Pathologie - Toxicologie
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Toxicocinétique - Métabolisme [13-15]
Aucune donnée de toxicocinétique n’est disponible concernant les persulfates. Au contact de l’eau, ils s’hydrolysent rapidement en cations correspondants et en anion persulfate. Tous les ions formés sont physiologiquement essentiels au fonctionnement des organismes.
Chez l'animal
Absorption
Les persulfates s’hydrolysent rapidement au contact d’eau pour former les cations respectifs (ammonium, potassium ou sodium) et l’anion persulfate.
Aucune donnée n’est disponible concernant l’absorption des persulfates. Les ions sodium et potassium sont rapidement absorbés dans le tractus gastro-intestinal et intègrent le pool d’électrolytes du corps. Concernant l’ion ammonium, son absorption augmente à mesure que le pH de la lumière gastro-intestinale augmente (jusqu’à 7,6) ; aux pH plus faibles (acide), leur absorption se fait par transport actif.
Les ions persulfates sont, quant à eux, peu absorbés au niveau du tractus gastro-intestinal.
Distribution
Une fois absorbé, l’ion ammonium rejoint le foie où il est métabolisé : aucune bioaccumulation n’est attendue.
Métabolisme
Au niveau du foie, l’ion ammonium est majoritairement converti en urée et glutamine ; le métabolisme de l'anion persulfate libère des espèces oxygénées réactives comme le peroxyde d'hydrogène (H2O2) et l'ion sulfate. Le peroxyde d'hydrogène est rapidement converti en oxygène et eau, par la catalase et la peroxydase.
Toxicité expérimentaleToxicité expérimentale
Quelle que soit la voie d’exposition, les persulfates sont irritants pour les yeux, le tractus respiratoire et le tractus gastro-intestinal mais pas pour la peau des animaux. Leur toxicité aiguë est modérée par voie orale et faible par voies cutanée ou respiratoire. Suite à des expositions répétées, ils produisent des lésions irritatives au site de contact par voie orale (tractus gastro-intestinal) et inhalatoire (bronches).
D’après les données disponibles, les persulfates ne sont ni génotoxiques, ni cancérogènes, ni reprotoxiques.
Toxicité aiguë [13-15]
Après exposition orale à forte dose, les animaux présentent ataxie, dyspnée, diarrhée, hypotonie musculaire et dilatation des pupilles (mydriase) ; l'autopsie révèle, dans le cas d'une exposition au persulfate de sodium, une décoloration du parenchyme hépatique et rénal, une hémorragie et une ulcération de l'estomac et des parois de l'intestin ainsi qu'une coloration brun-verdâtre des poumons.
Par inhalation, les trois composés provoquent, en sus de l'irritation, dyspnée et détresse respiratoire ; on observe, à l'autopsie, des lésions du foie, de l'estomac, des poumons, des reins et de la rate.
Par voie cutanée, seule une légère irritation est observée pour des doses supérieures à 10000 mg/kg.
Tableau 1. DL50/CL50 des persulfates d'ammonium, de sodium et de potassium.
Irritation, sensibilisation [3]
Les trois sels ne sont pas irritants pour la peau intacte du lapin ; en revanche, le persulfate d’ammonium induit une irritation sévère sur peau abimée.
Concernant les autres effets irritant et sensibilisant :
- le persulfate de potassium est légèrement irritant pour l'œil du lapin et sensibilisant pour la peau (LLNA) ;
- le persulfate de sodium induit une légère conjonctivite 48 heures après exposition, est irritant pour les voies respiratoires pour la souris (RD50 = 2250 mg/m3) et est sensibilisant pour la peau (tests de maximalisation avec déclenchement épidermique chez le cobaye et LLNA) ;
- le persulfate d'ammonium est faiblement irritant (conjonctivite et iritis) si l'œil n'est pas lavé après instillation, irritant pour les voies respiratoires et sensibilisant pour la peau (tests de maximalisation avec déclenchement épidermique chez le cobaye et LLNA).
Une hyperréactivité bronchique à l'acétylcholine est déclenchée, chez le lapin, par une exposition pendant 4 heures soit à du persulfate d'ammonium (50 mg/m3) soit à un aérosol formé d'un mélange (6,8 mg/m3 de persulfate de potassium, 4,21 mg/m3 de persulfate d'ammonium et 1,4 mg/m3 d'H2O2). L’hyperréactivité bronchique est considérée comme la 1re étape dans le développement d’une maladie obstructive des poumons [15].
Toxicité subchronique, chronique [13-15]
Une exposition du rat par inhalation (persulfate d'ammonium, 5 - 10 - 25 mg/m3, 6 h/j, 5 j/sem, 13 sem) provoque râles et augmentation de la fréquence respiratoire, inflammation réversible de la trachée, des bronches et des bronchioles, baisse de poids corporel et augmentation du poids des poumons à la plus forte concentration testée. Ces effets disparaissent à la fin de période de récupération soit 6 semaines.
