Boranes

Pathologie - Toxicologie

• Toxicocinétique - Métabolisme

  Les boranes pénètrent dans l’organisme par toutes les voies d’exposition. Aucune information sur leurs distribution ou métabolisme n’est disponible. Ils sont éliminés par les urines et la bile.

  Chez l'animal

  Le diborane est absorbé par les voies respiratoires et cutanées mais aucune quantification n'est disponible [5-7]. Le pentaborane et le décaborane prénètrent dans l'organisme par toutes les vois d'exposition [8-11].

  Le décaborane est stocké dans les cellule soù il inhibe certains systèmes enzymatiques utilisant le phosphate de pyridoxal. Cette substance diminue les stocks de sérotonine, norépinéphrine, histamine, dopamine et inhibe certaines décarboxylases. Ceci peut notamment expliquer une partie des symptômes neurologiques [12].

  Les boranes sont éliminés par la voie urinaire et par la bile[5].

  Surveillance Biologique de l'exposition

  Les boranes étant facilement absorbés par toutes les voies, une surveillance biologique peut être utile.

  Le dosage du bore dans les urines en fin de poste de travail peut être intéressant pour la surveillance biologique des salariés exposés.

  Le dosage du bore sanguin, immédiatement en fin d'ex­position, permet d'affirmer le diagnostic d'intoxication aiguë, mais il est soumis à une grande variabilité indivi­duelle et très peu de données sont disponibles chez les sujets professionnellement exposés.

  Des distributions de référence sont disponibles dans la population générale : le 95^e percentile pour le bore san­guin est < 44 µg/L ; celui pour le bore plasmatique est < 80 µg/L et celui du bore urinaire < 2 mg/L.

  Pour le bore sanguin et urinaire, il n'existe pas de valeur biologique de référence pour la population professionnel­lement exposée.

• Mode d'actions
• Toxicité expérimentale

  Toxicité aiguë

  Le diborane est à l’origine d’effets pulmonaires, allant de l’irritation à l’œdème pulmonaire aigu. Le pentaborane et le décaborane touchent principalement le système ner­veux central, avec des phénomènes d’hyperexcitabilité conduisant à des convulsions. Dans le cas du décaborane, une détresse respiratoire et des atteintes hépatorénales sont aussi observées.

  Les boranes sont à l’origine d’une irritation des yeux, de la peau et des voies respiratoires, plus ou moins sévère.

  Chez le rat, la CL50 pour une exposition de 4 heures au diborane est de 40 ou 80 ppm, selon l'âge des animaux exposés (la toxicité diminuant avec l'âge) [7, 13]. Avant leur décès, les animaux présentent : détresse respiratoire, hypoxie, hémorragie et œdème pulmonaires [7]. Chez la souris mâle, à la suite d'une exposition à 15 ppm pendant 2, 4 ou 8 heures, le poids des poumons est augmenté ; bronchiolite diffuse, congestion et œdème pulmonaires sont observés [14]. L'examen du liquide de lavage broncho­alvéolaire de rats exposés à 1, 10 ou 20 ppm de diborane pendant 4 heures a été réalisé. Pour toutes les concentra­tions, une augmentation de la proportion de neutrophiles a été mesurée, reflétant un processus inflammatoire dans les bronches ; elle s'accompagne d'une augmentation de l'activité enzymatique de la superoxyde dismutase. En lien avec les dommages occasionnés à l'épithélium alvéo­laire, une augmentation des quantités de phospholipides, présents dans le liquide, est aussi rapportée [15].

  Le pentaborane est à l'origine d'une toxicité neurologique, plus prononcée chez la souris pour laquelle la CL50 est de 170 ppm pour une exposition de seulement 2 minutes. Les signes observés associent une hyperexcitabilité, une ataxie et des convulsions. Chez le rat, la CL50 est de 6 ppm pour une exposition de 4 heures. Une opacité de la cornée est rapportée après la mort d'animaux exposés pendant 4 heures à 10,9 ppm (souris) ou 17,8 ppm (rat) [16].

