Rôle de la pollution urbaine
dans l'aggravation de l'asthme

On décrit 3 niveaux de pollution

	Niveau	Délai	Type
	Local	heures	Pollution urbaine
	Continental	jours	Pluies acides
	Planétaire	années	Trou d’ozone

Remarques préliminaires
On ne dose que quelques marqueurs d'un système complexe 

2 questions
Les polluants atmosphériques peuvent-ils
augmenter le risque de développer une maladie respiratoire ?
entretenir voire aggraver une maladie respiratoire ?

Nous sommes passés de

	expositions importantes (professionnelles, accidentelles) produisant des maladies cliniquement et presqu'immédiatement observables
à
	expositions habituelles faibles dont les conséquences
		individuelles paraissent faibles (mais les connaissances à l'échelle individuelle sont rares)
		sont mal connues au long cours
		ne sont visibles que projetées à l'échelle d'une population
	une recherche de prévention individuelle
à
	la recherche d'une réduction de risque pour l'ensemble de la population (impact collectif potentiellement important)

Avantages
Contrôle des sujets, de l'exposition, des symptômes, des variables physiologiques et biologiques
Limites
Validité externe ?
Tests en aigu ou sub-aigu
Coût

Avantages
Sujets réels / exposition réelle
Limites
Pas de contrôle réel	des sujets
	de l'exposition
	des co-facteurs
Multiplicité variable des polluants
Risque de biais majeurs	d'autant plus grands que les risques mesurés sont faibles
	"souvenir" dans les enquêtes rétrospectives

On décrit 3 types de pollution

	Type	Polluants
	Smog d’été	Ozone
	Smog automobile	NO2
		CO
		Particules
		Hydrocarbures polycycliques
	Smog d’hiver	SO2
		Smog automobile

OZONE et ASTHME

Concentrations d'ozone
	Air extérieur : habituellement entre 0,02 -0,04ppm/m3 (40 et 80µg/m3 )
	Zone non polluée moyenne {O3} < 0,05ppm (100µg/m3)
	Air intérieur : environ 50% de la concentration de l'air extérieur

A court terme : Asthmatiques légers à modérés
3h  d'exposition ; concentration inhalée = 0,25ppm
	Résultats
	baisse du VEMS
	hausse de la réactivité bronchique
		aspécifique
		allergénique
	10 à 20% de non répondeurs

Ozone et maladies respiratoires
A court et moyen terme
	Augmentation des symptômes respiratoires
	Augmentation de la consommation de soins
Asthmatiques léger-modérés (N = 12 ; 9-16 ans) suivis 6 semaines
Mesures : symptômes quotidiens, ß2-adrénergiques à la demande Capteur externe mesure de O3 Capteur personnel mesure de O3 (8h-20h)
	Résultats
	O3 personnel = 11,6 ± 11,2 ppb (27% de la concentration d'O3 externe)
	O3 personnel corrélé à la sévérité de l’asthme et la quantité de ß2-adrénergiques inhalés (1)
A long terme
	Tendance à l’augmentation de l’asthme

L'exercice augmente les effets de l'exposition à l'ozone.

NO₂ et ASTHME

Moyenne annuelle en situation normale

{NO2} < 0,05ppm

NO2 et fonction respiratoire

Asthmes légers

Concentration inhalée = {0,1 ou 0,4ppm} ; durée : 1h + DPter

Résultats

VEMS de base inchangé

HRB spécifique

NO2 et maladies respiratoires
enfants (N : 467, âge scolaire, suivis 2,5 ans)
Concentration inhalée moyenne > {0,021ppm}
	Résultats
	asthmatiques  réduction modérée de la fonction respiratoire
	contrôles        RAS

adultes (N : 1921, âgés de 20 à 70 ans)
	HRB plus fréquente chez les sujets qui utilisent le gaz pour la cuisine, que chez ceux qui utilisent l'électricité (21% vs 14%)
	particulièrement vrai pour les atopiques (taux d'IgE élevé)

	Au total, avec les différentes concentrations de NO2 utilisées dans les études, de nombreux résultats contradictoires ont été trouvés aussi bien chez les sujets sains que chez les asthmatiques.

PARTICULES et ASTHME

Particules inorganiques dans l'atmosphère
Les particules inorganiques suspendues dans l'air sont de nature solide et liquide (brouillard : 2-15µm) ; on distingue des  :
	particules primaires : issues des activités industrielles (charbon ; pétrole)
	particules secondaires : formées par réaction chimique à partir des gaz dans l'atmosphère (sulfates ou nitrates)
	fines particules de carbone : issues de la combustion incomplète des hydrocarbures ;  ces particules unitaires, d'un diamètre de 0,05µm forment des agrégats de 1 à 5 µm de diamètre ;  elles peuvent adsorber à leur surface     des produits chimiques (hydrocarbures aromatiques polycycliques)     des composés organiques (allergènes)
	particules diesel : elles ont une place à part dans les particules du fait de leurs effets putatifs particuliers sur la santé.

La pollution issue des automobiles a une place à part
En fonction de la taille, on distingue
	particules totales en suspension
	PM10 : presque toutes les particules rencontrées dans l'air des villes sont dans cette catégorie ; elles sont presque toutes issues des rejets  automobiles
	PM2,5
	nano particules (diamètre < 1 µm) ; elles peuvent rester en suspension pendant des semaines, dériver sur des kilomètres et pénétrer les logements.

Particules et maladies respiratoires
% de variation de l’indicateur de santé pour chaque élévation de 10µg/m3 des PM10 en concentration quotidienne moyenne
Hausse de la mortalité quotidienne
Totale	1
Respiratoire	3,4
Cardio-vasculaire	1,4
Aggravation de l’asthme
Crises	3
Bronchodilatateurs	12,2
Services d’urgence	3,4
Hospitalisations	1,9
Augmentation des symptômes
Broncho-pulmonaires	3
ORL	0,7
Toux	2,5
Baisse de la fonction respiratoire
VEMS	0,2
DEP	0,1

PARTICULES DIESEL et ASTHME

Particules diesel
Mélange complexe de
	particules de carbone
	oxydes d'azotes
	formaldéhyde
	monoxyde de carbone
	hydrocarbures
	cendres
	métaux

Le schéma "particules allergènes"  utilisé

Au laboratoire
	In vitro, on a montré que les particules diesel pouvaient
		modifier la structure des grains de pollens
		adsorber à leur surface
			certains allergènes : chat (fel d 1), pollens de graminées (Lol p1), facilitant leur pénétration
			mais pas d'autres (Lol p5)
			tous les allergènes ne peuvent pas se fixer aux particules de carbone
		provoquer une augmentation dose-dépendante de la production d'IL-8, de GM-CSF et de sICAM-1 par les cellules épithéliales bronchiques stimulées par leur pôle apical ; le charbon activé ou le graphite n'ont pas d'effet
		stimuler la production d'IgE en présence PAH et d'allergènes.

	In vivo, on a montré que les particules diesel pouvaient
	chez l'animal : jouer un rôle d’immuno-adjuvant
	Une pré-exposition à des concentrations élevées de particules diesel :
		facilite la sensibilisation aux allergènes
		provoque une inflammation tissulaire
		stimule la production d’IgE spécifique et l’activation locale des lymphocytes T en réponse à l’administration d’antigène (ovalbumine)
	Chez la souris, les particules diesel ingérées augmentent le taux d'IgE lors d'une stimulation allergénique ; idem si administration intra-nasale

	chez l’homme :
		Bronches
			augmentation du nombre de neutrophiles
			baisse de la phagocytose macrophagique
			augmentation de la résistance des voies aériennes

