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Les effets des oxydes d'azote sur la santé

Dossier - La pollution atmosphérique
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La pollution atmosphérique augmente t-elle ? Quelles sont les effets des polluants sur l'homme ? Autant de questions auxquelles ce dossier tente de répondre.

  
DossiersLa pollution atmosphérique
 

Il convient d'examiner séparément les effets du monoxyde NO et ceux du dioxyde NO2.

Pollution atmosphèrique au-dessus de Los Angelès. © Massimo Catarinella, CC BY-SA 3.0

Effets du monoxyde NO

Nous n'avons pas connaissance de cas d'intoxication graves par NO. Pour de fortes concentrations en NO, il y a transformation de l'hémoglobine en méthemoglobine (Met-hb), entraînant une diminution de la capacité de transport de l'oxygène par l'hémoglobine ; Des essais effectués avec des concentrations de 3 mg de NO par m3 d'air (concentrations bien plus fortes que les concentrations maximales atmosphériques) montrent qu'il n'y a pas formation de Met-hb.

Aux concentrations présentes dans l'atmosphère, NO n'a pas d'effets pathogènes mais, vraisemblablement, un effet bénéfique sur la fonction respiratoire ! Voici plusieurs années que NO est utilisé, en techniques de réanimation à Paris, à l'hôpital Lariboisière, avec des concentrations relativement élevées. Inhalé à des concentrations de 30 à 100 mg par m3 d'air, NO provoque une vasodilatation et abaisse la pression artérielle pulmonaire. Il agit efficacement contre le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) car il favorise l'oxygénation du sang en améliorant les échanges gazeux dans les poumons. NO permet ainsi, dans les cas de SDRA, de diminuer l'inhalation d'oxygène pur, toxique pour les poumons.

Les effets du dioxyde d'azote NO2

Les effets pathologiques de NO2 ont été mis en évidence dans des circonstances accidentelles de travail. Exposés à une concentration de 10 mg de NO2 par m3, des travailleurs ont présenté des troubles respiratoires très marqués mais transitoires ; ces troubles disparaissent après arrêt de l'exposition. Pour une exposition prolongée à des concentrations supérieures à 100 mg de NO2 par m3, il se produit des irritations pulmonaires et une diminution persistante de la fonction respiratoire.

Le cas de Los Angeles : par suite de conditions météorologiques défavorables, il se produit souvent, en été, une pollution importante de « smog oxydant ». Ce smog est dû à des réactions photochimiques produites par le rayonnement solaire sur les polluants de l'atmosphère. Cette pollution provoque une irritation de l'appareil respiratoire mais les symptômes disparaissent lorsque la pollution diminue sans laisser de séquelles. Quelle est la part due au NO2 dans la formation de ce smog ? Il est intéressant de considérer les seuils d'alerte établis en Californie en 1963 pour les oxydes d'azote :

Un premier seuil pour 6 mg de NO2 par m3
Un deuxième pour 10 mg/m3 (correspondant à une irritation des bronches)
Un troisième seuil à 20 mg/m3 (susceptible de causer des accidents graves) ces concentrations sont très élevées et les valeurs maximales ont été fortement diminuées depuis lors.

L'EPA (Agence Américaine pour la protection de l'environnement) fixe une concentration moyenne annuelle à ne pas dépasser de 100 µg de NO2 par m3 (notons que cette valeur n'est jamais atteinte en France). L'Etat de Californie fixe la valeur maximale sur une heure à 900 µg/m3.

En fait, aucune preuve n'a été apportée sur la nocivité éventuelle de NO2, aux concentrations présentes dans l'atmosphère. Des expositions de plusieurs heures à des concentrations jusqu'à 6 mg de NO2 par m3 n'ont pas produit de modifications sensibles de la fonction respiratoire ; sur des sujets en bonne santé ou même, présentant des maladies pulmonaires.

L'enquête épidémiologique PAARC6 apporte une réponse instructive à la question de l'effet du NO2 atmosphérique.

Dans cette enquête, la concentration en NO2 varie de 12 à 61 µg en moyenne annuelle et la concentration en NO de 7 à 145 µg/m3. L'analyse statistique montre une corrélation positive entre la concentration en oxydes d'azote et le volume expiré maximum par seconde (VEMS) La corrélation est établie aussi bien pour NO que pour NO2. L'effet bénéfique sur le VEMS est plus marqué pour les enfants que pour les adultes. Cette corrélation positive peut sembler surprenante en ce qui concerne NO2 mais elle est étayée par les expériences faites sur des cultures sur membranes de cellules pulmonaires en atmosphères contrôlées7. Dans ces essais, on mesure la vitalité des cellules en fonction de la teneur en NO2 du mélange air-NO2. La cytotoxicité de NO2 est bien mise en évidence pour de fortes concentrations en NO2.

La vitalité est diminuée à partir de 6 mg de NO2 par m3 mais elle est augmentée pour de faibles concentrations : augmentation de 10 à 30 % de la vitalité, selon les souches, pour 2 mg de NO2 par m3 d'air. Il sera intéressant de développer de telles études, (selon la méthode décrite par C. Voisin8) sur les effets des polluants de l'atmosphère.

En conclusion, nous sommes amenés à considérer que les oxydes d'azote, aux concentrations présentes dans l'atmosphère n'ont pas d'action pathogène sur la fonction respiratoire.

Cependant, en association avec les autres polluants atmosphériques, il peut se produire, notamment sous l'effet du rayonnement solaire, des réactions conduisant à des composés secondaires en concentration suffisante pour avoir des effets indésirables.

6 Enquête épidémiologique PAARC (Pollution Atmosphérique et Affections Respiratoires Chroniques) Bulletin Européen de physiopathologie respiratoire. 1982. 18 p. 87-99 et 101-116
7 Un test biologique pour évaluer la qualité des fumées A. Gery, H. Martel, B.Wallaert TSM n° 5 1995 p.431-434
8 Voisin C., Aerts C., Jakubczak E. et Tonnel A.B.
culture cellulaire en phase gazeuse. Un nouveau modèle expérimental d'étude « in vitro » des activités des macrophages alvéolaires
Bulletin européen de physiopathologie respiratoire 1977 13-69-82