Academic literature on the topic 'Allergie au pollen – Effets de la pollution atmosphérique'

S’il est aujourd’hui admis que les grains de pollens allergisants sont altérés par la pollution atmosphérique, le rôle de ces altérations sur l’allergie n’est pas encore clairement connu. Les mécanismes (bio)chimiques en jeu ne sont pas complétement élucidés, notamment en ce qui concerne l’exacerbation des symptômes par la pollution atmosphérique. L’objectif principal de cette thèse est d’améliorer les connaissances sur l’exposition aux grains de pollens allergisants en prenant en compte leur état d’altération : état de pollution et rupture du grain de pollen. Une première étude de laboratoire a été effectuée afin d’explorer le potentiel de plusieurs techniques pour la caractérisation de l’état d’altération du grain de pollen. Du pollen pollué artificiellement à l’ozone a été analysé par des techniques spectroscopiques (Raman et infrarouge), microscopiques et chromatographiques. La capture de l’ozone a été également mesurée sur un ensemble de 22 taxons de pollens ayant différentes caractéristiques bio-physico-chimiques (taille et masse du grain, degré d’allergénicité, fraction lipidique…) pour rechercher de possibles facteurs influençant cette capture d’ozone. Le potentiel de l’analyse du pollen par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CPG-SM) a été exploité et une nouvelle méthode de comptage des grains de pollen a été mise au point. Cette méthode a nécessité une étude de la variabilité de la fraction lipidique de différents lots de pollen de bouleau de différentes origines géographiques et pour différentes années de récolte. Afin de tester cette méthode de comptage en conditions réelles, une campagne de prélèvements a été effectuée sur du pollen de bouleau sédimenté en milieu intérieur et extérieur. Le dosage de traceurs chimiques des grains de pollens par CPG-SM présente un grand potentiel à la fois pour le comptage rapide des grains de pollen, la détermination de leur état (rompu ou intact) et leur degré de pollution
Although it is now accepted that allergenic pollen grains are altered by air pollution, the role of these alterations on allergy is not yet clearly known. The (bio)chemical mechanisms involved are not completely elucidated, especially with regard to the exacerbation of symptoms by air pollution. The main objective of this thesis is to improve the knowledge on the exposure to allergenic pollen grains by taking into account their degree of alteration: pollution and pollen grain rupture. A first laboratory study was carried out in order to explore the potential of several techniques for the characterization of the degree of alteration of the pollen grain. Pollen artificially polluted with ozone was analyzed by spectroscopic (Raman and infrared), microscopic and chromatographic techniques. Ozone uptake was also measured on a set of 22 pollen taxa with different bio-physical-chemical characteristics (grain size and mass, degree of allergenicity, lipid fraction...) to investigate possible determinants of ozone uptake. The potential of pollen analysis by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was exploited and a new method of counting pollen grains was developed. This method required a study on the variability of the lipid fraction on different batches of birch pollen from different geographical origins and depending on the year of harvest. In order to test this counting method in real conditions, a sampling campaign was carried out on sedimented birch pollen in indoor and outdoor environments. The determination of chemical tracers of pollen grains by GC-MS has a great potential for the rapid counting of pollen grains, the determination of their state (broken or intact) and their degree of pollution

Alors que la rhinite a un fort impact sur la santé publique, chez l’adulte, il n’existe pas de définition standardisée de la rhinite dans les études épidémiologiques. De plus, les facteurs environnementaux de la rhinite sont mal connus et, en particulier, il existe très peu d'études sur les effets à long terme de la pollution atmosphérique sur la rhinite chez l'adulte. Pour combler ces lacunes, nous avons utilisé les données de deux études épidémiologiques multicentriques européennes ayant des données détaillées sur la santé respiratoire et d'exposition annuelle individuelle à la pollution atmosphérique. Nos résultats ont montré que pour mieux caractériser la rhinite, il faut considérer l’ensemble des caractéristiques des symptômes nasaux, les comorbidités et la sensibilisation allergique, et ne pas limiter la maladie à une question ou à un test de sensibilisation allergique. Nous n'avons trouvé aucune association entre la pollution atmosphérique à long terme et l'incidence de la rhinite, mais nous avons montré que l'exposition à long terme à la pollution était associée à une augmentation de la sévérité de la rhinite, soulignant le besoin de contrôler les niveaux de pollution atmosphérique
