Allergie et environnement.

Allergie et environnement
Allergie et environnement.
Centre Hospitalier Lyon-Sud
Secteur Ste Eugénie – Immuno-Allergologie - Pierre-Bénite
F. Cousin, F. Bérard, J.F. Nicolas
Résumé
La fréquence des maladies allergiques ne cesse d’augmenter dans les pays développés et
ces maladies constituent un problème de santé publique par leur gravité potentielle, leur impact
sur la qualité de vie et leur coût. L’allergie se définit comme la mise en place d’une réponse
immunitaire humorale (anticorps IgE) ou cellulaire (lymphocyte T) vis-à-vis d’antigènes principalement protéiques ou chimiques, présents dans notre environnement naturel. Chez les individus "sains", ces antigènes sont parfaitement tolérés. Chez les allergiques, l’exposition aux allergènes induit, chez le patient sensibilisé, une maladie inflammatoire qui traduit une rupture de
tolérance immunologique vis-à-vis des antigènes de l’environnement. Une des conditions nécessaires au développement de l’allergie est le franchissement d’une barrière représentée par les
épithéliums de revêtement, la peau et les muqueuses (respiratoires, ORL et digestives). Le mécanisme de franchissement de la barrière faisant intervenir les cellules ß et leurs immunoglobulines
de membranes, ainsi que les étapes qui conduisent à l’activation du lymphocyte T et à la production d’IgE spécifiques , ont été bien étudiés sur le plan biochimique. Les causes de la mise en
œuvre du système immunitaire sont multiples et sont analysées, touchant à notre mode de vie et à
l’habitat urbain. Enfin il est démontré que le stress peut bloquer les mécanismes de régulation et
favoriser l’allergie.
Allergie / Environnement / Lymphocyte T / IgE
ðPrenons une salle de classe où on
a quatre rangées d’élèves, cinq élèves par rangée et à chaque rangée, un
enfant qui a une maladie allergique.
A la première rangée, c’est une rhinite allergique, un rhume des foins.
A la deuxième rangée, c’est un enfant asthmatique.
A la troisième rangée, c’est une conjonctivite allergique.
A la dernière rangée, c’est un eczéma
de l’enfant qu’on appelle maintenant
dermatite atopique.
Correspondance : Professeur Jean-François Nicolas
Centre Hospitalier Lyon-Sud - Secteur Ste Eugénie – Immuno-Allergologie - 69435 Pierre-Bénite Cedex
44
Médecine Nucléaire -
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2003 - vol.27 - n°1
F. Cousin, F. Bérard, J.F. Nicolas
L’intérêt de cette représentation est
de montrer les principaux types d’allergies les plus fréquentes, bien qu’il
y ait beaucoup d’autres maladies allergiques. On a, dans cet exemple, une
idée de la prévalence actuelle, c’està-dire un enfant sur cinq, atteint de
maladie allergique. Il y en avait un sur
dix il y a vingt ans.
Devant cette augmentation de la
prévalence des maladies allergiques
démontrée par les études réalisées
chez l’enfant, les spécialistes assistent
à une véritable épidémie de maladies allergiques. La question posée
par les médecins allergologues, pneumologues et dermatologues, face à
cette augmentation de fréquence, est
de savoir si nous serons tous allergiques un jour, dans une, deux ou trois
générations.
Si on prend l’eczéma, les enquêtes
réalisées dans les crèches à Paris en
1980 montraient 5 % d’enfants de crèches porteurs d’eczéma.Actuellement,
c’est 15 % en l’an 2000.
Physiopathologie des allergies
ðAutrefois, on disait que les patients
se sensibilisaient, s’immunisaient et
donc devenaient allergiques. Actuellement, on considère ces maladies
comme une rupture de tolérance
immunologique vis-à-vis des antigènes qui nous entourent. Il s’agit donc
de repositionner la physiopathologie
des maladies allergiques.
Ce sont des maladies qui impliquent
les cellules de l’immunité spécifique.
Quand on parle des maladies allergiques que l’on a vues dans notre exemple, ce sont principalement les anticorps et, en particulier, les Immunoglobulines E (IgE), donc les anticorps
qui sont en cause dans l’allergie.
On dit donc actuellement qu’une
personne allergique n’est pas quelqu’un qui va s’immuniser car nous
sommes tous immunisés, c’est quelqu’un qui va être immunisé d’une
façon qui va lui faire développer une
réponse effectrice.
Médecine Nucléaire -
Nous sommes tous sensibilisés visà-vis des antigènes de l’environnement.Tout ce qui nous entoure n’est
pas antigénique mais dans tout ce qui
nous entoure, il y a des molécules
qui peuvent être des antigènes.
