OXYDE D'ETHYLÈNE

OXYDE D'ETHYLÈNE

oxyde d'ethylène

L’histoire de l’Oxyde d’éthylène débute avec celle du développement de la Chimie organique au milieu du XIXe siècle. C’est le chimiste français Charles Wurtz, qui en 1859, prépara l’Oxyde d’éthylène et constata sa très forte réactivité. Celle-ci sera rapidement mise en application dans de nombreuses synthèses importantes (éthylène-glycol, éthers de glycol, détergents, polymères…).
Parfois il fut utilisé pour la préparation du Gaz moutarde, aussi dénommé Ypérite, gaz de combat aux effets dévastateurs pendant la guerre de 14-18… et dont il existe encore à travers le monde (Libye…) des stocks illicites !
Pendant des décennies, les principaux dangers de l’Oxyde d’éthylène mis en avant, ont été sa très grande inflammabilité et sa facilité à exploser. Sa toxicité aigüe modérée, surtout de par son pouvoir irritant, rend l’Oxyde d’éthylène, en faible concentration, légèrement agressif. Par contre à forte concentration, c’est un irritant pour le tractus respiratoire et c'est de plus un allergisant et un neurotoxique.

 

Ce sont des équipes de chercheurs suédois, qui les premières à partir de 1968, entreprirent plusieurs études épidémiologiques, concernant l’impact de l’Oxyde d’éthylène sur la santé des travailleurs. Ces études, très documentées, portaient sur des usines de production, mais surtout sur des lieux d’utilisation de l’Oxyde d’éthylène, en particulier dans les hôpitaux où il était couramment utilisé comme agent de stérilisation des instruments chirurgicaux.
Après neuf ans de suivi, les équipes des professeurs Hogstedt et Ehrenberg (Stockholm) conclurent que l’Oxyde d’éthylène est un agent cancérogène chez l’Homme, entraînant par rapport à une population témoin, des leucémies et dans quelques cas des cancers de l’estomac.

Ultérieurement ces résultats furent critiqués, à cause de la présence d’autres composés toxiques dans les atmosphères de travail.

 

Les résultats de l’expérimentation animale et les données sur la forte réactivité in vivo de l’Oxyde d’éthylène, vis-à-vis des Protéines cellulaires (Hémoglobine…) et de l’ADN (ce qui peut entrainer des effets mutagènes), ont conduit en 1994, le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC de Lyon) à classer l’OxydeUn bref historique oxyde déthylène Fotolia 73893245 XS d’éthylène dans le groupe 1 des agents cancérogènes chez l’Homme.
Par ailleurs, les chercheurs suédois (Ehrenberg …) ont mis en évidence, une bonne corrélation entre le niveau d’exposition à l’Oxyde d’éthylène et la formation d’un adduit N-Hydroxyéthylvaline-Hémoglobine (qui est donc un adduit proteïque sur la fonction amine de la Valine), ce qui peut servir à la surveillance biologique en milieu de travail, des ouvriers exposés à l’Oxyde d’éthylène.

 

L’Oxyde d’éthylène, continue d’être un modèle de cancérogène direct et plusieurs équipes internationales s’évertuent à faire progresser nos connaissances sur cette petite molécule, si agressive pour les êtres vivants.

 

 

 

BIBLIOGRAPHIE SOMMAIRE

  • Hogstedt C, Roheen O., Berndtsson B.S., Axeeson O., Ehrenberg L. (1979). A cohort study of mortality and cancer incidence in Ethylene oxide production workers. Brit.Ind.Medecine. (36), 276-280.
  • Hogstedt C., Aringer L., Gustavsson A. (1986) Epidemiologic support for Ethylene oxide as a cancer-causing agent. JAMA. 255(12), 1575-1578.
  • ATSDR (1990). Toxicological Profile for Ethylene oxide. U.S. Public Health Service. Agency for Toxic Substances and Disease Registry.
  • IPCS (1999). International Programme on Chemical Safety. Ethylene oxide. Environnemental Health Criteria n° 55. World Health Organization, Geneva.
  • CICAD (2003). Ethylene oxide. Concise International Chemical Assessment Document n° 54. World Health Organization, Geneva.
  • INRS (2006). Oxyde d’éthylène. Fiche toxicologique n° 70. INRS, Paris.
  • Picot A et Montandon F. (2012). L’Ethylène. Chapitre V : les Alcènes. Tec & Doc, Lavoisier-Record, Paris. Tome : Ecotoxicochimie : L’Exemple des Hydrocarbures. Parution : 1er trimestre 2012. p 229-238.

 

L'Oxyde d'éthylène est un gaz produit par oxydation de l’éthylène, soit de façon naturelle par la flore microbienne, soit de façon industrielle par catalyse en présence d’argent. Ce gaz sert à la synthèse de composés comme l’acrylonitrile ou le polyoxyéthylène, ou comme agent de stérilisation de matériel médical.

