires rougeur, ischémie, en dehors de zones d’appui Lésions de décubitus : phlyctènes, érythème, rhabdomyolyse, risque de syndrome des loges, insuffisance rénale

Aspects cliniques Formes graves - Coma : hypertonie, s. de Babinski parfois, clonies - Choc, OAP (cardiogénique ou lésionnel) plus rares actuellement, troubles vasomoteurs - Pneumopathie d’inhalation

Formes cliniques La femme enceinte L’atteinte du fœtus est plus sévère et plus prolongée que chez la mère Risque d’hypotrophie, de malformation ou mort fœtale, troubles du développement cérébral.

Femme enceinte

Formes cliniques : l’enfant L’enfant Symptomatologie céphalées, vomissements, perte de conscience, coma, hyperréflexivité, flaccidité Diagnostic difficile

Formes subaiguës et chroniques Céphalées, vertiges, asthénie troubles de mémoire, troubles de l’attention, nystagmus, syndrome parkinsonien, atteinte cardiovasculaire possible Diagnostic difficile Rechercher une éventuelle rythmicité selon les périodes d’exposition

Formes évolutives Formes rapidement mortelles, médicolégales intoxications massives, ou découverte tardive Décès au cours de l’évolution : par défaillance cardiaque, insuffisance respiratoire, rénale, pancréatite… Séquelles : troubles de conscience persistants, troubles mnésiques, syndrome parkinsonien, ataxie, nystagmus, mutisme akinétique

Carbon Monoxide Poisonings After Two Major CDC-MMWR 2006: 55 : 236-239 Carbon Monoxide Poisonings After Two Major Hurricanes --- Alabama and Texas, August—October 2005 Ouragans Katrina et Rita 88 cas – 10 décès – générateurs électriques

Formes évolutives Syndrome post-intervallaire : apparition après un intervalle libre (2 à 40 jours) syndrome parkinsonien, troubles des fonctions supérieures, troubles sensoriels, incontinence. Eléments prédictifs? Facteurs de risque : âge > 60 ans, troubles de conscience Ces manifestations retardées peuvent s’atténuer ou disparaître dans 50 à 75 % des cas en un an, ou rester définitifs

Formes évolutives Séries anciennes : apparition de ces troubles retardés, entre 15 à 40% Les troubles sévères rares actuellement, 1 à 4%, séries anciennes 6 à 15% Les troubles mineurs sont fréquents (35 à 47%) : troubles de la vue, de la mémoire, du caractère, céphalées, gênant la vie courante. Tests psychométriques pour déceler des anomalies discrètes des fonctions supérieures.

TDM cérébrale : hypodensités bilatérales du globus pallidus (in Kao LW Clin Lab Med 2006 ; 26 : 110)

Diffusion weighted magnetic resonance imaging (DWMRI) showed diffuse high signal intensity in both periventricular and deep white matter

Lésions neurologiques : localisations

Lésions neurologiques : globus pallidus

Etiologies Autrefois le gaz de ville contenait 3 à 10% de CO, fuites de gaz, ou tentatives de suicide «en ouvrant le gaz». Tout appareil avec mauvaise combustion, ou en atmosphère confinée. Réchaud à gaz avec flammes du brûleur «écrasées » par le récipient (lessiveuses anciennes). Les poêles à charbon, à bois, sont d’usage moins fréquent actuellement.

Etiologies Fuites, fissures ou obstructions des conduits de fumées ou des cheminées, mauvais tirage, peut être lié à un phénomène d’inversion de température au moment d’une période de redoux. Les chauffe-eau : intoxications très fréquentes dans les années 1970 par appareils non raccordés à une cheminée, prévus pour un usage bref, plus rares actuellement : disparition de ces appareils, dispositifs de sécurité.

Etiologies Chauffages d’appoint dans des locaux non aérés : cause fréquente = braseros dans des cabanes de chantier, poêles à catalyse dans des caravanes, poêles à pétrole, grill à briquettes de charbon de bois utilisés à l’intérieur (en Asie), hibachi, concerts dans les églises…

Intoxications à la maison

Etiologies Les machines à surfacer la glace des pistes de patinage nombreuses intoxications collectives aux Etats-Unis et au Canada à la fin des années 60, puis en France dans les années 90 ; depuis, précautions prises. Groupes électrogènes installés dans un local clos, en raison de coupure de l’électricité après tempêtes, inondations, intoxications assez fréquentes.