Par voie orale, seul le persulfate d'ammonium provoque une diminution du poids des surrénales à la plus forte dose testée (rat, en mélange dans la nourriture, 0-100-316-1000 ppm pendant 28 jours) ; aucun effet n’est rapporté pour le persulfate de sodium et le persulfate de potassium (Cf. Tableau 2). Administré dans la nourriture pendant 90 jours, le persulfate de sodium (rats, 23 - 100 - 225 mg/kg pc/j) engendre une baisse du poids corporel aux 2 plus fortes doses testées et, à la plus forte dose, une nécrose et une atrophie de la muqueuse gastro-intestinale.
Aucune étude n’est disponible par voie cutanée.
Tableau 2. NOAEL (dose sans effet toxique observé).
Effets génotoxiques [13-15]
In vitro
Les résultats des tests de génotoxicité pratiqués in vitro (Ames sur S. typhimurium TA98, TA100, TA1535, TA1537, TA1538, avec et sans activation métabolique ; aberrations chromosomiques sur fibroblastes de hamster chinois sans activation métabolique) sont négatifs avec les persulfates de sodium et d'ammonium ; le persulfate de potassium n'a pas été étudié.
In vivo
Le persulfate de sodium n'induit pas de micronoyaux dans les érythrocytes de souris (338 mg/kg, ip) ni de synthèse non programmée de l’ADN chez le rat (820 mg/kg, gavage).
Effets cancérogènes [13-15]
Suite à une application sur la peau de souris, le persulfate d'ammonium n’est ni promoteur de tumeur (induction diméthylbenzanthracène 20 mM ; promotion 0,2 mL d'une solution à 200 mg/mL, 2 fois/sem, 51 sem), ni cancérogène (même protocole sans induction) [16].
Effets sur la reproduction [3, 15]
Fertilité
Le persulfate d'ammonium (0 - 40 - 100 - 250 mg/kg pc/j dans la nourriture) administré aux rats mâles (2 semaines avant accouplement, 3,5 semaines après) et femelles (2 semaines avant accouplement, pendant la gestation et jusqu'au 4e jour de lactation) n'est pas toxique pour les parents et n'a pas d'incidence sur leur fertilité ou le développement des petits. La NOAEL est de 250 mg/kg pc/j [15].
Au cours d’une étude une-génération (datant de 2021), des rats ont été exposés à 0-50-100 ou 180 mg/kg pc/j de persulfate d’ammonium par gavage, 10 semaines avant l’accouplement et pendant l’accouplement ; les mâles ont ensuite reçu ce persulfate jusqu’à leur mort (~ 134 jours), les femelles durant toute la gestation et au moins jusqu’au 21e jour de la lactation. Aux deux plus fortes doses, la toxicité maternelle observée pouvant aller jusqu’à leur mort prématurée entraine une diminution du nombre de femelles mettant bas ; aucun effet n’est rapporté à 50 mg/kg pc/j, que ce soit chez les mères ou au niveau des paramètres de reproduction [3].
Développement
Dans cette même étude, seuls les nouveau-nés de la génération F1, issus des mères exposées à 100 et 180 mg/kg pc/j, présentent un ralentissement dans le développement (réflexe de redressement, décollement du pavillon de l’oreille et ouverture des yeux) et une diminution du poids corporel.
Deux études, menées chez le lapin et le rat, ont analysé les effets sur le développement du persulfate d’ammonium (0-10-30 ou 100 mg/kg pc/j, du 5e au 19e jour de gestation pour le rat, du 6e au 27e pour le lapin). Pour les 2 espèces, une toxicité maternelle plus ou moins marquée est rapportée à 100 mg/kg pc/j (baisse de la prise de nourriture et du poids corporel) à l’origine, uniquement chez le lapin, d’une diminution de la viabilité fœtale, d’un retard de croissance et d’ossification chez les nouveau-nés. Le persulfate d’ammonium n’est à l’origine d’aucune malformation [3].
Toxicité sur l’HommeLes persulfates sont irritants pour la peau et les muqueuses. Ils sont fortement sensibilisants au niveau cutané et respiratoire et sont responsables de manifestations d’hypersensibilité de contact immédiates et différées (conjonctivite, rhinite, asthme, eczéma, urticaires localisée et généralisée, voire choc anaphylactique). Il n’existe pas de données concernant les effets mutagènes, cancérogènes ou toxiques sur la reproduction.