  Concernant le décaborane, des expérimentations anciennes indiquent que la CL50 sur 4 heures est de 12 ppm chez la souris et 46 ppm chez le rat. Chez la souris, ataxie et somnolence sont rapportées ; chez le rat, des convulsions sont observées ainsi que des dom­mages aux reins (atteinte tubulaire) et au foie, mais non précisés [12]. Le décaborane est également toxique par voie cutanée : les DL50 sont de 71 mg/kg chez le lapin (altération du sommeil, dyspnée et ataxie), 740 mg/kg chez le rat (convulsions, dyspnée et paralysie flasque) et 317 mg/kg chez la souris (atteintes des tubules rénaux et nécrose rénale, dégénérescence hépatique et convul­sions) [12]. Par voie orale, les DL50 sont de 41 mg/kg chez la souris et 64 mg/kg chez le rat ; seuls les effets chez la souris sont précisés et comprennent cyanose et convul­sions [12].

  Irritation, sensibilisation

  L'irritation des voies respiratoires, de la peau et des yeux est plus sévère pour le diborane [1] que pour le pentaborane et le décaborane [8-11].

  Toxicité subchronique, chronique

  À la suite d’expositions répétées au diborane, les atteintes sont pulmonaires. Dans le cas du pentaborane, perte d’appétit et de poids, apathie, somnolence et diminution de la mobilité apparaissent chez les animaux exposés. Le décaborane atteint aussi le système nerveux central et est à l’origine d’une diminution des performances psychomo­trices. Pour ces deux substances, des atteintes rénales et hépatiques sont également mises en évidence.

  Une infiltration de neutrophiles est rapportée dans les bronchioles de souris exposées à 0,2 ou 0,7 ppm de dibo­rane pendant 4 semaines[17] ; à 5 ppm, une infiltration de macrophages au niveau des alvéoles, une hyperplasie et une desquamation des cellules de Clara sont rappor­tées [14]. Des rats mâles, exposés à 0,11 ou 0,96 ppm de diborane pendant 8 semaines (6 heures/jour, 5 jours/ semaine), décèdent tous de complications respiratoires [18]. Des anomalies des phospholipides et des signes inflammatoires sont retrouvés dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire [19]. Lors des autopsies réalisées, des œdèmes et des hémorragies pulmonaires ont été obser­vés [7]. À la suite d'une exposition de rats et de chiens pendant 6 mois à 1, 2 ou 5 ppm de diborane, tous les rats (sauf un) et les chiens exposés à la plus forte concentration meurent des suites de dommages pulmonaires ; selon les auteurs, il est difficile de distinguer des effets spécifiques du diborane de lésions pulmonaires (notam­ment infectieuses) fréquentes chez ces animaux [13].

  Lors d'intoxications à doses répétées (rats, lapins, singes et chiens, 0,2 ppm de pentaborane pendant 6 mois), les animaux présentent une perte d'appétit et de poids, une apathie, des troubles de la mobilité des membres posté­rieurs, des tremblements musculaires et des anomalies de la coordination motrice. Des atteintes hépatiques (cytolyse) et rénales (localisées au niveau des tubules) sont aussi observées [13, 19].

  Une sensibilité différente à la toxicité du décaborane est mise en évidence. Ainsi, à la suite d'expositions à 4,5 ppm de décaborane, pendant 6 mois, 5 à 6 heures par jour, les lapins meurent après seulement quelques expositions ; les chiens et les singes exposés meurent après 4 à 15 expositions, les souris après 10 à 100 expositions, et les rats après 135 expositions [13]. Chez tous ces animaux, des atteintes hépatiques et rénales sont rapportées, loca­lisées au niveau des sites de métabolisation, mais sans aucune précision. Chez le singe, l'injection par voie intra­péritonéale de 2 ou 4 mg/kg de décaborane provoque une diminution des performances psychomotrices [20].

  Effets génotoxiques [21]

  Selon le peu de données disponibles, le diborane n’est pas génotoxique.

  In vitro, un test de mutation génique sur bactérie (S. typhimurium) est disponible et donne des résultats négatifs, avec ou sans activation métabolique.