Carbon Monoxide Poisonings Associated with Snow- CDC-MMWR 1996 ; 45 : 1-3 Carbon Monoxide Poisonings Associated with Snow- Obstructed Vehicle Exhaust Systems -- Philadelphia and New York City, January 1996 3 cas à Philadelphie 22 cas à New York 1 décès Automobile entourée par la neige Tuyau d’échappement obstrué par la neige

Etiologies Les caristes : chariots élévateurs, moteurs à essence, propane. Les tronçonneuses : intoxications chez les bûcherons, bien qu’en plein air. Bâtiment travaux publics : aplanisseuse à béton («hélicoptère»), dameuses…et autres appareils à moteur thermiques, décolleuses de papier peints.

Etiologies Chez les pompiers, l’intoxication lors des incendies associe au CO d’autres éléments toxiques (cyanures notamment). Poulaillers industriels (Turquie) Champignonnières, les silos, les grottes.

Etiologies Utilisation d’explosifs dans des chantiers dynamitage : possibilité d’intoxications sur les lieux et à distance : propagation du CO par fissures à des habitations proches. Mineurs, ouvriers des fonderies, des hauts fourneaux, autrefois, les artilleurs. Industrie chimique (synthèse des carbonyles, dichlorométhane). Le catabolisme du dichlorométhane inhalé produit dans l’organisme du CO.

Etiologies Émanations par des gaines de ventilation Gaz d’échappement des automobiles - moteur tournant dans un garage, dans un box de lavage - lors du déneigement du véhicule (Canada, Etats-Unis) - tuyau d’échappement, plancher percé - véhicule roulant le hayon arrière ouvert : effet Venturi, passagers sur le plateau d’un pick-up

Etiologies Les navigateurs de plaisance sont aussi exposés : céphalées, vertiges, nausées, évoquent le mal de mer, victimes dans la cabine ouverte sur l’arrière ou sur la plage arrière, l’effet Venturi rabattant les gaz d’échappement du moteur à l’intérieur : nécessité d’un détecteur de monoxyde de carbone à bord. Les nageurs derrière le bateau ne sont pas épargnés.

Carbon Monoxide Poisonings Resulting from Open Air CDC-MMWR 2004 ; 53: 314-318 Carbon Monoxide Poisonings Resulting from Open Air Exposures to Operating Motorboats --- Lake Havasu City, Arizona, 2003 CO expiré : augmentation en fin d’après midi – exprimé en HbCO employés non fumeurs de 1% à 6% employés fumeurs de 3 à 7% maxi 13% et 11% plaisanciers non fumeurs de 1à 11% plaisanciers fumeurs de 3 à 13 % maxi 23% - 26%

Danger du monoxyde de carbone dans les bateaux

Danger du monoxyde de carbone dans les bateaux

Danger du monoxyde de carbone dans les bateaux : détecteurs

Réchaud sous la tente Dégagement important de monoxyde de carbone, surtout en altitude, absence d’aération Céphalées nausées = mal des montagnes…

Réchaud sous la tente - CO ppm Flamme jaune 4 min 900 ppm Flamme bleue 4 min 400 ppm

Etiologies Bouteilles de plongée = Prise d’air du compresseur proche des gaz d’échappement Chlorure de méthylène

Carbon Monoxide Releases and Poisonings Attributed CDC-MMWR 1996 ; 45: 1-3 Carbon Monoxide Releases and Poisonings Attributed to Underground Utility Cable Fires --- New York, January 2000--June 2004 230 cas : câbles souterrains se consumant après court circuits (altération des gaines)

Tentatives de suicides Gaz d’échappement Charbon de bois en milieu confiné (Asie) associés parfois à un homicide (pactes suicidaires) Réaction chimique : acide formique et acide sullfurique

Suicide par gaz d’échappement

Etiologies En anesthésie des accidents ont été décrits avec des gaz halogénés : interaction avec la chaux sodée, l’absorbeur étant sec. En chirurgie laparoscopique l’électrocoagulation prolongée provoque une production de CO : aspiration nécessaire.

Etiologies L’activité volcanique naturelle, dégage du monoxyde de carbone associé à d’autre toxiques. Tabagisme Oxycarbonémie physiologique légère élévation lors d’anémies hémolytiques

Diagnostic biologique HbCO (%) - CO plasmatique (ml/l) Spectrophotométrie – CO oxymètres HbCO : 5% sujet sain, 10% fumeur Concentration de CO air expiré Dissociation HbCO : T½ : 230-320 min. en air, 80-90 min. en 02 à 100%, (+- 40) 22 minutes à 3 ATA.

