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Tétraborate de disodium Borax

Fiche toxicologique n° 287

Sommaire de la fiche

Édition : 2012

Pathologie - Toxicologie

  • Toxicocinétique - Métabolisme [6, 10, 11, 12, 17, 18, 20, 21]

    Les sels de sodium de l’acide borique sont facilement absor­bés et distribués uniformément dans tout l’organisme sous la forme d’acide borique. Ils sont rapidement excrétés par les urines.

    Chez l'animal
    Absorption

    La toxicocinétique de l'acide borique et des formes hydratées des sels de sodium est similaire chez l'animal et chez l'homme.

    Les composés sodium de l'acide borique sont rapidement et complètement absorbés sous forme d'acide borique par voie digestive (> 90 %). L'absorption à travers la peau intacte est négligeable, mais elle peut devenir importante en cas de lésions préexistantes.

    Dans l'organisme, les composés boratés existent dans un premier temps sous forme d'acide borique indissocié qui se distribue uniformément dans les tissus mous. Une accumulation dans les os est observée.

    Les composés du bore ne sont pas métabolisés dans l'or­ganisme. De même, les sels de sodium de l'acide borique se dissocient sous forme d'acide borique dans l'organisme.

    L'excrétion urinaire de bore après administration orale de tétraborate de sodium à des rats mâles a été étudiée. 99,6 ± 9,7 % de la dose de bore administrée est retrouvée dans les 24 heures dans les urines, montrant ainsi la biodispo­nibilité totale de ce composé (et donc du bore) chez le rat. L'excrétion rénale varie avec le régime alimentaire, conjointement avec la quantité de bore administrée. Une demi-vie inférieure à 12 heures a été mesurée chez le rat et une demi-vie plasmatique de 13,4 heures a été estimée chez l'homme. De faibles quantités de bore sont excrétées dans les fèces.

    Une étude sur des rats mâles Wistar exposés au tétrabo­rate de sodium via l'eau de boisson (3 g/L) montre que ce dernier agit en interférant avec le métabolisme des flavines par les voies flavoprotéines-dépendantes ; ce qui peut expliquer, au moins partiellement, ses effets toxiques.

    Surveillance Biologique de l'exposition

    Le dosage sanguin du bore est surtout intéressant lors d'exposition accidentelle.

    Le dosage urinaire du bore en fin de poste de travail peut être intéressant pour la surveillance biologique de l'expo­sition, mais la corrélation avec l'intensité de l'exposition à l'acide borique ou aux borates n'est pas documentée.

    Il n'existe pas de valeur-guide pour ces dosages.

  • Mode d'actions
  • Toxicité expérimentale
    Toxicité aiguë [14, 15, 20]

    Les sels de sodium de l’acide borique sont peu toxiques en aigu, moyennement irritants pour la peau et sévèrement irritants pour l’œil. Ils ne sont pas des sensibilisants cutanés.

    Les borates inorganiques incluant les sels de sodium de l'acide borique ont généralement une faible toxicité aiguë par voie orale, cutanée et par inhalation. Chez les rats Sprague-Dawley, la DL50 orale pour le borax (tétraborate de disodium décahydraté) est de 4,5 g/kg et de 4,98 g/kg chez le mâle et la femelle, respectivement. Chez le rat mâle Long Evans, la DL50 est de 6,08 g/kg. La toxicité aiguë par voie orale est semblable chez la souris et le chien, avec chez ce dernier, un effet émétique à de fortes doses de borate. Chez toutes ces espèces, des effets sur le système nerveux central sont décrits : dépression, ataxie et convulsions.

    La toxicité aiguë par voie cutanée est faible chez le lapin, DL50 > 2 g/kg pour l'acide borique et le tétraborate de sodium anhydre [25]. Concernant le borax, la DL50 est > 1 g/kg.

    Une CL50 > 2 mg/m3 a été déterminée chez le rat, pour l'a­cide borique, le borax et le tétraborate de disodium pentahydraté.

    Une solution de 5 % de borate de sodium, testée pour son potentiel irritant cutané, est moyennement irritante pour la peau de lapin et de cobaye. Généralement, les borates inorganiques ne sont pas ou moyennement des irritants cutanés.

    Une sévère irritation oculaire est observée avec le borax et le tétraborate de disodium pentahydraté.

    Les borates ne montrent pas de potentiel sensibilisant.

    Toxicité subchronique, chronique [10, 11, 14]

    Les études chroniques et subchroniques mettent en évi­dence des effets systémiques non spécifiques à des doses modérément élevées. À des doses plus élevées, des effets sur les organes reproducteurs mâles apparaissent.

