Biotox : Disulfure de carbone

---------valeur non déterminée---------

Toxicocinétique - Métabolisme [1]

Le disulfure de carbone (CS₂) peut être absorbé par toutes les voies, principalement pulmonaire en milieu professionnel (plus de 80% de la dose inhalée sont absorbés) mais aussi cutanée (liquide, vapeurs).

Le disulfure de carbone absorbé est rapidement distribué dans l’organisme.

Environ 70-90 % du disulfure de carbone absorbé sont métabolisés. Le disulfure de carbone est oxydé via le cytochrome P-450 en un intermédiaire instable qui peut se dégrader spontanément en soufre et sulfure de carbonyle (pouvant conduire consécutivement à la production de thiocarbamide ou thiourée) ou être hydrolysé pour former du soufre et du monothiocarbonate. La conjugaison du disulfure de carbone et du sulfure de carbonyle avec le glutathion produit respectivement de l'acide 2-thiothiazolidine-4-carboxylique (TTCA) et de l’acide 2-oxythiazolidine-4-carboxylique.

L’excrétion est principalement urinaire pour les métabolites du disulfure de carbone. Environ 3 % du disulfure de carbone absorbé seraient excrétés sous forme de TTCA dans les urines [2]. Une demi-vie d'élimination urinaire du TTCA de 5,8 à 11,6 heures (moyenne de 7,96 heures) a été observée chez 10 travailleurs du filage de viscose exposés au disulfure de carbone à une concentration atmosphérique moyennée sur 8 heures de 10,1 ppm [3]. Dans une autre étude chez 5 travailleurs de l’industrie de la viscose exposés au disulfure de carbone à des concentrations atmosphériques moyennées sur 8 heures de 0,2-9 ppm, l’élimination du TTCA était biphasique avec des demi-vies estimées à 6 et 68 heures [2]. Le disulfure de carbone non métabolisé est éliminé dans l'air expiré (5-30 % de la dose absorbée) et, pour une faible part, dans les urines (< 1 %).

Indicateurs biologiques d'exposition

Le TTCA urinaire en fin de poste est proposé pour la surveillance biologique de l’exposition au disulfure de carbone. Il reflète essentiellement l'exposition du jour même. Cet indicateur n’est pas spécifique (voir Interférences – Interprétation).

Des valeurs biologiques d’interprétation pour les travailleurs sont proposées par plusieurs organismes, sur la base de la corrélation entre les concentrations urinaires de TTCA et les concentrations atmosphériques de disulfure de carbone :

• Les valeurs BAT de la Commission allemande DFG (DFG, 2008) [4] et BLV du SCOEL (SCOEL, 2008) [5], respectivement de 2 mg/g de créatinine en fin d’exposition ou fin de poste et 1,5 mg/g de créatinine en fin de poste, correspondent à une exposition à 5 ppm de disulfure de carbone moyennée sur 8heures. Elles sont établies sur la base de la corrélation entre les concentrations urinaires de TTCA et les concentrations atmosphériques de disulfure de carbone chez des travailleurs de l’industrie de la viscose. La valeur BAT est basée sur les données d’une étude réalisée en Allemagne chez 351 travailleurs exposés [6], en accord avec les données d’autres études dans ce secteur [7, 8], excluant des études réalisées au Japon et en Chine dans lesquelles un grand nombre de travailleurs portaient une protection respiratoire au moment des prélèvements [9, 10]. Pour l’établissement de la valeur BLV, l’ensemble de ces d’études est pris en compte, à l’exception d’une étude réalisée à Taïwan [11], en raison de concentrations plus élevées de TTCA urinaire et un faible effectif de travailleurs (n=13), en comparaison des autres études.
• La valeur BEI de l'ACGIH de 0,5 mg/g de créatinine en fin de poste correspond à une exposition au disulfure de carbone de 1 ppm moyennée sur 8 heures (ACGIH, 2009) [12].  

Les données de deux études transversales réalisées en 1992 et 2009 dans la même entreprise de fabrication de viscose en Allemagne montrent une réduction de l’exposition : médiane (P95), (min-max) des concentrations urinaires de TTCA et atmosphériques de disulfure de carbone de 1,63 (5,57), (0,03-11,6) mg/g de créatinine (n=362) et 4,15 (15,4), (<0,20-65,7) ppm (n=352) en 1992 ; 0,86 (2,21), (0,04-5,27) mg/g de créatinine (n=209) et 2,48 (6,74), (<0,20-20,9) ppm (n=209) en 2009 respectivement [13].

Chez des sujets non professionnellement exposés (n=122), la moyenne géométrique des concentrations de TTCA urinaire était de 0,09 mg/g de créatinine (0,05-1,17 mg/g de créatinine) [14].

