Polluants respiratoires : Pathologie respiratoire professionnelle Pollution de l’air extérieur et intérieur -Cours à destination des élèves infirmier(e)s- Dr Vincent BONNETERRE. Équipe médecine et santé au travail, CHU Grenoble

Objectifs Comprendre la notion de polluants respiratoire et les paramètres qui conditionnent leur pathogénie Connaître les principaux mécanismes de défense du poumon Connaître les principales pathologies induites par ces polluants au niveau ORL, pulmonaire, et systémique. Les exemples servent à illustrer le cours et ne sont pas nécessairement à retenir!

Plan de l’exposé La santé au travail Rappels de physiologie Les différents types de polluants respiratoires Pathologie professionnelle Pollution atmosphérique Pollution de l’air intérieur

1) La santé au travail

Connaissances requises : Rôle préventif : « éviter toute altération de la santé des travailleurs du fait de leur travail (…) » code du travail L.241-2. A ce titre, « le médecin du travail est le conseiller du chef d’entreprise (…), des salariés, des représentants du personnel (…) » par rapport aux conditions de travail et leur impact sur la santé. code du travail L.241-41. Connaissances requises : médicales (physio, toxico, patho prof, antécédents des salariés…) bonne connaissance du terrain (exposition réelle) … acquise lors du « tiers temps » obligatoire.

2) Rappels de physiologie sur l’appareil respiratoire

Amener l’O2 en contact avec les alvéoles (et éliminer le CO2) respiration hématose 200 millions d’alvéoles pulmonaires soit une surface de près de 100 m2 pour les échanges gazeux (double barrière constituée par l’épithélium alvéolaire et l’endothélium capillaire d’une épaisseur de 1 µm)

But ultime : délivrer l’O2 aux tissus (respiration tissulaire) les poisons de la respiration tissulaire ne seront pas abordés ici (CO, agents méthémoglobinisants)

Mécanismes de défense du poumon 1) au niveau trachéo-bronchique Impaction des particules sur les éperons bronchiques et tapis muco-ciliaire

Mécanismes de défense du poumon 2) au niveau alvéolaire (macrophage) Phagocytose, équipement enzymatique, bactéricidie et communication avec les lymphocytes

3) Les polluants respiratoires

Les polluants respiratoires Particules de toutes tailles et de toutes compositions dont les fibres (amiante, etc) Dont les aérosols : suspensions de particules liquides ou solides présentant une vitesse de chute négligeable ex : la fumée de tabac est un aérosol de condensation : plusieurs milliers de composants. Gaz

Où se déposent les particules respirées? UNE REGLE : Plus le « diamètre aérodynamique » (DAE) de la particule est petit, plus elle va loin! EN PRATIQUE : Si DAE > 5 µm, les particules n’atteindront pas le poumon profond (bronchioles, alvéoles) CAS PARTICULIER : les Particules Ultra Fines (PUF) (pas de sédimentation, autres lois de diffusion… +/- comme un gaz)

Source INRS, ED 984 (2006), VLEP

Dépôt des particules selon leur diamètre 1 nm 0.1µm 10 µm PUF et Nanoparticules ORL

Sprays Détergents : % moyen de particules dont le diamètre est <10 µm est inférieur à 0.1% Large taille nécessaire pour nettoyer la surface

4) Pathologie prof. Respiratoire : voies aériennes supérieures bronchopulmonaires et pleurales

Pathologie professionnelle ORL Irritations et rhinites (acides, phénols, etc) Rhinites allergiques … (34 familles de substances dans le tableau 66…) Ulcérations et perforations nasales (dérivés du chrome, de l’arsenic) Cancers des sinus de la face (poussière de bois, de cuir, nickel, formaldéhyde)

Pathologies cancéreuses Ex : Adénocarcinome de l’ethmoïde Poussières de bois Poussières de cuir

