Selon un rapport de l’Organisation mondiale de la santé (OMS), la pollution de l’air ambiant est responsable chaque année de 4,7 millions de décès chez des personnes âgées de 60 ans ou moins. L’Inde et la Chine sont les plus durement touchées par cette pollution en raison de l’industrialisation rapide de leurs économies au cours des dernières décennies, mais le Canada n’est pas épargné pour autant, avec plus de 21,000 morts prématurées chaque année, soit 9 fois plus que tous les accidents automobiles.

Figure 1. Répartition des décès causés par la pollution atmosphérique. Adapté de l’OMS.

Bien que l’exposition à la pollution de l’air est reconnue comme un facteur de risque de mortalité liée aux maladies respiratoires et au cancer, ce sont les maladies cardiovasculaires qui représentent la principale conséquence de cette pollution, étant à elles seules responsables d’environ 80 % de l’ensemble des décès causés par la pollution de l’air ambiant (voir la figure ci-contre).  Les études montrent en effet qu’une exposition à l’air pollué, même relativement brève, est associée à une hausse de l’incidence de l’infarctus du myocarde, des accidents vasculaires cérébraux, d’arythmies comme la fibrillation auriculaire ainsi qu’à une aggravation de l’insuffisance cardiaque. Il est également bien documenté que l’exposition chronique à la pollution de l’air accélère le développement de l’athérosclérose, augmente la pression artérielle et favorise la formation de caillots sanguins, trois importants facteurs de risque de maladies cardiovasculaires. Globalement, on estime que les effets néfastes de la pollution atmosphérique sur la santé cardiovasculaire sont du même ordre que ceux causés par l’hypertension, la sédentarité et le tabagisme.  Le  docteur François Reeves, cardiologue du CHUM à Montréal, a écrit un excellent livre sur ce sujet en 2010 : « Planète Cœur. Santé cardiaque et environnement » que j’invite le lecteur à consulter.

Gaz et particules

Cette augmentation du risque de maladies cardiovasculaires est une conséquence de la très grande sensibilité du cœur et des vaisseaux sanguins aux différents gaz (ozone, dioxyde d’azote, dioxyde de soufre et monoxyde de carbone) et particules présents dans l’air pollué (voir Tableau). Ces polluants proviennent principalement des émissions liées au transport comme les véhicules automobiles, les camions et les avions et peuvent atteindre des concentrations très élevées dans les zones à fortes densités de circulation et sujettes à la congestion routière.

PolluantsEffets cardiovasculaires
Particules fines et ultrafinesMaladies coronariennes
AVC
Insuffisance cardiaque
Hypertension
Thrombose
Arythmies
OzoneHypertension
AVC
Arrêt cardiaque extrahospitalier
Monoxyde de carboneInsuffisance cardiaque
Arrêt cardiaque extrahospitalier
Infarctus du myocarde
Oxydes d'azoteInsuffisance cardiaque
AVC
Infarctus du myocarde
Dioxyde de soufreInsuffisance cardiaque
Infarctus du myocarde

Tableau 1. Effets cardiovasculaires des principales composantes de la pollution atmosphérique.  Adapté de Chin (2015).

Les particules de l’air (en anglais PM pour Particulate Matter) sont particulièrement problématiques. Ces particules, qui sont en quelque sorte des poussières en suspension dans l’atmosphère, sont définies par leur taille : les particules « grossières » (coarse) dont le diamètre est égal ou inférieur à 10 microns (PM10), les particules fines dont le diamètre est égal ou inférieur à 2.5 microns (PM2.5) et les particules ultra-fines dont le diamètre est égal ou inférieur à 0.1 micron (PM0.1). La composition de ces particules varie, mais en général on y retrouve un amalgame de sulfates, nitrates, ammoniaque, dérivés du chlore, des métaux, du carbone, des cristaux, du pollen et différents composés organiques. Elles sont mélangées aux différents gaz et le tout forme un ensemble d’aérosols toxiques pour la santé.

Pour les maladies cardiovasculaires, les données scientifiques montrent que ce sont surtout les particules fines et ultra-fines, principalement produites par la combustion des moteurs à essence et diesel, qui sont les plus nocives. En raison de leur petite taille, ces particules pénètrent facilement les poumons jusqu’aux alvéoles pulmonaires où elles passent directement aux vaisseaux sanguins pulmonaires puis à toutes les artères du corps dont les  artères coronaires, carotides etc . Elles y produisent alors une réaction inflammatoire et un stress oxydatif qui endommagent l’endothélium vasculaire, cette fine couche de cellules qui recouvre la paroi interne des artères et qui assure leur bon fonctionnement. Les artères se dilatent donc moins facilement et ont donc plus tendance à se contracter, ce qui nuit à la circulation normale du sang. Combiné à une augmentation de la coagulation sanguine (effet pro-thrombotique), on a toutes les conditions pour déclencher des accidents cardiaques et vasculaires cérébraux et pour exacerber une maladie coronarienne préexistante. Selon les estimations de l’OMS, environ 3,15 millions de morts prématurées sont chaque année directement attribuables aux PM2.5 , la majorité de ces décès étant liés aux maladies cardiovasculaires, et ce nombre pourrait même doubler d’ici 2050.

