Dr Martin Juneau, M.D., FRCP
Cardiologue, directeur de l'Observatoire de la prévention de l'Institut de Cardiologie de Montréal. Professeur titulaire de clinique, Faculté de médecine de l'Université de Montréal. / Cardiologist and Director of Prevention Watch, Montreal Heart Institute. Clinical Professor, Faculty of Medicine, University of Montreal.
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- La mortalité cardiovasculaire est à son plus bas durant la saison estivale, un phénomène qui est corrélé avec une baisse significative de la pression artérielle durant cette période.
- Cette baisse de pression artérielle serait causée par la relâche du monoxyde d’azote, un gaz vasodilatateur, en réponse au rayonnement solaire.
- Une exposition modérée au soleil d’environ 30 minutes est suffisante pour profiter de ces bénéfices, tout en minimisant les effets néfastes des rayons UV sur le risque de cancer cutané.
Il est maintenant bien documenté que la mortalité globale et la mortalité cardiovasculaire présentent de fortes variations saisonnières, caractérisées par un pic marqué de cas pendant les mois d’hiver (et en particulier durant la période des fêtes) et un nadir pendant les mois d’été (Figure 1). Ces variations reflètent vraisemblablement une susceptibilité plus prononcée du système cardiovasculaire aux variations du climat, puisque la mortalité due au cancer, une autre cause majeure de décès, demeure relativement constante tout au long de l’année.
Au Canada, par exemple, l’analyse de 300,000 cas de mortalité cardiovasculaire répertoriés dans le Canadian Mortality Database a mis en évidence que les décès liés à l’infarctus du myocarde et aux AVC sont environ 20 % plus élevés en janvier qu’en septembre, une augmentation principalement observée chez les personnes âgées de 65 ans et plus. Des résultats similaires ont été observés aux États-Unis, au Royaume-Uni et en Nouvelle-Zélande et ce phénomène semble être une caractéristique commune aux populations vivant dans les climats tempérés (entre 30° et 60° de latitude).
Variations d’ensoleillement
Une caractéristique commune aux pays plus éloignés de l’équateur est l’énorme différence dans la durée des périodes d’ensoleillement entre l’été et l’hiver. À Montréal (45o de latitude nord), par exemple, la durée du jour au solstice d’été (15h41 heures) est 7 heures plus longue que celle du solstice d’hiver (8h43 heures). Étant donné que les pays équatoriaux, où la durée du jour est à peu près constante tout au long de l’année, ne présentent pas de variations majeures des taux de mortalité globale et cardiovasculaire (voir Figure 1), il a été proposé que ces variations de la période d’ensoleillement puissent contribuer à la saisonnalité de la mortalité observée dans les hémisphères nord et sud.
Ceci est d’autant plus probable que la plupart des études épidémiologiques ont montré une relation inverse entre l’exposition au soleil et la mortalité totale, incluant la mortalité cardiovasculaire. Par exemple, une étude suédoise réalisée auprès d’environ 30 000 femmes suivies pendant 20 ans a révélé que celles qui s’exposaient le plus régulièrement au soleil présentaient un risque de mortalité significativement plus faible (40%) que celles qui s’exposaient peu ou très rarement, un effet protecteur qui est même observé chez celles qui s’exposaient le plus au soleil et étaient plus à risque de développer un mélanome malin. Une analyse subséquente a montré que cet effet protecteur associé à l’exposition régulière au soleil était principalement dû à une réduction importante (environ 50 %) du risque de décès par maladie cardiovasculaire. Étant donné que la mortalité cardiovasculaire touche beaucoup plus de personnes que celle due aux mélanomes (112,5 vs 2,6 décès par 100 000 personnes en Europe en 2008), l’effet positif du soleil sur la réduction de la mortalité globale surpasse donc largement les risques associés au développement des cancers cutanés. On a d’ailleurs observé une incidence plus faible d’infarctus du myocarde et une réduction de la mortalité globale chez les personnes ayant été diagnostiquées avec un cancer de la peau (carcinomes basocellulaire et érythoïde ou mélanomes).