    Dans une étude de 90 jours, des rats Sprague-Dawley ont été exposés au borax via leur alimentation, contenant jus­qu'à 262,5 mg B/kg/j. À cette dose, le borax induit 100 % de mortalité, et à la dose de 87,5 mg B/kg/j, une atrophie complète des testicules est observée. D'autres signes de toxicité sont également décrits à ces doses : une diminu­tion de la croissance pondérale, une polypnée, une hyper­hémie conjonctivale, un œdème des pattes, une desquamation des pattes et de la queue. Une NOAEL de 8,8 mg B/kg/j a été identifiée dans cette étude.

    Lorsque le produit est administré pendant 2 ans, jusqu'à la concentration de 58,5 mg B/kg/j, les mêmes effets sont observés. Une concentration de 17,5 mg B/kg/j (NOAEL) est, en revanche, parfaitement tolérée.

    Chez les rats Long Evans exposés au borax via l'eau de boisson pendant 70 jours, le poids des animaux diminue ainsi que le poids des testicules, des vésicules séminales, de la rate, du fémur ainsi que le taux de triglycérides plas­matiques. Ces effets sont observés aux doses de 23,7 et de 44,7 mg B/kg/j. À cette dernière dose, la spermatogenèse est altérée et l'hématocrite est légèrement diminué.

    Étant donné que les sels de sodium de l'acide borique sont présents sous forme d'acide borique dans l'organisme, les données de ce dernier par voie orale peuvent être extra­polées aux sels de sodium [20, 25]. Dans une étude de 90 jours chez la souris, à partir de 5 000 ppm d'acide borique (équivalent à 141 mg B/kg/j chez le mâle et 194 mg B/kg/j chez la femelle), aucune prise de poids n'est rapportée pour les deux sexes, mais une dégénérescence ou une atrophie des tubes séminifères est observée. Par ailleurs, une étude sur 2 ans, conduite avec les doses de 2 500 et de 5 000 ppm, indique une létalité plus importante chez les mâles à partir de 2 500 ppm (équivalent à 48 mg B/kg/j).

    Dans une étude subchronique (90 jours) chez le chien, nourri jusqu'à une dose correspondant à 30,4 mg B/kg/j chez le mâle et 21,8 mg B/kg/j chez la femelle, les effets observés du borax sont majoritairement des effets sur les paramètres de reproduction mâle. Les testicules sont le premier organe cible. À fortes doses (30,4 mg B/kg/j), une baisse du poids des testicules accompagnée d'une atro­phie testiculaire et d'une dégénérescence de l'épithélium spermatogénique est observée. Ces effets sont associés à des effets hématologiques, thyroïdiens et hépatiques. Une NOAEL a été déterminée à la dose de 3,9 mg B/kg/j chez le mâle et de 2,5 mg B/kg/j chez la femelle.

    Une étude chronique de 104 semaines ne montrant pas d'effet lié au traitement (jusqu'à 8,8 mg B/kg/j) a conduit à la réalisation d'une étude de 38 semaines, avec une dose de 29,2 mg B/kg/j. Des effets sur les testicules, similaires à ceux observés dans l'étude subchronique, ont été décrits. Considérant ces deux études conjointement, une NOAEL et une LOAEL de 8,8 mg B/kg/j et de 29,2 mg B/kg/j, respectivement, ont été déterminées, basées sur l'atro­phie testiculaire et l'arrêt de la spermatogénèse.

    Effets génotoxiques [11, 13]

    Les sels de sodium de l’acide borique ne sont pas considérés comme génotoxiques.

    Le potentiel mutagène du borax a été évalué sur des sou­ches de S. typhimurium TA 98 et TA 100. Aucune activité mutagène n'a été observée avec ou sans activation méta­bolique (méthode de pré-incubation) [19].

    Le borax (brut et raffiné) n'induit pas de mutation sur fibroblastes embryonnaires C3H/10T1/2 de souris et sur fibroblastes humains. Il est faiblement mutagène sur les cellules de hamster chinois V79. Le borax n'induit pas de transformations néoplasiques sur les cellules C3H/10T1/2. En revanche, il est cytotoxique pour les cellules de mam­mifères dans tous ces tests.

    Aucun des borates inorganiques testés (acide borique, borax, tétraborate de disodium pentahydraté, tétraborate de disodium anhydre) ne sont mutagènes in vivo [12]. L'a­cide borique n'induit pas d'effet dans un essai de micro­noyaux sur moelle osseuse de souris.

    Effets cancérogènes [10, 11]

    Aucune tumeur n’a été mise en évidence dans les études réalisées chez trois espèces, avec une administration via la nourriture.

