InfoTox - bulletin n°8

Définition et mécanismes :
Whyte I.M., Hunter Area Toxicology Service. Newcastle Mater Hospital Australia.
La sérotonine (5-hydroxytryptamine ou 5-HT) est un neurotransmetteur dérivé du tryptophane alimentaire transformé dans l'organisme en 5-HT. Celui-ci, dégradé par la monoamine oxydase, est excrété dans l'urine sous forme de 5 HIAA.
La sérotonine a de nombreux effets : excitation neuronale (mais parfois inhibition), augmentation de la motricité intestinale, rôle dans l'agrégation plaquettaire et l'hémostase.
Au niveau central, elle est impliquée dans le contrôle de l'appétit, du sommeil et de l'humeur.
Il y a au moins 7 récepteurs à la sérotonine identifiés et beaucoup de sous-types : les plus importants étant 5-HT1 et 5-HT2. Le 5-HT1 semble responsable des effets anxiolytiques et antidépresseurs de la sérotonine. Le 5-HT2 est impliqué dans les effets neuroexcitateurs de la sérotonine.
Evoqué par Oates la première fois en 1960, le diagnostic de syndrome sérotoninergique repose, selon Sternbach, sur la présence (après prise d'un agent sérotoninergique) de 3 ou plus des 10 signes cliniques suivants : agitation, troubles du comportement, myoclonies, hyperréflexie, sueurs, frissons, tremblements, diarrhées, incoordination, fièvre.
Les drogues sérotoninergiques pouvant être responsables de ce syndrome incluent : les précurseurs de la sérotonine, les inhibiteurs de la recapture de la sérotonine, les inhibiteurs de la recapture de la sérotonine et de la noradrénaline (venlafaxine, clomi-pramine), les agonistes de la sérotonine, les inhibiteurs de la MAO.
Durant les 12 dernières années, 5521 intoxications volontaires furent admises dans notre Service. 504 (9,1 %) patients avaient absorbé un médicament sérotoninergique et seulement 82 (16,3 %) avaient les critères évocateurs d'un syndrome sérotoninergique. Celui-ci serait présent dans environ 15 % des intoxications par médicaments sérotoni-nergiques.
Les principaux médicaments responsables sont les suivants : Sertraline^®, Paroxétine^®, Moclobémide^®, Fluoxétine^®, Venlafaxine^®.

Cette synthèse a été réalisée par la rédaction à partir des exposés de B. FESTY et W. DAB et de l’article qui en est tiré, "Pollution atmosphérique", Encycl Méd Chir (Elsevier, Paris), Toxicologie-Pathologie professionnelle, 16-001-C-10, 1999, 12 p. Elle fait suite à la réunion scientifique du 13 septembre 1999 qui portait sur ce thème et s’est tenue à l’Hôpital Fernand Widal à Paris.

Introduction
Si les phénomènes de pollution atmosphérique (PA) sont à l’origine de vives préoccupations environnementales, il en découle aussi des préoccupations d’ordre sanitaire. En effet, l’air est, pour l’être humain, un "aliment" spécifique et indispensable et, contrairement aux autres aliments, il est impossible à purifier. L’appareil respiratoire constitue une voie d’exposition privilégiée pour les aérocontaminants biologiques ou chimiques, gaz ou particules inertes ou biologiques, qui peuvent avoir des effets nocifs apparaissant à court ou long terme. Citons les pathologies pulmonaires, qui occupent une place importante en santé publique, puisqu’elles sont la quatrième cause de mortalité (40 000 décès par an en France) et concernent plusieurs millions de sujets atteints de façon aiguë et surtout chronique (asthme, bronchite chronique).

Définitions
En 1967, le Conseil de l’Europe définit comme suit la pollution atmosphérique :"Il y a pollution de l’air lorsque la présence d’une substance étrangère ou une variation importante dans les proportions de ses composants est susceptible (compte tenu des connaissances scientifiques du moment) de provoquer un effet nocif, de créer une nuisance ou une gêne."
L’échelle des pollutions atmosphériques va de l’individuel au planétaire, avec de nombreuses interactions qui en font la complexité, de même que la variété des aérocontaminants, de nature physique, biologique ou microbiologique, responsables d’effets toxiques, allergiques ou infectants avec la possibilité de synergies. Ne sera considérée ici que la pollution atmosphérique urbaine ou suburbaine. Seront exclus les aérocontaminants radioactifs ou microbiologiques, la pollution intérieure aux espaces clos et les phénomènes globaux, tels que retombées acides, ozone stratosphérique ("couche d’ozone") et effet de serre. La séquence des principaux événements allant des sources d’émission à l’impact sanitaire en passant par l’évolution environnementale des polluants, les teneurs ambiantes (immissions) et les expositions humaines, forment le cadre nécessaire à une compréhension globale de ces phénomènes et de leurs déterminants.

