Pathologie - Toxicologie
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Toxicocinétique - Métabolisme [6]
L'acide acétique est absorbé par voies digestive et respiratoire. Il est rapidement distribué dans tout l'organisme. L'acide acétique est presque complètement métabolisé au niveau cellulaire : après réaction avec l'acétyle coenzyme A, il est transformé par le cycle de Krebs (cycle des acides tricarboxyliques) et incorporé dans les lipides et les protéines ; il est également partiellement converti en acide formique. Seule une très faible partie est retrouvée dans les urines sous forme inchangée.
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Toxicité expérimentale
Toxicité aiguë [3, 6, 18, 19]
Les effets toxiques de l’acide acétique sont dus principalement à ses propriétés corrosives.
Voie
Espèce
CL50 - DL50
Orale
Rat
3310 - 3530 mg/kg
Souris
4960 mg/kg
Lapin
1200 mg/kg
Cutanée
lapin
1060 mg/kg
Inhalatoire
Rat
11,4 mg/L pendant 4 heures (4400 ppm - 4 heures)
Souris
5620 ppm pendant 1 heure
Cobaye
5000 ppm pendant 1 heure
Les signes de toxicité comprennent léthargie, saignements nasaux, instabilité de posture, tremblements, diarrhée, pâleur et apparence négligée.
L'exposition de cobayes par inhalation à des concentrations inférieures à 100 ppm, ne modifie pas leur respiration ; au-delà, les effets toxiques apparaissent (augmentation de la résistance et du coefficient d'élasticité pulmonaires qui se prolonge après l'arrêt de l'exposition). L'exposition de souris à des concentrations supérieures à 1000 ppm est responsable d'une irritation intense des muqueuses oculaires et des voies respiratoires ; l'autopsie révèle un gonflement du foie et la congestion des viscères [19].
L'administration orale d'une solution concentrée, supérieure à 10 %, produit des lésions caustiques du tube digestif et une dépression du système nerveux central précédant la létalité.
Irritation
L'application d'une solution à 10 % d'acide acétique sur la peau, intacte ou abrasée, du cobaye ou du lapin, ne produit qu'une irritation modérée. Des solutions de 50 à 80 % provoquent des brûlures modérées à sévères, et au-delà de 80 % des lésions caustiques importantes. La formation d'escarres est notée si des solutions d'acide acétique supérieures ou égales à 60 % sont appliquées sur la peau intacte du lapin et maintenues pendant 4 heures. L'instillation de 50 pg d'acide acétique glacial dans les yeux de lapin est responsable d'une irritation intense, puis d'ulcérations conjonctivales et cornéennes ; l'acide pénètre rapidement l'épithélium cornéen qui se trouble, atteint l'iris et provoque une iritis [19]. De plus faibles concentrations (3 %) induisent des modifications microscopiques et macroscopiques indicatives d'une irritation oculaire légère.
L'acide acétique est un irritant sensoriel pour la souris ; la RD50 a été calculée à 227 ppm (560 mg/m3) [20].
Toxicité subchronique, chronique [3, 6, 19]
L’acide acétique, en exposition prolongée par voie orale, induit, par ses propriétés caustiques, des lésions inflammatoires.
Des rats nourris avec des aliments contenant 390 mg/kg/j d'acide acétique pendant 2 à 4 mois ne présentent pas d'autre anomalie clinique qu'une perte de poids, probablement due à un refus d'alimentation. La NOAEL est de 195 mg/kg/j.
L'administration intra-gastrique, chez le rat, d'une solution d'acide acétique à 10 % (3 mL/j pendant 90 jours) provoque une chute du taux d'hémoglobine et du nombre d'érythrocytes. Une solution à 3 % pendant 6 mois induit une inflammation chronique de la muqueuse œsophagienne ; la même concentration en intra-œsophagien pendant 8 mois induit une hyperplasie de l'œsophage et du pré-estomac.
Dans une souche de rats hypertendus, l'acide acétique diminue la pression artérielle et le taux de rénine.
Des rats et des souris exposés à des concentrations allant de 27 à 86 mg/m3 (11 à 34 ppm) pendant 3 à 35 jours présentent, à la concentration de 75 mg/m3 pendant 35 jours, des modifications de poids corporel (rats et souris), d'histologie rénale (rats), de comportement et des concentrations d'acétone, d'éthylène, et d'acétaldéhyde dans l'air exhalé. La NOAEL serait de 36 mg/m3 (14 ppm).
Effets génotoxiques [3, 6]
L’acide acétique n’est pas mutagène in vitro ; il n’est clastogène qu’à un pH inférieur à 6.
In vitro, le sel de sodium de l'acide acétique n'est pas mutagène dans le test d’Ames sur Salmonella typhimurium ou Saccharomyces cerevisiæ, avec ou sans activateurs métaboliques.
Les tests de clastogenèse sur cellules ovariennes de hamster chinois ne donnent des résultats positifs que lorsque le pH est inférieur à 6 ; si le milieu est neutralisé à pH 7,4 ou 6,2, les aberrations chromosomiques induites disparaissent.