 

Toxicité
Il s’agit d’un époxyde très électrophile qui va donc réagir avec les macromolécules cellulaires nucléophiles (protéines et acides nucléiques). Il s’agit d’une substance à toxicité directe sans métabolisation préalable. C’est d’ailleurs la très forte réactivité de l’oxyde d’éthylène sur les protéines et l’ADN qui lui donne son efficacité comme destructeur de bactéries et de virus. Les effets toxicologiques vont donc être liés à son mécanisme d’action.
Adduits aux protéines : Les protéines sont donc modifiées (haptènes) et peuvent induire des effets allergiques, neurotoxiques (céphalées, vomissements…) ainsi que de troubles ostéo-articulaires. Un marqueur d’exposition chez l’Homme est la mesure des adduits à l’hémoglobine ; Les effets sont réversibles après arrêt de l’exposition dans une période dépendant du turn over des protéines modifiées (en général plusieurs semaines).
Adduits à l’ADN : Les risques sanitaires liés à l’altération de l’ADN sont l’apparition de cancers à terme. Le marqueur d’exposition chez l’Homme est la mesure des adduits sur l’ADN des lymphocytes. Cependant les atteintes de l’ADN peuvent être rapidement réparées par les systèmes de réparation dans un temps moyen de 48h. Par contre certaines atteintes peuvent persister et entraîner des mutations fixées. C’est ce type d’altération qui peut constituer la première étape des processus de cancérogenèse. Ce sont en général les cellules a fort taux de division qui sont les plus sensibles aux mutagènes (réparation SOS) et donc certains tissus comme le sang, ou les enfants dans leur phase rapide de croissance (période post natale). Dans les cohortes de travailleurs exposés en milieu hospitalier ce sont d’ailleurs des leucémies et des lymphomes non hodgkiniens qui ont été observés.
Il faut signaler que des systèmes de protection efficace existent dans la cellule via les systèmes de métabolisation classiques des époxydes, essentiellement l’époxyde-hydrolase (EH) et la glutathion-transférase (GST).

 

Cas des expositions à de très faibles doses pendant un temps court
Dans la cellule humaine la probabilité d’adduits aux protéines est très supérieure à celle des adduits à l’ADN, à la fois

 

Oxyde déthylène Fotolia 103426015 XS                                                                  

Propos recueillis par Guillaume Malaurie et Fabrice Nicoline (Le Nouvel Observateur, "Ces bébés qu'on empoisonne" Article du 17 novembre 2011) :

 

Pour André Picot, ancien directeur de recherche au CNRS, l'interdiction de l'oxyde d'éthylène est un impératif catégorique de sécurité sanitaire.

André Picot est toxicochimiste. Il a été le premier Directeur de Recherche de l’Unité de Prévention du Risque Chimique au CNRS. Il est aujourd’hui Président de l’Association Toxicologie-Chimie (ATC) et Expert honoraire auprès de l'Union européenne pour la fixation des normes des produits chimiques en milieu de travail à Luxembourg.

 

  • Que vous inspire le fait que l’on puisse continuer à stériliser des biberons à l’oxyde d’éthylène ?

C’est un total non sens ! Enfin, comment peut-on prendre le risque de mettre dans la bouche des bébés une tétine qui recèle des résidus de substances mutagènes ultra agressives ! C’est en 1994 que le Centre International contre le Cancer de Lyon (OMS) a classé cette molécule dans le groupe 1 des agents cancérogènes chez l’homme1.

Agent de stérilistation Oxyde déthylène Fotolia 57231500 XSLes principaux synonymes de l’Oxyde d’éthylène sont : l'Oxiranne, le Dihydroxyrène, l'Oxyde de diméthylène, l'Oxyde d'éthène ...
L’Oxyde d’éthylène est un agent très utilisé pour la stérilisation des biberons et en particulier des biberons destinés à la première semaine de la vie : les nourettes.

 

Les caractéristiques physicochimiques de l’Oxyde d’éthylène sont les suivantes :

  • Gaz inflammable
  • Explosif : à température ambiante, en présence de Dioxygène et d’un point chaud.
  • Température d'ébullition : +10,7°C
  • Température de fusion : -111,3 °C.
    Il est préconisé comme agent de stérilisation de nombreux produits et matériaux. La stérilisation des biberons ne représente pas plus de 4 % de l’Oxyde d’éthylène utilisé.

 

L’Oxyde d’éthylène, est un gaz très toxique. En France, le Ministère de la Santé Publique a fait paraître dans le « Journal Officiel de la République Française du 10 janvier 1980 », une « Circulaire n° 93 relative à l'utilisation de l’Oxyde d’éthylène pour la stérilisation ». En voici les extraits les plus significatifs :
« .... La présente circulaire a pour but essentiel de limiter et d'organiser l'utilisation de l'Oxyde d'éthylène comme moyen de stérilisation compte tenu, d'une part, des risques qu'elle comporte et, d'autre part, de l'existence d'autres procédés aussi fiables (par exemple, la vapeur d'eau sous pression)… »