Français
Dansk
Deutsch
English
Español
Italiano
Nederlands
Polski
Čeština
Green-Zones.eu › Environnement & Santé › Pollution de l'air

La pollution de l'air - la tâche gigantesque de la médecine moderne

Depuis le début du développement technique, les effets sur l'homme et l'environnement n'ont pas toujours été exclusivement positifs. De la qualité catastrophique de l'eau du Rhin dans les années 1960, causée par les eaux usées industrielles, à la couche d'ozone attaquée par les CFC dans les années 1980, les effets de la pollution atmosphérique ont été de plus en plus mis en évidence au cours de la dernière décennie. Depuis 2008, les effets des particules et des oxydes d'azote, ainsi que d'autres substances nocives dans l'air, sont devenus un élément important de la législation européenne, notamment en raison de la directive européenne sur la qualité de l'air 2008/50/CE, et font désormais l'objet d'une attention croissante de la part de la recherche médicale. Et les résultats vous font prendre conscience de la situation. Après tout, la liste des souffrances causées par la pollution de l'air est de plus en plus longue. Outre les maladies respiratoires, qui sont évidentes lorsqu'on respire de l'air vicié, on détecte de plus en plus souvent des lésions d'organes importants tels que le cœur et le cerveau, mais aussi d'organes sensoriels. En outre, des problèmes mentaux et psychologiques tels que la dépression sont également imputables à la pollution de l'air.

 

Environ 55 % de la population mondiale vit dans des villes et est exposée en permanence à une mauvaise qualité de l'air. Bien que les effets de la pollution atmosphérique en Europe aient déjà été massivement réduits au cours des dernières décennies (22 ), l'impact des particules sur la santé humaine est énorme. Le projet "Global Burden of Disease", qui quantifie les maladies et les décès, estime que la pollution atmosphérique, avec environ 4,2 millions de décès dans le monde, est la cinquième cause de décès prématuré (2). L'Agence européenne pour l'environnement considère la pollution atmosphérique comme le plus grand risque pour la santé causé par des facteurs environnementaux, entraînant environ 400 000 décès prématurés en Europe en 2018 (22). Au cours de cette période, les valeurs limites fixées par l'UE ont été fréquemment dépassées. Par exemple, en 2016-2018, 4 à 8 % de la population vivait dans des zones où la valeur limite de l'UE pour les PM2,5 était dépassée. La valeur limite de l'OMS jusqu'à laquelle les PM2,5 sont considérées comme non nocives pour la santé est nettement supérieure à la limite légale de l'UE, de sorte que pas moins de 74 à 78 % de la population de l'UE vivait dans des zones où la valeur limite était dépassée (22).

 

Les substances nocives sont rejetées dans l'air principalement par les processus de combustion dans le transport de passagers et de marchandises, mais aussi dans l'industrie, l'agriculture et les ménages. Ces processus produisent des particules primaires, telles que des particules métalliques, qui sont rejetées directement dans l'air à partir de la source, et des particules secondaires, qui sont produites dans l'air à partir de précurseurs gazeux tels que l'azote. La taille des particules est utilisée pour classer les matières particulaires en catégories : par exemple, les PM10 correspondent aux matières particulaires d'un diamètre de 10 µm ou moins (1). Lorsqu'elles sont inhalées, les particules pénètrent dans les poumons par les voies respiratoires. Plus les particules sont petites, comme les PM2,5 ou les PM0,1, plus elles peuvent pénétrer loin et donc atteindre les alvéoles et les tissus pulmonaires ou même pénétrer dans la circulation sanguine. De là, ils peuvent atteindre et endommager directement presque toutes les cellules du corps.

L'Agence européenne pour l'environnement cite le cancer du poumon (17 %), les maladies coronariennes, c'est-à-dire le manque d'oxygène dans le cœur (12 %), les accidents vasculaires cérébraux (11 %) et les bronchopneumopathies chroniques obstructives (BPCO) (3 %) comme les principales causes de décès prématurés liés à la pollution atmosphérique (22). Les PM2,5 en particulier ont été liées aux maladies cardiovasculaires par divers mécanismes. Il s'agit notamment du dysfonctionnement de l'endothélium, la barrière entre le sang et les tissus, de la vasoconstriction, de l'hypertensionartérielle, de l'inflammation systémique et du stress oxydatif causés par les radicaux libres (3).