Il n'y a pas de test disponible pour la génotoxicité in vivo.
Effets cancérogènes [3, 6]
De par son effet irritant, l’acide acétique est un promoteur tumoral.
Des rats, exposés par intubation intra-œsophagienne (60 mg/kg/traitement, 3 fois/semaine, pendant 8 mois), présentent une hyperplasie de l'œsophage et du pré-estomac. En co-exposition avec un cancérogène, le N-nitrososarcosine éthyl ester (NSEE) (50 mg/kg en intra-gastrique 5 fois/semaine pendant 4 à 6 mois), l'acide acétique (solution à 3 %, pendant 8 mois) augmente le nombre de tumeurs bénignes (papillomes) et malignes (carcinomes) de l'œsophage induites par le NSEE seul. Cet effet promoteur serait lié au potentiel d'induction d'hyperplasie de la muqueuse œsophagienne.
L'acide acétique est un très faible promoteur dans le modèle multi-étapes de cancérogenèse cutanée chez la souris. Cependant, il stimule fortement le développement du cancer quand il est appliqué durant la phase de progression. Des souris porteuses de papillomes, traitées de façon répétée par l'acide acétique, présentent une incidence de carcinomes plus importante (80 % contre 47 %) et une plus grande conversion des papillomes en carcinomes (55 % plus importante) que les animaux témoins.
Effets sur la reproduction [6]
L’acide acétique n’a pas d’effet sur le développement des embryons in vivo.
In vitro, des embryons de souris en culture traités pendant 24 heures présentent des malformations du tube neural et de la zone crânio-faciale. La dose qui augmente de 5 % les modifications du tube neural est 1 888 µM.
In vivo, l'exposition de souris par gavage (0 - 16 - 74 - 345 - 1600 mg/kg/j, 1 fois/jour, du 6e au 17e jour de gestation) ne génère ni augmentation des résorptions ou de la fœto-létalité, ni anomalie squelettique ou viscérale.
Les petits mâles, exposés par le lait maternel (mères exposées à une concentration d'acide acétique 0,005 M dans l'eau de boisson) de la naissance au 18e jour, ont un poids corporel avant sevrage plus élevé que les témoins et sont significativement moins actifs au 44e jour de vie.
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Toxicité sur l’Homme
L’acide acétique et ses vapeurs ou aérosols sont caustiques et peuvent provoquer des brûlures chimiques de la peau, des yeux et des muqueuses respiratoire et digestive.
Toxicité aiguë [19, 21 à 29]
En milieu professionnel, les principales voies d'exposition sont les voies respiratoire et cutanée.
L'exposition par inhalation à des vapeurs ou des aérosols d'acide acétique provoque immédiatement des signes d'irritation des voies respiratoires. À une concentration de 10 ppm, les vapeurs d'acide acétique sont faiblement irritantes, alors que l'exposition à une concentration atmosphérique de 1000 ppm n'est pas tolérable plus de 3 minutes. La symptomatologie observée comprend : rhinorrhée, éternuements, sensation de brûlure nasale et pharyngée, toux, dyspnée, douleur thoracique. La survenue d'un œdème laryngé ou d'un bronchospasme peut d'emblée engager le pronostic vital. À l'arrêt de l'exposition, la symptomatologie régresse le plus souvent, mais un œdème pulmonaire lésionnel peut survenir de façon retardée, jusqu'à 48 heures après l'exposition. Secondairement, la surinfection bactérienne est la complication la plus fréquente. L'hypersécrétion bronchique et la desquamation de la muqueuse bronchique en cas de brûlure étendue sont responsables d'obstructions tronculaires et d'atélectasies. À terme, des séquelles respiratoires sont possibles : asthme induit par les irritants (en particulier, syndrome de dysfonctionnement réactif des voies aériennes ou syndrome de Brooks), sténoses bronchiques, bronchectasies, bronchiolite oblitérante, fibrose pulmonaire.
Les projections cutanées et oculaires de solutions concentrées d'acide acétique produisent des lésions caustiques locales sévères, si une décontamination n'est pas rapidement réalisée. Au niveau oculaire, la symptomatologie associe une douleur immédiate, un larmoiement et une hyperhémie conjonctivale. Plusieurs cas d'opacités cornéennes définitives, séquelles de contaminations oculaires, ont fait l'objet de publications. La constitution des lésions oculaires peut n'être complète qu'à 24 - 48 heures de l'exposition.
