Synthèse bibliographique

Transcription

1 Synthèse bibliographique Sujet : Pollen/Pollution/Santé MONNIER Samuel¹, THIBAUDON Michel¹, MICHELOT Nicolas², FEUERMANN Elsa³ ¹ Réseau National de Surveillance Aérobiologique (RNSA) ² Ministère de l Ecologie du Développement Durable et de l Energie (MEDDE) ³ Master 2 Climat-Risque-Environnement-Santé (CRES) I) Impact des pollens sur la santé 1) Description du pollen Le pollen est l élément fécondant mâle de la fleur chez les végétaux. Ce sont des grains de quelques micromètres, de formes différentes suivant les espèces végétales. Le pollen est un gamétophyte, donc un producteur de gamètes, contenu dans l anthère de la plantes à l extrémité des étamines. Les pollens se différencie par leur taille, allant de 7 µm pour le myosotis à plus de 100 µm pour les malvaceae, par leur forme puisqu un pollen peut être composé d un grain isolé ou de grains multiples et par leur ornementation. De plus c est grains peuvent être inaperturés, porés, colpés ou colporés. Les pollens sont formés de deux noyaux et de cytoplasme entouré par une couche interne fine appelé intine. Une paroi plus rigide et/ou plus épaisse appelé l exine protège le pollen. Celle-ci est composée d ectexine et d endexine. C est l ectexine qui peut-être lisse ou ornementée par des épine, des creux, des verrues ou encore des stries. Ce sont surtout ces ornementations qui permettent l identification de la plante qui a produit ce pollen. Le pollen contient une forte proportion de protéines (de 16 à 40 %) contenant tous les acides aminés connus. Une étude menée en 1983 démontre la nature hétérogène du pollen et les différences systématiques dans les extraits de protéine [6]. Cette même étude montre aussi une différence inéluctable entre les pollens des plantes ligneuse et des plantes herbacées [6].

2 Le pollen est généralement transporté par un vecteur comme le vent ou les insectes. Les animaux permettent un certain ciblage. Le vent n a en revanche aucune spécificité. Les plantes dont le pollen est disséminé par le vent vont donc en produire de plus grandes quantités. Figure 1 : Schéma simplifiée de la structure d un pollen source: 2) Mise en place de l allergie aux pollens L'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) classe les maladies allergiques au quatrième rang mondial des affections et considère que ces pathologies représentent "un problème majeur de santé publique en terme de qualité de vie, de perte de jours de travail ou d'enseignement, de coût médicamenteux, voire de mortalité." L allergie fait son apparition dès le 19 éme siècle. Elle fut découverte en 1816 en Grande-Bretagne. L allergie affecte, depuis les années 2000, environ 15% de la population mondiale soit 500 millions de personnes. Les allergies dus aux pollens touchent 10 à 15% de la population globale [26]. Selon une estimation de l OMS, elle pourrait toucher 50 % de la population mondiale dans moins de dix ans [50]. Depuis plus de 40 ans, la fréquence des allergies respiratoires, y compris l'asthme et les rhinites allergiques, est en constante augmentation chez les sujets jeunes et les citadins des pays développés [49]. On admet aujourd hui que 20 % des Français sont allergiques aux pollens [38]. L'allergie est une réaction d hypersensibilité initiée par une réaction immunitaire spécifique à une substance étrangère à l organisme humain (allergène). Lorsqu aucun mécanisme immunologique ne peut être mis en évidence, on parle alors d hypersensibilité [48]. L'allergène est bien toléré par la plupart de la population, toutefois les personnes allergiques déclenchent une réaction inadaptée, excessive et pathologique. Une substance inoffensive pour certains peut provoquer une réaction allergique chez une personne dite sensibilisée. L allergie au pollen, ou pollinose, est une affection liée à la présence dans l air, au fil des saisons, d une plus ou moins grande quantité de grains de pollen issus de plantes très diverses [49]. Les pollinoses provoquent des réactions au niveau des zones de contact comme les muqueuses respiratoires et oculaire et plus rarement ils peuvent être responsables de réactions cutanées, telles que l eczéma ou l urticaire. L allergie respiratoire se présente sous deux formes principales: la rhinite allergique et l asthme allergique [48, 49]. La rhinite allergique peut évoluer vers l asthme allergique [49].

3 Cependant toute les rhinites ne sont pas forcement allergique il est donc important de bien distingué les deux types de rhinite aussi bien en clinique qu en épidémiologie. La rhinite allergique résulte d une inflammation des voies aériennes supérieures (nez, rhinopharynx et larynx) qui provoque une congestion nasale obstructive qui peut atteindre différents niveaux de sévérité. L asthme est une maladie inflammatoire chronique des petites bronches (gonflement de la paroi des conduits aériens) qui peut s accompagner ou non d exacerbations prenant alors la forme de crises plus ou moins aigües. La maladie asthmatique est fréquente et potentiellement mortelle, c est une conséquence de l inhalation des allergènes en suspension dans l air inhalé [48, 49]. Pour qu une pollinose se développe ou se manifeste, quatre facteurs au moins doivent être réunis : la présence de pollen allergénique (contenant au moins un allergène), la dispersion dans l air de ce pollen en quantités et fréquences suffisantes (l exposition), la sensibilisation du sujet vis-à-vis de cet allergène, la réactivité de l organe cible [48]. La plupart des êtres humains développent des réponses à IgE significatives seulement dans le cadre d une défense contre des infections parasitaires. Cependant, certains sujets peuvent présenter une anomalie appelée atopie, qui représente une prédisposition héréditaire à produire de façon inappropriée des IgE contre un antigène non parasitaire. L allergie est plus généralement définie comme une réaction d hypersensibilité qui peut être IgE-dépendante ou non. Les allergies dépendantes des IgE sont les plus communes et concernent les allergies au pollen. L hypersensibilité de type 1 est immédiate, médiée par les IgE. Les réponses de type I, sont induites par les IgE, via l activation des mastocytes et des basophiles conduisant à la libération de médiateurs [48; 50]. C est la réaction la plus souvent impliquée dans le cas de l allergie au pollen. L atopie est la tendance individuelle ou familiale à produire des IgE en réponse à des antigènes inoffensifs et à développer un symptôme typique tel que l asthme, la rhino-conjonctivite ou l eczéma. Il est important de souligner que l atopie est une prédisposition génétique aux allergies. Il est possible de posséder un terrain atopique sans pour autant développer de réactions allergiques. On ne peut donc parler d'atopie que s'il y a des antécédents de manifestations allergiques chez les parents et autres membres de la famille [50]. Après une première phase -appelée sensibilisation qui est asymptomatique [48] (Figure 1a)- durant laquelle a lieu le contact initial avec un allergène, une réponse immunitaire préférentielle de type Th2 s'engage. La réponse immunitaire Th2 est caractérisée par la production de certaines cytokines qui polarisent la réponse immune; ceci conduisant, entre autres, à la production d'immunoglobulines d'isotype IgE, spécifiques de l'allergène. Ces IgE peuvent ensuite se fixer sur les récepteurs de haute affinité (FcERI) exprimés à la surface de différentes cellules spécialisées, notamment les basophiles et les mastocytes. Les allergènes, lors de leur réintroduction, se fixent sur les IgE spécifiques liées à leur récepteur membranaire. Une cascade de signalisation est alors mise en place; elle aboutit à la désorganisation de la membrane cellulaire et l exocytose des granules qui sont responsables des symptômes de l allergie car elles contiennent des médiateurs dus système immunitaire et de l inflammation et donc provoque des rhinites, conjonctivites, asthmes, eczémas [48, 49]