Dès l'enfance, les particules PM2,5 peuvent entraver le développement des bronches et donc limiter la fonction pulmonaire ultérieure (2). En outre, les particules inhalées dans les poumons peuvent affaiblir le système immunitaire en inhibant les cellules de balayage. Des chercheurs de l'université de Cambridge ont découvert que les cellules de récupération ne peuvent plus absorber et digérer l'arsenic, l'étain, l'antimoine et le vanadium, les bactéries et autres corps étrangers en présence de métaux présents dans les particules comme le fer et le cuivre, mais aussi l'arsenic, l'étain, l'antimoine et le vanadium. En outre, sous l'influence des particules, les macrophages ont émis des quantités accrues de substances messagères inflammatoires qui peuvent déclencher des maladies inflammatoires telles que la bronchite et la pneumonie (4). Les particules peuvent également perturber l'équilibre des différents types de globules blancs et donc favoriser l'asthme (2).

Des chercheurs de l'Université de Versailles St-Quentin-en-Yvelines ont également constaté que les symptômes de la rhinite, c'est-à-dire un nez bouché ou congestionné sans apparition de rhume, étaient aggravés par la poussière fine. Les PM10 en particulier ont déclenché une intensification des symptômes, mais les PM2,5 et le dioxyde d'azote (NO2) ont également entraîné une augmentation des symptômes. Le mécanisme présumé qui déclenche cette intensification est à nouveau une augmentation de l'inflammation dans les voies respiratoires ainsi que du stress oxydatif, c'est-à-dire des radicaux libres qui peuvent endommager les cellules (5).

 

Dans le cœur, les particules perturbent le fonctionnement des mitochondries, selon les résultats de la recherche de l'université de Lancaster. Les mitochondries sont des composants des cellules humaines, également connues comme les centrales électriques des cellules. Ils produisent la molécule ATP, qui agit comme un fournisseur d'énergie. Dans le cœur, cette énergie est utilisée, entre autres, pour la contraction des cavités cardiaques, qui pompent le sang et donc l'oxygène frais à travers le corps. Les chercheurs ont découvert que les particules endommageaient principalement les membranes des mitochondries, ce qui poussait les cellules à produire davantage de protéines de stress (6).

Les chercheurs ont également trouvé des quantités considérables de particules dans le cerveau et l'ont examiné pour en déterminer les effets. Par exemple, des chercheurs de l'université de Lancester ont trouvé des nanoparticules de magnétite dans le tissu cérébral. Ces particules magnétiques forment des radicaux libres et ont déjà été liées à la maladie d'Alzheimer et à d'autres maladies neurodégénératives. En raison de la forme très arrondie et polie des particules, les chercheurs ont pu attribuer leur origine aux moteurs à combustion et au frottement des freins, puisque la chaleur générée dans ce processus crée des particules presque sphériques. La taille extrêmement petite de ces particules (généralement inférieure à 200 nanomètres) leur permettait également de pénétrer dans le cerveau directement par la barrière hémato-encéphalique après inhalation (7).

Tout comme le cerveau, les particules peuvent avoir des effets neurodégénératifs sur d'autres organes. Une étude menée par le National Institute for Health Research de Londres a maintenant révélé que même un risque pour la vue peut être attribué à la pollution de l'air. Ainsi, les personnes exposées à des niveaux élevés de particules PM2,5 étaient plus susceptibles de développer un glaucome. Cette maladie irréversible endommage le nerf optique et est la cause la plus fréquente de cécité dans le monde, touchant environ 60 millions de personnes. Les chercheurs n'ont pas pu établir de lien entre une modification de la pression oculaire des patients, qui est souvent identifiée comme la cause du glaucome, et les particules. Les chercheurs supposent donc que des effets neurotoxiques tels que le stress oxydatif et l'inflammation ainsi que les modifications vasculaires associées pourraient être la cause du glaucome (8).

Les particules peuvent donc causer d'énormes dommages physiques. Cependant, les résultats de la recherche vont beaucoup plus loin et ont également permis d'établir un lien entre les particules et diverses maladies mentales et psychologiques.