Les effets du rayonnement solaire sur la santé sont donc fort complexes : d’un côté, il est incontestable que l’exposition excessive au soleil est associée à un risque accru de développer des cancers de la peau, en particulier chez les personnes au teint pâle, et c’est sur cette base qu’il est maintenant fortement conseillé de protéger la peau en tout temps (vêtements, chapeaux, écrans solaires) et même de demeurer à l’abri du soleil lorsqu’il est à son zénith. Cette politique de « zéro exposition au soleil » réduit certainement les dommages cutanés induits par les rayonnements ultraviolets (UV), mais elle peut avoir comme inconvénient majeur d’être trop restrictive et de ne pas tenir compte des bénéfices d’une exposition modérée au soleil sur la santé cardiovasculaire, surtout dans le contexte de nos modes de vie contemporains où de longues heures sont passées sous un éclairage artificiel à l’intérieur.
Pression artérielle en baisse
Un des bénéfices bien caractérisés du rayonnement solaire est de permettre la synthèse de vitamine D. Les rayons UVB au niveau de la peau provoquent en effet la transformation d’une molécule appelée 7-dehydrocholestérol en vitamine D3 (cholécalciférol), celle-ci étant par la suite modifiée au niveau du foie et du rein en 1,25-dihydroxyvitamine D, la forme biologiquement active de la vitamine. Ce processus est cependant beaucoup moins efficace en hiver, de sorte que les personnes vivant au-dessus et de 33° de latitude dans l’hémisphère nord (comme c’est le cas pour la quasi-totalité de l’Amérique du Nord et de l’Europe) ne produisent que très peu, voire pas du tout, de vitamine D3 et il a donc été proposé que la diminution des taux sanguins de cette vitamine durant la période de faible ensoleillement pourrait contribuer à la plus forte incidence de maladies cardiovasculaires en hiver. En ce sens, on a observé que le risque de maladies cardiovasculaires était augmenté de 60 % chez les personnes présentant une carence en vitamine D (<15 ng/mL). Par contre, les études qui ont examiné l’impact d’une supplémentation en vitamine D (voir ici et ici, par exemple) n’observent aucune protection et il semble donc peu probable que les fluctuations annuelles de cette vitamine puissent expliquer la saisonnalité des maladies cardiovasculaires et que d’autres facteurs entrent en jeu.
Un de ces facteurs pourrait être la pression artérielle : on sait depuis plusieurs années que la pression artérielle fluctue au cours de l’année, avec un pic durant l’hiver et une diminution significative durant les mois d’été (Figure 2). Cette variation saisonnière de la pression artérielle semble être un phénomène mondial, observé dans des pays aux conditions climatiques diverses, et qui touche les deux sexes, tous les groupes d’âge, les personnes normotendues et les patients hypertendus, qu’ils soient traités ou non. Puisque l’hypertension représente le principal facteur de risque de maladies cardiovasculaires, il est donc possible que ces baisses contribuent à la réduction de mortalité cardiovasculaire observée durant la saison estivale.