4 Figure 2 : Représentation schématique du mécanisme de l allergie. Le premier contact avec l allergène s appelle la sensibilisation (a). Le second contact avec l allergène, ou un autre allergène ayant une structure moléculaire proche de celui qui est responsable de la sensibilisation, entraîne une réaction qui s accompagne de manifestations cliniques. La réaction allergique est composée de deux phases. Une phase précoce (b), médiée par les IgE, débute 10 minutes après le contact entre l organisme et l allergène. Elle atteint son pic en 30 minutes et se résorbe en 1 à 3 heures. La phase tardive (c) est une réaction à médiation cellulaire. Elle atteint son maximum en 6 à 12 heures et s estompe généralement après 24 heures. [49] 3) Les pollens et les allergies La rhinite pollinique touche 10 à 20 % de la population générale en Europe. En France, 18,5% des adultes de 20 à 60 ans sont atteints et chez les adolescents de ans, la prévalence varie entre 11 et 27 % selon la région d étude. Tout comme l ensemble des maladies allergiques, la rhinite pollinique est en augmentation constante depuis plusieurs dizaines d années, en particulier en milieu urbain [26]. Par exemple, pour Clermont-Ferrand en , en moyenne 25.5 cas de rhino-conjonctivite allergique par jour ont été dénombré. Et lorsqu un lien entre l exposition et les risques sont recherché une association positive et significative a été observée pour les pollens de Bouleau, Cyprès, Chêne, Frêne et Graminées [26]. Le profil de distribution des risques par classe d âge (jeune, adultes et Les personne plus âgés < 64 ans) observé pour le Bouleau, le Frêne, le Chêne, le Cyprès et les Graminées est cohérent avec l observation clinique: pour le Bouleau, le Chêne et le Frêne, le profil observé (risques maximum pour la classe d âge des ans) correspond à la distribution classique de la fréquence des allergies respiratoires observées en clinique et en épidémiologie, le même constat peut être fait pour les pollens de Cyprès, où le risque est maximal pour les plus âgés, ce qui a déjà été constaté dans plusieurs études cliniques dans le sud de la France ou au Japon,

5 en ce qui concerne les Graminées, les associations observées étaient maximales pour les plus jeunes et les plus âgés. L allergie aux Graminées est tout à fait classique. Il est probable que les adultes connaissent parfaitement leur allergie et se traitent dès les beaux jours, ce qui pourrait expliquer l absence d association entre 14 et 64 ans [26]. Tous les pollens ne sont pas équivalents du point de vue du risque allergique: les pollens allergisants sont le plus souvent émis par des plantes dont le pollen est transporté par le vent (plantes anémophiles), le risque variant également en fonction de la quantité de pollen émise [50]. a) Cas des Cupressacées Les Cupressacées constituent, au sein des Gymnospermes, la famille la plus fortement représentée à travers le monde [50]. La pollinisation de cyprès engendre non seulement une forte augmentation de la concentration pollinique dans l atmosphère mais également de fines particules dérivées du pollen, ce qui la rend particulièrement invasive [50]. Une étude japonaise effectuée durant la pollinisation du Cryptomeria japonica, montre une forte augmentation des particules en suspension aussi bien dans l atmosphère qu à l intérieur des habitations [50]. Il existe une relation causale entre l exposition au pollen de cyprès et la sensibilisation. En effet, il a été démontré que le niveau de sensibilisation au pollen de cyprès est nettement plus important dans la région de Sènas à 80 Km de Marseille qu à Marseille même, et ceci est en accord avec les comptes polliniques [50]. Les pollens de Cyprès représentent 20 à 40% de la concentration atmosphérique du pollen annuelle dans la région du bassin méditerranéen [36], plus de 30 % du spectre pollinique et la pollinose au cyprès résulte d une allergie aux grains de pollen produits par différentes espèces appartenant à la famille des Cupressacées [50]. Cette allergie a été accentuée par l homme qui a multiplié les plantations de haies denses au voisinage immédiat des populations. L allergie au pollen de cyprès est aujourd hui considérée comme la cause principale de rhino-conjonctivite et d asthme dans les pays du pourtour méditerranéen [50]. Les premières études montraient qu elle touchait en majorité les personnes âgées, les enfants et les nouveaux arrivants dans les aires de répartition du cyprès. Aujourd hui cette allergie affecterait toutes les tranches d âges avec une augmentation des mono-sensibilisations [50]. L allergie aux pollens de Cyprès est du à diffèrent allergènes provenant de ces pollens. On connaissait seulement 2 allergènes du pollen de Cyprès qui sont bien caractérisé. Une étude de Shahali Y en 2010 révèle de nouveaux allergènes grâce à une méthode où les allergènes doivent être solubles [36]. Des facteurs environnementaux, autres que les allergènes eux-mêmes, peuvent être des adjuvants et augmenter la fréquence ou la gravité des crises d asthme ou de rhinite allergique. Certains composés, gazeux ou particulaires, de la pollution atmosphérique, mais aussi des composés du pollen, font partie de ces facteurs adjuvants possibles [48]. Le pollen est le principal vecteur d allergène dans l atmosphère ainsi que l un des plus invasifs car il peut traverser de très longues distances et interagir avec divers facteurs biologiques ou chimiques présent dans l atmosphère [50]. On sait que l'atopie, c'est-à-dire la prédisposition à développer une allergie, à une forte composante génétique. Il s agit d une maladie polygénique, c est-à-dire d une affection impliquant plusieurs gènes dont l association conditionne la sévérité de l expression des maladies allergiques. Plusieurs régions chromosomiques sont concernées et le risque de développer une allergie est plus important chez les enfants issus de parents allergiques. Or, des changements génétiques à l'intérieur d'une population nécessitent des milliers d'années.

6 Une telle progression de l allergie ne peut donc pas survenir sans que l'environnement n ait un rôle à jouer. Plusieurs hypothèses sont émises dans ce sens: i) Changement de la réponse immunitaire en raison d un environnement plus propre (théorie hygiéniste) i.e. diminution des infections bactériennes et parasitaires. ii) Changement du régime alimentaire et diminution de l activité physique. iii) Rôles de la pollution anthropogénique et du réchauffement climatique [50]. Nous nous intéresseront surtout aux rôles de la pollution atmosphérique et l interaction qu elle peut avoir avec les allergènes des pollens ainsi qu aux facteurs tels que l environnement et le climat. 4) Les facteurs influençant le risque de pollinose a) Impact de la météo et du réchauffement climatique Pour mieux comprendre l impact du climat, des températures et des précipitations des études sont effectué sur différents lieux comme en Turquie ou encore en haute montagne. Pour des zones avec un climat chaud comme à Adana en Turquie un étude à était faite en des niveaux élevés de pollens sont observées depuis le début de Mars jusqu'à la fin de Juin. Pendant l'été, même si la température est montée, la quantité de pollen à diminué. La supposition sur la diminution de la quantité de pollen n'était pas une question de facteurs météorologiques, mais elle pourrait être due à la fin de la période de pollinisation des arbres. Deux pics de quantités de pollen sont évidents tout au long de l'année, un en Février, et un autre en mai. En général, la variabilité météorologique n'affecte pas le nombre de pollen. Il était intéressant d'observer une augmentation significative de la quantité de pollen les jours avec une humidité élevée, à la suite des jours pluvieux dans les saisons chaudes. Elle suggère que les effets de la météo sur le nombre de pollen et les score symptômes de cette population ne pouvaient pas être clairement identifiés avec l'évaluation des données sur un an. Cependant, la quantité de pollen a eu un effet sur les symptômes allergiques chez les enfants allergiques au pollen [41]. Dans la Sierra Nevada une étude sur des espèces d Artemisia sont faite en utilisant les compte pollinique comme bio-indicateur. Une légère augmentation des températures estivales maximales et minimales sur la période d'étude, ainsi que des changements dans les précipitations saisonnières, a provoqué un retard croissant dans le début de la floraison. La date de fin de la saison de floraison a également eu lieu à une date plus précoce. Les présents résultats sont compatibles avec une réponse possible aux changements climatiques par la végétation de haute montagne; une étude récente fait état d'une tendance à l'augmentation de thermophilisation, c'est à dire une augmentation des espèces adaptés aux chaux et un déclin des espèces plus dépendante des conditions stables froides. Un retard important dans la date du pic de pollen a également été observée: dans les premières années de l'étude, le pic de pollen a été enregistré en Août, tandis que dans les dernières années de la série, il a eu lieu en Septembre. Après la date de pic de pollen, la saison variait en longueur d'année en année, d'une durée à peine d une semaine dans quelques années et près d'un mois dans les autres. Les conditions météorologiques avant la floraison, en particulier la température et les