Le schéma "particules diesel-allergènes" utilisé

Les résultats épidémiologiques
Le fait de vivre à la ville augmente le risque d'être atopique :
	plus de sensibilisation aux pollens et allergènes animaux en zone urbaine
	le pourcentage d'IgE spécifiques aux aéro-allergènes est plus élevé chez les habitants des villes
	la prévalence des IgE spécifiques acariens et chat  plus importante en Allemagne de l'Ouest que de l'Est mais pas la sensibilisation aux pollens
	les écoliers citadins ont plus de tests cutanés positifs que ceux des campagnes
	plus de rhume des foins chez les citadins
	relation entre l'importance du trafic dans la rue de résidence et la rhinite allergique (questionnaire) chez 2050 adolescents de Bochum
Mais
	coïncidence temporelles et spatiales (saisonnière et régionale) entre la présence des allergènes et des particules, la pollinisation et le type et la concentration de polluants
	modification des types de semences, d'arbres, de cultures et de zones cultivées avec changement des comptes polliniques dans de nombreuses régions
	pas de différence entre populations d'Allemagne de l'Ouest et de l'Est en matière d'atopie (IgE spécifique ; tests cutanés) pour les sujets nés avant 1960 ; depuis, le taux a peu changé à l'Est et augmenté de 150% à l'Ouest ; aujourd'hui, différence pour les adultes (questionnaires, tests cutanés, IgE) mais pas de différence en matière d'asthme et d'eczéma atopique entre les 2 zones pour les enfants de 6-7 ans.
De 1960 à 1990 les contacts avec l'extérieur, l'alimentation, la maison et son contenu, l'environnement extérieur ont beaucoup évolué à l'ouest
	pas d'association entre les taux de PM10 et les manifestations allergiques (asthme, rhinite à la saison pollinique, rhume des foins, conjonctivite) chez des enfants suisses de 6 à 13 ans (Study on Childhood Allergy and Respiratory symptoms with respect to air POLlution)
	pas de relation retrouvée entre les changements quotidiens de la pollution de l'air (PM10, Fumées Noires, SO2, NO2) et la modification de l'état respiratoire d'enfants (6-12 ans) asthmatiques
	pas de lien entre la distance depuis une autoroute en zone rurale et les symptômes d'asthme (questionnaire ISAAC) chez 2387 adolescents de l'East Surrey
	taux de sensibilisation, de sensibilisation aux pollens et de polysensibilisation plus élevés chez des collégiens vivant en zone rurale qu'en zone urbaine ; la sensibilisation aux animaux de compagnie est plus élevée en ville ; le taux de particules était plus élevé en ville mais il y avait très peu de véhicules diesel.

Conclusion
	Les risques relatifs rapportés par les études épidémiologiques sont faibles et hétérogènes
	Il existe des bases expérimentales montrant une interaction potentielle entre particules diesel et allergie, mais les concentrations de polluants utilisées sont, le plus souvent, sans commune mesure avec ce qui est rencontré dans l'atmosphère
	éviter des déductions hâtives sur des relations causales

POLLUTIONS COMBINÉES et ASTHME

Asthme (SO₂ ; O₃)
{O₃ ; 0,12ppm x 45min} + {SO₂ ; 0,1ppm x 15min}

HRB supérieure à
{Air} + {SO₂ ; 0,1ppm x 15min} ou
{O₃ ; 0,12ppm x 45min} + {O₃ ; 0,1ppm x 15min}

Asthme léger allergique (SO₂ ; NO₂ ; allergènes)
{SO₂ ; 0,2ppm x 6h} ; {NO₂ ; 0,4ppm x 6h} + DPter

SO₂ ou NO₂ seuls
pas de modification de VEMS ou CVF
pas de modification de PD20VEMS à DPter

SO₂ + NO₂ simultanés
baisse de PD20VEMS à DPter (S)

Asthme ; adultes (SO₂ ; particules)
{SO2} > 0,07ppm ; {particules} > 150µg/m³
Augmentation du nombre de crises
+ 150µg/m³ PM₁₀ = - 3 à 6% de DEP

CONCLUSION

Quelle que soit l'amplitude des résultats obtenus, toutes les études vont dans le sens s'une aggravation de l'asthme par la pollution urbaine.