Un gaz vasodilatateur produit par le soleil
Les variations annuelles de la température ambiante expliquent en partie ce phénomène : par temps froid, la constriction des vaisseaux peut augmenter la pression artérielle et favoriser les accidents cardiovasculaires chez certaines personnes (voir notre article à ce sujet). Par contre, on observe une hausse de la mortalité globale et cardiovasculaire en hiver même dans des régions où les températures hivernales demeurent très clémentes, comme la Californie ou encore le Kuwait, et il est donc peu probable que l’exposition au froid soit à elle seule responsable de la plus forte incidence de maladies cardiovasculaires en hiver. Même chose pour la diminution de la mortalité observée en été : la chaleur favorise la dilatation des vaisseaux et une diminution de la résistance périphérique, ce qui contribue à diminuer la pression artérielle; par contre, la chaleur du soleil ne peut expliquer entièrement les baisses de pression lorsqu’elles sont mesurées dans un cabinet médical à température contrôlée, comme c’est le cas dans plusieurs études. De plus, si certaines personnes constatent une baisse de leur tension artérielle par temps chaud, elle peut augmenter chez d’autres en raison du stress physiologique lié à l’exposition à la chaleur. Par exemple, des études suggèrent que la pression artérielle systolique peut augmenter d’environ 0,6 mm Hg pour chaque augmentation de 1 °C au-dessus de 28 °C.Il semble que ce soit plutôt le rayonnement solaire, et en particulier les rayons UVA, qui soit en majeure partie responsable de la diminution de la pression artérielle estivale. On sait depuis longtemps que ces rayons UV, beaucoup plus abondants que les UVB, pénètrent plus profondément dans la peau et provoquent la formation de radicaux libres qui causent un vieillissement prématuré de la peau et peuvent contribuer à la progression de certains cancers cutanés. Une équipe de chercheurs écossais a cependant identifié un autre effet, beaucoup plus positif, du rayonnement UVA : la relâche du monoxyde d’azote (NO), un gaz qui agit comme un puissant vasodilatateur qui diminue la pression artérielle (voir l’encadré pour en savoir plus sur le NO).
Le NO, un gaz vasodilatateur
Le monoxyde d’azote (NO) est un radical libre (c’est-à-dire possédant un électron non apparié) qui peut être produit par l’une des trois enzymes nitric oxyde synthases (NOS) à partir de l’acide aminé précurseur L-arginine, ou encore par réduction progressive à partir du nitrate (voir figure ci-dessous).
Les nitrates proviennent principalement de l’ingestion de certains végétaux, par exemple les légumes verts à feuille et la betterave. Une proportion de ce nitrate est concentré dans la salive où il peut être réduit en nitrite par les bactéries commensales. Une fois avalé, ce nitrite peut être à son tour réduit en NO dans l’environnement acide de l’estomac.
Le NO a la particularité d’être une molécule gazeuse lipophile qui peut diffuser très rapidement à l’intérieur des cellules et influencer leurs fonctions. Cet effet est particulièrement important au niveau des vaisseaux sanguins, où le NO provoque la relaxation des muscles lisses qui entourent les vaisseaux et réduit du même coup la pression artérielle. La découverte qu’un gaz produit de façon endogène pouvait exercer une énorme influence sur le tonus vasculaire représente une des grandes avancées du 20e siècle en cardiologie et a été récompensée en 1998 par l’attribution du prix Nobel de physiologie et médecine aux principaux chercheurs qui ont mis en évidence de ce phénomène.
Le NO est toutefois une molécule instable, avec une demi-vie de l’ordre de la milliseconde, mais qui peut s’accumuler dans l’organisme dans un état latent, non seulement sous forme de nitrate et de nitrite, mais aussi en formant des liens nitrosothiols avec d’autres molécules, en particulier l’albumine, la protéine la plus abondante du plasma. Ces formes plus stables de NO peuvent alors diffuser via la circulation sanguine dans l’ensemble de l’organisme et induire une vasodilatation périphérique. Comme mentionné dans le texte principal, cette diffusion expliquerait les effets antihypertenseurs du NO formé au niveau de la peau par l’action du rayonnement solaire.
Ce phénomène étonnant repose sur la présence de quantités importantes de précurseurs du NO au niveau de la peau, en particulier le nitrate et le nitrite, qui proviennent principalement de l’alimentation (les légumes verts, notamment) et s’accumulent dans le tissu cutané. Pour visualiser l’impact du rayonnement solaire sur la pression artérielle, les chercheurs ont exposé des volontaires à une dose modérée et sans danger d’UVA (20 J par cm2), fréquemment utilisée en photothérapie pour traiter certaines conditions (l’eczéma, par exemple). Cette intensité correspond à nos latitudes à une exposition d’environ 30 minutes des bras et des jambes au soleil du midi en été, soit bien en deçà du seuil associé aux coups de soleil pour la plupart des types de peau. Ils ont observé que cette irradiation était associée à une baisse d’environ 5 % de la pression artérielle et augmentait le débit sanguin dans l’avant-bras des volontaires. Cet effet est réellement dû aux UVA et est indépendant de la légère hausse de la température corporelle provoquée par l’irradiation, car la diminution de pression artérielle observée est abolie lorsque les volontaires sont recouverts d’une couverture d’aluminium qui bloque les rayons UVA, mais non la hausse de température.