    Dans les études chroniques réalisées chez le chien (jus­qu'à 8,8 mg B/kg/j) et le rat (58,5 mg B/kg/j), exposés via la nourriture à l'acide borique et au borax, aucune tumeur n'a été rapportée. Dans un essai chez la souris réalisé par l'US National Toxicology Program (NTP), aucun effet carci­nogène n'a été décrit à des doses d'acide borique de 75 mg B/kg/j et de 200 mg B/kg/j.

    Effets sur la reproduction [14, 16, 22, 23, 24]

    Le fœtus en développement et les testicules sont les princi­pales cibles des sels de sodium de l’acide borique chez de nombreuses espèces.

    Les sels de sodium de l’acide borique ont été classés toxiques pour la reproduction de catégorie 2 pour la fertilité et le développement (catégorie 1B selon le règlement CLP).

    Fertilité

    Les études de toxicité répétée (rats, souris et chiens) mettent en avant des effets toxiques, en particulier sur les testicules. Pour le borax, la NOAEL pour la toxicité sur la fertilité chez les rats mâles et femelles a été déterminée à 17 mg B/kg sur la base des effets toxiques sur les testi­cules, d'une réduction de la spermiation chez le mâle et d'une diminution de l'ovulation chez la femelle, dans une étude 3-générations. À des doses élevées, une atrophie testiculaire et une déplétion des cellules germinales testi­culaires sont observées.

    Chez la souris, une NOAEL pour la toxicité sur la fertilité a été déterminée à 27 mg B/kg chez la femelle, basée éga­lement sur la diminution de l'ovulation et sur la réduction du poids des souriceaux de la seconde génération.

    Développement

    Concernant la toxicité sur le développement, seules des données sur l'acide borique sont disponibles (rats, souris et lapins). Étant donné que les composés du bore sont pré­sents sous forme d'acide borique dans l'organisme, les données de ce dernier par voie orale peuvent être extra­polées aux sels de sodium [12, 17]. Les effets observés sont caractérisés par un taux élevé de mortalité prénatale, une réduction du poids des fœtus et des malformations (systèmes nerveux central, yeux, système cardiovasculaire et axe squelettique) à des doses non toxiques pour les mères. La NOAEL est estimée à 9,6 mg B/kg/j chez le rat, 43 mg B/kg/j chez la souris et 21,8 mg B/kg/j chez le lapin. Le rat est, par conséquent, l'espèce la plus sensible. L'augmentation de l'incidence d'une 13e côte thoracique plus courte et la diminution de l'incidence de la côte sur­numéraire sur la lombaire I sont les anomalies squelet­tiques les plus communes observées chez le rat et la souris. Les malformations cardiovasculaires sont les ano­malies les plus fréquentes observées chez le lapin.

  • Toxicité sur l’Homme

    Les borates, l'acide borique et l'oxyde de bore ont un méta­bolisme et une toxicité similaires.

    Les intoxications aux borates (aiguës ou chroniques) se caractérisent par des effets cutanés et muqueux, digestifs et neurologiques. Une insuffisance rénale est observée dans les formes graves. Ces sels sont peu irritants et pas

    sensibilisants. Les effets observés sur la fertilité chez l'ani­mal ne sont pas confirmés actuellement chez l'homme.

    Toxicité aiguë [25-29]

    Chez l'homme, des effets létaux par voie orale ont été obser­vés entre 1 et 3 grammes chez le nourrisson, 5 grammes chez le grand enfant, 15 à 20 grammes chez l'adulte. Un délai de quelques heures précède la symptomatologie qui, quelle que soit la voie d'intoxication, débute par des troubles digestifs (nausées, vomissements, diarrhée, douleurs abdominales), suivis d'une atteinte du système nerveux central (céphalées, tremblements, agitation, convulsions, hallucinations), et en cas d'atteinte sévère : coma, collapsus, acidose métabolique, cyanose, fièvre et dépression respiratoire.

    Une nécrose tubulaire rénale peut survenir (oligurie et protéinurie, voire anurie).

    Après quelques jours, on note une atteinte cutanée : der­matose desquamative extensive débutant par un éry­thème intéressant les paumes des mains, les plantes des pieds et les fesses, avec possibilité d'une généralisation secondaire (formation de bulles, desquamation massive). Une alopécie peut être observée.

    Le décès survient lors d'infections surajoutées, d'un choc, de complications neurologiques ; l'autopsie objectivant une nécrose tubulaire rénale, un œdème cérébral, une hépatite et une gastro-entérite.