Evolution historique
Connue depuis l’Antiquité, la pollution atmosphérique n’a pris une place importante dans la vie sociale qu’à partir des années 50, marquées par une séries d’épisodes majeurs. C’est en effet en décembre 1952 à Londres, alors qu’un brouillard épais avait envahi l’agglomération, que l’on nota une recrudescence de troubles ORL, pulmonaires et digestifs parmi la population, ainsi qu’un surcroît d’hospitalisations et un excès de mortalité de 4000 cas. Les teneurs en "acidité forte" et en "fumées noires" atteignirent plusieurs milligrammes par mètre-cube d’air. Ces événements sensibilisèrent d’autres États. A Paris, les premières mesures des niveaux de pollution datent de la fin des années 50.
De 1950 à 1970, la pollution atmosphérique était perçue essentiellement comme localisée, de type acido-particulaire et urbaine ou industrielle, et ses répercussions sanitaires considérées comme la conséquence de niveaux particulièrement élevés de pollution qu’on allait s’efforcer, avec succès, de diminuer progressivement.
Les répercussions environnementales intéressaient peu, hormis à proximité de certaines zones industrielles, par des effets sur les végétaux et/ou les animaux (Rouen, Lacq, vallées alpestres).
Les années 1970-1980 ont vu la reconnaissance des effets acidifiants et/ou oxydants sur les systèmes lacustres (Canada, Scandinavie), puis forestiers (Europe centrale et occidentale), du fait des polluants "transfrontières".
La prise de conscience définitive des impacts globaux de la pollution s’est faite au cours de la décennie 1980, avec la montée des enjeux planétaires liés à la consommation croissante d’énergie. C’est au cours de ces années que s’est également produit le réveil de l’épidémiologie du risque atmosphérique. Il est alors apparu que des niveaux relativement faibles de polluants peuvent être reliés à des effets sanitaires en termes de mortalité et de morbidité. La création, en 1971, d’un secrétariat d’Etat à l’Environnement, a accéléré le processus de lutte contre la pollution. Une nouvelle loi sur l’air fut adoptée en 1993.

Sources d’émissions et polluants atmosphériques d’origine anthropiques, typologie, caractéristiques et déterminants
Les sources peuvent être classées en fonction de plusieurs critères, selon qu’elles sont fixes ou mobiles, ponctuelles ou diffuses, qu’elles soient le produit d’une combustion ou qu’elle résultent de phénomènes plus spécifiques.
Les sources fixes sont les installations de combustion individuelles, collectives ou industrielles, les installation de combustion des déchets et les installations industrielles et artisanales : métallurgie, sidérurgie, pétrochimie, cimenteries, chimie.
Les sources mobiles sont les transports, maritimes, aériens mais surtout terrestres avec les véhicules à moteur à allumage commandé ou diesel. Les parts respectives de ces sources varient en fonction des caractéristiques des agglomérations. Elles sont soumises à divers paramètres : activités locales, climat, importance relatives des sources ponctuelles ou diffuses, caractéristiques des effluents. Les polluants essentiels des sources fixes dérivent de l’oxydation du carbone organique des combustibles, d’impuretés (soufre) et de l’azote de l’air. Ce sont es oxydes de carbone (dioxyde CO₂, monoxyde CO), le dioxyde de soufre (SO₂), les oxydes d’azote, NOx et les particules, PM (particulate matter), qui sont des imbrûlés constitués de carbone organique et d’impuretés (métaux) des combustibles. Il faut y ajouter des substances comme l’acide chlorhydrique (HcL), le méthane (CH₄), les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les chloro-fluorocarbures (CFC), des métaux, des composés organiques volatils (COV) ou persistants (COP), telles les dioxines, leur diversité reflétant celles des activités industrielles. Quant aux polluants des sources mobiles, ils proviennent surtout des effluents d’échappement moteur, mais aussi de l’évaporation des essences.
Il s’agit principalement de CO et CO₂, NO, des hydrocarbures aromatiques monocycliques (HAM), des particules fines en suspension (PM), ainsi que SO₂ pour les moteurs diesel et plomb (Pb) pour les moteurs à essence, des COV (aldéhydes et acides organiques).