Whereas rhinitis has an important public health impact, in adults there is no standardized definition of rhinitis in epidemiological studies. Furthermore, environmental factors of rhinitis are barely known, and in particular, there are very few studies on the effects of long-term exposure to air pollution on rhinitis in adults. To fill these gaps, we used data from two European multicentre epidemiological studies with extensive data on respiratory health and individual estimated exposures to long-term air pollution. Our findings showed that to better characterize rhinitis, one need to consider together all the characteristics of the nasal symptoms, the comorbidities and the allergic sensitization, and not to restrict the disease to one question or one allergic sensitization test. We found no association between long-term air pollution and incidence of rhinitis, but we showed that long-term exposure to air pollution is associated to an increased severity of rhinitis, emphasising that air pollution needs to be controlled

La fraction lipidique pollinique a un effet adjuvant sur la réaction allergique et elle est impliquée dans les processus de germination. L’altération de cette fraction par les polluants atmosphériques est peu documentée dans la littérature bien que des effets délétères soient possibles sur la santé des sujets allergiques. Notre travail a été effectué sur deux pollens parmi les plus allergisants : la fléole des prés (phleum pratense) et le bouleau (betula pendula). La fraction lipidique des pollens intacts a été identifiée et quantifiée par chromatographie en phase gazeuse équipée d’un détecteur à ionisation de flamme ou couplée à la spectrométrie de masse. Les principales familles chimiques identifiées sont les suivantes : alcanes, alcools, alcènes, acides gras saturés et insaturés, aldéhydes et stérols. Une exposition in vitro des pollens à l’ozone a mis en évidence une réactivité des alcènes et une production d’acides gras saturés et d’aldéhydes. Le dioxyde d’azote a montré quant à lui un rôle protecteur vis-à-vis de la réactivité de l’ozone. La biodisponibilité des lipides des pollens intacts semble faible comme l’ont montré les extractions du pollen en milieu aqueux sans agitation. Par ailleurs, nos résultats semblent donner un nouveau rôle à la rupture des pollens dans l’atmosphère. En effet, nous avons observé une extraction facilitée des lipides pour les pollens broyés et notamment d’espèces immunostimulantes telles que les acides linoléique et α-linolénique. Le rôle d’adjuvants à la réaction allergique de ces lipides extraits du pollen cassé ou pollué devra être précisé dans une étude ultérieure
The pollen lipidic fraction has an adjuvant effect on the allergic reaction and it is involved in germination processes. The alteration of pollen lipids by atmospheric pollutants is poorly documented in the literature although negative health effects are suspected. Our work was carried out on two highly allergenic pollens: timothy grass (phleum pratense) and birch tree (betula pendula). The lipid fraction of intact pollen was identified and quantified by gas chromatography equipped with a flame ionization detector or coupled to mass spectrometry. The main chemical families identified are: alkanes, alcohols, alkenes, saturated and unsaturated fatty acids, aldehydes and sterols. In vitro exposure of pollen to ozone has exhibited the reactivity of alkenes and the production of saturated fatty acids and aldehydes. Nitrogen dioxide has shown a protective role toward the reactivity of ozone. Furthermore, the bioavailability of lipids from intact pollen appears to be low as shown by pollen extractions with aqueous solvent without agitation. Moreover, our results give a new role to the rupture of pollen in the atmosphere. In fact, we observed a facilitated extraction of lipids for crushed pollen and in particular the release of immunostimulatory species such as linoleic and α-linolenic acids. The adjuvancy effects of the lipids extracted from broken or polluted pollen grains to the allergic reaction should be unraveled in a future work