7 précipitations, influencent fortement la quantité de pollen et donc la croissance de la population de ces espèces [47]. Mais d une manière générale, les dates de pollinisation et les quantités de pollens varient fortement d une année sur l autre, ce qui rend difficile une prévision des pics polliniques quotidiens. On sait néanmoins que les conditions météorologiques ont une influence sur la dispersion pollinique car la pluie rabat les pollens au sol, alors que le beau temps favorise leur dispersion [38]. Il apparaît d ores et déjà envisageable de prévoir certains pics polliniques grâce à un indice météorologique de dispersion atmosphérique [38]. Il est constaté qu après un pic de l indice météorologique succède un pic de la concentration pollinique le lendemain ou le surlendemain. Il est mis en évidence le temps de réponse habituel des comptes polliniques par rapport à cet indice météorologique. Il s établit à 2 jours pour le platane, le bouleau et le frêne, à 1 jour pour les graminées et il n y a pas de décalage pour le chêne [38]. Les jours où l indice météo est positif les concentrations polliniques sont en moyenne deux fois plus fortes que les jours où il est très négatif. Les qualités dispersives de l atmosphère exercent une influence sensible sur le nombre de grains de pollens présent dans l air respiré. Mais la dispersion atmosphérique n est pas la seule variable permettant d expliquer la qualité aérobiologique de l air [38]. Les pollinoses sont directement liés, aux facteurs météorologiques. Ces derniers influencent aussi bien la production que la libération ou la dispersion du pollen. La température est positivement liée aux consultations avec tous les symptômes pris en compte et les chutes de pression atmosphérique favoriseraient assez souvent la déhiscence des anthères, ce qui a pour résultat la libération de grains de pollen; cela a directement une incidence sur les rhinites et les crises d asthme. Les épisodes pluvieux entraînent une diminution de la fréquence des allergies respiratoires ; cela peut être expliqué par le fait que la pluie favorise, une rétention au sol des grains de pollen. En revanche, les consultations pour asthme sont positivement corrélées avec les précipitations. En effet, l eau de pluie peut induire une libération de particules microscopiques dites granules cytoplasmiques de pollen qui comprend une quantité substantielle d amidon. Des auteurs ont observé que la concentration de granules d amidon dans l air ambiant augmente de 20 à 50 fois après la survenue des orages alors même que les grains de pollen entiers ne sont plus détectables. Ces microparticules ont été mises en cause dans les épisodes épidémiques d asthme associés aux orages [37]. Les modifications climatiques peuvent donc influencer la pollinisation et la dissémination du pollen à trois niveaux : i) en augmentant la production de pollen et en allongeant la période de pollinisation du cyprès. Ainsi la pollinisation est plus précoce et conduirait à des prolongations de saison pollinique. Ce facteur joue un rôle déterminant car il conditionne le rythme des contacts avec l allergène et affecte directement la restauration de la muqueuse entre les crises. Il est intéressant de noter qu en Europe de l Est, où l hiver est plus froid et plus long, le cyprès pollinise essentiellement au printemps. Dans certaines villes comme Ljubljana (Slovénie) et NoviSad (Serbie), les pollens de Cupressacées ont été, par exemple en 2008, majoritaires dans l atmosphère durant le printemps. ii) en influençant la libération du pollen. En général, les plus fortes émissions de pollen ont lieu par temps anticyclonique ensoleillé et chaud, avec des fortes amplitudes thermiques entre le jour et la nuit. On observe en général des concentrations de pollen de cyprès plus fortes durant la matinée (entre 9 h et 11 h). iii) en conditionnant la suspension des grains de pollen dans l air. Les précipitations et l humidité diminuent la charge de pollen dans l air [50].

8 Les modifications climatiques, maintenant bien documentées, ont également des effets directs et indirects sur la dispersion du pollen. L un des tous premiers effets du réchauffement climatique a été les modifications d'aires de répartition de certaines espèces végétales [50]. Selon une étude de l INRA, les espèces du sud seront favorisées par le réchauffement du climat et des arbres méditerranéens comme le chêne vert, l olivier, le pin d Alep, le pin parasol et le cyprès pourraient dépasser la latitude de la Loire d ici 2100 [50]. L aire de répartition du pollen de cyprès a évolué durant ces trois dernières décennies et le cyprès gagne de plus en plus de terrain vers le nord de l hexagone. L augmentation de la concentration annuelle de pollen de cyprès en région Rhône-Alpes et en Bourgogne est un phénomène relativement récent et suscite une attention particulière en raison des manifestations cliniques qu il engendre, même chez certains individus sans aucun antécédent d atopie [50]. b) Impact de l environnement sur les pollinoses Il est bien connu que les personnes vivant dans une zone de concentration atmosphérique élevée d'un pollen donné ont un risque plus élevé de développer la sensibilisation allergique à ce pollen. En outre, les personnes déjà sensibilisées peuvent subir une exacerbation des symptômes allergiques respiratoires si elles entrent dans la zone de fortes concentrations de pollen. D après une étude effectuée dans la ville de Badajoz en Espagne en , les niveaux de pollens ont été inférieurs aux endroits urbains plutôt que sur le site à la périphérie de la ville sauf pour les plantes ornementales. La zone urbaine de la ville réduit d'environ 20 % les concentrations de grains de pollen dont les sources se trouvent en dehors de la ville. Cependant, les plantes ornementales soulèvent un niveau de pollen total important. Or si le capteur se situe à la périphérie de la ville il ne sera pas représentatif de l atmosphère qu un patient atteint de pollinose respire [40]. Certains auteurs suggèrent que les changements dans les cultures peuvent produire une augmentation du rhume des foins. D autres études affirment que l'effet du changement climatique pourrait entraîner une augmentation de la production d'allergènes dans l'air, et donc une augmentation de la sévérité des symptômes et le nombre de personnes qui deviennent sensibilisés (cf. I-4-a). Une comparaison entre une ville avec un mode de vie urbain et des problèmes environnementaux comme Cordoue et une ville avec un mode de vie rural et une atmosphère moins pollués comme Evora pour évaluer l influence de l environnement sur les pollinoses. La comparaison entre ces deux villes est possible. Puisque leur climat est similaire, il n y aura pas l influence du climat. Il y a une plus faible incidence de maladie allergique liée au pollen dans la ville d Evora. Ce fait pourrait s'expliquer par deux causes principales. Tout d'abord, 73,34 % des patients dans la ville de Cordoue étaient âgés entre 11 et 30 ans, alors que seulement 50% des patients ont été inclus dans ce groupe à Evora. (Une étude réalisée à travers l'espagne a indiqué que le groupe d'âge est le plus touché par la pollinose.) Deuxièmement, la population à Evora a maintenu un mode de vie rural pendant une longue période (nourriture, contact avec des animaux, etc) alors qu à Cordoue les gens ont changé de mode de vie le long des dernières décennies, ils se sont urbanisés. Certaines études suggèrent que l'acquisition de certaines infections ou l'exposition à des risques microbiens d origines naturelles rencontrées en milieu rural pourrait conférer une protection contre les maladies allergiques. En outre, nous déclarons également que l'atmosphère à Evora est de loin moins contaminée que dans Cordoue où la principale source d'émissions de matières solides dans l'air est la circulation routière, puisque la ville se trouve sur la route des marchandises transportées [39]. La vie en ville présenterait un facteur de risque de développement des allergies respiratoires quand on compare ce mode de vie au mode de vie rural. De plus, plusieurs études ont montré que naître et vivre à la ferme pendant

9 les deux premières années de vie réduisait le risque allergique par rapport aux témoins constitués soit par des citadins soit par des ruraux ne vivant pas à la ferme. Riedler et al. montrent que le rhume des foins est significativement moins fréquent à l âge de 8-10 ans chez les enfants vivants à la ferme (3,1 %) comparés à ceux qui n ont pas eu de contact avec un environnent de ce type (10,3 %) [49]. En plus des environnements extérieurs il y a aussi le mode de vie du patient à prendre en considération, comme les fumeurs ou les personnes provenant d une famille nombreuse... La fumée de tabac, source omniprésente d irritants à l intérieur des bâtiments jusqu à il y a peu encore, produit un mélange gazeux de vapeurs et de particules. Le tabagisme, surtout passif, est fortement suspecté d entraîner une élévation des IgE et également des affections allergiques et de l asthme, surtout chez les enfants. Chez n'importe quel enfant, le tabac favorise les infections des voies aériennes supérieures et inférieures, modifie la croissance et l'évolution naturelle de la fonction respiratoire, facilite l'apparition et l'aggravation d'un asthme, induit ou exacerbe une hyperréactivité bronchique. Chez l'enfant atopique, le tabagisme passif potentialise la symptomatologie de l'allergie respiratoire. De même, le tabagisme actif pourrait contribuer à la sévérité de l asthme, sans toutefois être la cause de son développement [49]. Mais dans d autres études ceci est très controversé. Au cours d une étude il est constaté que le risque de développer une réaction positive aux Prick tests (tests cutanés), donc une sensibilisation aux aéroallergènes, était plus faible chez les fumeurs «soutenus» que chez les personnes n ayant jamais fumé. Les auteurs expliquent cela par un effet immunosuppresseur du tabagisme [48].La plus grande fréquence des allergies dans les pays occidentaux a été mise sur le compte du mode de vie spécifique. La fréquence du rhume des foins est inversement corrélée à la taille de la famille : plus la fratrie est nombreuse, moins l enfant risque de développer une pollinose; ainsi les enfants uniques auraient un risque significativement plus élevé de développer des allergies. Des études épidémiologiques ont montré que des enfants d une première grossesse tardive ont un risque significativement plus élevé de développer les maladies allergiques. D autres signalent que l allaitement maternel est un facteur protecteur pour l asthme [49]. III) Impact de l interaction des polluants avec les pollens sur la santé. L allergie fait son apparition dès le 19 éme siècle. Elle fut découverte en 1816 en Grande- Bretagne. Et dès 1876 des travaux de Charles Backley montrent que cette affection ne touche que les pays industrialisés. L apparition de la rhinite dans différentes régions d Europe et celle de la pollution chimique massive de l atmosphère s avèrent concomitantes: en effet la Grande-Bretagne fut la première à réaliser sa révolution industrielle, suivie par l Allemagne et la France. L allergie est en progression constante, et sa prévalence s accroît en parallèle avec l'augmentation de la pollution. Par exemple : En France, la prévalence de la rhinite allergique chez les jeunes adultes en région parisienne est passée de 3,8% en 1968 à 30,8% en 1992 d après une étude de F. Neukirch et al. Depuis la fin du XIX e siècle les pollinoses semblent régulièrement progresser, au même rythme que la pollution globale de l'air. Les polluants gazeux et particulaires sont considérés comme facteurs aggravants de la réaction allergique. Dans les pays occidentaux, la pollution atmosphérique est liée, d une part, à des composés gazeux comme l ozone (O3), les oxydes d azote (NO, NO2), les hydrocarbures ainsi que le dioxyde de soufre (SO2) et, d autre part, à des polluants particulaires tels que les PM10, PM2,5 et les particules diesel. Ces polluants agissent, soit d une manière directe, en fragilisant l appareil respiratoire, soit sur les aéroallergènes tels que ceux contenus dans les grains de