Pathologie professionnelle pulmonaire et pleurale Bronchopneumopathies chimiques (Sd aigus) Asthmes et BPCO Rappels / physiopath / origines prof. Troubles ventilatoires restrictifs (TVR) Cancers Autres

Bronchopathies chimiques Agressions directe du tissu pulmonaire par voie respiratoire : Action caustique (pH; ex acide fluorhydrique) Irritation locale (… jusqu’à l’OAP lésionnel parfois retardé de > de 12 heures : phosgène, dérivés nitrés du phénol, cadmium) Possibles agression par voie hématologique : ex : ingestion de Paraquat.

bronchospasmes intermittents +/- bronche inflammatoire Asthme bronchospasmes intermittents +/- bronche inflammatoire

Conséquence clinique Bradypnée expiratoire sifflante

Les différents types d’asthmes professionnels (A. Perdrix) Prévalence : 5 à 10 % des asthmes ? Crises classiques Syndrome de Brooks ou RADS : exposition unique à un agent irritant (acide, chlore,…), survenue d’un asthme sans période de latence et persistant > 3 mois) Formes de diagnostic moins aisé : Certaines dyspnées d’effort certaines toux, certaines oppression thoraciques asthme prenant le masque d’une BPCO (composante inflammatoire>composante spastique)

Etiologies des AP avec période de latence (sensibilisation) > 400 substances sont reconnues… … mais 15 substances sont responsables de 90% des AP et rhinites professionnelles. Substances antigéniques : Animales (animaux de laboratoire) Végétales (latex, farine) Microorganismes (farine) Chimiques (produits de coiffure, etc …) Métalliques (cobalt, nickel) En fait plusieurs mécanismes sont parfois imbriqués surtout pour les substances de faible poids moléculaire (isocyanates)

Mise en évidence des AP Établir le diagnostic d’asthme Le pronostic médical repose sur la précocité du diagnostic (50 % des AP persistent même après éviction professionnelle). Établir le diagnostic d’asthme Recherche de l’origine professionnelle Y penser devant l’apparition d’un asthme chez un adulte en activité chronologie en lien avec le travail +++ Enquête professionnelle complète Symptômes associés Examens complémentaires

BPCO Bronchopathies chroniques obstructives : BPCO (définition clinique) : 2.5-5% population, 6e cause de mortalité en 1990, projetée comme 3e cause mortalité en 2020. Emphysème (définition anatomo-pathologique) : 25% des BPCO Définition de la bronchite chronique : Sa définition est clinique. Présence d'une toux productive : - durant au moins trois mois sur 2 années consécutives, - en l'absence d'autres causes de toux productive. Toutes les bronchites chroniques ne sont pas obstructives. Définition de l'emphysème : Sa définition est anatomo-pathologique : - distension permanente des espaces aériens distaux jusqu'aux bronchioles terminales, - associée à une destruction de leur paroi, sans fibrose significative. DDB une augmentation permanente et irréversible du calibre des bronches une altération de leurs fonctions dans des territoires plus ou moins étendus

BPCO & Emphysème

BPCO Note : en temps normal les bronches secrètent à ml/ jour mais il n’y y a pas pour autant d’expectoration

Anomalies fonctionnelles : BPCO Cause majeure : tabac… a longtemps occulté les formes professionnelles qui ont exactement la même présentation. 15 à 20% des BPCO pourraient être d’origine professionnelle. Anomalies fonctionnelles : - Hypersécrétion bronchique - Augmentation de la viscosité et diminution de l’élasticité des sécrétions bronchiques - Diminution de la clairance trachéo-bronchique - Amplification de ces anomalies lors des exacerbations

Conséquence clinique : BPCO Conséquence clinique : Réduction des débits expiratoires non totalement réversible, lentement progressive et associée à une réponse inflammatoire des poumons (facilement analysable lors de manoeuvres ventilatoires forcées telles que Peak Flow et EFR) Complications : Lésions d’emphysème en % variable Surinfections, exacerbations, plusieurs fois par an. 3e cause d’arrêt de travail. Certaines sont compliquées d’une insuffisance respiratoire chronique (hypoxémie chronique)