En plus de ces effets directs sur le coeur et les vaisseaux, plusieurs études ont également montré que les particules fines activent le système nerveux sympathique, ce qui augmente la pression artérielle, modifie la variabilité normale de la fréquence cardiaque et cause des changements dans la structure du cœur qui peuvent mener à des arythmies et à une hausse du risque d’AVC et d’insuffisance cardiaque. En ce sens, une étude clinique randomisée a récemment montré que l’exposition aux PM2.5  est associée à une hausse significative des taux de plusieurs hormones de stress (cortisol, cortisone, adrénaline et noradrénaline) et il est probable que cette réponse contribue aux effets néfastes de la pollution sur la santé cardiovasculaire.

Effets aigus de la pollution atmosphérique

L’impact néfaste de la pollution atmosphérique sur la santé est particulièrement bien illustré par plusieurs événements tragiques qui sont survenus suite à détérioration majeure de la qualité de l’air qui a accompagné la révolution industrielle. Un des cas les plus célèbres est le grand smog de Londres de 1952 (voir encadré) qui a causé pas moins 12,000 décès en seulement une semaine et qui a encore aujourd’hui des effets tangibles chez les personnes qui ont été exposées à cette pollution pendant leur enfance.

Le smog

Le terme « smog », mot-valise formé à partir de smoke (fumée) et fog (brouillard), a été introduit en 1905 pour désigner la brume qui enveloppait périodiquement les grandes villes européennes, notamment Londres. Ce type de smog, surtout observé en hiver, est le résultat de la condensation de l’humidité sur des particules fines provenant des combustibles fossiles (centrales de charbon, gaz d’échappement, etc.) qui va ensuite se mélanger à l’ozone de basse altitude (troposphérique) et différents gaz nitreux et sulfureux pour former une brume jaunâtre toxique. En décembre 1952 à Londres, des conditions météorologiques particulières (anticyclone, absence de vent pendant plusieurs jours) combinées à une forte combustion de charbon en raison du temps très froid ont causé ce que les Londoniens ont surnommé pea soup, c’est-à-dire un smog très dense, contenant une concentration d’agents polluants sans précédent. Dans sa version plus « moderne », le smog est principalement causé par les émissions de particules et de gaz provenant des véhicules de transport (essence, diesel). Ce type de pollution, appelé smog photochimique, se forme lorsque ces polluants interagissent avec les rayons ultra-violets pour former de l’ozone et plusieurs autres composés oxydants. Même s’il est souvent moins visible que le smog causé par la combustion du charbon, ce smog photochimique n’en demeure pas moins dangereux en raison de la présence de forte concentration d’ozone et de particules fines et ultrafines.

Des incidents de ce type ont déclenché les premières initiatives gouvernementales pour règlementer la pollution atmosphérique dans les pays industrialisés (le « Clean Air Act » de 1963, par exemple), mais l’augmentation constante des émissions liées au transport fait en sorte que les alertes au smog continuent d’augmenter, autant en fréquence qu’en intensité.  Par exemple, les habitants de Beijing ont été exposés au cours des dernières années à des épisodes répétés de pollution extrême, avec des concentrations de PM2.5 pouvant excéder 700 μg/m3, une quantité plusieurs fois supérieure au maximum recommandé par l’OMS  (< 10 μg/m3). Il s’agit d’un grave problème, car toutes les études expérimentales démontrent que plus les concentrations de ces particules sont élevées dans l’air ambiant, plus on enregistre des augmentations d’admissions dans les hôpitaux pour des problèmes cardiovasculaires et pulmonaires. Par exemple, une étude effectuée à Boston a démontré qu’une élévation subite du taux de PM2.5 (20 μg/m3 ) était associée à une hausse de 69 % du risque relatif d’infarctus dans les premières 24 heures suivant le pic de pollution.

Effets chroniques de la pollution atmosphérique

Il est maintenant bien documenté qu’une exposition sur une longue période à la pollution de l’air est nocive pour la santé.   Une des premières démonstrations en ce sens provient de la Harvard Six Cities Study qui rapportait en 1993 que le taux de mortalité dans les villes les plus polluées est environ 25 % plus élevé que celui des villes où la pollution était la plus faible. Plus récemment, une grande étude réalisée auprès de 60 millions d’Américains âgées de 65 ans et plus a révélé que l’exposition prolongée aux PM2.5  et à l’ozone était associé à une hausse du risque de mortalité prématurée, et ce même si les taux de polluants étaient inférieurs aux valeurs recommandées par les agences gouvernementales américaines (PM2.5  < 12 μg/m3 et ozone < 50 parties par milliards).