Les suies, particules omniprésentes dans l’atmosphère urbaine, sont d’une extrême complexité morphologique et chimique. Adsorbés à leur surface, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) présentent une toxicité pulmonaire avérée. Durant leur transport atmosphérique, ils peuvent, par des processus d’oxydation et de photolyse, former des produits nitrés et oxygénés dont les impacts sanitaires sont peu connus. Nous proposons de caractériser le vieillissement atmosphérique de particules de suie et d’étudier l’impact de ce vieillissement sur les poumons. Ces travaux de thèse reposent sur la génération de particules de suie modèles ; la simulation en laboratoire d’un vieillissement par des expositions à l’ozone ; ainsi que l’étude des effets inflammatoires de particules vieillies ou non sur des cellules pulmonaires. Nous avons exposé, dans un premier temps, un aérosol de particules carbonées à l’ozone dans un réacteur à écoulement. Les influences du temps de contact, de la concentration initiale en ozone, de l’humidité relative, de la présence d’un rayonnement UV et de la taille des particules ont été étudiées. Le rôle de l’oxygène atomique dans le mécanisme de réaction a également été évalué. Nous nous sommes ensuite intéressés à la réactivité hétérogène entre des HAP adsorbés en surface de particules carbonées et l’ozone. Des cinétiques de dégradation de HAP particulaires ont ainsi été réalisées. Enfin, nous avons étudié la réponse inflammatoire de HAP seuls ou particulaires sur des cellules pulmonaires par le dosage d’interleukines pro-inflammatoires. L’effet du vieillissement des particules modèles, ainsi que le rôle du surfactant pulmonaire ont été évalués
Soot particles, ubiquitous in the urban atmosphere, exhibit extreme chemical and morphological complexity. Adsorbed on their surface, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) have a proven pulmonary toxicity. During atmospheric transport, they may, through oxidation and photolysis process, form oxygenated and nitrated products about which health impacts are not well known. We propose to characterize the atmospheric aging of soot particles and to study the impact of aging on the lungs. This work deals with the generation of soot models particles; laboratory simulation of aging by exposures to ozone; and the study of the inflammatory effects of aged or not particles on lung cells. In a first step a carbonaceous aerosol has been exposed to ozone in a flow reactor. The influences of contact time, initial ozone concentration, relative humidity, UV radiations and particle size were studied. The role of the atomic oxygen in the reaction mechanism was also evaluated. Then the heterogeneous reactivity between PAHs adsorbed on carbonaceous particles and ozone has been investigated. Degradation kinetics of particulate PAHs were thus performed. Finally, we studied the inflammatory response of PAHs alone or in particulate phase on lung cells by assay of pro-inflammatory interleukins. The effect of aging models particles and the role of pulmonary surfactant were evaluated

La fraction lipidique pollinique a un effet adjuvant sur la réaction allergique et elle est impliquée dans les processus de germination. L’altération de cette fraction par les polluants atmosphériques est peu documentée dans la littérature bien que des effets délétères soient possibles sur la santé des sujets allergiques. Notre travail a été effectué sur deux pollens parmi les plus allergisants : la fléole des prés (phleum pratense) et le bouleau (betula pendula). La fraction lipidique des pollens intacts a été identifiée et quantifiée par chromatographie en phase gazeuse équipée d’un détecteur à ionisation de flamme ou couplée à la spectrométrie de masse. Les principales familles chimiques identifiées sont les suivantes : alcanes, alcools, alcènes, acides gras saturés et insaturés, aldéhydes et stérols. Une exposition in vitro des pollens à l’ozone a mis en évidence une réactivité des alcènes et une production d’acides gras saturés et d’aldéhydes. Le dioxyde d’azote a montré quant à lui un rôle protecteur vis-à-vis de la réactivité de l’ozone. La biodisponibilité des lipides des pollens intacts semble faible comme l’ont montré les extractions du pollen en milieu aqueux sans agitation. Par ailleurs, nos résultats semblent donner un nouveau rôle à la rupture des pollens dans l’atmosphère. En effet, nous avons observé une extraction facilitée des lipides pour les pollens broyés et notamment d’espèces immunostimulantes telles que les acides linoléique et α-linolénique. Le rôle d’adjuvants à la réaction allergique de ces lipides extraits du pollen cassé ou pollué devra être précisé dans une étude ultérieure