Corrélation clinique et taux d’HbCO Un taux peu élevé ne permet pas d’éliminer une intoxication grave Pas de corrélation, toutefois un taux élevé initial témoigne d’une intoxication importante et certains auteurs préconisent le recours à l’OHB pour des taux > 50% Tenir compte du délai exposition dosage, et de l’effet de l’oxygénation L’HbCO n’est qu’un aspect de l’intoxication

Concentration du monoxyde de carbone dans l’atmosphère CO atmosphère - 1 ppm = 1,15 mg/m3 < 30 ppm taux normal Corrélation avec la symptomatologie 100 ppm céphalées 200 nausées 500 PC brève >1000 coma, risque mortel En fait tenir compte de la durée d’exposition

HbCO selon concentration (ppm) et temps

Corrélation HbCO –ppm - clinique

Rad-57 pulse CO-oximeter Masimo Corp., Noninvasive CO Measurement By First Responders A suggested management algorithm NEIL B. HAMPSON, MD LINDELL K. WEAVER, MD Rad-57 pulse CO-oximeter Masimo Corp.,

Autres éléments paracliniques Acidose métabolique : présente dans les intoxications graves mais pas de valeur pronostique ou décisionnelle Élévation des enzymes ECG : troubles de repolarisation ischémie, troubles du rythme

Imagerie de l’intoxication oxycarbonée Tomodensitométrie cérébrale, IRM nécrose bilatérale du pallidum hypodensités de la substance blanche périventriculaire, lésions du centre semi ovale, de l’hippocampe, lésions du cortex, du cervelet Diagnostic des lésions persistantes : IRM SPECT, PET : diminution débits régionaux cortex préfrontal et lobe temporal

Conduite à tenir En régulation SAMU : penser à l’intoxication oxycarbonée, selon les circonstances. Sur les lieux, l’éviction de l’atmosphère toxique sans risque pour les sauveteurs : les détecteurs de CO sont indispensables. Intoxication collective : triage sur place efficace, ne transporter à l’hôpital que les personnes réellement intoxiquées, réduire la part de psychose collective.

Conduite à tenir Prélèvement pour le dosage d’HbCO le plus précoce possible. Mesures symptomatiques nécessaires Oxygène masque à haute concentration débit 12-15l/minute, 12 heures Indications d’OHB (en complément de l’ONB) Controverses, plusieurs études récentes Conférence de consensus médecine hyperbare Lille 1994

Etudes sur l’effet de l’OHB Pas d’effet de l’OHB Scheinkestel CD,1999 191 cas Raphael JC, 1989 343 cas sans PC 2002 179 cas avec PC Effet bénéfique de l’OHB Thom SR, 1995 65 cas Ducassé JL, 1995 26 cas Mathieu D, 1996 575 cas Weawer LK, 2002 152 cas

Étude de Weaver 2002 Weaver LK, N Engl J Med, 2002 ; 347:1057-1067 Étude double aveugle randomisée - 152 patients (31% TS), 50% PC, 16% intubés Bilan neurologique : troubles cognitifs et de mémorisation, répété à 6 sem. (n=152), 6 mois (n=117), 1 an (n=128). - remarques : 3 séances d’OHB en 24h sous groupes non analysés 31% de TS : CO non exclusif - Supériorité de l’OHB sur l’ONB prévention du syndrome post-intervallaire

Etude de Weaver : protocole

Weaver : principaux résultats Séquelles cognitives OHB ONB p 6 semaines 19/76 25% 35/76 46,1% 0,007 6 mois 16/76 21,1% 29/76 38,2% 0,02 12 mois 14/76 18,4% 25/76 32,9% 0,04 Troubles mémoire 6 sem 28% 51,4% 0,004

Indications de l’OHB L’OHB a fait preuve de son efficacité et de sa supériorité sur l’ONB, indication formelle : - troubles de conscience persistants à l’admission, - perte de connaissance réelle, transitoire (à considérer comme forme grave, mais ce n’est pas l’opinion de tous les auteurs), - femme enceinte quelle que soit la symptomatologie.

Indications de l’OHB L’OHB n’a pas de validation scientifique rigoureuse, mais est préconisée par les auteurs : - manifestations neuropsychiatriques : signes neurologiques objectifs, - manifestations cardiaques : syndrome coronarien aigu, troubles du rythme, instabilité cardiovasculaire, ou patient coronarien.

Indications de l’OHB L’OHB n’a pas de validation scientifique, le recours à l’OHB n’est pas justifié mais reste discutable, proposé par certains auteurs : - âge supérieur à 60 ans - acidose métabolique sévère - antécédents neurologiques  (mal définis) - HbCO > 40%.

Indications de l’OHB Les autres cas : oxygène normobare 12 heures au masque à haute concentration chez l’adulte, tente de tête chez l’enfant. Le recours à l’OHB peut être discuté si les céphalées persistent après 6 heures d’ONB. Des observations isolées ont montré l’intérêt possible de l’OHB sur le syndrome post-intervallaire.