Poumon gauche normal Emphysème centro-lobulaire

Poumons normaux Emphysème majeur

Spirométrie : Courbe débit-voume Sujet normal Sujet obstructif VEMS/CV <0.7 après Béta 2 VEMS mes. / VEMS théo. >80 % : léger 50< <80 : modéré 30< <50 : sévère <30 : très sévère Dépistage : les EFR sont beaucoup plus intéressantes que la clinique

Etiologies professionnelles des BPCO Etiologies certaines Tabac (tabagisme passif) Secteur minier : mineurs de charbon (T91), mineurs de fer (T94), autres mineurs, exposition à la silice. Ouvriers de fonderie-sidérurgie Ouvriers du textile (coton++) (T90-RG et T54-RA) Travailleurs du bois Milieu agricole (milieu céréalier, éleveurs de porcs, production laitière) Etiologies possibles Ouvriers des cimenteries?, Soudeurs?, Huiles de coupes? Effet synergique tabac et fibres minérales artificielles? + Problème des multi-expositions (BTP, agriculteurs)

Risque de BPCO dans l’industrie textile (Dalphin)

BPCO en milieu agricole : Hypothèses physiopathologiques (Dalphin)

Pneumoconioses Il s’agit d’une réaction cellulaire et fibrosante à la présence de particules non épurées, minérales (silice, amiante) ou métalliques (tungstène-cobalt, Béryllium, Fer) NB : cas particulier de la silicose : TVO puis TVO + TVR

Pneumopathies d’hypersensibilité (PHS) mécanisme immuno-allergique (inhalation chronique d’antigènes organiques en concentration importante, forte susceptibilité individuelle). différentes présentations cliniques. aigue : Toux sèche, dyspnée, fébricule, signes généraux plusieurs heures après contact Ag, Récidive après exposition et aggravation symptômes. subaigüe et chronique : Dyspnée +/- expectorations +/- sibillants, AEG Faisceau d’argument cliniques et paracliniques NB : En pratique certains PDF peuvent évoluer vers TVO…

Principales étiologies des PHS Antigènes fongiques : - maladie du poumon de fermier (actinomycètes, micromycètes), maladie des fromagers (penicillium), PHS liées au travail du bois, etc.

Principales étiologies des PHS Poumons d’éleveurs d’oiseaux (protéines aviaires, substances non identifiées) Antigène chimique : isocyanates

Methacrylates et PHS

Remaniements des bases coupe frontale MPR2 puis sagitale MPR1

Après cessation d’activité et 10 jours de Solupred

Acrylates et PHS (Scherpereel Allergy 2004) : deux cas chez des assistantes dentaires de 20 et 24 ans, exposées au MMA (hypoxie, trouble de la diffusion, alvéolite Lc, chronologie)

Cancers broncho-pulmonaires Amiante (92% des CBP reconnus en MPI). Arsenic Dérivés du Chrome (VI) Dérivés du Nickel Poussières ou gaz radioactifs Poussières tungstène-cobalt Travaux dans les mines de fer Silice cristalline Bischlorométhyléther (Béryllium, cadmium)

Pathologies pulmonaires infectieuses professionnelles tuberculose et pneumococcie en milieu de soins autres maladies infectieuses à forme pulmonaire (légionellose…) Complications infectieuses des pneumoconioses Autres (ornithose-psitaccose, etc)

L’amiante

Amiante : définition et propriétés Matériau naturel fibreux Un nom pour 6 silicates fibreux exploités industriellement dont le chrysotile (94%) Résistance au feu, à la traction, à l’usure, aux agressions chimiques, faible conductivité thermique et électrique, flexibilité, capacité à être tissé et faible coût Utilisation artisanale depuis l’antiquité mais utilisation industrielle depuis 1860 4.5 millions de tonnes exploitées en France jusqu’à son interdiction le 01/01/1997; les ¾ pour la fabrication d’amiante-ciment. Une seule exception depuis 2002 : la vente de véhicules d’occasion

Où trouve t’on l’amiante aujourd’hui? Matériaux d’isolation (calorifugeages, flocages), de construction (amiante-ciment), dalles de sol, matériel de friction (freins), joints, tresses-tissus, incorporation à divers matériaux (papiers et cartons, textiles, colles, mastics, enduits) Etc…

Pathologies liées à l’amiante Plaques pleurales pleurésies récidivantes Fibrose (« Asbestose ») Cancer bronchopulmonaire Mésothéliome pleural (péritonéal, péricardique) Autres cancers : larynx, autres?

Patient de 70 ans, chaudronnier-soudeur de 14 à 59 ans, dans 32 entreprises de divers secteurs (chimie essentiellement, papeterie, etc)

Atteinte plèvre viscérale et troubles de ventilation

Mésothéliome pleural

Évolution des pathologies liées à l’amiante reconnues par le RG de la sécurité sociale Source : INRS

« Amiante : 30 ans de retard dans la protection des ouvriers » Nombre de cas le plus élevé (CBP et mésothéliomes) entre 2020 et 2030… Alors qu’aux USA le nb de cancers liés à l’amiante diminue déjà Premières mesures de protection des salariés : GB : 1931 USA : 1946 France : 1977 (de plus mal appliquées du fait des carences su système de contrôle)

Synergie tabac et amiante : risque de développer un cancer broncho-pulmonaire en fonction d'une exposition à l'amiante et/ou au tabac (d'après Hammond, Selikoff et Seidman)   Non exposé à l'amiante Exposé à l'amiante Non exposé au tabac 1 5,17 Exposé au tabac 10,85 53,24

Le « scandale » de l’amiante liée à une évidence scientifique ancienne… 1906 : observation de fibroses chez les ouvriers des filatures (« asbestose » en 1927) 1935 : découverte du lien asbestose et CBP 1955 : lien entre amiante et CBP (hors fibrose) 1960’s : premiers mésothéliomes (1965 : 1er mésothéliome décrit en France) 1973-77 : toutes les variétés d’amiante sont classées cancérogènes par le CIRC : 1eres VLE et suivi médical des salariés exposés 1978 : interdiction du flocage 1982 : les VLE ne protègent pas du risque de cancer (conférence de Montréal), abaissement des VLE 1996 : expertise INSERM : jusqu’à 100’000 morts en France d’ici 2025. 1997 : interdiction amiante (décision attaquée par le Canada, 2e producteur mondial d’amiante, devant l’OMC pour violation accords GATT). 2001 : victoire des communautés européennes

… versus des intérêts industriels bien défendus… Sources : Le Monde 23/04/2005 : « amiante : enquête sur un scandale sans fin », « amiante : 25 ans d’intox » Rapport d’information du Sénat n°37, 2005, 333 pages 1971 : réunion des industriels développant les applications de l’amiante, mise en place d’une vaste opération de Lobying. 1982 : en France création d’un organisme « comité permanent amiante (CPA)» financé par les industriels regroupant entre autres des scientifiques, des représentants des ministères, des leaders syndicaux défendant un « usage contrôlé ». Impartialité du CPA critiquée tardivement par les institutions publiques (1997). Cet organisme aurait permis de geler les projets d’interdiction de l’amiante de la CE (1991) et même des USA (1986).

Quid des pathologies respiratoires en milieu de soins? Agents infectieux : BK Pneumococcies Asthmes : Latex nombreux désinfectants (glutaraldéhyde, ammoniums Ivres, etc), stérilisation (oxyde d’éthylène) Antibiotiques : macrolides, béta-lactamines, céphalosporines + agents spécifiques dans les laboratoires (formaldéhyde, etc) + autres (du fait des locaux, de la ventilation, des activités parallèles comme l’emploi d’insecticides, etc)

Le poumon comme porte d’entrée de toxiques à l’action systémique Pénétration influencée par certaines conditions (lipophilie pour les aérosols, solubilisation dans le sang pour les gaz, particules de taille <0.1 µm pour un passage systémique potentiel) Exemples multiples : Industriels : Fréon et toxicité cardiaque Solvants et toxicité neurologique Fièvres d’inhalation (métaux, polymères, endotoxines Environnementaux : Tabac et cancers (vessie), maladie CV, etc Pollution atmosphérique (particules diesel, dioxines) Militaires Gaz de combats Intrication des pathologies : 40% des silicotiques présentent des signes de dysimmunité.

Réparation

Systèmes légaux de reconnaissance Dépend du statut socio-professionnel du patient! Accidents du travail (OAP lésionnel, Sd de Brooks) Tableaux de MPI restrictifs tant au niveau médical que des travaux responsables… mais présomption d’origine Possibilité de reconnaissance en dehors des tableaux si avis favorable du CRRMP qui se prononce sur l’existence d’une relation causale « directe et essentielle ». Cas particulier de l’amiante : FIVA (RG, artisans, expositions environnementales, etc) et retraite anticipée Modalités pratiques Conséquences

Prévention

Prévention primaire L’évaluation des risques incombe à l’employeur, le Médecin du travail est son conseiller. Identifier les Dangers (Nuisances professionnelles) Estimer les Expositions : métrologie des aérocontaminants et comparaison avec les recommandations (VLEP) Estimer les Risques (Danger*exposition) Maîtriser les risques

Prévention primaire : « Maîtrise des risques » Suppression / réduction pollution (ou modification de présentation du polluant). Equipements de protection collective (EPC) Equipements de protection individuelle (EPI) Organisation du travail EXEMPLE : L’ASTHME PROFESSIONNEL La prévention de l’asthme professionnel passe essentiellement par le contrôle de l’environnement, bien plus que par le rejet d’individus dits susceptibles. Le déclenchement initial de l’AP est fonction de l’intensité de l’exposition… une fois sensibilisé de très faibles concentrations suffisent à déclencher une crise.

Prévention secondaire : dépistage Surveillance des salariés en activité : suivi clinique (tabac, rhinite, toux, consommation médicamenteuse, etc) suivi EFR : évolution des débits et volumes Pour les cancers et les pneumoconioses : Surveillance post-exposition Surveillance post-professionnelle (réglementée que pour les anciens salariés!)

5- Pollution environnementale Diapos A. PERDRIX(*-**), J. DECHENAUX(**), A. MAITRE (*) * Équipe de Médecine et Santé au Travail, CHU de Grenoble, ** Association pour la Prévention de la Pollution Atmosphérique Comité Régional Dauphiné - Savoie

Les polluants surveillés Les polluants atmosphériques sont trop nombreux pour être surveillés en totalité. Certains d’entre eux sont choisis parce qu’ils sont caractéristiques de types de pollutions (industrielle, transports, domestique) et parce que leurs effets nuisibles pour l'environnement et/ou la santé sont déterminés. Ces polluants sont appelés : indicateurs de pollution atmosphérique. Aujourd’hui, les polluants surveillés en routine sont : Particules PM10 et PM2,5 Dioxyde de soufre (SO2) Oxydes d’azote (NOx) Benzène et COV précurseurs d’ozone (30 composés) Monoxyde de carbone (CO) Ozone (O3) Arsenic, cadmium, nickel, plomb (métaux) 20 HAP, dont benzo(a)pyrène

Complexité des particules : cas d’une particule diesel

Les sources des différents polluants à l'extérieur Un traceur de pollution est un élément représentatif d'une forme de pollution. De plus on sait le mesurer et on connaît sa toxicité. Sources Polluants Industrie Combustions Automobile SO2 X X NOx X X CO X X Plomb X X COV X X Poussières X X Benzène X X Pesticides et HAP X X Métaux lourds X X Ozone Polluant secondaire traceur d'une pollution "photochimique" (réaction entre différents composés nécessitant une action des rayonnement solaire UV).