The pollen lipidic fraction has an adjuvant effect on the allergic reaction and it is involved in germination processes. The alteration of pollen lipids by atmospheric pollutants is poorly documented in the literature although negative health effects are suspected. Our work was carried out on two highly allergenic pollens: timothy grass (phleum pratense) and birch tree (betula pendula). The lipid fraction of intact pollen was identified and quantified by gas chromatography equipped with a flame ionization detector or coupled to mass spectrometry. The main chemical families identified are: alkanes, alcohols, alkenes, saturated and unsaturated fatty acids, aldehydes and sterols. In vitro exposure of pollen to ozone has exhibited the reactivity of alkenes and the production of saturated fatty acids and aldehydes. Nitrogen dioxide has shown a protective role toward the reactivity of ozone. Furthermore, the bioavailability of lipids from intact pollen appears to be low as shown by pollen extractions with aqueous solvent without agitation. Moreover, our results give a new role to the rupture of pollen in the atmosphere. In fact, we observed a facilitated extraction of lipids for crushed pollen and in particular the release of immunostimulatory species such as linoleic and α-linolenic acids. The adjuvancy effects of the lipids extracted from broken or polluted pollen grains to the allergic reaction should be unraveled in a future work

Les suies, particules omniprésentes dans l’atmosphère urbaine, sont d’une extrême complexité morphologique et chimique. Adsorbés à leur surface, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) présentent une toxicité pulmonaire avérée. Durant leur transport atmosphérique, ils peuvent, par des processus d’oxydation et de photolyse, former des produits nitrés et oxygénés dont les impacts sanitaires sont peu connus. Nous proposons de caractériser le vieillissement atmosphérique de particules de suie et d’étudier l’impact de ce vieillissement sur les poumons. Ces travaux de thèse reposent sur la génération de particules de suie modèles ; la simulation en laboratoire d’un vieillissement par des expositions à l’ozone ; ainsi que l’étude des effets inflammatoires de particules vieillies ou non sur des cellules pulmonaires. Nous avons exposé, dans un premier temps, un aérosol de particules carbonées à l’ozone dans un réacteur à écoulement. Les influences du temps de contact, de la concentration initiale en ozone, de l’humidité relative, de la présence d’un rayonnement UV et de la taille des particules ont été étudiées. Le rôle de l’oxygène atomique dans le mécanisme de réaction a également été évalué. Nous nous sommes ensuite intéressés à la réactivité hétérogène entre des HAP adsorbés en surface de particules carbonées et l’ozone. Des cinétiques de dégradation de HAP particulaires ont ainsi été réalisées. Enfin, nous avons étudié la réponse inflammatoire de HAP seuls ou particulaires sur des cellules pulmonaires par le dosage d’interleukines pro-inflammatoires. L’effet du vieillissement des particules modèles, ainsi que le rôle du surfactant pulmonaire ont été évalués
Soot particles, ubiquitous in the urban atmosphere, exhibit extreme chemical and morphological complexity. Adsorbed on their surface, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) have a proven pulmonary toxicity. During atmospheric transport, they may, through oxidation and photolysis process, form oxygenated and nitrated products about which health impacts are not well known. We propose to characterize the atmospheric aging of soot particles and to study the impact of aging on the lungs. This work deals with the generation of soot models particles; laboratory simulation of aging by exposures to ozone; and the study of the inflammatory effects of aged or not particles on lung cells. In a first step a carbonaceous aerosol has been exposed to ozone in a flow reactor. The influences of contact time, initial ozone concentration, relative humidity, UV radiations and particle size were studied. The role of the atomic oxygen in the reaction mechanism was also evaluated. Then the heterogeneous reactivity between PAHs adsorbed on carbonaceous particles and ozone has been investigated. Degradation kinetics of particulate PAHs were thus performed. Finally, we studied the inflammatory response of PAHs alone or in particulate phase on lung cells by assay of pro-inflammatory interleukins. The effect of aging models particles and the role of pulmonary surfactant were evaluated

Ce travail a permis d'étudier la contamination atmosphérique en HAP des grains de pollen de Pinus nigra (pin) et de Fraxinus excelsior (frêne) dans le sillon mosellan. Ces espèces, considérées comme des plantes d'alignement courantes, sont capables d'accumuler les HAP présents dans l'atmosphère selon la nature de la source d'émission (urbaine ou industrielle). Les résultats ont mis en évidence une contamination du pollen des deux espèces choisies par les HAP : de 60 à 214 ug/g pour le frêne et de 101 à 229 ug/g pour le pin. Les HAP les plus lourds, notamment ceux contenant 5-6 cycles aromatiques, étaient les plus abondants. Vaux ont aussi mis en évidence une relation entre la présence des HAP dans les grains de pollen prélevés dans différents sites urbains et industriels et des modifications morphologiques et enzymatiques telles que la phosphatase acide et l'estérase, enzymes considérées comme paramètres de stress en réponse à la pollution atmosphérique
In this work, Pinus nigra (Black pine) and Fraxinus excelsior (European ash) pollens are used for the monitoring of PAHs in Metz area. In urban areas, these species are considered as ornamental trees. Moreover they have been shown to accumulate airborne PAHs. Depending on sources (urban or industrial). Pollens from both species were contaminated with PAHs, from 60 to 214 ug/g for the ash and from 101 to 229 ug/g for pine, especially 5/6 ring compounds. Total PAHs concentrations in pollen were positively correlated to acid phosphatase and esterase activities in different urban and industrial areas

Contexte: La compréhension de l’histoire naturelle de l’asthme et des allergies au cours de la petite enfance est encore parcellaire. De plus, il persiste encore des incertitudes quant à la contribution des facteurs comportementaux et environnementaux au développement de ces maladies. Objectifs: 1) Etudier l’histoire naturelle des symptômes respiratoires et allergiques chez l’enfant de 0 à 4 ans en identifiant des phénotypes basés sur ces symptômes par des analyses de cluster, 2) Caractériser ces phénotypes au regard de leurs co-morbidités et de leurs facteurs de risque, en particulier ceux liés à l’environnement de vie des enfants incluant leur exposition précoce à la pollution atmosphérique d’origine automobile (PAA). Matériel et méthodes: Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre du suivi de la cohorte de naissances PARIS (Pollution and Asthma Risk: an Infant Study) mise en place en 2003 et incluant 3840 nouveau-nés. Des auto-questionnaires régulièrement renseignés par les parents ont permis de documenter l’état de santé des enfants en termes de symptômes et de pathologies respiratoires/allergiques, ainsi que leur mode et cadre de vie. La sensibilisation allergénique a été déterminée par dosage des IgE spécifiques dans le sang à l’âge de 18 mois. L’exposition à la PAA intégrant les différents lieux de vie (domicile, lieu de garde) a été évaluée pour la première année de vie des enfants par un modèle de dispersion, l’indice ExTra. L’identification de phénotypes respiratoires/allergiques entre 0 et 4 ans a été effectuée par des analyses de cluster transversales et longitudinales. Les co-morbidités et facteurs de risque associés aux phénotypes ont été étudiés. Résultats : Entre 0 et 4 ans, des sifflements ont été rapportés chez 31% des enfants, et une toux sèche nocturne chez 38%. Ils sont respectivement 43% et 38% à avoir éprouvé des symptômes évocateurs de rhinite allergique et de dermatite atopique. La prévalence cumulée des maladies diagnostiquées par un médecin était de 12,2% pour l’asthme, 39,4% pour l’eczéma et 3,8% pour le rhume des foins. L’étude des trajectoires des symptômes de sifflements, toux sèche nocturne, rhinite allergique et dermatite atopique a permis d’identifier un groupe avec une faible prévalence de symptômes [n=1236, 49,0%] et quatre phénotypes respiratoires/allergiques distincts: deux transitoires («rhinite transitoire» [n=295, 11,7%] et «sifflements transitoires» [n=399, 15,8%]), non associés avec la sensibilisation IgE dépendante, et deux persistants («toux/rhinite» [n=284, 11,3%] et «dermatite» [n=308, 12,2%]), associés à la sensibilisation allergénique. Le phénotype «rhinite transitoire» était associé à l'exposition postnatale au tabagisme, pouvant irriter les voies respiratoires. Le phénotype «sifflements transitoires» était lié au sexe masculin et au contact avec d'autres enfants (frères et sœurs plus âgés, fréquentation d'une crèche). Les facteurs de risque des deux phénotypes associés aux IgE comprenaient la présence d’antécédents parentaux d'allergie, ainsi que l'exposition potentielle à des allergènes et au stress, connues pour jouer un rôle dans le développement des maladies allergiques. Nos résultats montrent également qu’au regard de la symptomatologie allergique, l’exposition précoce à la PAA semble impacter davantage certains sous-groupes d’enfants (ceux de sexe masculin, ceux ayant un terrain familial d’asthme/d’allergie et ceux dont la mère a souffert d’un problème grave de santé). Conclusion: Ce travail contribue à mieux comprendre l’histoire naturelle des manifestations respiratoires et allergiques durant les années préscolaires et suggère l'existence de différents phénotypes avant l'âge scolaire. Le fait qu'ils diffèrent en termes de facteurs de risque et de sensibilisation renforce la plausibilité de profils distincts, potentiellement liés aux irritations et aux infections pour les phénotypes transitoires, et à l'allergie pour les phénotypes persistants
Background: The natural history of asthma and allergies during childhood is still not fully understood. In addition, there are still some uncertainties about the contribution of behavioral and environmental factors to the development of these pathologies. Objectives: 1) To study the natural history of respiratory and allergic symptoms in children from birth to age 4 years by identifying phenotypes based upon these symptoms using cluster analyses, 2) To characterize these phenotypes with regard to their comorbidity and risk factors, especially those related to the life environment of children, including their early exposure to traffic-related air pollution (TAP). Methods: This work is part of the follow-up of the PARIS (Pollution and Asthma Risk: an Infant Study) birth cohort, implemented in 2003 and including 3840 newborns. Self-administered questionnaires regularly filled in by parents were used to collect information about the health status of children in terms of respiratory/allergic symptoms and diseases, as well as about lifestyle/environment characteristics. IgE-mediated sensitisation was determined at the age of 18 months. Exposure to TAP integrating the different places of residence and day-care was assessed in the first year of life of children using a dispersion model, the ExTra index. Respiratory/allergic phenotypes were identified between 0 and 4 years by cross-sectional and longitudinal cluster analyses. Comorbidity and risk factors associated with phenotypes were studied. Results: Between 0 and 4 years, wheezing has been reported in 31% of children, and dry night cough in 38%, whereas 43% and 38% have experienced symptoms suggestive of allergic rhinitis and atopic dermatitis, respectively. The prevalence of doctor-diagnosed diseases in the first 4 years was 12.2% for asthma, 39.4% for eczema and 3.8% for hay fever. The study of joint trajectories of symptoms such as wheezing, dry night cough, allergic rhinitis and atopic dermatitis identified a group with low prevalence of symptoms [n=1236, 49.0%] and four distinct phenotypes: two transient ("transient rhinitis" [n=295, 11.7%] and "transient wheeze" [n=399, 15.8%]), without any relation with IgE sensitisation, and two persistent ("cough/rhinitis" [n=284, 11.3%] and "dermatitis" [n=308, 12.2%]) associated with allergic sensitisation. Transient rhinitis phenotype was only associated with tobacco smoke exposure, which could irritate the airways. Transient wheeze phenotype was related to male sex and contact with other children (older siblings, day-care attendance). Lastly, risk factors for both IgE-associated phenotypes encompassed parental history of allergy, potential exposure to allergens and stress, known to be associated with the development of allergic diseases. With regard to allergic symptomatology, our results also show that the impact of early exposure to TAP could be more important in some subgroups of children (boys, children with parental history of allergy, and children whose mother experienced a serious health problem). Conclusion: This work contributes to a better understanding of the natural history of respiratory/allergic symptoms during preschool years, and provides evidence for the existence of different phenotypes before school age. The fact they differ in terms of sensitisation and risk factors reinforces the plausibility of distinct profiles, potentially linked to irritation and infections for the transient phenotypes, and to allergy for the persistent phenotypes