Indications de l’OHB Réalisation de l’OHB : le délai doit être de préférence rapide, (dans les 6h), la durée est de 90 minutes à 2,5 ATA, la durée totale de la séance est de 2h. Les procédures sont très strictes : contre indication en cas de pneumothorax non drainé. L’éloignement d’un centre de médecine hyperbare, est une difficulté réelle.

Conduite à tenir Autres mesures thérapeutiques : traitement du syndrome ischémie-reperfusion ? Eviter l’hyperglycémie. La stratégie thérapeutique dépend de la sévérité des premières manifestations neurologiques et non du taux initial d’HbCO Prévenir le risque d’une nouvelle intoxication sur les lieux : autres membres de la famille, enquêtes.

Conduite à tenir Tests psychométriques : difficiles à réaliser en service d’urgences Formes graves : imagerie (référence de la situation initiale) Prévoir le suivi des patients.

Indications de l’OHB La répétition des séances est licite dans le cas de troubles de conscience, bien que non validée. Elle n’est pas proposée dans les autres circonstances. Chez l’enfant, pas de validation scientifique rigoureuse, il n’y a pas d’arguments pour des indications différentes de l’adulte : l’OHB peut donc être proposée.

Délai de prise en charge RÉGIME AGRICOLE Tableau 40   Intoxication professionnelle par l'oxyde de carbone Date de création : 15 janvier 1976 Dernière mise à jour : 21 août 1993 (décret du 19 août 1993) Désignation de la maladie Délai de prise en charge Liste indicative des principaux travaux susceptibles de provoquer la maladie Syndrome associant céphalées, asthénie, vertiges, nausées, confirmé par la présence dans le sang d'un taux d'oxyde de carbone supérieur à 1,5 millilitre pour 100 millilitres de sang. 30 jours Travaux exposant aux émanations d'oxyde de carbone provenant d'origines diverses, notamment de foyers industriels, de gazogènes, d'appareils de chauffage ou de moteurs à allumage commandé tels que par exemple dans les champignonnières. Sont exclus les travaux effectués dans des locaux comportant des installations de ventilation telles que la teneur en oxyde de carbone vérifiée à hauteur des voies respiratoires est, de façon habituelle, inférieure à 50 cm3 par mètre cube, lorsque ces installations sont maintenues en état de bon fonctionnement et contrôlées au moins une fois par an par un organisme agréé dans les conditions prévues par l'article R. 231-55 du code du travail.

Prévention

Prévention

65 year old man was admitted to the emergency department (ED) with memory impairment and movement disturbance. One month previously he had presented to our ED with a drowsy mental status because of carbon monoxide (CO) poisoning after he had attempted suicide by a briquette fire. However, he had recovered with normobaric oxygen therapy that resulted in a decrease in the blood carboxyhaemoglobin level from 30.5% on arrival to 2.3% just before discharge.

POINTS IMPORTANTS - Penser à l’intoxication par monoxyde de carbone des signes cliniques parfois banaux , malaises, céphalées, vertiges, nausées, (état grippal, intoxication alimentaire) - rechercher l’exposition à des sources potentielles de CO - prudence : régulation - sur les lieux : utilisation des détecteurs de CO - le dosage d’HBCO - l’interpréter - Traiter correctement : O2 normobare 12h, Fi02 100% OHB - Un diagnostic non fait peut laisser le patient ou son entourage soumis à nouveau à l’environnement toxique - Prévoir le suivi : une symptomatologie retardée est possible - Déclarer aux autorités sanitaires - expliquer au patient et à son entourage

Conclusions Diagnostic parfois difficile Les accidents sont souvent dus à une méconnaissance du risque Actions de prévention Apports nouveaux de l’imagerie. Optimisation des indications d’OHB

Diminution d’oxygène = accroissement du CO

L’intoxication par le monoxyde de carbone provient du déversement et de l’accumulation, dans un local, des déchets gazeux (gaz brûlés) de combustion de tout appareil de chauffage, de production d’eau chaude ou d’un moteur thermique, et non d’une fuite de gaz. Ses causes principales résultent du défaut d’entretien des installations, du fonctionnement défectueux des dispositifs d’amenée de l’air extérieur nécessaire à la combustion et d’évacuation des déchets gazeux de cette combustion ainsi que de l’utilisation inadaptée ou dévoyée de ces appareils Ses symptômes sont généralement des céphalées, des vertiges des nausées ou vomissements qui peuvent être confondus avec d’autres affections (intoxications alimentaires notamment); l’issue est fréquemment mortelle

Détecteurs de monoxyde de carbone

Campagne 2005-2006

Campagne 2006-2007

Monoxyde de carbone et conservation de la viande Maintient une bonne couleur rouge - Quantité minime

Corrélation signes et HbCO

Patients à risque