Polluants indicateurs
Devant le nombre de ces polluants émis par différentes sources, la mauvaise connaissance que l’on a d’eux et l’impossibilité à les déterminer tous, un choix d’indicateurs de pollution a été effectué en fonction de divers critères : type de sources, possibilité de mesurage, nocivité potentielle, évolution chimique ou photochimique.
Ainsi, pour les sources fixes, les indicateurs majeurs sont SO₂, PS, NOx, HCl, dioxines. Pour les véhicules automobiles, les émissions sont suivies par les indicateurs CO, NOx, HC, et PM et SO₂ pour les véhicules diesel.

Evolution des émissions en France
D’un point de vue méthodologique, celle-ci est difficile à estimer. On peut cependant affirmer que la part des émissions automobiles par rapport aux émissions globales est majeure pour CO, NOx et Pb, importante pour HC, les COV non méthaniques et CO2. De 1970 à 1994, on observe une diminution de CO, NOx et PM.
Pour une période plus récente et des polluants plus nombreux, le CITEPA (Centre interprofessionnel d’études de la pollution atmosphérique) montre une diminution notable de tous les indicateurs, toutes sources confondues, à l’exception de NOx, quasiment stabilisés, et de CO₂, toujours en augmentation.
Cette évolution globalement favorable résulte des efforts importants de dépollution entrepris par les émetteurs industriels et du choix français de l’énergie nucléaire aux dépens des combustibles fossiles.
On observe cependant une croissance relative de la part des transports, principalement routiers. Les progrès technologiques considérables concernant les moteurs, les carburants (S et Pb) et les dispositifs de dépollution des effluents (pots catalytiques trois voies obligatoires depuis 1993 pour les moteurs à essence) ont été neutralisés par l’accroissement du parc de véhicules et du trafic, notamment urbain et suburbain.
De plus, et malgré les progrès techniques, les émissions particulaires des moteurs diesel restent préoccupantes.

Devenir des polluants dans l’environnement
Les polluants émis sont dispersés dans l’atmosphère et/ou déposés dans l’environnement, tout en subissant, éventuellement, des modifications physico-chimiques.
Le principal facteur impliqué dans ces deux processus, transfert et transformation, est la météorologie, qui joue sur des phénomènes de turbulence et d’irradiation.

Transfert des polluants
Dans la troposphère ont lieu des mouvements d’air horizontaux et verticaux.
Les mouvements horizontaux (brise) influent sur la dispersion des polluants à l’échelle locale. Le mouvement vertical de l’air, donc des polluants, peut quant à lui être annulé par la couche d’inversion de température (couches supérieures d’air plus froides) qui forme une sorte de couvercle s’opposant à la dispersion verticale des polluants, lesquels s’accumulent alors en basses couches.

Transformation des polluants
L’atmosphère peut être considérée comme un immense compartiment réacteur chimique et photochimique ; diverses transformations des polluants, de primaires en secondaires, contribuent à son autoépuration. Mais ce mécanisme se traduit par la naissance d’espèces chimiques plus ou moins réactives sur les plans physico-chimique et biologique. La formation d’ozone troposphérique, associée à celle de nombreuses autres espèces, constitue un phénomène de plus en plus important et préoccupant. Il s’agit d’un processus photochimique (rayonnement UV, longueur
d’onde >290 nm) mettant en jeu des composés carbonés (HC, COV, CO) et les NOx.
Il correspond au dérèglement d’un équilibre production-destruction d’O₃ lié à la photolyse du NO₂ par des sous-produits oxydés des composés carbonés, issus pour une bonne part de la circulation automobile. Le phénomène est plus ou moins important selon l’ensoleillement et les concentrations respectives en NOx et HC-COV. Cette forme de pollution se manifeste au niveau régional, et la concentration en O₃ est détectée à plusieurs dizaines de kilomètres sous les vents des villes émettrices.
Il résulte de ces deux phénomènes une grande hétérogénéité spatio-temporelle de l’air urbain, et les niveaux de pollution se révèlent difficiles à quantifier et à comparer d’une agglomération à l’autre, d’un pays à l’autre, d’une époque à l’autre.
Les données rapportées depuis la fin du XIXème siècle pour les plus anciennes, permettent néanmoins de dessiner des tendances générales.

Immissions urbaines ou qualité de l’air ambiant
La qualité de l’air en milieu urbain est déterminée par divers facteurs interactifs dominés par les sources d’émissions et leurs conditions d’activité, la topographie locale et les phénomènes climatiques et météorologiques. L’aérosol atmosphérique, très complexe, est constitué de deux phases, gazeuse et particulaire, interactives et évolutives.
Il contient une multitude de composés dont nous ne connaissons que quelques constituants ; aussi des polluants indicateurs représentatifs permettent de faciliter la surveillance de l’air. Les principaux indicateurs systématiquement mesurés sont : SO₂ particules sous diverses formes classées selon leur diamètre, CO, Pb, NOx, O₃, et plus rarement SO₄ NO₃, HAM, HAP, métaux.

Effets sanitaires
En milieu urbain, l’air est, avec le bruit,le seul facteur de l’environnement véritablement présent et perceptible. Par leurs diverses actions sur l’organisme, les multiples polluants respirés peuvent provoquer une toxicité à court ou long terme.

Difficultés méthodologiques
Ce n’est plus tant sur la toxicité aiguë liée à des doses importantes de polluants que sur la toxicité chronique due à de faibles doses, que l’on s’interroge aujourd’hui. Pour étudier l’exposition humaine, à laquelle tout un chacun est soumis, on ne peut mettre en oeuvre les approches épidémiologiques classiques qui consistent à comparer la fréquence des maladies ou des décès chez des groupes exposés ou non exposés. On notera que les teneurs des principaux polluants ayant diminué, il en est de même pour l’intensité de leurs effets. Il en résulte des réactions d’une moindre gravité, au niveau individuel en même temps qu’une moindre proportion de personnes touchées, au niveau collectif.
Enfin, les pathologies en question sont d’étiologie multiple et ne sont pas spécifiques d’un polluant : établir un lien de causalité reste donc chose délicate.

Différentes approches
Différentes méthodes permettent d’évaluer les risques sur la santé de la PA dans un contexte de faibles teneurs en polluants.

Notions d’exposition
Pour qu’un effet pathogène se produise, il faut que les polluants pénètrent dans l’organisme. L’exposition désigne cette interaction entre l’homme et son environnement. La dose externe quantifie le contact entre le milieu et l’organisme. La dose interne représente la quantité biologiquement disponible. Savoir qu’une substance est toxique ne suffit pas : il faut aussi connaître les doses pour pouvoir quantifier les risques. Ainsi les effets de la PA sont dose-dépendants. La dose reçue dépend de trois facteurs : la concentration des polluants dans l’atmosphère, la durée de l’exposition et le niveau d’activité physique, qui détermine la quantité d’air inspirée.

Groupes à risque élevé
Les individus sont inégaux face à la PA : certains y sont plus sensibles, soit qu’ils ont un terrain fragile, soit qu’ils sont exposés à d’autres facteurs de risque.
On peut avancer que les plus vulnérables appartiennent aux groupes suivants : les jeunes enfants, les personnes âgées, les femmes enceintes et leur foetus, les cardiaques, les insuffisants respiratoires, les asthmatiques et les bronchitiques chroniques, les fumeurs, les personnes qui, de par leur profession, sont en contact avec des produits chimiques.

Propriétés toxiques des principaux polluants
Chacun des principaux polluants possède des effets spécifiques. Mais en pratique, il est difficile de discerner leur nocivité respective, car on les respire tous en même temps. Néanmoins, des études réalisées en laboratoire chez l’homme ou l’animal ont permis de mettre certains de ces effets en évidence. En voici un rappel succinct :

Mais, avec la généralisation de l’essence sans plomb, l’air n’est plus une source majeure d’exposition.
Les mécanismes physiopathologiques impliqués dans l’action de mélanges complexes de faibles teneurs en polluant restent mal cernés, surtout dans le cas de l’impact cardiaque de la PA.

Effets à court terme
La recherche médicale sur les effets de la PA est très active de par le monde, comme en témoignent les nombreuses études publiées au cours des dix dernières années.
Elles ont porté sur différents types de pollution urbaine (acido-particulaire et photo-oxydante) et différents effets sanitaires : mortalité, hospitalisation, niveau d’activité des médecins et des services d’urgence, symptômes, absence au travail, fonction pulmonaire.
Si la plupart de ces travaux ont analysé la relation à court terme entre exposition et indicateurs de santé, peu d’entre eux ont étudié leur relation à long terme, pour laquelle les connaissances actuelles restent lacunaires.

Mortalité
A la fin des années 70, les épidémiologistes pensaient qu’avec la réduction des teneurs des principaux polluants obtenue grâce aux premières politiques de prévention, la PA n’avait plus d’impact sanitaire décelable.
De nouvelles approches proposées par des chercheurs américains et basées sur des méthodes d’analyse des séries temporelles ont néanmoins montré la persistance de risques individuels faibles mais significatifs en termes statistiques, alors même que les valeurs limites recommandées pour les différents polluants étaient respectées.
Ces résultats ont été également observés en Europe, lors de l’étude APHEA portant sur 15 villes, c’est-à-dire 225 millions d’habitants au total. Il s’agissait de fournir des estimations quantitatives de l’impact de la PA sur la mortalité.
Pris dans leur globalité, les résultats obtenus démontrent un rôle pathogène notamment pour SO₂ et PM. Appliqués à la population française vivant dans des villes de 250 000 habitants, et sous une hypothèse de causalité, ils correspondent à 900 décès prématurés pour l’exposition aux PM de source automobile et 200 pour le SO₂ de même source.

Morbidité
Dans l’état actuel des connaissances, il paraît difficile de démontrer le rôle de la PA dans la production des maladies ; elle serait plutôt susceptible d’aggraver des pathologies préexistantes, comme l’asthme.
On note une relation significative, mise en évidence par des études de panels d’asthmatiques, entre les variations quotidiennes des niveaux de pollution et la fréquence et l’importance des symptômes ressentis, la fonction respiratoire, la consommation de médicaments anti-asthmatiques.

Cas particulier des particules fines
Si les PM font l’objet d’une attention particulière depuis quelques années, c’est pour deux raisons principales :
tout d’abord, leurs teneurs dans l’atmosphère n’ont plus tendance à évoluer favorablement et la forte diésélisation du parc automobile français fournit un motif d’inquiétude supplémentaire. Ensuite, les particules, notamment les plus fines (diamètre < 10 µm), constituent le polluant le plus souvent associé aux différents effets sanitaires.
L’ensemble de études épidémiologiques permettant d’analyser le rôle de ces particules fournit des résultats d’une grande cohérence. Une augmentation des concentrations en particules a été retrouvée associée à court terme (quelques jours) à des excès de risque de mortalité, en particulier d’origine cardiorespiratoire, d’hospitalisation pour maladie respiratoire, d’aggravation de l’asthme, de symptômes respiratoires de plus longue durée et enfin d’altération de la fonction pulmonaire. Même si les mécanismes biologiques de l’action des particules restent mal compris, ces résultats indiquent que celles-ci constituent un important facteur de risque pour la santé.

Cas particulier de l’ozone
O₃ est l’autre substance qui suscite actuellement beaucoup d’intérêt en raison des épisodes répétés de pollution photo-oxydante ("pics") donnant lieu à de fréquentes "alertes" estivales. Tout l’O₃ inhalé est biologiquement actif. On dispose de nombreuses études expérimentales (homme et animal) et épidémiologiques permettant d’identifier la nocivité de ce gaz.
A court terme, chez l’homme sain, une exposition durant de quelques minutes à quelques heures à O₃, à partir de 100 µg/m3, provoque une diminution de la fonction pulmonaire et un accroissement de la résistance des bronches accompagnés d’une réaction inflammatoire.
Là encore, cela signifie que les asthmatiques forment un groupe particulièrement sensible aux effets de O₃.
On retrouve chez eux une augmentation de la fréquence et de la gravité des crises. De façon globale, l’exposition à O₃ a été retrouvée associée à une augmentation des hospitalisations et de la mortalité, aux États-Unis. Typiquement, un accroissement des teneurs quotidiennes de ce gaz de 100 µg/m3 est associé à un risque de mortalité majoré de 50 %. Cependant, il semble que, lors d’une exposition répétée durant quelques jours, se produisent des phénomènes possibles d’adaptation physiologique : mais ces mécanismes demeurent mal connus.

Effets à long terme
Les effets à long terme (plusieurs années) de la PA sur l’organisme sont plus difficiles à étudier que ses effets à court terme. Cela est imputable au rôle du tabac, si puissant qu’il induit un bruit de fond où il est délicat de discerner un signal clair lié à la PA.
Certaines études ont montré que l’exposition prolongée à la pollution urbaine pouvait diminuer de façon durable la fonction respiratoire, et d’autres suggèrent une légère augmentation du risque de cancer du poumon, bien inférieur cependant à celui provoqué par le tabac. Certaines substances adsorbées à la surface des particules fines, comme le benzo-a-pyrène, sont également considérées comme cancérogènes.
Enfin, dans une étude américaine ayant suivi 8000 adultes de six villes durant seize ans, l’association retrouvée la plus forte avec le risque de mortalité met en cause les PM.

Principales incertitudes
S’agissant de l’impact à court terme de la PA sur l’organisme, voire sur l’espérance de vie, des incertitudes demeurent. La question de savoir si la relation entre PA et santé se caractérise ou non par un seuil est l’une des plus complexes qui soient.
Aucun seuil n’a pu être mis en évidence par les études écologiques temporelles, même aux faibles teneurs en polluants.

Conclusion
A travers de nombreuses études épidémiologiques, il apparaît que la pollution atmosphérique peut être considérée comme un facteur de risque.
Les dirigeants des pays industrialisés ont pris conscience de l’ampleur du problème de santé publique qui touche les villes et leurs banlieues. L’OMS a spécifié des valeurs guide (concentrations en deçà desquelles les effets sont nuls ou négligeables), représentant des objectifs à atteindre. Quant à la France, elle a diminué considérablement ses émissions polluantes, grâce entre autres à une plus grande sévérité de ses normes en la matière.
En conformité avec les directives CEE, un arsenal législatif et réglementaire a été mis en place, relayé par des administrations réparties sur tout le territoire (DRIRE, Agence de l’Environnement...). L’accent est mis sur une surveillance de la qualité de l’air et une sensibilisation et une information du public accrues. Ainsi des valeurs limites et des seuils d’alerte ont été définis au niveau européen pour les principales substances et l’indice ATMO, qui prend en compte les indicateurs SO₂, NO₂, O₃ et PM, reflète de façon compréhensible et précise la qualité de l’air pour un lieu et un moment donnés. Actuellement, on compte sur une limitation du trafic en agglomération pour tenter de juguler les "pics" et limiter leur durée : abaissement des vitesses autorisées, circulation interdite aux véhicules les plus polluants...
Parmi les moyens locaux mis en oeuvre, signalons d’instauration de journées sans voiture dans certaines villes de France et d’Europe. Il faudra nécessairement du temps pour juger de l’efficacité de ces mesures. Quoi qu’il en soit, la lutte contre la pollution atmosphérique n’est pas gagnée et la réduction ou le maintien à un niveau tolérable des émissions polluantes de toutes sources sera probablement l’un des grands enjeux, sinon le grand enjeu universel des années 2000.
Cette lutte sera à double visage: maîtriser la pollution, et il appartiendra à chacun, individu et entreprise, de se "responsabiliser" en tant que citoyen et acteur économique avertis ; mieux connaître les effets de la pollution sur la santé. Alimentées par des données toujours plus complètes, de nouvelles études devraient permettre d’y parvenir.

Pour comprendre les effets de différents polluants atmosphériques sur l'appareil respiratoire, on dispose d’études expérimentales et d’études épidémiologiques chez l'homme. Les études expérimentales chez l’homme ont permis d'identifier les substances nocives et de connaître leurs effets aigus sur la fonction respiratoire, ainsi que le seuil de déclenchement de ces effets. Par contre, les effets d'un polluant à long terme ne peuvent pas être évalués par ces études expérimentales.

Méthodes concernant les études expérimentales
Sur le plan méthodologique on analyse les répercussions fonctionnelles respiratoires après inhalation contrôlée d'un polluant à une concentration donnée.
Différentes catégories de sujets peuvent être testées : sujets normaux, sujets d'âge différent, fumeurs ou non fumeurs, patients asthmatiques et/ou allergiques.
Très techniques, ces études nécessitent un système de génération du polluant sous forme de gaz ou d'aérosol, le contrôle de sa concentration, un système de ventilation et d'évacuation. Afin d’explorer les sujets, il est également nécessaire d’avoir à sa disposition des appareils de mesure de la fonction respiratoire ainsi que des bicyclettes ergométriques et/ou des tapis roulants si on souhaite y associer une épreuve d’effort.
En raison de ces difficultés techniques, ces expositions contrôlées chez l'homme ne font appel qu’à un petit nombre de sujets. Dans la majorité de ces études, l'effet d'un seul polluant à la fois est observé.
Sur le plan physiopathologique on peut retenir différents mécanismes pouvant être responsables des effets des polluants atmosphériques sur l’appareil respiratoire:

Ces mécanismes sont très probablement associés et variables en fonction de chaque polluant.

Etudes avec le dioxyde de soufre (SO₂)
Chez des sujets normaux, des concentrations supérieures ou égales à 5 ppm (13350 µg/m³) peuvent entraîner un syndrome obstructif. L'asthmatique est plus sensible au SO2, et peut réagir à des doses égales ou supérieures à 1 ppm (2670 µg/m³).
Si le patient est exposé aux polluants conjointement à un exercice physique, à une hyperventilation, ou à de l'air froid et sec il est plus sensible au SO2 et peut réagir à partir de 0,25 ppm, soit à 667 µg/m³ . Notons que le seuil d'alerte pour la moyenne horaire est de
600 µg/m³. Sur le plan professionnel, la valeur limite d'exposition est de 5 ppm.

Etudes avec le dioxyde d'azote (NO₂)
Différentes études rapportées dans une méta-analyse montrent que l'hyperréactivité bronchique non spécifique est majorée chez les sujets normaux après exposition à des concentrations de NO₂ supérieures à 1800 µg/m³.
Chez les sujets asthmatiques, une augmentation de l'hyperréactivité bronchique après inhalation de dioxyde d’azote a été retrouvée de façon variable selon les études, mais à des doses inférieures, de l’ordre de 180 à 510 µg/m³. Notons que le seuil d'alerte est de 400 µg/m³.

Etudes avec de l’ozone (O₃)
De nombres études expérimentales concernent les effets de l'ozone sur la fonction respiratoire de sujets normaux et montrent de façon concordante une diminution progressive de la fonction respiratoire au cours du temps d'exposition. Ces effets ont été démontrés à partir d’une dose de 160 µg/m³, inhalée pendant plus de 6 heures, et associés à un exercice modéré . Une augmentation de l'hyperréactivité bronchique à la métacholine a été montrée pour une dose de 200 à 240 µg/m³. Selon les sujets, il existe une grande variabilité inter-individuelle, mais la reproductibilité intra-individuelle de la réponse pulmonaire à l'ozone est démontrée . Ces études ont également montré que les effets observés sont dépendants de la dose inhalée, c’est-à-dire de la concentration atmosphérique en O₃ multipliée par la durée d’exposition. Les études expérimentales chez les sujets asthmatiques montrent un risque équivalent par rapport aux sujets normaux vis à vis de l'ozone.
Seule une étude de Kreith a pu montrer qu'une exposition à des concentrations élevées d'ozone (820 µg/m³) avait un retentissement plus important sur la fonction respiratoire chez les patients asthmatiques par rapport aux sujets normaux .

Etudes effectuées, associant des tests de provocation à l’allergène et des expositions aux polluants
En ce qui concerne l’ozone, une exposition préalable à ce polluant suivie d’une exposition à un allergène auquel le patient est sensibilisé, montre que ces patients, sans avoir présenté de réaction à l’ozone vont accroître leur réaction à l’allergène, témoignant d’une hypersensibilité à cet allergène lorsqu’ils ont été préalablement exposés à l’ozone.

Etudes expérimentales réalisées chez l'homme, concernant les particules de diesel
Plusieurs études expérimentales chez l'animal ont montré une interaction entre les particules de diesel et la sensibilisation allergique.
Chez l'homme sain, l'instillation de particules de diesel à des concentrations correspondant à celles atteintes dans un environnement urbain, entraîne une augmentation des IgE dans le liquide de lavage nasal, ainsi qu'une augmentation du nombre de cellules produisant des IgE. Ces IgE sont les anticorps de l’allergie.
Des expérimentations identiques ont été effectuées chez des sujets allergiques avec différents pollens, et ont montré qu’après provocation par l'allergène spécifique associé à des particules de diesel, il y avait un recrutement cellulaire au niveau du lavage alvéolaire, avec des cytokines de type TH2 et une activité pro-inflammatoire. Ces travaux expérimentaux sont en faveur du rôle favorisant des particules de diesel dans la sensibilisation aux allergènes.

Conclusion
Les études expérimentales réalisées chez l'homme sont complémentaires aux études épidémio-logiques. Elles permettent de comprendre les mécanismes d'action des principaux polluants et visent à mieux connaître leurs seuils de déclenchement des effets aigus sur l'appareil respiratoire.

Evolution de la surveillance de la qualité de l'air et prise en compte des enjeux sanitaires

L'ASPA (Association pour la Surveillance et l'étude de la Pollution atmosphérique en Alsace) a été créée en 1979 dans un contexte de pollution à dominante industrielle. Elle gère aujourd'hui, du bord du Rhin jusque sur les hauteurs des Vosges, un réseau régional de surveillance de la qualité de l'air composé d'une trentaine de stations urbaines, industrielles et rurales.
Au total près de 100 analyseurs mesurent en continu 24h sur 24 le dioxyde de soufre, les poussières, les oxydes d'azote, le monoxyde de carbone, le plomb, l'ozone, la radioactivité dans l'air ainsi que des paramètres météorologiques.
Depuis 1991, l'ASPA dispose également d'un véhicule laboratoire capable de mesurer en continu la plupart des polluants évoqués ci-dessus et de prélever pour analyse spécifique des métaux lourds, du chlorure d'hydrogène et des composés organiques volatils légers comme le benzène, ou lourds comme le benzo(a) pyrène.
La mise en place progressive d'une plate-forme de modélisation de la qualité de l'air intégrant les émissions et les immissions vise à répondre aux demandes de plus en plus nombreuses de diagnostics et pronostics de la qualité de l'air.
La planification commencée à Strasbourg dans le cadre du plan transfrontalier de protection atmosphérique Strasbourg/Kehl s'étendra à la région par l'élaboration d'un Plan Régional de Qualité de l'Air (prévue par la Loi sur l'Air).
A moyen terme, le projet d'analyse transfrontalière de la qualité de l'air dans le Rhin supérieur (cadastre des émissions, des immissions et analyse des causes) réalisé dans le cadre du programme communautaire INTERREG II constituera à l'horizon 2000 un outil attendu et précieux tant pour l'expertise à petite échelle que pour les diverses planifications à plus grande échelle.
Une collaboration interrégionale rapprochée avec les homologues de Lorraine, de Franche-Comté, de Bourgogne et de Champagne-Ardenne vise à favoriser des économies d'échelle en métrologie, assurance qualité et analyse d'échantillons.
Le prolongement des programmes nationaux de recherches PRIMEQUAL déjà engagés continueront de mobiliser l'ASPA pour :

Polluants	Equivalences
	ppm*	mg/m³	mg/m³			ppm*
	ou			ou
	ppb*	µg/m³		ug/m³	ppb*
Monoxyde de carbone (CO)	1	1,16		1	0,87
Monoxyde d'azote (NO)	1	1,23		1	0,81
Dioxyde d'azote (NO₂)	1	1,90		1	0,53
Ozone (O₃)	1	1,99		1	0,50
Dioxyde de soufre (SO₂)	1	2,66		1	0,37
Benzène (C₆H₆)	1	3,24		1	0,30

Polluant indicateur	Source CITEPA	Selon Meyronneinc
Dioxyde de soufre	13	10
Oxydes d'azote	63	57
Composés organiques volatils non méthaniques	42	42
Monoxyde de carbone	59	60
Dioxyde de carbone	28	28
Particules	33 (sous réserve)	44

Tableau III
Avantages (+) environnementaux des motorisations essence catalysée (Ec) et diesel (D).

Caractéristiques	Motorisation
Consommation de carburant et émisssions de dioxyde de carbone	D+
Emissions - par évaporation de carburant - à l'échappement Monoxyde de carbone Hydrocarbures Oxyde d'azote Particules fines en suspension Benzène Hydrocarbures aromatiques polycycliques Aldéhydes - surémissions à froid	D++ D+ D+ Ec+ Ec++ D+ Ec+ Ec+ D++
Participation à la formation d'ozone troposphérique	D++

Un nouveau champignon supérieur toxique a été récemment découvert en Allemagne. Un enfant de 7 ans a présenté des vomissements, des douleurs abdominales et des sensations vertigineuses,12 heures après avoir mangé quelques cuillerées de Hapalopilus rutilans, champignon lignicole que ses parents avaient confondu avec la langue de boeuf (Fistulina hepatica). Il a émis des urines violettes. Les jours suivants sont apparus une cytolyse hépatique, une insuffisance rénale modérée et des troubles neurologiques (ataxie, somnolence, troubles visuels, modification de l'EEG). Il a complètement guéri en 3 semaines. Les mêmes effets ont été observés chez le rat après l'administration d'acide polyporique, une substance dihydroxyquinonique extraite de H. rutilans (Kraft et al. Arch. Toxicol. 1998 ; 72 : 711-721).

Une perfusion unique de 90 mg de pamidronate en 4 heures a permis de normaliser en 24 heures la calcémie (210mg/l à l'admission) d'une femme de 77 ans intoxiquée par la vitamine D.
Le traitement initial par réhydratation et furosémide avait entraîné la décompensation d'une insuffisance cardiaque (Lee et Lee. J. Toxicol. Clin. Toxicol. 1998; 36 : 719-721).

Une équipe taïwanaise rappelle utilement, dans un article récent analysant rétrospectivement 159 cas personnels, que la pancréatite est une complication des intoxications par les organo-phosphorés qui n'est pas exceptionnelle. Comme elle résulte de l'hypersécrétion exocrine et de l'augmentation du tonus de la musculature lisse des canaux excréteurs qui sont des effets muscariniques, elle est prévenue par l'administration d'atropine (Lee et al. J. Toxicol. Clin. Toxicol. 1998; 36 : 673-681).

L'administration répétée de fortes doses de théophylline (75-400 mg/kg/j) a induit une périartérite mésentérique chez le rat. Cet effet n'a pas été observé aux doses inférieures ou égales à 50mg/kg. Il avait déjà été signalé avec la caféïne et d'autres vasodilatateurs (Nyska et al. Arch. Toxicol. 1998; 72 : 731-737).