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Cobalt et composés minéraux (*)

Fiche toxicologique n° 128

Sommaire de la fiche

Édition : Août 2022

Pathologie - Toxicologie

  • Toxicocinétique - Métabolisme

    Chez l’animal, l’absorption pulmonaire du cobalt et de ses composés est rapide et varie en fonction de la taille des particules et de la solubilité des composés étudiés. Une fois absorbé, le cobalt est retrouvé au niveau des poumons, de la thyroïde, de la rate, du foie et des reins ; il est ensuite éliminé principalement par voie urinaire.  A la suite d’une administration par voie orale, seul le foie présente une accumulation significative, le cobalt étant éliminé majoritairement par les fèces. L’absorption cutanée est négligeable.

    Chez l’homme, les absorptions pulmonaire et orale sont importantes et dépendent de la taille des particules et de la solubilité du composé. Le cobalt est largement distribué dans l’organisme humain, avec une accumulation plus importante au niveau du foie. A la suite d’une exposition par voie respiratoire, il est éliminé par les urines et par les fèces ; après ingestion, l’élimination est majoritairement fécale. Comme chez l’animal, l’absorption cutanée est négligeable.

    Chez l'animal
    Absorption

    Chez le rat, le taux de rétention pulmonaire de l’oxyde de cobalt, après 180 jours, est inférieur à 5 % pour les particules de 0,8 µm de diamètre et est compris entre 8 et 15 % pour les particules de 1,7 µm de diamètre [6].

    Par voie orale, une absorption intestinale comprise entre 11 et 34 % est rapportée chez le rat après administration intra-gastrique de dichlorure de cobalt radiomarqué (0,01 à 1000 µg/rat), l’absorption diminuant quand la dose augmente [40] ; pour l’oxyde de cobalt, une absorption très faible a été mesurée chez le hamster, inférieure à 3 % [11]

    Distribution

    Après une exposition par inhalation (oxyde de cobalt, 0,8 mg/ m3, taille des particules de 1 à 2,5 µm), le cobalt est retrouvé au niveau des poumons et du foie chez le hamster [41]. A la suite d’une exposition au cobalt métallique (0,001 à 0,5 mg/ m3, 24 h/j, pendant 3 mois), il est détecté dans la thyroïde, la rate, le foie et les reins chez le rat [8].

    Très peu du cobalt radioactif, administré par voie orale chez le rat, est présent dans les tissus après 10 jours, suggérant une faible rétention ; seul le foie montre des quantités significatives.

    A la suite d’une administration par voie intraveineuse chez le lapin (dichlorure de cobalt, 0,387 mg/kg/j pendant 42 jours, puis 0,774 mg/kg/j pendant 53 jours), les concentrations les plus importantes en cobalt sont mesurées dans les reins, le foie et le cœur, et dans une moindre mesure dans le cerveau [42].

    Après injection parentérale de dichlorure de cobalt chez les rats et les souris, 10 % de la dose s’accumule dans divers organes, en particulier le foie (1 %) et le pancréas, et, à moindre degré, la rate et les reins [9].

    Excrétion

    Dans le cas d’une exposition par inhalation, les clairances pulmonaire et sanguine du cobalt sont biphasiques chez le rat, avec des demi-vies pulmonaires de 52 et 156 heures et sanguines de  52 et 173 heures, respectivement pour la 1ère et la 2nde phase [43]. Chez le hamster, la quasi-totalité de l’oxyde de cobalt est éliminé des poumons dans les 6 jours suivants une exposition par inhalation [41]. Chez des mini porcs exposés à de la poudre de cobalt métallique (0,1 à 1 mg/ m3,  6h/j, 5 j/sem, pendant 3 mois), l’excrétion est principalement urinaire [44].

    Quelle que soit l’espèce, l’excrétion du cobalt, administré par voie orale, se fait par les fèces (80 % en 5 jours, la majorité en 48 heures) et correspond principalement au cobalt non absorbé, le reste est éliminé par les reins [5]

    Chez l'Homme
    • Absorption

    La poudre métallique inhalée est retenue dans les poumons puis absorbée lentement. Le taux de rétention pulmonaire de l’oxyde de cobalt après 180 jours varie, en fonction de la taille des particules, de 50 % de la dose inhalée (particules de diamètre 0,8 µm) à 77 % (particules de diamètre 1,7 µm) [46].

    L’absorption orale est variable (18 à 97 % de la dose) : elle dépend de la dose, du composé et du statut nutritionnel des individus [44]. Une carence en fer augmente l’absorption du dichlorure de cobalt : chez les témoins, l’absorption est comprise entre 18 et 44 % alors que chez les patients carencés, elle peut atteindre 71 % [6]. Ces résultats mettent en évidence le fait que le cobalt et le fer possèdent des sites ou des mécanismes de pénétration communs [6, 12].

    Une étude de pénétration percutanée, réalisée sur de la peau humaine, a permis de mettre en évidence le passage de la poudre de cobalt (diamètre des particules compris entre 2 et 5 µm, en solution) à travers la peau, avec un taux de pénétration de 0,0123 +/- 0,005 µg/cm²/h [47]. Une étude similaire a été réalisée avec le dichlorure de cobalt et une absorption comprise entre 0,38 et 1,08 % a été mesurée [1].

     

    • Distribution

    En tant que composé de la vitamine B12, le cobalt a une large distribution tissulaire, avec une accumulation plus importante au niveau du foie. Les niveaux tissulaires reflètent l’exposition toutes voies confondues : pour un individu, la teneur totale du corps en cobalt a été estimée entre 1,1 et 1,5 mg, dont 0,11 mg retrouvé au niveau hépatique [8].

     

    • Elimination

    A la suite d’une exposition par inhalation à des composés insolubles (cobalt et oxyde de cobalt), la clairance, évaluée aussi bien par voies urinaire que fécale, suit une cinétique en trois phases, ayant respectivement des demi-vies de 2 à 44 heures (clairance mucociliaire), de 10 à 78 jours (action des macrophages dans les poumons) et de plusieurs années (clairance pulmonaire) ; le pic est atteint 5 à 10 h après le début de l’exposition [8, 44]

    Six mois après une exposition à un aérosol d’oxyde cobalt, 61 % de la charge corporelle en cobalt ont été éliminés, par les urines (33 %) et par les fèces (28 %) [46].

    Après ingestion de dichlorure de cobalt (dose inconnue), l’élimination, majoritairement fécale, est aussi triphasique avec des demi-vies de 0,5, 2,7 et 59 jours ; les deux phases rapides sont liées à l’élimination fécale du cobalt non absorbé [9, 44].

    L’excrétion fécale est proportionnelle à la dose alors que l’excrétion urinaire est indépendante de la dose et de la solubilité des composés [4].

    Surveillance Biologique de l'exposition

    Le dosage du cobalt urinaire en fin de poste et fin de semaine de travail est bien corrélé à l'intensité de l'exposition au cobalt et à ses sels solubles. La corrélation avec l’exposition à des oxydes ou des composés organiques serait moins bonne. Ce paramètre, soumis à de grandes variations interindividuelles, est plus sensible que le cobalt sanguin.

    Des valeurs biologiques d’interprétation professionnelles et issues de la population générale ont été établies pour cet indicateur

  • Mode d'actions [6, 12]
  • Toxicité expérimentale
  • Toxicité sur l’Homme
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