Les dosages de disulfure de carbone urinaire, sanguin ou dans l’air expiré ne sont pas recommandés pour la surveillance biologique de l’exposition au disulfure de carbone, en raison de l’absence de donnée ou de données insuffisantes.

Interférences - Interprétation

La prise de disulfirame (médicament utilisé dans la prise en charge de la dépendance à l’alcool) ou l’exposition à certaines substances chimiques (captane, substance active de produit phytopharmaceutique, dithiocarbamates comme le disulfure de tétraméthylthiuram) pouvant être métabolisés en disulfure de carbone, ainsi que la consommation de légumes de la famille des Brassicaceae (choux, broccoli, navet) conduisent à l’excrétion urinaire de TTCA. Dans une étude réalisée chez 10 volontaires, la moyenne arithmétique (minimum-maximum) de la concentration de TTCA urinaire 4 heures après la consommation 100 g de choux était de 0,77 (0,25-1,55) mg/g de créatinine [14].

1. ATSDR (2024). Toxicological Profile for Carbon Disulfide. ATSDR, 2024 (https://www.atsdr.cdc.gov/).
2. Riihimäki V, Kivistö H, Peltonen K, Helpiö E et al. Assessment of exposure to carbon disulfide in viscose production workers from urinary 2-thiothiazolidine-4-carboxylic acid determinations. Am J Ind Med. 1992; 22(1): 85-97.
3. Chang HY, Chou TC, Wang PY, Shih TS - Biological monitoring of carbon disulphide: kinetics of urinary 2-thiothiazolidine-4-carboxylic acid (TTCA) in exposed workers. Toxicol Ind Health. 2002 ; 18 (1) : 1-14.
4. DFG (2023). Göen T, Drexler H. Carbon disulfide – Addendum: reevaluation of the BAT value. Assessment Values in Biological Material – Translation of the German version from 2009. MAK Collect Occup Health Saf. 2023 : Doc901 (https://www.dfg.de/en/about-us/statutory-bodies/senate/health-hazards).
5. SCOEL (2008). Recommendation from the Scientific Committee on Occupational Exposure Limits for Carbon Disulphide. SCOEL/SUM/82. European Commission, 2008 (https://echa.europa.eu/fr/recommendations-of-the-scoel).
6. Drexler H, Göen T, Angerer J, Abou-el-ela S et al. Carbon disulphide. I: External and internal exposure to carbon disulphide of workers in the viscose industry. Int Arch Occup Environ Health. 1994 ; 65(6) : 359–365.
7. Korinth G, Göen T, Ulm K, Hardt R et al. Cardiovascular function of workers exposed to carbon disulphide. Int Arch Occup Environ Health. 2003 ; 76(1) : 81–85.
8. Shih TS, Chou T-C, Chang H-Y, Wu C-C, Wang P-Y (2003) Accumulation of urinary 2-thiothiazolidine-4-carboxylic acid (TTCA) among workers occupationally exposed to carbon disulfide for 1 week. Sci Total Environ 308(1–3): 37–47.
9. Takebayashi T, Nishiwaki Y, Uemura T, Nakashima H et al. A six year follow up study of the subclinical effects of carbon disulphide exposure on the cardiovascular system. Occup Environ Med. 2004 ; 61(2) : 127-34.
10. Tan X, Chen G, Peng X, Wang F et al. Cross-sectional study of cardiovascular effects of carbon disulfide among Chinese workers of a viscose factory. Int J Hyg Environ Health. 2004 ; 207(3) : 217-25.
11. Shih TS, Chou TC, Chang HY, Wu CC et al. Accumulation of urinary 2-thiothiazolidine-4-carboxylic acid (TTCA) among workers occupationally exposed to carbon disulfide for 1 week. Sci Total Environ. 2003; 308(1-3) : 37-47.
12. ACGIH (2009). Carbon disulfide. Update 2009. In: Documentation of the TLVs and BEIs with Worldwide occupational exposure values. Cincinnati : ACGIH ; 2020.
13. Göen T, Schramm A, Baumeister T, Uter W et al. - Current and historical individual data about exposure of workers in the rayon industry to carbon disulfide and their validity in calculating the cumulative dose. Int Arch Occup Environ Health. 2014; 87 (6): 675-83.
14. Simon P, Nicot T, Dieudonné M. Dietary habits, a non-negligible source of 2-thiothiazolidine-4-carboxylic acid and possible overestimation of carbon disulfide exposure. Int Arch Occup Environ Health. 1994; 66(2): 85-90.

1. List of MAK and BAT Values. Permanent Senate Commission for the Investigation of Health Hazards of Chemical Compounds in the Work Area. Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (https://www.dfg.de/en/about-us/statutory-bodies/senate/health-hazards).

2. TLVs and BEIs based on the documentation of the threshold limit values for chemical substances and physical agents and biological exposure indices. 2025. Cincinnati : ACGIH ; 2023 : 279 p.