Les enfants et les jeunes adultes sont particulièrement touchés par la pollution de l'air pendant le développement du cerveau. Là aussi, les chercheurs partent du principe que les processus neurotoxiques déclenchés par les particules sont le déclencheur et peuvent provoquer des troubles de l'apprentissage et du développement, par exemple. Des recherches menées à Barcelone ont montré que les enfants qui étudiaient dans des écoles où la pollution atmosphérique était élevée présentaient un développement cognitif réduit dans divers domaines de la mémoire. La mémoire de travail de ces enfants, qui est importante pour l'apprentissage de la lecture, de l'écriture et du calcul, a ainsi été altérée. Leur inattention a également augmenté (9). Une recherche de l'université de Cincinnati a montré que les enfants qui avaient vécu dans des rues très fréquentées pendant leur première année de vie avaient un volume de matière grise dans le cerveau inférieur de 4 % à l'âge de 12 ans. La matière grise est associée à la mémoire mais aussi à l'apprentissage des langues. Les zones du cerveau qui effectuent des tâches sensomotrices et le système limbique, qui est en partie responsable des émotions, étaient également beaucoup plus petits que chez les enfants dont le développement de la petite enfance s'est déroulé dans des zones rurales (10).

D'autres études ont même établi des liens entre la pollution de l'air et des troubles mentaux tels que la schizophrénie. Il a déjà été démontré que l'inflammation, par exemple du système nerveux central, peut déclencher des troubles mentaux (11). C'est pourquoi les chercheurs pensent que les particules, qui peuvent provoquer une telle inflammation, sont une cause possible de problèmes de santé mentale. Des recherches de l'université d'Umeå en Suède ont maintenant montré que les enfants et les jeunes souffrent effectivement davantage de troubles mentaux lorsqu'ils sont exposés à une pollution atmosphérique accrue. Une augmentation de 10 µg/m3 de NO2 a entraîné une augmentation de 9 % des maladies mentales. Pour les particules (PM2,5 et PM10), la variation a été un peu plus faible, soit 4 %. (12). Les recherches menées à l'hospice pour enfants de Cincinnati ont également montré que les maladies mentales telles que l'anxiété, la schizophrénie et la dépression, et même les pensées suicidaires, étaient plus fréquentes lorsque les enfants étaient exposés à une pollution atmosphérique accrue (13). Les femmes enceintes qui ont été exposées à des niveaux élevés de pollution atmosphérique peu avant ou pendant l'accouchement étaient encore plus susceptibles de donner naissance à des enfants atteints d'autisme ou de troubles du spectre autistique (14).

Chez les adultes également, des troubles de la concentration mais aussi des maladies graves comme la maladie d'Alzheimer (21) et la démence ont été associés à une mauvaise qualité de l'air.  Des chercheurs de l'Université pédagogique de Pékin ont découvert que la pollution de l'air peut réduire considérablement les capacités cognitives des adultes. En particulier, les personnes âgées présentaient un handicap comparable à une année de réduction de la scolarité (15). Une expérience menée à l'université de Maastricht a montré que les joueurs d'échecs faisaient des erreurs de concentration beaucoup plus souvent lorsque la concentration de particules augmentait. La probabilité de commettre une erreur a donc augmenté de 26 % avec une augmentation de 10 µg/m3 de particules PM2,5 (16). Des études menées à Londres ont montré que les personnes vivant dans des zones où les concentrations de NO2 étaient supérieures à 41,5 µg/m3 couraient un risque nettement plus élevé de développer une démence que les personnes vivant dans des zones où les concentrations de NO2 étaient inférieures à 31,9 µg/m3 (17).

Perspectives pour la recherche

Le lien de causalité direct entre la pollution atmosphérique et les maladies est encore difficile à établir, malgré l'intensification des recherches. Cela est principalement dû au fait que les processus sont difficiles à observer in vivo, c'est-à-dire dans les tissus vivants affectés, sur de longues périodes et que la recherche est généralement menée dans des conditions de laboratoire. Ainsi, bien que les effets des particules puissent être étudiés directement dans les tissus, il reste difficile d'attribuer sans équivoque à la pollution atmosphérique des affections telles que les maladies pulmonaires ou cardiovasculaires et d'en identifier la cause principale (8, 11, 17, 20). Cela est principalement dû au fait que les prédispositions génétiques et les facteurs environnementaux, tels que le mode de vie et l'alimentation ou le stress, ont une influence sur la souffrance des personnes concernées. Il est donc difficile d'obtenir des chiffres exacts sur les conséquences de la pollution de l'air, et il n'existe généralement que des estimations des maladies et des décès (2, 19).