L'ingestion d'une solution concentrée d'acide acétique est suivie de douleurs buccales, rétrosternales et épigastriques associées à une hypersialorrhée et des vomissements fréquemment sanglants. L'examen de la cavité bucco-pharyngée et la fibroscopie œsogastroduodénale permettent de faire le bilan des lésions caustiques du tractus digestif supérieur. Le bilan biologique révèle une acidose métabolique et une élévation des enzymes tissulaires, témoins de la nécrose tissulaire, une hyperleucocytose et une hémolyse. Des complications peuvent survenir à court terme : perforation œsophagienne ou gastrique, hémorragie digestive, fistulisation (fistule œsotrachéale ou aorto-œsophagienne), détresse respiratoire (révélant un œdème laryngé, une destruction du carrefour aérodigestif, une pneumopathie d'inhalation ou une fistule œsotrachéale), état de choc (hémorragique, septique...), coagulation intravasculaire disséminée (évoquant une nécrose étendue ou une perforation). L'évolution à long terme est dominée par le risque de constitution de sténoses digestives, en particulier œsophagiennes ; il existe également un risque de cancérisation des lésions cicatricielles du tractus digestif.
Des manifestations évoquant une hypersensibilité de type I (urticaire, œdème de Quincke, asthme) après prise d'alcool ou d'acide acétique (un des métabolites de l'éthanol) et associées à une sensibilisation cutanée à l'acide acétique ont été rapportées. Un cas d'asthme professionnel à l'acide acétique a été décrit chez un ouvrier d'une usine de conserves exposé lors du chauffage d'une marinade de concombres à base d'acide acétique glacial. Les tests de provocation bronchique spécifique avec inhalation d'acide acétique mettent en évidence une réponse tardive à 2 heures, ce qui conduit les auteurs à suggérer un mécanisme de sensibilisation plutôt qu'une action irritante. Toutefois, le mécanisme physiopathologique de l'ensemble de ses manifestations ne semble pas complètement élucidé.
Toxicité chronique [3, 19, 21, 30 à 32]
Dans une étude portant sur 12 personnes exposées pendant au moins 2 ans à une concentration estimée en moyenne à 125 mg/m3 (50 ppm), il a été constaté une irritation des muqueuses oculaires et des voies respiratoires ainsi qu'une dermatose hyperkératosique. Une hyperhémie conjonctivale (sans lésion cornéenne), une bronchite, une pharyngite et des érosions dentaires ont été observées chez des ouvriers exposés pendant 7 à 12 ans à des concentrations d'acide acétique de 60 ppm plus 1 heure par jour de 100 à 260 ppm. Une équipe scandinave a également retrouvé une augmentation du risque d'érosions dentaires dans un groupe de 13 salariés exposés pendant 4,2 ans en moyenne (0,6 - 10) à l'acide acétique relargué par des joints en silicone lors des phases d'application et de séchage. L'ensemble de ces publications se rapportent à un faible effectif de salariés.
Une étude parmi 117 ouvrières d'une usine de production de moutarde et de légumes marinés fait état d'une augmentation de la prévalence des symptômes respiratoires chroniques (toux chronique, constriction thoracique, rhinite et sinusite) par rapport au groupe témoin [31]. Des explorations fonctionnelles respiratoires, effectuées uniquement chez les trois groupes de salariées exposées, montrent une diminution des DEM50 et DEM25 par rapport aux valeurs prédites chez l'ensemble, associée à une baisse du VEMS chez les salariées chargées de la production de moutarde (exposition similaire à celle des collègues employées dans la préparation de marinade) et de l'emballage (la plupart des anciennes employées dans la préparation de marinade). Les auteurs évoquent le rôle possible de deux des contaminants sur le lieu de travail : les vapeurs de vinaigre chauffé (4 % à 10 % d'acide acétique) et les poussières d'épices.
Des investigations complémentaires sont réalisées 2 ans après l'étude rapportée ci-dessus chez 49 salariées toujours en activité parmi l'effectif initial [32]. Un déclin annuel de la fonction respiratoire (CVF, VEMS, DEM50, DEM25) supérieur à celui attendu (déclin physiologique lié à l'âge) est observé chez les fumeuses et les non-fumeuses, suggérant, d'après les auteurs, un effet indépendant de l'exposition professionnelle. Sur un ensemble de 10 prélèvements atmosphériques dans les locaux de travail, la concentration mesurée en acide acétique varie de 19 à 40 mg/m3 (7,6 à 16 ppm).
Une hypokaliémie, une hypernatrémie et une ostéoporose sont rapportées chez un sujet consommant régulièrement de grandes quantités d'acide acétique sous forme de vinaigre.
Effets génotoxiques
Aucune donnée n’est disponible à la date de publication de cette fiche.
Effets cancérogènes [33]
Une étude de mortalité rétrospective dans une cohorte de 1359 salariés d'une usine de production d'acide acétique et d'anhydride acétique retrouve une augmentation du risque de mortalité par cancer de la prostate, sans effet dose réponse en fonction de la durée d'exposition. Ces résultats sont basés sur un faible nombre de décès par cancer de la prostate (6 cas) et leur interprétation semble difficile d'un point de vue physiopathologique (absence d'action systémique de l'acide acétique, en particulier absence d'effets sur le système endocrinien).
Effets sur la reproduction
Aucune donnée n’est disponible à la date de publication de cette fiche.