Comme mentionné auparavant, une forte proportion de cette mortalité prématurée peut être attribuée à la grande sensibilité du système cardiovasculaire aux différentes composantes de l’air pollué, sensibilité qui se manifeste entre autres par une accélération du processus d’athérosclérose.  Ceci est bien illustré par une étude réalisée auprès de 6795 personnes âgées de 45 à 84 ans qui vivaient dans 6 régions urbaines des États-Unis (Baltimore, Chicago, Los Angeles, New York, St Paul et Winston-Salem). En examinant  le degré d’athérosclérose des artères coronaires à l’aide de CT scans sur une période de 10 ans (2000-2010), les chercheurs ont pu démontrer que la formation de plaques avait progressé de façon proportionnelle à la quantité de particules fines (PM2.5) dans l’air, haussant du même coup le risque d’événements cardiovasculaires.

Une autre illustration du lien étroit entre l’exposition chronique à la pollution atmosphérique et les maladies cardiovasculaires provient d’études réalisées auprès de personnes qui vivent à proximité des voies de transport automobile.  Ces personnes sont à plus haut risque d’infarctus aigu, de mort cardiaque subite et de mourir des suites d’AVC ou suite à une hospitalisation pour insuffisance cardiaque.  On pense que les particules ultrafines et les composés organiques volatils (acroléine, benzène, butadiène) sont en plus grande quantité lorsqu’ils sont fraichement émis par les véhicules circulant à proximité du domicile de ces personnes, ce qui expliquerait, au moins en partie,  le risque accru de maladies cardiovasculaires observé chez cette population. Même s’il n’y a malheureusement pas de solution immédiate à ce problème, il est intéressant de noter que plusieurs études suggèrent que la végétation, les arbres en particulier, peut absorber certains polluants atmosphériques et améliorer significativement la qualité de l’air.  Recréer des espaces verts en milieux urbains pourrait donc permettre de réduire les impacts néfastes de la pollution, sans compter que ces espaces verts ont un effet positif bien documenté sur la santé en général

Exercice et pollution

Il existe plusieurs sites internet où l’on peut vérifier tous les jours la qualité de l’air de toutes les régions et il est fortement conseillé de consulter ces sites d’information avant d’entreprendre une activité physique à l’extérieur. Un avis de l’American Heart Association publié en 2010 suggère d’éviter les exercices intenses comme le jogging et autres activités physiques vigoureuses lorsque l’indice de qualité de l’air est mauvais. Ces recommandations sont basées sur des études montrant que lors d’une exposition à de fortes quantités de particules fines, l’inhalation de ces particules est 4.5 fois plus importante lors d’un effort physique qu’au repos. Une autre étude a montré que dans un trafic intense, l’exposition de cyclistes aux polluants atmosphériques était 4.3 fois plus élevée que celle des passagers des automobiles circulant aux mêmes endroits. Les personnes qui souffrent déjà d’une maladie cardiovasculaire, les diabétiques et les personnes âgées sont particulièrement à risque, mais les auteurs de cet avis recommandent à toutes les personnes de réduire l’intensité des activités physiques et de favoriser l’entrainement à l’intérieur, même si l’air des édifices peut être également affecté selon la présence ou non d’un système de filtration efficace. Les auteurs suggèrent fortement d’éviter les activités physiques importantes au moment des heures de pointe de la circulation et près des endroits où la circulation est très dense.

Bien que le degré de pollution de l’air soit largement hors de notre contrôle, il est important de noter que l’impact de cette pollution est particulièrement prononcé chez les personnes qui sont déjà à risque de maladies cardiovasculaires. À court terme, la meilleure façon de faire face aux effets de la pollution atmosphérique demeure donc d’adopter des habitudes de vie reconnues pour améliorer la santé cardiovasculaire, en particulier une alimentation riche en végétaux, une activité physique régulière, le maintien d’un poids corporel santé, la gestion adéquate du stress et l’absence de tabagisme.  À plus long terme, cependant, on ne peut que souhaiter que les gouvernements soient beaucoup plus agressifs dans leurs approches pour contrer ce fléau et mettent en place des mesures destinées à réduire drastiquement les émissions liées aux transports. L’annonce récente de la fin de la vente de voitures à essence ou au diesel dès 2040 par la France et le Royaume-Uni est en ce sens un pas dans la bonne direction.

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