Néanmoins, comme décrit ici, il a été clairement établi que les particules ont un effet toxique sur les cellules par divers mécanismes, détruisant leurs membranes et les encourageant à produire une grande variété de substances. Il est donc clairement lié à diverses maladies. En outre, les projets de recherche empirique décrits ici montrent une augmentation significative de l'incidence de diverses maladies dans les populations exposées à des niveaux élevés de pollution atmosphérique.

Les instituts de recherche ont même commencé à étudier les effets des particules sur d'autres organismes vivants. Les résultats ne sont guère surprenants : ce qui est nocif pour l'homme met également en danger d'autres organismes. Par exemple, la mortalité accrue des abeilles est désormais liée à la mauvaise qualité de l'air (18). Ainsi, les particules pourraient non seulement avoir un effet direct sur notre santé, mais aussi influencer indirectement des facteurs de notre vie, tels que notre alimentation. L'étendue de cette influence est une question qui relève de la recherche. En tout état de cause, il est déjà clair qu'en raison de la diversité des maladies et des affections, tant physiques que mentales, et du nombre énorme de personnes exposées quotidiennement à une mauvaise qualité de l'air, la pollution atmosphérique semble être la tâche gigantesque de la médecine moderne.

Sources
  1. Umwelt Bundesamt (2020). Feinstaub. www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe/feinstaub
  2. D. E. Schraufnagel, et al. (2019). Air Pollution and Noncommunicable Diseases
  3. R.D. Brook, et al. (2010). Particulate Matter Air Pollution and Cardiovascular Disease
  4. L. Selley, et al. (2019). Brake dust exposure exacerbates inflammation and transiently compromises phagocytosis in macrophages.
  5. E. Burte, et al. (2019). Long-term air pollution exposure is associated with increased severity of rhinitis in 2 European cohorts.
  6. B.A. Maher, et al. (2020). Iron-rich air pollution nanoparticles: An unrecognised environmental risk factor for myocardial mitochondrial dysfunction and cardiac oxidative stress
  7. B.A. Maher, et al. (2016). Magnetite pollution nanoparticles in the human brain.
  8. S.Y.L. Shua, et al. (2019). The Relationship Between Ambient Atmospheric Fine Particulate Matter (PM2.5) and Glaucoma in a Large Community Cohort.
  9. J. Sunyer, et al. (2015). Association between Traffic-Related Air Pollution in Schools and Cognitive Development in Primary School Children: A Prospective Cohort Study
  10. T. Beckwith, et al. (2020) Reduced gray matter volume and cortical thickness associated with traffic-related air pollution in a longitudinally studied pediatric cohort.
  11. A. Kewalramani, et al. (2008). Asthma and Mood Disorders.
  12. A. Oudin et al. (2016). Association between neighbourhood air pollution concentrations and dispensed medication for psychiatric disorders in a large longitudinal cohort of Swedish children and adolescents.
  13. C. Brokamp (2019). Pediatric Psychiatric Emergency Department Utilization and Fine Particulate Matter: A Case-Crossover Study
  14. A.L. Roberts et al. (2013). Perinatal Air Pollutant Exposures and Autism Spectrum Disorder in the Children of Nurses’ Health Study II Participants
  15. X. Zhang et al. (2018). The impact of exposure to air pollution on cognitive performance
  16. S. Künn et al. (2019). Indoor Air Quality and Cognitive Performance.
  17. I.M. Carey et al. (2018). Are noise and air pollution related to the incidence of dementia? A cohort study in London, England.
  18. G.G. Thimmegowda et al. (2020). A field-based quantitative analysis of sublethal effects of air pollution on pollinators.
  19. WHO (2020). Air pollution. www.who.int/health-topics/air-pollution
  20. A.E. Budson (2020). Does air pollution cause Alzheimer’s disease? https://www.health.harvard.edu/blog/does-air-pollution-cause-alzheimers-disease-2020072320627
  21. J. Kilian & M. Kitazawa (2018). The emerging risk of exposure to air pollutionon cognitive decline and Alzheimer's diseaseeEvidence from epidemiological and animal studies
  22. European Environment Agency (2020). Healthy environment, healthy lives: how the environment influences health and well-being in Europe.
  23. J.E. Fisher, et al. (2016). Physical Activity, Air Pollution, and the Risk of Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease.