A. BERNARD
Directeur de recherches FNRS, Université catholique de Louvain ;
Centre de toxicologie et pharmacologie
appliquée, Faculté de médecine, Bruxelles, Belgique
Des études récentes suggèrent que la fréquentation de
piscines désinfectées au chlore, surtout pendant la petite enfance,
peut augmenter les risques d’allergies. Ces risques seraient liés à
une fragilisation des barrières épithéliales par le chlore actif ou
les sous-produits de chloration dans les piscines privées ou
publiques. La prudence est de mise pour les jeunes enfants, surtout
s’ils présentent un terrain atopique ou des antécédents familiaux
d’allergie.
Allergies, hygiène et chlore
On assiste depuis plusieurs années à une augmentation importante
des prévalences d’affections allergiques dans la plupart des pays
industrialisés. L’asthme en particulier est devenu au fil des ans
l’affection chronique la plus fréquente chez l’enfant ou
l’adolescent avec des estimations de prévalence qui varient entre
10 et 20 % selon les pays et les indicateurs utilisés. Cette
augmentation ne se limite pas à l’asthme et s’étend aux autres
affections allergiques comme l’eczéma et les rhinites allergiques,
dont le rhume des foins. On ignore la ou les causes exactes de
cette épidémie, mais les chercheurs sont unanimes pour l’attribuer
à une modification dans notre environnement ou notre mode de vie
d’une partie importante de la population des pays développés. Parmi
les hypothèses testées, celle qui suscite toujours le plus
d’intérêt est l’hypothèse d’hygiène proposée par un médecin
britannique en 1989 (D. Strachan). Selon cette hypothèse,
l’augmentation des affections allergiques serait due à une
diminution de l’exposition aux agents microbiens pendant l’enfance,
entraînant un déséquilibre de la balance Th1/Th2 en faveur de Th2.
À ce stade cependant, cette hypothèse n’a pas permis de déboucher
sur des mesures concrètes permettant d’infléchir l’évolution des
maladies allergiques. L’hypothèse du chlore ou de la chloration,
proposée en 2003 (1) est en quelque sorte la face chimique de
l’hypothèse d’hygiène.
Plutôt que de relier l’augmentation des maladies allergiques à
une diminution de l’exposition aux agents microbiens, elle
l’attribue davantage à l’exposition croissante, en particulier des
enfants, aux produits ou résidus de la chloration, qui est la
méthode adoptée par le monde occidental pour assurer une bonne
hygiène. Dans les pays comme la France où la natation est une
activité fréquente et obligatoire en milieu scolaire, l’exposition
aux produits de chloration a lieu surtout dans les piscines
publiques ou privées pratiquement toutes désinfectées au chlore. La
natation dans une eau chaude et peu renouvelée comporte des risques
infectieux très importants qui nécessitent des doses élevées de
chlore. De plus, les baigneurs, surtout les plus jeunes, libèrent
dans l’eau de la matière organique que la chloration transforme en
résidus toxiques, parmi lesquels on retrouve de puissants irritants
come les chloramines (figure 1).
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Figure 1. Formation des sous-produits de
chloration dans les piscines. Dans l’eau, les produits de
chloration (chloro-isocyanurates, hypochlorite ou chlore gazeux)
libèrent de l’acide hypochloreux, un puissant oxydant qui est le
biocide actif. L’acide hypochloreux transforme les matières
organiques apportées par les baigneurs en un cocktail de
sous-produits de chloration comprenant des irritants, des composés
mutagènes et reprotoxiques. Les composés très volatils comme le
chloroforme et la trichloramine se retrouvent surtout dans l’air
des piscines intérieures publiques.
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Figure 2. Schéma illustrant le dépôt des
produits de chloration le long de l’arbre respiratoire. Les
produits inhalés sous forme d’eau ou d’aérosols se déposent surtout
au niveau des voies respiratoires, tandis que les composés volatils
peuvent descendre dans l’arbre respiratoire surtout
lorsqu’ils sont peu solubles dans l’eau (trichloramine). La
respiration buccale permet aux aérosols et aux composés normalement
retenus par le filtre pharyngé d’atteindre le poumon
profond.
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Enfin, lors de la natation, les baigneurs inhalent très
activement ces dérivés chlorés qui pénètrent plus ou moins
profondément dans les voies respiratoires en fonction du mode de
respiration (buccale en cas d’effort intense) et de leur forme
physico-chimique (taille des aérosols, solubilité des gaz) (figure
2).
Une fragilisation des barrières épithéliales
L’acide hypochloreux et les chloramines sont de puissants
oxydants qui, aux concentrations observées dans l’eau des piscines,
peuvent ouvrir les jonctions serrées des barrières épithéliales et
donc faciliter la pénétration des allergènes et agents pathogènes
vers les cellules dendritiques (2). Ces molécules peuvent aussi
provoquer des dommages cellulaires en particulier au niveau des
cellules de Clara, avec pour conséquence une diminution de la
synthèse de protéines anti-inflammatoires comme la protéine de la
cellule de Clara (CC16) (3). Ce sont ces altérations épithéliales
découvertes fortuitement chez les nageurs qui ont attiré
l’attention des chercheurs sur les risques des produits de
chloration en piscine (1). Ces altérations ont été observées aussi
bien chez des nageurs en piscine intérieure qu’extérieure, ce qui
signifie qu’ils ne résultent pas uniquement de l’inhalation de la
trichloramine, le gaz responsable de l’odeur caractéristique des
piscines publiques. La majeure partie des irritants respiratoires
provient sans doute du cocktail de composés chlorés qui
s’accumulent dans l’eau ou flottent à la surface des piscines. Dans
les piscines privées, peu fréquentées et souvent surchargées en
chlore, le principal irritant est sans doute représenté par le
chlore actif sous forme d’hypochlorite ou d’acide hypochloreux. En
revanche, dans les piscines publiques, ce sont surtout les
sous-produits de chloration et en particulier les chloramines qui
irritent les muqueuses des nageurs. Les conséquences de ces
altérations épithéliales dans le développement des allergies
dépendent de leur localisation le long de l’arbre respiratoire,
mais aussi de toute une série d’autres facteurs comme le sexe,
l’âge, le terrain atopique ou l’exposition aux allergènes.
Des effets adjuvants sur la marche allergique
Les données épidémiologiques et expérimentales suggèrent que la
fragilisation des barrières épithéliales par les produits de
chloration pourrait exercer des effets adjuvants à différents
stades de la marche allergique, expression utilisée pour définir la
progression des allergies avec l’âge. Trois types d’effets
adjuvants ont été mis en évidence (4).
Risques accrus de bronchiolite et d’allergies associés à la
pratique de bébé nageur
Plusieurs études concordantes ont montré que la pratique de bébé
nageur pouvait sensibiliser l’enfant aux infections virales et en
particulier à la bronchiolite qui est un facteur de risque bien
connu dans le développement des allergies(3,5). Nous avons observé
que le développement d’affections allergiques chez les enfants
ayant souffert de bronchiolite n’était significativement augmenté
qu’en cas de bronchiolite associée à la pratique de bébé nageur,
donc en d’autres termes chez les enfants ayant subi à la fois
l’agression virale et l’agression par les composés chlorés (6). À
l’appui de cette interprétation, nous avons retrouvé chez ces
enfants une diminution des concentrations de la protéine des
cellules de Clara, reflet probable d’une destruction d’une partie
de ces cellules (3). Cette interaction entre bronchiolite et
exposition aux produits de chloration en piscine chez ces bébés
nageurs apparaît comme une des manifestations les plus précoces de
la fragilisation des voies respiratoires associées à la
fréquentation de piscines chlorées.
Effet adjuvant dans le processus de sensibilisation
allergique
Lorsque l’exposition est très précoce (avant 7 ans) ou très
intense (nageurs de compétition), il semble que l’exposition
régulière aux produits de chloration en piscine puisse aussi
exercer un effet adjuvant dans le processus de sensibilisation
lui-même et donc dans le développement d’un terrain atopique (2).
Par exemple, un risque accru de sensibilisation aux aérollargènes,
en particulier aux acariens, a été décrit chez des enfants ayant
fréquenté une piscine chlorée extérieure pendant plus de 50 heures
avant l’âge de 7 ans (3). Ces risques ont été mis en relation avec
des lésions épithéliales au niveau de la cavité nasale qui
pourraient faciliter le processus de sensibilisation allergique.
Comme pour la bronchiolite il est probable que ce phénomène ne
nécessite pas d’exposition vraiment très prolongée pourvu qu’il y
ait à plusieurs reprises une certaine coexposition à l’allergène et
aux irritants chlorés.
Effet adjuvant dans l’expression clinique de l’atopie
L’effet des produits de chloration qui à ce stade est le mieux
documenté est celui d’une interaction avec le terrain atopique,
favorisant l’expression clinique de l’allergie sous forme d’asthme,
de rhinite et peut être aussi d’eczéma (7,8). Ce sont des risques
qui ne concernent donc que les sujets déjà sensibilisés et
nécessitent des expositions répétées sur des périodes plus ou moins
longues en fonction des concentrations des produits de chloration
et de leur dépôt le long de l’arbre respiratoire. La majeure partie
des produits de chloration se déposant d’abord au niveau des voies
respiratoires supérieures, les risques de rhinite allergique comme
le rhume des foins requièrent pour se manifester des niveaux
d’exposition moins importants que les risques d’asthme. Puisque la
plupart des enfants apprennent à nager vers l’âge de 6-7 ans, le
niveau de fréquentation pouvant induire de l’asthme n’est pas
atteint avant l’âge de 10 ans. Chez les sujets atopiques, le risque
relatif d’asthme augmente quasi linéairement de 0,5 à 1 % par heure
de natation, ce qui signifie un doublement du risque après avoir
passé au total 100 à 200 heures dans une piscine publique. Hormis
dans le cas de l’interaction avec la bronchiolite décrit plus haut,
il faut donc attendre pratiquement le début de l’adolescence pour
voir une augmentation de la prévalence d’asthme chez les enfants
fréquentant régulièrement les piscines. Cela explique que les
études associant l’asthme à la fréquentation de piscine ont toutes
été menées chez des adolescents et des adultes (3,7-10). En
revanche, l’exposition à une eau de piscine surchargée en dérivés
chlorés pendant la petite enfance peut suffire à augmenter le
risque d’eczéma chez les sujets atopiques, ce qui peut s’expliquer
par le fait que la peau — du reste très fragile chez le bébé — est
bien évidemment en contact direct avec les produits de chloration
dans l’eau.
Recommandations pratiques
• En l’absence d’antécédents familiaux d’allergie et d’autres
facteurs de risque, il est intéressant d’interroger le patient sur
ses pratiques sportives. La pratique régulière de la natation en
piscine privée ou publique peut se révéler un facteur de risque de
l’asthme et d’affections allergiques dont l’éviction pourrait
améliorer l’état du patient.
• Il faut s’interroger aussi sur les bénéfices et les risques de
la pratique de la natation chez les très jeunes enfants dont les
systèmes immunitaire et respiratoire sont immatures. Si cette
pratique se fait dans des établissements où il règne une forte
odeur de chlore, elle pourrait fragiliser les voies respiratoires
des bébés et augmenter les risques d’infection et d’allergies.
• La pratique de la natation est une activité obligatoire dans
beaucoup de programmes scolaires. Si l’enfant présente un terrain
atopique et se plaint de symptômes d’irritation après la piscine,
une dispense de piscine scolaire pour raisons médicales pourrait se
justifier surtout si l’établissement fréquenté n’offre aucune
garantie quant à la qualité de l’air ou de l’eau (la trichloramine
dans l’air doit être inférieure à 500 μg/m3 selon
l’OMS).
• La natation est un sport bien toléré par les patients
asthmatiques. L’atmosphère chaude et humide des piscines
intérieures leur permet en effet de faire de l’exercice sans
risquer une crise d’asthme.
Cependant, si cette atmosphère contient des concentrations trop
élevées de résidus de chloration, si les concentrations de chlore
dans l’air ou l’eau sont trop importantes, le patient peut
ressentir une gêne respiratoire et, dans ce cas, les bienfaits de
la natation pourraient être contrecarrés par l’action irritante des
produits de chloration.
• Enfin, les risques des sous-produits de chloration ne se
limitent à une action irritante sur la peau et des muqueuses. Ces
produits présentent notamment des propriétés reprotoxiques qui
pourraient compromettre le développement du système reproducteur
masculin particulièrement bien exposé (11).
Références
1. Bernard A et al. Lung hyperpermeability and asthma prevalence
in schoolchildren: unexpected associations with the attendance at
indoor chlorinated swimming pools. Occup Environ Med 2003 ; 60 :
385 94. 2. Bernard A. Chlorination products: emerging links with
allergic diseases. Curr Med Chem 2007 ; 14 : 1 771-82.
Review.
3. Bernard A et al. Infant swimming practice, pulmonary epithelium
integrity, and the risk of allergic and respiratory diseases later
in childhood. Pediatrics 2007 ; 119 : 1 095-103.
4. Bernard A et al. Con: respiratory risks associated with
chlorinated swimming pools: a complex pattern of exposure and
effects. Am J Respir Crit Care Med 2011 ; 183 : 570-2.
5. Nystad W et al. Baby swimming increases the risk of recurrent
respiratory tract infections and otitis media. Acta Paediatr 2003 ;
92 : 905-9.
6. Voisin C et al. Infant swimming in chlorinated pools and the
risks of bronchiolitis, asthma and allergy. Eur Respir J 2010 ; 36
: 41-7.
7. Bernard A et al. Chlorinated pool attendance, atopy, and the
risk of asthma during childhood. Environ Health Perspect 2006 ; 114
: 1 567-73.
8. Bernard A et al. Impact of chlorinated swimming pool attendance
on the respiratory health of adolescents. Pediatrics 2009 ; 124 : 1
110-8.
9. Ferrari M et al. Attendance at chlorinated indoor pools and risk
of asthma in adult recreational swimmers. J Sci Med Sport 2011 ; 14
: 184-9.
10. Beretta S et al. Swimming pool-induced asthma. J Investig
Allergol Clin Immunol 2011 ; 21 : 240-1.
11. Nickmilder M, Bernard A. Associations between testicular
hormones at adolescence and attendance at chlorinated swimming
pools during childhood. Int J Androl 2011 Jun 2. doi:
10.1111/j.1365- 2605.2011.01174.x. [Epub ahead of print].
12. Bernard A et al. Outdoor swimming pools and the risks of asthma
and allergies during adolescence. Eur Respir J 2008 ; 32 :
979-88.
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