10 pollen, en jouant sur la structure même du pollen ou, encore, en modifiant leur allergénicité [48,49]. 1) Polluant/Santé Lorsque l on respire, l air est logiquement expiré. Ce n est pas toujours le cas pour la phase particulaire qui va pénétrer plus ou moins profondément dans l appareil respiratoire, selon la taille des particules. Lorsque les particules ont un diamètre aérodynamique compris entre 10 et 3 µm, elles se déposent au niveau de la trachée et des bronches. À moins de 3 µm, elles peuvent atteindre les alvéoles pulmonaires et pour les ultrafines passer dans le sang. Malgré l existence de systèmes d épuration des particules, celles-ci s accumulent dans l organisme au cours des expositions chroniques. Les particules les plus fines génèrent des affections respiratoires et cardio-vasculaires qui résultent en grande partie d une inflammation du système respiratoire [51]. On considère que la déposition des particules dans l appareil respiratoire dépend essentiellement de trois mécanismes : la sédimentation pour les particules les plus grosses, l impaction au niveau des bifurcations bronchiques, et la diffusion pour les particules les plus fines. La taille des particules détermine donc leur site de déposition dans l appareil respiratoire et on peut ainsi mettre en évidence trois régions de dépôt : les régions naso-pharyngée, trachéobronchiale et alvéolaire. Ce schéma classique va ensuite varier selon les individus, leur capacité respiratoire, d éventuelles pathologies telles que l asthme et la bronchite chronique. La déposition particulaire dans les poumons est sensiblement plus marquée chez des malades atteints de pathologies obstructives telles que l asthme et la bronchopathie pulmonaire obstructive (BPCO), elle est hétérogène selon les zones du poumon et la variabilité interindividuelle est très forte. Tous ces facteurs ainsi que les propriétés propres des particules et leur capacité à interférer avec les fluides broncho-pulmonaires vont jouer un rôle essentiel dans leur toxicité [51]. La pollution chimique peut agir en tant que facteur inducteur de la réaction allergique par l irritation des voies respiratoires. De nombreuses études réalisées in vitro ou in vivo ont évalué les effets inflammatoires de l ozone sur les voies aériennes. L exposition à des concentrations d ozone inférieures à 0,5 ppm, en l absence d exercice physique, n entraîne pas d effet sur la fonction respiratoire. En revanche, l exposition à l ozone lors d un exercice musculaire diminue les performances ventilatoires et augmente la résistance des voies aériennes et la dyspnée. Un des effets les plus importants de l ozone chez les sujets asthmatiques est probablement l aggravation de l inflammation chronique des voies aériennes. De nombreuses études suggèrent que les effets de l ozone sur l obstruction bronchique sont beaucoup plus marqués chez les patients asthmatiques que chez les sujets sains. L exposition à l ozone augmente la réponse immédiate et retardée à l allergène chez les sujets asthmatiques. L ozone induit une augmentation de la production intracellulaire de dérivés oxygénés et de la perméabilité des cellules épithéliales, qui pourraient favoriser la pénétration des allergènes inhalés dans la muqueuse respiratoire et la production de cytokines proinflammatoires [49]. Le dioxyde de soufre induit une bronchoconstriction rapide chez les sujets sains et allergiques. L exposition au dioxyde d azote est associée à une augmentation de la prévalence de l asthme et de la rhinite allergique. L exposition au dioxyde d azote pourrait favoriser la sensibilisation aux allergènes inhalés. Une exposition à 0,4 ppm de dioxyde d azote pendant 4 heures augmenterait la réponse immédiate et retardée à l allergène chez des sujets asthmatiques [49].

11 Parmi les polluants particulaires, les particules de diesel ont été les plus étudiées. D autres études ont montré que les particules diesel entraînent la libération d IL-4 et d histamine par les basophiles mis en culture, provenant d individus sensibilisés aux pneumallergènes. Cette libération intervient au bout de 2 heures et se prolonge pendant 20 heures. Elle est aussi importante avec les basophiles des individus sensibilisés qu avec ceux des témoins. Pour les PM10, dans le cas d une concentration de 10 µg/m3 de ces particules, une augmentation des crises d asthme a pu être mesurée (+ 3 %). De la même façon, une association peut être faite, concernant les PM10, avec l utilisation d un bronchodilatateur (+ 2,9 %), des visites aux urgences (+ 3,4 %) et des cas d hospitalisation pour crise d asthme (+ 1,9 %) [49]. Heinrich et al. ont montré que la pollution automobile, tous facteurs confondus, entraîne quelques risques notables, mais peu importants sur le rhume de foins et la toux nocturne. Pourtant, l urbanisation et le trafic automobile sont pointés du doigt au Japon où la morbidité allergique est liée à 60 % à l allergie au pollen de cèdre rouge. En effet, sa prévalence varie de 1,7 % (régions montagneuses où il n y a ni pollen de cèdre, ni circulation automobile) à 5,1 % (en forêt où le pollen est abondant) et à 13,2 % en ville (présence de pollen et de trafic automobile). Une autre étude montre que le volume du trafic automobile est corrélé avec la concentration de NO2 et insiste sur l importance des symptômes de rhinite [49]. Les épisodes de pollution hivernale, sont généralement associés aux conditions climatiques suivantes: situation anticyclonique, vent faible, ciel clair favorisant le rayonnement nocturne et la formation d inversion thermique, fortes inversions thermiques de basses couches à caractère persistant (une inversion qui ne se dissipe pas en milieu de journée est très favorable à une pointe de pollution importante), température basse qui fait augmenter les émissions dues au chauffage [45]. Des liens positifs et significatifs étaient retrouvés entre le nombre quotidien de passages pour asthme et bronchite chez les 0-1 an et les 2-14 ans et les niveaux ambiants de pollution, une élévation «habituelle» des niveaux de polluants du jour ou de la veille étant associée à une augmentation de 2 à 7% des passages. Les effets des polluants sont plus importants chez les nourrissons (dans les 0-3 jours après l exposition) que chez les 2-14 ans (0-5 jour après) pour l asthme. Ces résultats confirment que les niveaux actuels de polluants dans la région Centre contribuent à dégrader l état de santé respiratoire des enfants et des nourrissons [30]. La prévision des pointes de pollution en agglomération parisienne est l objet d études réalisées en collaboration entre Météo-France et Airparif [45]. Un événement de pollution important c est produite durant le mois de Mars 2014 plus exactement du 7 au 15 Mars Il est observé durant cette période en Ile-de-France, une augmentation du nombre de passages aux urgences pour asthme observée entre les journées du 13 et du 17 mars inclus (68 passages pour la journée du 13 mars versus 123 pour la journée du 17 mars), puis une légère baisse pour la journée du 18 (91 recours), on note une nouvelle hausse avec 105 recours aux urgences pour asthme tous âges confondus. Une augmentation du nombre de passages est observée principalement chez les ans (32 recours aux urgences pour la journée du 19, soit + 14 passages par rapport à la journée du 18 mars). Le lien entre cette augmentation et le pic de pollution ne peut être affirmé avec certitude à ce stade cependant l épisode de pollution particulièrement intense des jours précédents a pu y contribuer [46]. Tandis que dans la région Centre les indicateurs quotidiens de passage aux urgences, d hospitalisation ou de recours à SOS Médecins ne présentaient pas d augmentation notable à période équivalente par rapport aux années 2012 et Les analyses des pathologies possiblement liées à la pollution atmosphérique (asthme, bronchite chronique et BPCO, dyspnées et insuffisance respiratoire, insuffisance cardiaque, ischémies myocardiques, céphalées, malaises) et ce quel que soit l âge, sont restées dans des valeurs attendues et précédemment observées les années précédentes [46].