Toxicité aiguë
Plusieurs publications rapportent des phénomènes irritatifs lors de l'application de patch tests à 5 % de persulfates. Des cas d'érythèmes de la face et du cuir chevelu ont été rapportés suite à l'utilisation de décolorants capillaires à base de persulfates [17].
Dans une usine de fabrication de persulfates d'ammonium et de potassium, des éruptions cutanées ont été observées, survenant généralement un mois après la prise de poste et touchant 70 % des nouveaux employés. Elles consistaient en des papules érythémateuses et prurigineuses, ainsi que des plaques eczématiformes sur les mains, les poignets et les avant-bras, le cou et la face [15].
Un cas de brûlure cornéenne a été rapporté. Les effets irritants oculaires des persulfates comprennent des douleurs oculaires avec conjonctivite [17].
Toxicité chronique
Au niveau cutané, les persulfates sont principalement responsables de dermatites d’irritation et de dermatites de contact allergiques. Des eczémas avec positivité des tests épicutanés ont été observés dans plusieurs secteurs d’activité (industrie des polymères, fabrication de circuits imprimés…), même si les principales manifestations sont observées chez les coiffeurs chez lesquels les expositions sont les plus importantes [1, 19]. Les sels de potassium et d'ammonium sont généralement en cause.
Chez les coiffeurs, les sels d'ammonium sont utilisés comme décolorant. Les dermatites d’irritation se présentent généralement sous la forme de lésions érythémato-squameuses, principalement sur le dos des mains et les espaces inter-digitaux. Les dermatites de contact allergiques se caractérisent quant à elles par un prurit intense, un aspect polymorphe associant érythème, œdème, vésicules, suintement et extension des lésions au-delà de la zone de contact [19]. Des dermatites mixtes peuvent également se rencontrer [18].
Dans une étude finlandaise réalisée entre 2005 et 2018 chez des coiffeurs à partir du registre FROD recensant notamment 290 cas de dermatoses professionnelles, les tests montrent une prévalence élevée de sensibilisation au persulfate d’ammonium, jusqu’à 23 % des 157 cas de dermatites de contact allergiques [20]. Une autre étude réalisée en Allemagne de 2013 à 2020 chez 920 coiffeurs (âge médian : 28 ans, 84 % de dermatite des mains) a mis en évidence une sensibilisation au persulfate d’ammonium dans 14,4 % des situations, le persulfate d’ammonium étant un des trois principaux allergènes en cause [21].
Des urticaires de contact sont également décrites suite à l’application de crèmes contenant du persulfate d’ammonium ; elles sont parfois géantes et associées à d’autres manifestations graves (œdème de Quincke, choc anaphylactique…) [22]. En milieu professionnel, l’urticaire est relativement rare. Dans une étude australienne portant sur 157 coiffeurs, une urticaire au persulfate d’ammonium a été diagnostiquée dans 7 cas, soit 4 % de l’effectif [18].
Au niveau respiratoire, des cas documentés d'asthmes et de rhinites sont rapportés. Les symptômes surviennent au travail ou le soir, sont améliorés par le week-end ou les vacances et réapparaissent lors de nouvelles expositions. La rhinite précède souvent l'apparition de l'asthme et est fréquemment associée à une conjonctivite [7, 16]. Le mécanisme physiopathologique est complexe (mécanisme pharmacologique avec libération d’histamine, mécanisme allergique non spécifique, ou spécifique médié par les IgE) et n’est pas encore totalement élucidé [23].
Les persulfates sont la cause principale de rhinite et d’asthme chez les coiffeurs. Chez un coiffeur sensibilisé, la simple présence de l’allergène dans l’atmosphère du salon peut déclencher une crise. L’évolution n’est favorable qu’en cas d’éviction précoce [24].
De rares études épidémiologiques ont été publiées en dehors du milieu de la coiffure. Une étude a été réalisée chez des employés (38 salariés exposés et 18 témoins non exposés) d’une usine de production de persulfates d'ammonium et de sodium [8]. Les prélèvements atmosphériques réalisés montraient des niveaux généralement inférieurs à 1 mg/m³ avec des concentrations maximales de 3,6 mg/m³. Aucun asthme n'a été rapporté, les épreuves fonctionnelles respiratoires étaient normales ainsi que les prick tests. Aucune réaction dermatologique n'a été signalée chez les salariés en poste. Toutefois sur sept employés ayant quitté la production pour des raisons médicales, six sont partis du fait de dermatoses.
Effets génotoxiques
Aucune donnée n'est disponible chez l'Homme à la date de mise à jour de cette partie.
Effets cancérogènes
Aucune donnée n'est disponible chez l'Homme à la date de mise à jour de cette partie.
Effets sur la reproduction
Aucune donnée n'est disponible chez l'Homme à la date de mise à jour de cette partie.
Cohérence des réponses biologiques chez l'Homme et l'animal