L’air, carburant de notre corps

 

Mise à jour : 2019

L’air constitue le premier élément nécessaire à la vie. La respiration est quant à elle, une fonction vitale de l’Homme. Chaque jour, environ 15 000 litres d’air transitent par nos voies respiratoires, soit environ 9 litres d’air par minutes. Une fois dépliés et étendus sur une surface plane, nos poumons représentent environ une surface de 70m2. Lorsque l’on sait, que nous respirons entre 150 et 750 milliards de nanoparticules chaque jour, il devient capital de comprendre et de soigner les effets de la pollution atmosphérique. Aujourd’hui, les conséquences de la pollution de l’air sont multiples : poumons, cœur, cerveau et bien plus encore. Chaque année, près de 7 millions de décès sont imputables à l’exposition à la pollution de l’air extérieur et intérieur.

Recherche CIIL équipe Trottein

L’air contient l’oxygène dont nos organes ont besoin pour fonctionner. Il arrive dans nos poumons, puis est envoyé dans le sang qui l’achemine dans toutes les parties de notre corps. Ainsi, toutes les molécules de pollution, quand elles entrent par notre nez ou notre bouche, trouvent un chemin vers une zone de notre corps et créent une perturbation.

Comprendre la pollution atmosphérique

Les équipes de l’Institut Pasteur de Lille s’intéressent particulièrement aux pollutions atmosphériques extérieures et intérieures. De nombreux questionnements viennent rythmer leurs recherches : Y-a-t ’il des polluants plus spécifiquement impliqués dans l’émergence ou l’exacerbation de pathologies ? Comment évolue la pollution atmosphérique au cours d’une journée, en fonction des saisons ? Quels sont les impacts sur la santé humaine  en fonction de l’origine de la pollution (industrielle, urbaine, agricole, etc.) ? Est-ce que des personnes atteintes de maladies respiratoires, comme l’asthme ou la BPCO, sont plus sensibles à la pollution ? Comment cette pollution les atteint ?

De tout temps, les populations ont été exposées à des particules naturelles (érosion, poussière,…). Notre corps possède des systèmes de défense et d’élimination. Cependant, aujourd’hui, les particules fines posent un réel problème. Ces particules sont si petites qu’elles échappent aux filtres bronchiques et peuvent aller tout au fond de l’appareil respiratoire et ensuite passer dans le sang en se propageant partout. Par la toxicocinétique (absorption, distribution, élimination des substances), les équipes souhaitent comprendre comment nous parvenons à éliminer ces particules sans qu’elles puissent induire des effets néfastes.

La pollution extérieure

La pollution extérieure due, entre autres, aux gaz d’échappement, aux chauffages urbains, à l’industrie et à l’agriculture…, est constituée d’aérosols très complexes. Ces derniers vont, en plus, dépendre du type de pollution, de la saison, du moment de la journée, du type de carburant, ce qui rend leur étude très complexe.

Aujourd’hui, les équipes de l’Institut Pasteur de Lille cherchent des susceptibilités en fonction de pathologie respiratoire. En effet, une personne asthmatique va être plus sensible à la pollution, car outre la présence d’un terrain inflammatoire, l’élimination des particules au niveau de l’arbre bronchique va être plus longue et elle sera donc exposée plus longtemps.

La pollution intérieure
« Nous passons environ 80 % de notre temps à l’intérieur d’un local fermé, à la maison et/ou au bureau, dans la voiture, qui sont des lieux largement autant exposés à la pollution extérieure qu’à la pollution intérieure » explique le docteur Fabrice Nesslany. En effet, de nombreux Composés Organiques Volatiles (COV) tels que le formaldéhyde ou le benzène, entrent dans la composition de colle sur certain mobilier, ou moquette dans des mousses isolantes… « Certes, les quantités ne sont pas importantes, mais nous sommes alors soumis à une exposition continue, on parle d’exposition chronique ». Les chercheurs tentent de mieux appréhender les effets de la pollution intérieure.

Recherche : étude du lien entre pollution et asthme

L’asthme a pour origine une inflammation des bronches et se manifeste par une toux, des sifflements et une gêne pour respirer. En cas de très forte crise, les bronches trop épaissies ne permettent plus le passage de l’air ce qui peut bien sûr être fatal : on déplore 1500 décès par an, en France et la maladie touche environ 10 % des enfants. La maladie est en forte progression depuis les années 2000 et 80% des cas d’asthme sont d’origine allergique.

Les polluants particulaires présents dans l’air exercent un effet exacerbateur sur l’asthme, surtout les particules ultrafines capables de capter les allergènes (acariens, pollens, graminées) et de les concentrer. La réaction d’une personne sensible sera alors d’autant plus forte. Avec 4 millions d’asthmatiques en France, il y a urgence à agir.

