Chercheurs de l'Institut Paul Scherrer (PSI), avec des collègues de plusieurs autres institutions européennes, ont étudié si les particules provenant de certaines sources peuvent être particulièrement nocives pour la santé humaine. Ils ont trouvé des preuves que la quantité de particules à elle seule n'est pas le plus grand risque pour la santé. Plutôt, il pourrait s'agir du soi-disant potentiel oxydatif qui rend la pollution particulaire si nocive. Ils publient aujourd'hui leurs résultats dans la revue scientifique La nature .

Les particules sont l'un des plus grands risques pour la santé résultant de la pollution de l'air et, selon plusieurs études, il est responsable de plusieurs millions de décès chaque année. Cela signifie que la mauvaise qualité de l'air et les particules sont parmi les cinq facteurs de risque pour la santé les plus importants, à côté de l'hypertension artérielle, fumeur, Diabète, et l'obésité. Qu'est-ce qui rend la pollution particulaire si dangereuse, cependant, n'est pas encore connu avec précision. Avec une équipe collaborative internationale, Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer PSI ont maintenant découvert que la quantité de pollution particulaire n'est pas le seul facteur décisif en matière de risques pour la santé.

Potentiel oxydant des particules en tant que risque pour la santé

« Dans cette étude, nous nous sommes principalement intéressés à deux points, " déclare Kaspar Dällenbach du groupe de recherche sur la chimie des phases gazeuses et des aérosols du PSI. " Tout d'abord, quelles sources en Europe sont responsables du potentiel oxydatif des particules (également appelées aérosols) et, seconde, si le risque pour la santé de cette matière particulaire est causé par son potentiel oxydatif. »

Ici, le terme "potentiel oxydatif" fait référence à la capacité des particules à réduire la quantité d'antioxydants, qui peuvent endommager les cellules et les tissus du corps humain. Dans un premier temps, les chercheurs ont exposé des cellules des voies respiratoires humaines, cellules épithéliales dites bronchiques, des échantillons de particules et testé leur réaction biologique. Lorsque ces cellules sont soumises à un stress, ils dégagent une substance de signalisation pour le système immunitaire, qui déclenche des réactions inflammatoires dans le corps. Les chercheurs ont pu montrer que les particules à potentiel oxydant élevé intensifient la réaction inflammatoire des cellules. Cela suggère que le potentiel oxydatif détermine la nocivité de la matière particulaire. Le lien de causalité entre un potentiel oxydant élevé et un danger pour la santé n'est toujours pas définitivement établi, selon Dällenbach. "Mais l'étude est une autre indication claire que ce lien existe réellement."

Une étude partenaire menée par l'Université de Berne a montré que les cellules de patients souffrant d'une maladie préexistante particulière, fibrose kystique, présenter une défense affaiblie contre les particules. Alors que dans les cellules saines, un mécanisme de défense antioxydant a pu arrêter la progression de la réaction inflammatoire, la capacité de défense des cellules malades était insuffisante. Cela a conduit à une augmentation de la mortalité cellulaire.

D'où viennent les particules et leur potentiel oxydatif ?

En outre, les chercheurs ont collecté des échantillons de particules à divers endroits en Suisse. En utilisant une technique de spectrométrie de masse développée au PSI, ils ont analysé la composition de la matière particulaire. Le profil chimique ainsi obtenu pour chaque échantillon particulaire indique les sources dont il provient. Par ailleurs, des collègues de Grenoble ont déterminé le potentiel oxydatif des mêmes échantillons afin d'avoir une indication du danger pour la santé humaine. A l'aide d'analyses détaillées et de méthodes statistiques, les chercheurs ont ensuite déterminé le potentiel d'oxydation de toutes les sources d'émission pertinentes. Sur la base de ces données expérimentales, ils ont utilisé un modèle informatique pour calculer les emplacements en Europe avec le potentiel oxydant le plus élevé dû aux particules tout au long de l'année, et ils ont identifié principalement des zones métropolitaines telles que la capitale française Paris et la vallée du Pô dans le nord de l'Italie comme des régions critiques.

"Nos résultats montrent que le potentiel oxydatif des particules et la quantité de particules ne sont pas déterminés par les mêmes sources, " dit Dällenbach. La plus grande partie des particules est constituée de poussières minérales et d'aérosols inorganiques secondaires, comme le nitrate et le sulfate d'ammonium. Le potentiel oxydant des particules, d'autre part, est principalement déterminé par les aérosols organiques secondaires dits anthropiques, qui proviennent principalement de la combustion du bois, et par les émissions de métaux provenant de l'usure des freins et des pneus dans le trafic routier. Les chercheurs ont découvert non seulement que la population des zones urbaines est exposée à une plus grande quantité de particules, mais aussi que cette matière particulaire dans ces régions a un potentiel oxydant plus élevé et est donc plus nocive pour la santé que la pollution particulaire en milieu rural.

"Nos résultats montrent que la régulation de la quantité de particules seule pourrait ne pas être efficace, " dit Dällenbach. De plus, l'étude de l'Université de Berne suggère que les groupes de population atteints de maladies préexistantes pourraient particulièrement bénéficier de mesures appropriées pour réduire la pollution par les particules.