Il semble que l’effet positif des UVA soit lié à la libération de NO à partir des réserves cutanées (Figure 3). On a observé qu’une dose modérée de ces rayons (20-25 J par cm2) provoquait une diminution rapide et significative (11 %) de la pression artérielle dans les 60 minutes suivant l’irradiation (Figure 3A), de même qu’une augmentation du débit sanguin dans l’avant-bras, une augmentation de la vasodilatation induite par le flux dans l’artère brachiale et une diminution de la résistance vasculaire dans l’avant-bras. Cette diminution de la pression artérielle était fortement corrélée à une augmentation rapide et transitoire de la concentration d’espèces nitrosées, c’est-à-dire des molécules liées au NO, dans le plasma chez l’ensemble des volontaires (Figure 3B). La séquence d’événements impliqués dans la diminution de la pression artérielle par le rayonnement UVA est résumée à la figure 4.
Bien que la diminution de pression artérielle observée dans ces études puisse sembler à première vue peu prononcée, il est important de noter qu’il est clairement établi que toute réduction de la pression artérielle, même minime, protège contre les accidents vasculaires cérébraux et la mortalité cardiovasculaire. Par exemple, on a observé qu’une réduction de la pression artérielle diastolique de 5 mmHg diminue le risque d’accident vasculaire cérébral de 34 % et celui de maladie coronarienne de 21 %.
Globalement, il semble donc que l’ampleur des changements observés dans ces études soit suffisamment importante pour contribuer à la saisonnalité de la mortalité cardiovasculaire observée chez les populations vivant aux latitudes plus éloignées de l’équateur. La production de NO par le rayonnement solaire est possiblement un facteur clé dans ce phénomène, car la libération de ce gaz vasodilatateur est fortement influencée par l’exposition aux UVA et varie donc forcément selon le degré de latitude (Figure 5). À Montréal (45o latitude nord), par exemple, la quantité de NO pouvant être relâchée est deux fois plus élevée en été qu’en hiver et pourrait expliquer, au moins en partie, la diminution de la pression artérielle et de la mortalité observée pendant la saison estivale.
En ce sens, il est intéressant de noter qu’ une étude réalisée en Écosse a montré que le niveau d’exposition aux UVA était associé à une diminution du risque d’infarctus du myocarde, et ce, indépendamment des niveaux d’UVB ou encore de la température ambiante.
En somme, ces résultats montrent qu’une exposition modérée au soleil exerce des effets positifs sur la santé cardiovasculaire en diminuant la pression artérielle. Le temps requis pour obtenir ces bienfaits est très court, de l’ordre de 30 minutes d’exposition des bras et des jambes au soleil du midi, et est sans danger pour la plupart des types de peau. Dans ces conditions, la quantité de rayonnement solaire qui permet une relâche du gaz vasodilatateur NO par les cellules de la peau sont inférieures à celles qui causent les dommages à l’ADN menant au développement des cancers cutanés.
L’ensemble de ces données indiquent donc qu’il est important de trouver le juste milieu en ce qui concerne le soleil. D’un côté, l’exposition inutile et prolongée est clairement à proscrire en raison du lien étroit qui existe entre les rayons UV et le risque de l’ensemble des cancers de la peau. De l’autre, fuir à tout prix tout contact du soleil prive le corps de bénéfices importants pour une bonne santé cardiovasculaire, une des principales causes de mortalité dans notre société. Une exposition régulière, mais modérée au soleil, de l’ordre de 30 minutes par jour durant la saison estivale, représente une approche optimale permettant de profiter de l’action positive du rayonnement solaire sur la pression artérielle tout en minimisant ses effets négatifs sur le risque de santé et le vieillissement prématuré de la peau.