  Effets cancérogènes

  Aucune donnée n’est disponible chez l’animal à la date d’édition de cette fiche toxicologique. 

  Aucune information n'est disponible concernant le poten­tiel cancérogène des boranes.

  Effets sur la reproduction [18]

  Chez le rat, aucune anomalie testiculaire ou spermatique n'est notée après l'inhalation de 0,96 ppm de diborane 6 heures par jour, 5 jours par semaine pendant 8 semaines.

• Toxicité sur l’Homme

  Absorbés par voie digestive, respiratoire ou cutanée, les boranes induisent des effets toxiques au niveau du sys­tème nerveux central et sont irritants pour la peau et les muqueuses (respiratoires et oculaires). Ils peuvent provo­quer des atteintes hépatiques et rénales. Les effets à long terme ne sont pas connus.

  Toxicité aiguë

  L'inhalation aiguë de diborane provoque une pathologie respiratoire analogue à la fièvre des fondeurs (fièvre, dys­pnée, oppression thoracique, toux, sibilants ou crépitants à l'auscultation, céphalées, vomissements, myalgies), ce tableau survient dans les 24 heures après l'exposition, résolutif spontanément en quelques jours. En cas d'ex­position plus importante, l'irritation peut aboutir à des hémorragies et à un œdème aigu du poumon. Des signes neurologiques (céphalées, asthénie, malaises, troubles visuels) sont possibles[7].

  Le pentaborane[16, 24, 25] provoque des céphalées, troubles visuels, tremblements, contractures musculaires, confusion, coma. Des signes respiratoires (toux, oppres­sion thoracique) peuvent être associés. Ces signes peuvent être retardés (48 heures). Des altérations des fonctions hépatiques et rénales ont été signalées. L'atteinte du sys­tème nerveux semble liée à l'inhibition (démontrée in vivo) des enzymes nécessitant le phosphate de pyridoxal comme coenzyme, notamment la 5-hydroxytryptophane décarboxylase (baisse de la sérotonine), la dopa-décarboxylase (baisse de la dopamine), l'histidine décarboxylase. Une baisse de la norépinéphrine est également notée.

  La symptomatologie s'avère le plus souvent réversible, mais des séquelles ont été décrites (troubles de la concen­tration, baisse de la mémoire immédiate).

  Trois intoxications accidentelles graves par inhalation et/ou contact cutané sont rapportées avec le pentaborane. Après une exposition de 15 à 20 minutes appa­raissent des signes d'irritation respiratoire, puis très vite des signes neurologiques (myoclonies, convulsions et coma) qui se compliquent d'une anoxie et d'une acidose mixte sévères. Il se développe une encéphalopathie avec œdème cérébral, une rhabdomyolyse et une élévation des aminotransférases. La mort est rapide, chez le sujet le plus exposé, en état de mal convulsif ; le moins atteint récupère en quelques jours. Dans le troisième cas, de pro­fondes séquelles neurologiques sont notées : faiblesse, incoordination, spasticité, aphasie, apraxie et agnosie. L'examen tomodensitométrique, deux jours après l'acci­dent, confirme l'œdème cérébral puis, six semaines plus tard, montre une atrophie corticale diffuse avec dilatation ventriculaire. La survenue rapide de ces cas laisse envisa­ger une action anoxiante directe du pentaborane.

  Pour le décaborane[12], les données chez l'homme sont peu précises et se résument à l'existence d'une ébriété, de céphalées et de nausée associée à une bradycardie et à des spasmes musculaires. Ces signes peuvent être retar­dés de 24 à 48 heures après l'exposition.

  Toxicité chronique

  Lors d'exposition chronique au diborane, on retrouve des signes neurologiques (céphalées, asthénie, troubles visuels) en association avec un syndrome obstructif aux épreuves fonctionnelles respiratoires. Pour les autres déri­vés, on ne dispose pas d'information sur les effets chro­niques.

  Effets génotoxiques

  Pas de donnée disponible chez l'homme.

  Effets cancérogènes

  Pas de donnée disponible chez l'homme.

  Effets sur la reproduction

  Pas de donnée disponible chez l'homme.

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