Le Dr Anne Tsicopoulos, responsable de l’unité Immunité pulmonaire au Centre d’Infection et d’Immunité de Lille, déclare : « S’il n’est pas soignable, l’asthme est traitable. Les travaux de l’Institut Pasteur de Lille reposent sur les formes sévères de la pathologie, celles qui, malgré des doses très élevées de corticoïdes, impactent fortement la qualité de vie des patients (arrêts de travail, fréquentes hospitalisations…). Cela représente 10 à 15 % de la totalité des asthmatiques. Les malades atteints d’asthme intermittent ont, eux, la possibilité d’être soulagés avec de la Ventoline. »

Les nanoparticules : invisibles et inodores

Pourquoi les nanoparticules sont-elles délétères pour le poumon ? « Car elles sont de l’ordre du nanomètre soit un milliardième de mètre », explique le Dr Fabrice Nesslany, directeur du laboratoire de toxicologie génétique. « Invisibles, inodores, elles se logent dans les alvéoles des poumons, transloquer c’est-à-dire migrer vers d’autres organes. Au banc des accusés, principalement, les particules émises par le diesel, fines à ultra-fines, qui pénètrent très profondément dans l’appareil respiratoire et peuvent même passer à travers les vaisseaux et se retrouver dans la circulation. »

En outre, ces petites particules peuvent absorber des allergènes et les transporter très profondément au niveau du poumon. Elles ont ainsi un rôle d’amplificateur et vont aggraver la réponse immune du patient, autrement dit l’inflammation des poumons.

L’équipe du Dr Anne Tsicopoulos, composée d’une vingtaine de collaborateurs, travaille sur les facteurs qui sont responsables de la sévérité de l’asthme. Le Dr Patricia de Nadaï, maître de conférences, précise : « Nous sommes dans une phase de recherche appliquée. Notre but est de trouver de nouvelles voies thérapeutiques. »

Une centaine de gènes

En cas de gros pic de pollution et d’aggravation de l’asthme, le lien est évident. Lorsque le niveau de pollution est moins élevé, le lien est toujours présent, mais des biais (comme l’exposition à l’atmosphère de nos intérieurs) complexifient les recherches.

D’autant plus que d’autres facteurs peuvent intervenir. C’est le cas du déterminant infectieux – 70 % des infections virales aggravent l’asthme – ou encore de l’obésité.

Les recherches s’orientent aujourd’hui vers une médecine personnalisée pour nous permettre à tous de bien vieillir. « À chaque type d’asthme pourrait correspondre une biothérapie », conclut le DrAnne Tsicopoulos. Lorsque l’on sait qu’une centaine de gènes sont responsables de l’asthme, les équipes devront compter sur le soutien des donateurs pour arriver au bout de leurs recherches.

Les effets de la pollution de l’air sur la santé

La pollution de l’air touche pratiquement chacun d’entre nous. On estime que près de 7 millions de décès sont associés à la pollution de l’air extérieur et intérieur, soit environ 12 % de l’ensemble de décès mondiaux. La pollution de l’air peut avoir des impacts sur tout et tout le monde. L’OMS estime que 36% des cancers du poumon sont liés à la pollution. 35% des BPCO, 34 % AVC, 27% maladie cardiaque. Encore plus effrayant, aujourd’hui l’OMS affirme que 90% de la population urbaine ne respire pas un air sain.

La pollution environnementale (particules fines, monoxyde de carbone, dioxyde de souffre, oxydes d’azote, ozone, benzène, hydrocarbures et métaux lourds) serait à l’origine de 3,7 millions de décès prématurés dans le monde. Elle est la principale cause de décès par cancer (28%), soit 31 000 morts par an en France (en augmentation chez la femme). Il est prévu une augmentation de l’incidence des cancers d’ici 2030 (+45% à 190%). Les taux régionaux de mortalité (standardisés monde) par cancer du poumon sur la période 2004-08 varient de 36,6 pour 100 000 en Midi-Pyrénées à 57,3 pour 100 000 dans le Nord-Pas-de-Calais.

Cette pollution produite par les usines, les véhicules à moteur, l’agriculture ou encore les phénomènes naturels (incendies, pollens, volcanisme…) a une incidence directe sur la santé respiratoire et cardiovasculaire. La taille des particules est liée à leur potentiel toxique. Les polluants induisent la production de molécules profibrotiques responsables de la fibrose péri bronchique,  et de metalloprotéases responsables de l’emphysème.

Le diesel représente un facteur déterminant de l’augmentation de prévalence et de morbidité des maladies allergiques en agissant non seulement sur les réponses allergiques préétablies mais aussi sur leur genèse.

Les pics de pollution augmentent la mortalité chez les malades atteints d’affections cardio-respiratoires chroniques, augmentent les consultations en urgence et les admissions hospitalières pour causes respiratoires et cardio-vasculaires chez les malades atteints d’insuffisance respiratoire chronique, d’asthme, de BPCO,……et sont associés à une diminution de la fonction ventilatoire chez l’enfant. Les enfants sont particulièrement à protéger. Les femmes enceintes doivent aussi se protéger pour protéger leur enfant (de nombreux polluants sont présents dans le sang du cordon)

La pollution de l’air intérieur est également très impactante pour les personnes asthmatiques ou sensibles. Les allergènes de nos habitations sont en effet partout : les plantes, les literies, les moquettes, les zones humides… On parle donc beaucoup des moisissures, des acariens, des pollens, des produits d’entretien, du tabac, des parfums d’ambiance … On n’insistera jamais assez sur la nécessité de l’aération du logement, pratique capitale mais trop peu répandue et sur l’intérêt de rester bien informés : connaître les périodes critiques pour les émissions de pollen dans la région, lire les étiquettes des produits ménagers… pour éviter les erreurs ou les pratiques à risques !