Mécanisme d'action des polluants Mode d’action Effets sur la santé SO2 Très soluble dans l’eau, Irritation et spasme des il n’atteint pas la partie la bronches plus périphérique de l’arbre respiratoire NO2 Peu soluble, il peut atteindre Irritation des bronches, les bronchioles et les alvéoles infection pulmonaire Propriétés oxydantes, agi sur A forte dose, œdème aigu les cellules du poumon Les Toxicité liée à leur taille, leur Irritation des voies particules composition et leur forme respiratoires Facteur cancérigène O3 Propriétés oxydantes, agit sur Gaz très irritant pour les les cellules yeux, la gorge et les bronches. Favorise l’asthme

Pollution et réaction allergique 8 Synergie Pollution biologique / pollution chimique D’après K. LAAIDI – Centre d’Epidémiologie de Population – faculté de Médecine - Dijon Pollution chimique En présence de certains polluants , le nombre de protéines (en particulier d’allergènes) est augmenté à l’intérieur même du grain de pollen Allergènes polliniques Pollen Hyperperméabilité de la muqueuse : Les allergènes ont plus de facilité à traverser les muqueuses Pollution chimique Muqueuse respiratoire / oculaire IgE Les grains de pollens pollués induisent une plus grande libération d’histamine et autres médiateurs par les mastocytes Pollution chimique Mastocyte Médiateurs chimiques (histamine…) Conséquences cliniques (asthme, rhinite, conjonctivite …) Pollution et réaction allergique 8 Synergie pollution biologique et pollution chimique (version animée)

Pathologie cardiaque ischémique PM 2,5 et mortalité CV = lien significatif Mortalité CV / toute cause RR 1,12 [1,08 – 1,15] 10 µg/m3 de PM 2,5 Mortalité / CV ischémique +++ RR 1,18 [1,14 – 1,23] * Pope et Coll (Circulation 2001)

Où vous renseigner ? Indice pollinique Http://www.atmo-rhonealpes.org

6- Pollution de l’air intérieur

Temps passé dans les différents environnements Un adulte passe en moyenne 80 % de son temps dans des espace clos (maison, école, bureau ) avec des niveaux de polluants souvent supérieurs à ceux rencontrés à l’extérieur. Enfants Eté Hiver Source : CSTB - 2000

L'air intérieur Dans la maison, les sources de pollution sont nombreuses. Elle proviennent essentiellement de : La pénétration de l’air extérieur Le système de conditionnement d’air Les matériaux de construction et d'ameublement L’activité humaine Les biocontaminants de l’air

Les biocontaminants Les moisissures : L’insuffisance d’aération et l’excès d’humidité  développement de moisissures ( tâches sur les murs et papiers peints) Ces champignons provoquent chez des sujets sensibilisés (ou non) : rhinites, asthme, voire infections respiratoires. Les pollens : sont extérieurs. Variétés différentes selon les saisons. Bactéries Déjections et débris d’insectes (acariens) Débris alimentaires Desquamation humaine

Contribution des différents environnements à l'exposition aux polluants 0% 20% 40% 60% 80% 100% Véhicules Extérieur Intérieurs (autres) Habitat CO NO2 Formaldéhyde COV Totaux Benzène Source : Crump et al, Indoor Air'99, 1999

Bilan de la Qualité de l’Air dans 10 écoles parisiennes Chauffage - Trafic Activités scolaires Produits ménage A. M. Laurent – LHVP

Fin VBonneterre@chu-grenoble.fr

Troubles ventilatoires obstructifs : formes frontières (retour) in CDROM TVO Chronique (Pfizer)