12 La pollution chimique peut agir en tant que facteur inducteur de la réaction allergique par l irritation des voies respiratoires. La plupart des polluants abaisse le seuil de réactivité bronchique et accentue l irritation des muqueuses nasales ou oculaires. Ces phénomènes irritatifs s ajoutent alors aux effets de l allergie pollinique [48]. Outre le rôle néfaste des polluants atmosphériques et du tabagisme sur l appareil respiratoire, les polluants peuvent agir sur les grains de pollen, soit en fragilisant la membrane pollinique, ce qui facilite la libération de petites particules cytoplasmiques dites granules cytoplasmiques de pollen ou GCP, soit en modifiant les allergènes polliniques [49]. 2) Polluant/pollen Les pollens récoltés en milieu aérien pollué peuvent présenter des dégradations physiques, des particules ou des dépôts adsorbés en surface. L exine serait fragilisée et la dispersion des granules cytoplasmique de pollens pourrait ainsi être facilitée par la pollution [24, 48]. Les polluants atmosphériques peuvent donc avoir un effet sur les grains de pollen en modifiant leur structure mais aussi leur contenu allergénique et en fragilisant la membrane cytoplasmique [37]. La pollution de l air urbain (O3, NO2, SO2) modifie la morphologie des grains de pollens. L exine est fragilisée et laisse échapper une grande partie du contenu en allergènes du pollen. Une acidification des allergènes suite à un mélange de polluants pourrait être un des facteurs modulant la réponse allergique d après une étude faite sur les pollens de bouleau et de graminée dans des villes comme Paris, Rouen, Mulhouse, Munich et Prague [25]. Des expositions expérimentales avec les polluants CO2, NO2 et O3 sur les pollens de charme d orme et de fétuque suggèrent une modification du contenu du grain de pollen en acides aminés et de leur poids moléculaire [4]. Un doublement du nombre d acides aminés par rapport à des pollens «propres» provoqué par CO2, NO2 et O3 est aussi démontré par exposition expérimentales [5,6]. Et les émissions d ozone provoqueraient une augmentation des profils des allergènes dans le groupe 5 de l Ivraie [2]. Une étude sur du pollen de bouleau récolté sur site pollué par une pollution générale montre une augmentation de la charge en polluants en zone industrielle et en centre-ville ainsi qu une fragilisation de la paroi externe du grain de pollen [7]. Pour ce qui est des particules diesel, PDi, celle-ci peuvent se fixer sur les allergènes d après une étude expérimentale [9], Il est démontré grâce à des expériences in vitro, que les particules de carbone des gaz d échappement de diesel, qui sont dans la gamme des tailles de particules respirables, peuvent se lier à l allergène majeur du pollen de graminées lol p1dans des conditions in vitro. Ce phénomène représente un mécanisme potentiel pour une concentration des allergènes dans l air pollué qui pourrait déclencher des crises d asthmes [9]. L augmentation de la pollinose au Cupressacées coïncide avec une recrudescence de la pollution particulaire et gazeuse émise en grande partie par la circulation automobile. La pollution atmosphérique urbaine influence à la fois la structure des grains de pollen de cyprès et leur contenu en allergènes ; et elle joue un rôle dans la transformation des grains de pollen dont les exine, très minces sont alors fragilisées, ceci facilite la libération du matériel cytoplasmique dans l atmosphère. Ce dernier phénomène facilite par la suite la phase d exsudation et la libération du matériel cytoplasmique dans l atmosphère. Le pollen de Cupressacées, devient en zone urbaine vecteur de polluants atmosphériques gazeux et particulaires toxiques aussi bien pour le pollen, pour son environnement que pour la santé des individus qui respirent [29]. De plus, il a été constaté que les grains de pollen de Cupressaceae Arizona sont non seulement des importants vecteurs d'allergènes mais aussi des vecteurs d éléments polluants, comme le soufre et le cuivre, capables d'augmenter l hyperréactivité de la muqueuse chez les sujets sensibles. Les grains de pollens de Cupressaceae Arizona sont recouvert par des nanoparticules appelés orbicules

13 submicroscopique qui agissent comme vecteur efficace pour les composants de pollens libérés et atteigne les régions inferieur des organes respiratoires. Les interactions entre les nanoparticules des grains de pollens de Cyprès, et les polluants peuvent expliquer l augmentation de la fréquence des asthmes rapportés chez des patients sensibilisés aux pollens de cyprès, atteignant 18% en Italie et 20% à Izmir en Turquie. La pollution de l air ambiant augmente considérablement la fragilité de l exine du pollen [24]. Les deux pollutions, chimique et biologique, peuvent cumuler leurs effets nocifs sur la santé de l homme. La production d ozone est favorisée par un bon ensoleillement et la présence de vents légers, et c est également le cas pour les pollens, ce qui explique que les pics polliniques se produisent en même temps que les pics d ozone, les deux polluants chimique et biologique ajoutant alors leurs effets sur les voies respiratoires des personnes allergiques. En effet, une étude à analyser les polluants atmosphériques adsorbés à la surface des grains de pollen de cèdre du Japon dans les zones urbaines et montagneuses. Les particules fines anthropiques ont été adsorbées significativement et de nombreux éléments ont été concentrés sur la surface du grain de pollen dans le site urbain de Yokohama, alors qu à l inverse, ils n'étaient pas concentrés sur la surface du grain de pollen recueilli sur un site montagneux [34]. L'ozone, comme le NO2, altère les muqueuses respiratoires et oculaires, renforçant ainsi le rôle néfaste des pollens. Par ailleurs il abaisse le seuil de réponse de l'allergique aux allergènes auxquels il est sensibilisé : ainsi un allergique aux Graminées qui, normalement, ne développe de symptômes d'asthme qu'à partir d'une concentration en pollens dans l'air de 25 grains/m 3, peut s'il est exposé à de forts taux d ozone développer des manifestations asthmatiques pour des concentrations polliniques beaucoup plus basses, par exemple 3 grains/m 3 ( ce seuil variant selon la sensibilité des patients) [31].Les allergènes contenu dans les grains de pollens sont des protéines ou des glycoprotéines. Ces allergènes une fois sur les muqueuse respiratoire entraine la synthèse d anticorps de type IgE et la synthèse d histamine est à l origine de la réaction allergique [31]. Les grains de pollens pollués induisent une plus grande libération d histamine que les grains non pollués. Les particules diesel stimulent la synthèse d IgE et donc facilitent la sensibilisation allergique des sujets prédisposés [31]. De plus l ozone est un polluant qui peut augmenter l allérgénicité des grains de pollens d ambroisie en simulant l espèce réactive de l oxygène NAD(P)H oxydase [28] En Europe, les augmentation de pollinose semblent être causés par le pollen de bouleau, charme et de cyprès et surtout de l ambroisie plutôt que par les pollens allergènes classique. L urbanisation augmente la sensibilisation allergique en raison de ses niveaux élevés d exposition à O3, NOx, SOx et PM10, PM2.5 [28] Pour résumé, en condition atmosphérique, les allergènes pourraient se lier, et donc être transportés par des particules atmosphériques. Les mécanismes qui aboutissent à ce contact entre allergènes et particules sont pour l instant inconnus. Les granules cytoplasmiques de pollens, GCP, ont une taille comprise entre 0,5 à 4,5 µm selon les espèces, ce qui leur permettrait de pénétrer dans le système respiratoire bien plus profondément que le grain de pollen. De ce fait, les GCP sont plus susceptibles de conduire à une réaction allergique de type asthmatique, plutôt qu à une rhinite. Selon les espèces végétales, deux mécanismes différents peuvent aboutir à une dispersion des GCP contenus dans le pollen: Graminées : rupture du grain de pollen dans l eau de pluie suite à un choc osmotique. Bouleau, aulne et noisetier : germination sans succès d un grain de pollen sur une surface en présence d eau, une feuille par exemple. La rupture du tube pollinique relâche ensuite des granules d amidon (terme anglais : abortive germination) [48]. Les deux mécanismes aboutissent au même résultat : le déversement du contenu du grain de pollen, dont les GCP, vers le milieu extérieur. Le nombre de granules dispersés lors de la