Conseils pour les personnes sensibles

La première des règles pour éviter la crise est bien sûr l’éviction, et pour cela, les règles d’hygiène sont rappelées. Il est important pour les personnes sensibles, mais aussi les autres, de se laver le nez régulièrement (au sérum physiologique).

Les traitements qui interviennent commencent par la prise d’antihistaminiques (le traitement de base), par la bouche, puis les corticoïdes seuls, puis la combinaison des deux. Enfin, en ce qui concerne la rhinite allergique accompagnée de sinusites, celle-ci doit inciter à réaliser un bilan ORL et peut évoquer un problème de cloison nasale déviée, qu’il est possible de corriger.

Pôle Pollution Santé Longévité : comprendre les effets délétères de la pollution sur la santé

La pollution est une réelle problématique de santé publique. Afin d’y répondre, l’Institut Pasteur de Lille a décidé de rassembler l’ensemble des équipes régionales travaillant sur la pollution au sein du Pôle Régional « Pollution Santé Longévité », avec une codirection (Dr Fabrice Nesslany – Institut Pasteur de Lille, Pr Damien Cuny – Université de Lille). Les principaux objectifs du Pôle sont :

  1. Faire interagir les équipes de recherche de la région en initiant des coopérations multidisciplinaires sur l’impact de la pollution sur la santé et la longévité,
  2. Informer et susciter une prise de conscience du grand public aux problèmes de pollution et des maladies qu’elles peuvent entraîner,
  3. Sensibiliser les décideurs pour lutter efficacement contre la pollution.

Aujourd’hui, à travers ce pôle, l’Institut Pasteur de Lille, souhaite créer une synergie et être fer de lance dans la compréhension des effets délétères de la pollution, pour ainsi, tenter d’aller vers une amélioration de la qualité de vie. L’ensemble des équipes et compétences réunies autour de cette problématique constitue un panel de recherche extraordinaire : pollution extérieure, pollution intérieure, caractérisation physico-chimique des aérosols, impact des pollutions et nanoparticules sur la santé, effets transgénérationnels…

Itinéraire d’un chercheur

Patricia De Nadaï, un souffle d’espoir dans la lutte contre l’asthme

Patricia de Nadaï est maître de conférences à la faculté de médecine de Lille et fait partie de l’équipe de recherche sur l’immunité pulmonaire d’Anne Tsicopoulos.

Très jeune déjà, elle savait qu’elle souhaitait étudier la biologie, l’enseigner et faire de la recherche. Pour être chercheur, on lui dit qu’il faut que le parcours scolaire passe par les grandes écoles. Qu’à cela ne tienne, elle suivra la filière universitaire, bien plus formatrice, selon elle.

Alors qu’elle doit choisir un laboratoire et qu’elle a le choix entre Marseille, Toulouse et Lille, elle opte pour la capitale des Hauts-de-France. Avant tout pour les sujets de recherches du laboratoire d’Anne Tsicopoulos. Elle confie : « J’avais beau avoir davantage étudié la biologie moléculaire et génétique, ce sont les travaux menés sur l’asthme allergique qui ont motivé mon choix. “ Comment inhiber les cellules pour que le patient aille mieux ? ” est un sujet très concret. Nous avons la chance de travailler avec des patients. Je ne connaissais pas du tout l’Institut Pasteur de Lille. L’excellence des recherches qui y sont menées m’a séduite. »

patricia_de_nadai

Au sein de l’équipe, nos travaux portent sur l’asthme allergique et plus particulièrement sur ses formes sévères « car c’est là où il y a le moins d’options thérapeutiques pour les patients », déclare Patricia de Nadaï. « Comment se déclenche l’asthme ? Pourquoi ? Comment peut-on aider le patient ? » sont autant de questions auxquelles elle tente de répondre.

« Nous nous intéressons à l’effet des nanoparticules sur l’apparition de l’asthme ou son aggravation. Le but est de réussir à les contrer au sein du système immunitaire. On ne pourra jamais empêcher qu’il y ait des nanoparticules dans l’atmosphère ou sur le tissu pulmonaire, mais on peut essayer d’en minimiser les effets », décrypte Patricia de Nadaï.

À l’Institut Pasteur de Lille, elle se considère chanceuse. Elle conclut : « Ici, nous avons l’avantage de bénéficier de nombreux plateaux techniques. Nous avons accès à différentes technologies et nous échangeons beaucoup entre équipes de recherche. Tout cela n’est rendu possible qu’avec le soutien des donateurs. »

Thématique de recherche

maladies respiratoires pasteur lille

Merci à Pascale Bauge, bénévole à l’Institut Pasteur de Lille, pour sa contribution à ce dossier.