    L'intoxication est affirmée par le dosage du bore sanguin. Le bore et les borates ne sont pas ou peu irritants pour la peau. Le borax est sévèrement irritant pour les yeux. Ils ne sont pas considérés comme sensibilisants [11, 30, 31].

    Toxicité chronique [2, 11, 25]

    Chez l'homme, l'usage répété de doses inappropriées d'a­cide borique par voies orale ou cutanée a provoqué, en particulier chez les enfants, des intoxications chroniques caractérisées essentiellement par une atteinte cutanéo­muqueuse et des phanères : dermatose, conjonctivite, langue rouge, fissures des lèvres et perte de cheveux. Ces symptômes peuvent s'accompagner de troubles digestifs et neurologiques [29, 32]. Ces effets sont proches de ceux observés lors des intoxications aiguës et sont liés à l'accu­mulation de bore dans l'organisme. Les troubles, habituel­lement réversibles à l'arrêt du toxique, sont favorisés par une insuffisance rénale préexistante.

    Les travailleurs exposés à des poussières de borates ou d'oxyde de bore présentent des signes de rhinite, conjonc­tivite ou de la toux. Une atteinte pulmonaire à long terme n'a pas été mise en évidence [9, 33].

    En cas d'intoxication chronique, les taux sanguins de bore sont fréquemment supérieurs à 30 mg/L.

    Effets génotoxiques [11, 35]

    Les études épidémiologiques chez l'homme sont négatives.

    Effets cancérogènes [11, 35]

    Les études épidémiologiques chez l'homme sont négatives.

    Effets sur la reproduction [2, 9, 25]

    Fertilité

    Chez l'homme, une étude ancienne de Tarasenko en URSS a montré chez 28 sujets exposés à l'acide borique une réduction de l'activité sexuelle. L'analyse de 6 spermo­grammes a révélé des anomalies chez la majorité d'entre eux. Dans 50 % des cas, les prélèvements atmosphériques au poste de travail étaient élevés compris entre 20 et 83 mg/m3. Ces résultats, réalisés sur une très faible cohorte, n'ont pas été confirmés par d'autres études. Ainsi, aux États-Unis, aucun effet sur la fertilité masculine n'est retrouvé chez 542 travailleurs (parmi 753) exposés à l'acide borique ou au borate de sodium et répartis en 5 groupes selon le niveau d'exposition en utilisant le taux de natalité standardisé (Standardised Birth Ratio) comme indice de fertilité (nombre de naissances observées/ nombre de naissances attendues). Pour une sélection de 42 sujets les plus exposés, l'exposition moyenne était de 28,4 mg B/jour (environ 0,4 mg B/ kg/j pendant plus de 2 ans), et le nombre de naissances était supérieur à celui de la moyenne nationale aux États-Unis. Les auteurs concluent que l'exposition professionnelle ne semble pas avoir de conséquence sur la capacité de reproduction de ces hommes [34].

    Dans l'étude d'une population très exposée en Turquie, où l'exposition provient de la présence de bore, à un taux naturellement élevé, dans l'eau potable (jusqu'à 29 mg B/L) ainsi que de l'industrie minière, aucun effet sur la fertilité n'a été signalé sur plus de trois générations [35, 36] lorsque les auteurs comparent le taux de fertilité de familles résidant dans des villages avec des niveaux élevés de bore dans l'eau potable (8,5 à 29 mg B/L et de 2,05 à 2,5 mg B/L) à celui de familles habitant des villages pré­sentant de faibles niveaux de bore dans l'eau potable (0,03 à 0,40 mg B/L). Bien que non significatif (p > 0,05), le rapport des sexes (M/F) des nouveau-nés était seulement de 0,89 dans la région fortement exposée et de 1,04 dans la région faiblement exposée. Scialli et coll [37] ont évalué une étude réalisée en Chine sur des travailleurs exposés au bore soit dans des mines, soit dans diverses industries. Parmi les 1 000 salariés étudiés, il n'y avait pas de difficul­tés à concevoir selon les interrogatoires des salariés mas­culins, et l'échantillon de sperme d'un nombre réduit de volontaires n'était pas différent de celui de témoins non ­exposés. Cette étude a pu être en partie faussée par des différences socio-économiques.

    Actuellement, les données épidémiologiques sont insuffi­santes pour affirmer l'absence d'un effet néfaste sur la fer­tilité chez l'homme.

    Développement

    Il n'y a pas de donnée chez l'homme mettant en évidence des effets de l'acide borique ou des borates sur le dévelop­pement de grossesses.

  • Interférences métaboliques
  • Cohérence des réponses biologiques chez l'homme et l'animal
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