14 rupture du grain ou du tube pollinique varie selon les espèces mais peut être estimé à plusieurs centaines de granules (400 pour le bouleau, 700 pour l ivraie). Ces mécanismes n ont pas seulement lieu lorsque le pollen est en contact avec de l eau liquide mais ils peuvent également survenir lorsqu un certain taux d humidité de l air est atteint [49].Une autre hypothèse a été formulée, là non plus sans vérification, de la rupture mécanique des grains de pollens par impaction sur des surfaces solides par fort vent. Plusieurs études ont montré que les GCP possèdent un caractère allergisant. Les GCP lessivés par la pluie, libèrent des allergènes. Une expérience sur des rats a montré que les grains de pollens ainsi que leurs sous-fractions GCP lessivées ou non pouvaient induire une réponse allergique et inflammatoire, mais selon des mécanismes différents. En raison de la facilité de rupture du grain ou du tube pour certaines espèces, du caractère allergisant avéré des GCP et du grand nombre de granules présents par grain de pollen, ce mécanisme de dispersion des allergènes est probablement le plus efficace. L abondance et la fréquence de la présence des GCP dans l environnement ne sont cependant pas connues [48]. De nombreux auteurs décrivent les altérations physiques de grains de pollen exposés artificiellement ou collectés dans des atmosphères de zone urbaine ou industrielle en comparaison à des pollens «sains». Les modifications physicochimiques couramment reportées sont des fissures voire une déchirure de l exine, des grains ayant des formes anormales et des dépôts en surface provenant de particules atmosphériques ou des résidus de précipitation liés à l évaporation de gouttelettes d eau [48]. La présence de déformations physiques de l exine est une indication de la fragilisation de son enveloppe par la pollution, ce qui pourrait favoriser la dispersion des GCP. Certains auteurs ont d ailleurs observé des grains de pollen, issus de zones polluées, vidés de leur contenu. L ensemble de ces informations indique que la pollution atmosphérique peut jouer un rôle important dans la libération des GCP, et donc dans la dispersion et la disponibilité des allergènes de pollen, par le biais d une fragilisation de l exine. Concernant la présence de particules en surface des grains de pollen, il est difficile de tirer des conclusions générales sur leurs effets potentiels en raison d une part de la diversité des particules présentes dans l atmosphère et d autre part en raison des faibles quantités de matières mises en jeu [48]. La pollution atmosphérique agit en tant que facteur inducteur de la réaction allergique par irritation des voies respiratoires. La pollution peut également avoir un effet directement sur le pollen lors de la production du grain dans l anthère ou lors de la pollinisation lorsque le grain de pollen est dispersé dans l atmosphère. Aucun élément ne permet à l heure actuelle d estimer le poids relatif de ces deux modes d action de la pollution sur le grain de pollen. Les effets directs de la pollution sont constatés à plusieurs niveaux : altération de la fonction reproductive du pollen, changements physico-chimiques de la surface du grain et fragilisation de la membrane cytoplasmique, modification du potentiel allergisant, augmentation de la production de ROS et donc par extension, aggravation des effets pro-inflammatoires [48]. 3) Polluant/allergie La prévalence et la gravité des maladies respiratoires allergiques telles que la rhinite et l'asthme ont augmenté ces dernières années ; la pollution de l'air intérieur et extérieur et les changements climatiques sont en cause dans cette augmentation constante. L augmentation de

15 la production de CO2 avec les changements climatiques, l'urbanisation avec ses niveaux élevés d'émissions de véhicules et le mode de vie occidentalisé ont augmentés en parallèle avec l'augmentation de l'allergie respiratoire dans la plupart des pays industrialisés [33]. Les personnes vivant dans les zones urbaines ont tendance à être plus touchés par la maladie, que ceux qui vivent dans les zones rurales. Chez les sujets atopiques, l'exposition à la pollution de l'air augmente la réactivité bronchique aux aéroallergènes. Une interaction a été observée entre les allergènes de pollen et la pollution de l'air. En adhérant à la surface des grains de pollen, les composants de la pollution de l'air pourraient modifier leurs propriétés antigéniques. Cependant, les dommages de la muqueuse des voies aériennes et l altération de la clairance mucociliaire induite par la pollution atmosphérique peuvent faciliter la pénétration et l'accès des allergènes inhalés aux cellules du système immunitaire, et ainsi promouvoir une sensibilisation des voies respiratoires. En conséquence, une augmentation de la réponse IgEmédiée aux aéroallergènes et une inflammation des voies respiratoires favorisée par la pollution de l'air pourrait expliquer la prévalence croissante des maladies respiratoires allergiques dans les zones urbaines [33]. L'augmentation de la prévalence des maladies allergiques respiratoires pourrait être en relation avec la facilitation de la sensibilisation aux allergènes en présence de polluants atmosphériques. Les pollens recueillis dans des zones polluées ont un contenu protéique et allergénique modifié. Chez l'homme, la réponse au test de provocation allergénique est exacerbée après pré-exposition à SO 2, NO 2 et ozone. Les études épidémiologiques comparant la prévalence de l'atopie en milieu urbain et rural mettent en évidence un surcroît d'atopie en milieu urbain [1, 10, 11]. Les études montrant une augmentation de la quantité de protéines et/ou de l allergénicité du pollen suite à un épisode de pollution sont nombreuses. Par exemple, les pollens d ivraie, de bouleau, de chêne, d orme et de fétuque se révèlent beaucoup plus riches en acides aminés, donc en allergènes, lorsqu ils sont exposés expérimentalement ou in situ à de fortes concentrations en ozone, en NO2, en dioxyde de soufre (SO2) et/ou en dioxyde de carbone (CO2) que lorsqu ils sont préservés de toute pollution chimique. Des auteurs montrent également que l allergénicité est plus importante pour les pollens «urbains» [48]. Par exemple, il est observé pour le cyprès que l expression de l allergène Cup 3 est plus importante lorsque le pollen est soumis à des conditions polluées ou encore que le pollen d ambroisie collecté en bordure de route à trafic dense présente une allergénicité supérieure comparé à celui collecté prés de route à faible trafic et que suite à une exposition artificielle de pollen d Acer negundo au NO2 ou au SO2, Sousa le contenu en protéines était légèrement augmenté ou diminué selon le polluant mais que l allergénicité des pollens pollués était plus importante. L augmentation de la quantité de certaines protéines de défense, qui peuvent être aussi des allergènes, serait un mécanisme de protection des plantes suites au stress chimique induit par la pollution [48]. Une corrélation entre des symptômes et des polluants comme SO2, NO2, CO, O3 et les particules s il y a présence de pollen allergisant [20]. D autres études montrent une diminution du contenu en protéines pour le pollen pollué. Des auteurs ont observé une importante diminution du contenu en protéines lorsque du pollen de cyprès était exposé deux semaines à la pollution atmosphérique d un milieu urbain. Et lorsque du pollen de Ricinus communis ou du pollen de fléole est exposé in vitro au SO2 et NO2 et ils ont observé une diminution de la quantité de protéines avec l augmentation de l exposition (en durée et en concentration). Même conclusion pour Guedes et al. (2009) qui ont observé une diminution du contenu en protéines pour le pollen de Chenopodium album collecté en milieu urbain [48]. La pollution chimique peut agir sur l'allergénicité du pollen en majorant le nombre d'allergènes à l'intérieur des grains et en facilitant leur sortie ; les oxydes d'azote, l'ozone et les particules diesel sont alors les polluants les plus souvent incriminés, le rôle du dioxyde de

16 soufre et du monoxyde de carbone paraissant plus aléatoire. Mais les polluants sont également des irritants respiratoires, qui jouent le rôle de facteurs adjuvants dans la réaction allergique, la pollution photo-oxydante étant cette fois mise en avant par rapport à la pollution acidoparticulaire. Ainsi, associés au pollen, l'ozone et le dioxyde d'azote peuvent accentuer la réponse bronchique, ainsi que les manifestations de rhinite ou de conjonctivite des allergiques, et abaisser leur seuil de réponse aux allergènes auxquels ils sont sensibilisés. Quant aux particules diesel, en stimulant la synthèse des IgE et des cytokines, elles facilitent la sensibilisation allergique des sujets prédisposés. Enfin, alors que la recherche a jusqu'ici presque exclusivement considéré les effets à court terme de la pollution chimique sur les allergies, l'hypothèse d'un impact à long terme ne peut pas être écartée [35]. L augmentation de CO2 et de la température pourraient augmenter la concentration en allergène dans le grain de pollen [49]. Le polluant particulaire le mieux étudié est constitué de particules diesel (PDi). Des données expérimentales indiquent que ces particules adsorbent les allergènes polliniques, se comportant ainsi en véritables vecteurs facilitant le passage dans les voies aériennes. Leur faible diamètre (0,2 µm en moyenne) leur permet de pénétrer au plus profond des voies aériennes et pourrait provoquer ainsi des crises d asthme en présence de concentrations en allergènes inférieures aux seuils habituels d action clinique et induire une réponse inflammatoire susceptible d aggraver les troubles respiratoires [48]. Dans une étude écologique temporelle récente, on retrouve une association faible, mais statistiquement significative, entre les hospitalisations pour asthme et l exposition aux pollens d arbre et la pollution particulaire fine (PM2,5) ou l exposition aux herbacées et les particules (PM10). La faible association observée peut s expliquer notamment par le fait que, contrairement aux situations expérimentales, dans la vie quotidienne, les pics de pollution particulaire sont rarement concordants avec les pics polliniques [48]. La synergie entre les PDi et l exposition naturelle à l allergène d ambroisie est proposé comme un élément clé de l augmentation des maladies allergique respiratoire induite par un allergène [21]. Un test in vivo nasal avec des PDi induits des changements quantitatifs et qualitatifs dans la production d IgE locale et stimule la généralisation de production locales de cytokines [21]. Des expositions contrôlées aux allergènes majeurs de l ambroisie et aux PDi ont confirmé l augmentation de la production d IgE et de cytokines, phénomène non observé en présence des seuls allergènes ou des seules particules diesel [21, 22, 23, 48]. L'exposition aux particules d échappement diesel (PDi) peut améliorer la gravité des symptômes cliniques de l'allergène par l'amélioration de la dégranulation des mastocytes [22]. L ozone, quant à lui, altère les muqueuses respiratoires dont il augmente la perméabilité. Il abaisse également le seuil de réponse aux allergènes et peut entraîner une réaction allergique pour des concentrations en pollen qui, sans la présence de l ozone, n engendreraient pas ou peu de symptômes. De faibles concentrations de ce gaz (de l ordre de 100 µg/m 3, valeur fréquemment enregistrée à la périphérie des grandes villes lors des jours ensoleillés et chauds) suffisent à majorer la réponse bronchique chez les asthmatiques réagissant aux pollens de Poacées et d ambroisie. Par ailleurs, les pics d ozone sont souvent synchrones des pics polliniques, car favorisés par le même contexte météorologique (fort ensoleillement, vent modéré). Les polluants chimiques et le composé biologique, cumulent alors leurs effets [48]. La relation entre l'inhalation de concentrations ambiantes d'ozone et la réactivité bronchique aux allergènes inhalés peut être important dans l'asthme, car les deux agents peuvent produire des changements inflammatoires dans les voies respiratoires. Les concentrations d'ozone faibles, similaires à celles qui se produisent généralement dans les zones urbaines, peuvent augmenter la réactivité bronchique à l'allergène chez des sujets asthmatiques atopique. Cet effet ne semble pas être le résultat de changements dans la fonction des voies respiratoires de base [19]. Les consultations pour rhinites sont corrélées positivement avec le pollen de graminées et le taux d ozone atmosphérique alors que l asthme se trouve corrélée avec les précipitations. L ozone à un effet adjuvant sur la réaction allergique, il induit une diminution

17 des fonctions pulmonaires. Une relation positive et significative entre la teneur atmosphérique en ozone et les consultations tous symptômes confondus est observé. De même pour les oxydes d azote et les consultations pour les allergies respiratoires. L inhalation de NO2 entraîne une diminution des fonctions pulmonaires et déclenche une réaction inflammatoire chez des sujets sains. Des corrélations simples ont été trouvées entre les teneurs en pollen et ozone, d une part, et les rhinites et les conjonctivites, d autre part. De plus, la présence des granules cytoplasmiques de pollen pourrait expliquer la corrélation positive entre les précipitations et les consultations pour asthme [37]. Plusieurs études transversales ou longitudinales ont considéré la relation entre l exposition chronique aux polluants de l air en ville et le risque d avoir ou de développer une sensibilisation allergique, un rhume des foins ou de l asthme. L étude française menée dans six villes françaises (Bordeaux, Clermont- Ferrand, Créteil, Marseille, Strasbourg et Reims), réalisée auprès de enfants scolarisés en CM1 et CM2 a ainsi mis en évidence une relation statistiquement significative entre le taux d exposition au benzène et aux particules de diamètres inférieurs à 10 microns (PM10) et le risque de sensibilisation au pollen, et entre l exposition aux PM10 et le risque de rhinite allergique au cours de la vie. L étude de cohorte prospective allemande menée depuis la naissance jusqu à l âge de 6 ans a montré une forte association entre l exposition de l enfant aux polluants atmosphériques, appréciée par la distance de son logement aux voies de grande circulation, et la sensibilisation cutanée vis-àvis des pollens et le risque de développer un rhume des foins. Le même type d étude de cohorte de naissance a été réalisé en Suède et a montré une association positive, uniquement durant la première année de la vie entre l exposition aux polluants urbains (NO2 et PM10) et le risque de développer une sensibilisation vis-à-vis des pollens [48]. Des liens positifs et significatifs étaient retrouvés entre le nombre quotidien de passages pour asthme et bronchite chez les 0-1 an et les 2-14 ans et les niveaux ambiants de pollution dans l agglomération parisiennes. Ces résultats confirment que les niveaux actuels de polluants dans la région contribuent à dégrader l état de santé respiratoire des enfants et des nourrissons [30]. Une étude à Gêne pendant dix ans montre que i) le nombre d exacerbations de l asthme ne diminue pas avec le temps, ii) il existe des pics saisonniers (automne et printemps), iii) les pollens (essentiellement les pariétaires), la vitesse du vent et la pluviosité, des taux atmosphériques élevés de polluants SO 2, NO et NO 2 sont fortement associés avec les exacerbations de l asthme dans la même zone géographique. En conséquence, les exacerbations de l asthme peuvent dépendre de modifications environnementales [32]. A court terme la pollution de l'air dans un tunnel de la route pendant l'heure de pointe a amélioré la réponse asthmatique à l'allergène inhalé plusieurs heures plus tard, bien que la fonction pulmonaire pendant l'exposition n'a pas été affectée. Les résultats suggèrent que l'exposition aux gaz d'échappement de la voiture amorce un processus pro-inflammatoire ou inflammatoire dans la muqueuse bronchique. L'effet indésirable a été lié à des niveaux d'exposition de dioxyde d'azote et, dans une certaine mesure, à des particules [15]. En effet, à des doses importantes, certains polluants chimiques (NO 2, O 3 ) sont capables d'induire une augmentation de la réponse à l'allergène. Enfin, la présence, à l'intérieur des habitations, de particules de suie proches des particules diesel et portant des allergènes de chat, chien et pollens de bouleau suggère que ces mêmes allergènes soient inhalés avec des facteurs amplificateurs. Après une exposition contrôlée de NO2 sur des asthmatiques allergiques au bouleau une augmentation de la perméabilité de l épithélium bronchique apparait [18]. D autres polluants que les polluants provenant des automobiles peuvent jouer un rôle comme la fumée de cigarette, une étude cytologique à été faite sur des patient fumeur et allergique aux poacées, il est constaté une modification de l épithélium nasal, un trouble de la sécrétion des IgE et une augmentation de l assimilation des allergènes [16].

18 Bibliographie 1 - Bousquet J, Michel FB. Les allergies. Paris : Flammarion, 1995 : Masuch G, Franz JT, Schoene K, Musken H, Bergman KC. Ozone increases group 5 allergen content of Lolium perenne. Allergy 1997; 52: Jilek A, Swodoba I, Breiteneder H, et al. Biological functions, isoforms and environmental control in the Bet vi gene family. In : Kraft D, Sehon A, eds. Molecular biology and immunolgy of allergens. Boca Raton : CRC Press, 1993 : Ruffin J, Liu MYG, Sessoms R, Banerjee S, Banerjee UC. Effects of certain atmospheric pollutants (SO 2, NO 2 and CO) on the soluble amino acids, molecular weight and antigenicity of some airborne pollen grains. Cytobios 1986 ; 46 : Bieberdorf FW, Gross AL, Weichlein R. Free amino acids content of pollen. Ann Allergy 1961 ; 19 : Ruffin J, Brown C, Banerjee UC. A physiochemical characterization of allergenic pollenheld proteins. Environ Exp Botany 1983 ; 23 : Peltre G. Interrelation entre les pollens allergisants et la pollution de l'air. Allerg Immunol 1998; 30: Schinko HAE, Medinger W, Hager W. Oberflachenfracht von Pollen im Ballungsraum. Atemwegs- und Lungendkr 1995; 21 : S Knox RB, Suphioglu C, Taylor P, et al. Major grass pollen allergen Lol p1 binds to diesel exhaust particles: implications for asthma and air pollution. Clin Exp Allergy 1997 ; 27 : Antico A. Environmental factors and allergic airway diseases. Aerobiologia 2000 ; 16 : Charpin D. Pollution atmosphérique et atopie. Rev Fr Allergol Immunol Clin 1996 ; 36 : Wilkinson P, Elliot P, Grundy C, et al. Case-control study of hospital admissions with asthma in children aged 5-14 years: relationship with road traffic in north west London. Thorax 1999 ; 54 : Tolbert PE, Mulholland JA, MacIntosh DL, et al. Air quality and pediatric emergency room visits for asthma in Atlanta, Georgia, USA. Am J Epidemiol 2000 ; 151 : Rossi OVJ, Kinnula VL, Tienari J, Huhti E. Association of severe asthma attacks with weather, pollen, and air pollutants. Thorax 1993 ; 48 : Svartengren M, Strand V, Bylin G, Järup L, Pershagen G. Short-term exposure to air pollution in a road tunnel enhances the asthmatic response to allergen. Eur Respir J 2000 ; 15 : Glück U, Gebbers JO. Epithelial changes in seasonal allergic rhinitis throughout the year: evidence of coexistent air pollution and local secretory IgA deficiency? ORL 2000 ; 62 : Strand V, Svartengren M, Rak S, Barck C, Bylin G. Repeated exposure to an ambient level of NO 2 enhances asthmatic response to a nonsymptomatic allergen dose. Europ Respir J 1998 ; 12 : 6-12.

19 18 - De Blay F, Lieutier-Colas F, Krieger P, Casel S, Pauli G. Asthme, allergie et polluants de l'habitat (à l'exception du tabac). Rev Fr Allergol Immunol Clin 2000 ; 40 : Molfino NA, Wright SC, Katz I, et al. Effect of low concentrations of ozone on inhaled allergen responses in asthmatic subjects. Lancet 1991 ; 338 : Laaidi K. Éco-épidémiologie des pollinoses en Haute-Bourgogne. Thèse épidémiol., Univ. Bourgogne, 1999 : Diaz-Sanchez D, Tsien A, Flemming J, Saxon A. Combined diesel exhaust particulate and ragweed allergen challenge markedly enhances human in vivo nasal ragweed-specific IgE and skews cytokine production to a T helper cell 2-type pattern. J Immunol 1997 ; 158 : Diaz-Sanchez D, Penichet-Garcia M, Saxon A. Diesel exhaust particules directly induce activated mast cells to degranulate and increase histamine levels and symptoms severity. J Allergy Clin Immunol 2000 ; 106 : Fujieda S, Diaz-Sanchez D, Saxon A. Combined nasal challenge with Diesel exhaust particles and allergen induces in vivo IgE isotype switching. Am J Respir Cell Mol Biol 1998 ; 19 : Shahali Y, Pourpak Z, Moin M, Zare A, Majd A. Impact of Air Pollution Exposure on the Allergenic Properties of Arizona Cypress Pollens. Journal of Physics, Chardin H, Peltre G, Poncet P, Sénéchal H. Effet de la pollution de l air sur l allergie. Article internet du Laboratoire Sciences Analytiques, Bionalytiques et Miniaturisation- Collaboration INERIS, Ravault C, Zeghnoun A, Fabres B, Lecadet J, Quénel P, Thibaudon M, Caillaud D. Effets à court terme du contenu pollinique de l air sur le risque de rhino-conjonctivite allergique- Résultats d une étude pilote utilisant comme indicateur de santé la consommation de médicaments anti-allergiques, Clermont-Ferrand, Rajzman M, Robiquet G. Améliorer la prédiction pour mettre en œuvre un traitement préventif CHU de Nice 11 juillet Pasqualini S, Tedeschini E, Frenguelli G, Wopfner N, Ferreira F, D Amato G, Ederli L. Ozone affects pollen viavility and NAD(P)H oxidase release from Ambrosia artemisiifolia pollen. Environ Pollut October; 159(10): Shahali Y, Poncet P, Sénéchal H. Pollinose aux Cupressacées et pollution atmosphérique Revue française d allergologie. Volume 53 issue 5, Septembre 2013, Page Chatignoux E, Host S. Expositions à la pollution atmosphérique et recours aux urgences pour pathologies respiratoires chez les enfants en Ile-de-France, rapport de l ORS Ile de France dans la revue ERPURS, Mai Laaidi K. Synergie entre pollution biologique et pollution chimique, les risques croisés, climat et Santé Centre d Epidémiologie de Populations Faculté de médecine de Dijon, Ruffoni S, Passalacqua G, Ricciardolo F, Furgani A, Corrado Negrini A, De Amici M, Ciprandi G. 10 year survey on asthme axacerbations : Relationships among emergency

20 medicine calls, pollens, weather, and air pollution Revue française d allergologie 53, Novembre 2013, P D amato Gennaro, Effects of climatic changes and urban air pollution on rising trends of respiratory allergy and asthme, US National Library of Medicine National Institutes of Health, 2011 February 28, P Okuyama Y, Matsumoto K, Okachi H, Igawa M? 2007 : Adsorption of air pollutants on the grain surface of Japanese Cedar pollen. Atmospheric Environment 41 (2): Synergie entre pollens et polluants chimiques de l'air : les risques croisés - Environnement, Risques & Santé. Volume 1, Numéro 1, 42-9, Mars - Avril 2002, Synthèses 36. Shahali Y, Sutra J-P, Peltre G, Charpin D, Poncet P. IgE Reactivity to Common Cypress (C. sempervirens) Pollen Extracts: Evidence for Novel Allergens. World Allergy Organization, August 2010, O.R. Abou Chakra, G. Lacroix, H. Senechal, M. Thibaudon. Synergie pollen-polluants et rôle des facteurs météorologiques sur le risque de pollinose : évolution des consultations dans la région amiénoise pendant la saison pollinique Revue française d allergologie, novembre 2009, 38. Thibaudon M, Roullot V, Lachasse C, Cohen J-C, Veysseire J-M, Dispersion atmosphérique, concentrations polliniques et prévention des allergies, Environnement, Risques er Santé vol.4,n 5, septembre-octobre J.A. Sánchez Mesa, R. Brandao, L. Lopes, C. Galan, Correlation between pollen counts and symptoms in two different areas of the Iberian Peninsula: Cordoba (Spain) and Evora (Portugal), J. Invest Allergol Clin Immunol, volume15, , M.A.Gozalo-Garijo, R.Tormo-Molina, A.F. Munoz-rodriguez, I. Silva-Palacios, Differences in the spatial distribution of airborne pollen concentrations at different urban location within a city, J Investig Allergol Clin Immunol 2006, vol 16 p Derya Ufuk Altintas, Gu Lbin Bingo L Karakoc, Mustafa Yilmaz, Mu Nevver Pinar, Seval Gu Nes Er Kendrili and Halil C Akan, Relationship between Pollen Counts and Weather Variables in East-Mediterranean Coast of Turkey, Clinical & Developmental Immunology, Mars 2004, Vol. 11 (1), p I. Rosas, H. A. McCartney, R. W. Payne, C. Calderon, J. Lacey, R. Chapela, S. Ruiz- Velazco, Analysis of the relationships between environmental factors (aeroallergens, air Pollution, and weather) and asthma emergency admissions to a hospital in Mexico City, Allergy 1998 volume 53, I. Roussel, Plans régionaux pour la qualité de l air (PRQA) et pollens Regional Plans for Air Quality and pollen, Revue française d allergologie et d immunologie clinique 42 (2002) Common ragweed (ambrosia artemisiifolia) : systems biology to understand the reaction of the allergenic pollen to air pollutions and climate change, Ulrike Frank Amr El-Kelish, Feng Zhao, Werner Heller, Paula Braun, Jörg Durner,J. Barbro Winkler, Marion Engel,