Les sujets non allergiques sont appelés "sujets normaux" parce qu’ils sont
encore la majorité. Ils ne sont pas allergiques parce qu’ils développent
une réponse immunitaire que l’on
appelle tolérogène ou régulatrice, ou
encore suppressive. Donc l’absence
d’allergie n’est pas l’absence d’immunisation.
Alors comment devient-on allergique ?
Pour être allergique, il faut trois conditions :
- des allergènes, donc ce qui nous
entoure,
- une barrière à traverser représentée
par les épithéliums de revêtement, la
peau et les muqueuses qui nous isolent de l’intérieur,
- un système immunitaire à l’intérieur,
en particulier des lymphocytes T et
des lymphocytes B.
Chez quelqu’un qui est allergique,
alors qu’il respire comme d’habitude
des pollens, les protéines issues du
pollen vont se coller sur la muqueuse
nasale.
Une partie de ces protéines va pouvoir traverser la muqueuse. La barrière est franchie.
On sait maintenant que les allergènes
responsables de ces maladies sont
des protéines douées d’activité enzymatique, des protéases, qui se retrouvent ainsi de l’autre coté de la muqueuse nasale, donc à l’intérieur du
corps.
A partir du moment où ces molécules sont dans la sous-muqueuse, elles vont être drainées comme tous
les liquides et molécules de la sousmuqueuse, par les systèmes lymphatiques et donc se retrouver au niveau
du ganglion lymphatique.
A ce niveau ganglionnaire, l’antigène
-la protéine du pollen - va pouvoir
interagir avec une cellule B, qui a des
IgM (immunoglobulines de membrane ) spécifiques, c’est-à-dire, capable d’interagir de façon plus ou moins
covalente avec l’antigène.
Il y a alors une activation de la cellule B et cette cellule va pouvoir devenir un plasmocyte producteur d’anticorps. Mais, elle ne deviendra un
plasmocyte producteur d’anticorps
IgE que si cette cellule B est capable
de présenter l’antigène, par l’intermédiaire du Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH ) sur un lymphocyte T qui doit lui-même être de type
2,TH2. Ce dernier va alors être activé
et pourra produire la cytokine importante pour la production d’IgE spécifique qui est l’interleukine 4.
C’est cet évènement qui survient à
un moment donné chez la personne
qui va devenir allergique, parce que,
à partir du moment où on a ce signal
de co-activation de la cellule B, cette
cellule B va donner un plasmocyte à
IgE qui va aller finir sa maturation
dans la moelle osseuse et produire
des IgE circulantes.
Il faut donc comprendre que nous
respirons en permanence des protéines de pollen et qu’il y a des
protéases allergéniques capables de
pénétrer la barrière chez tout le
monde et qui se retrouvent, chez
tous, dans le ganglion lymphatique.
Le mécanisme précédent intervient
alors chez les personnes allergiques.
Par contre, chez les non allergiques,
il existe une sous-population de lymphocytes T qu’on appelle régulatrice,
qui va être activée par l’antigène et
qui va bloquer l’interaction entre les
lymphocytes B et les lymphocytes de
type 2, ce qui va empêcher le lymphocyte B de recevoir le signal de
l’interleukine 4 et de se différencier
en plasmocyte.
Considérons le patient allergique qui
a des plasmocytes à IgE ; les IgE vont
passer dans le sang et vont aller se
fixer sur toutes les cellules qui ont
un récepteur de forte affinité pour
l’IgE. C’est le cas des mastocytes et
des basophiles.
Par exemple, ces cellules vont se
charger d’IgE spécifique de pollen.
Chaque fois que la personne va maintenant respirer des grains de pollen,
il va y avoir passage des protéines au
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2003 - vol.27 - n°1
45
Allergie et environnement
niveau de la sous-muqueuse, les protéines vont être capables d’aller se lier
aux IgE, de ponter les IgE, donc d’agréger les récepteurs et d’induire l’activation du mastocyte qui aboutit à la
dégranulation et donc aux signes cliniques.
Sur le plan biologique, on peut trouver des IgE spécifiques circulants et
des tests cutanés positifs sans qu’il y
ait d’allergie pour autant. L’allergie est
un signe clinique, c’est le signe d’une
maladie. Donc, c’est uniquement lorsqu’il y a des sympômes qu’il y a allergie parce que ces symptômes seront dus à l’activation des mastocytes.
Fréquence de l’allergie
et environnement
ðQuelles sont les raisons de l’augmentation de fréquence des maladies
allergiques ?
Le terrain génétique intervient de façon certaine, mais le facteur le plus
important de l’augmentation de fréquence est rattaché à notre mode de
vie. En effet, ces maladies ne touchent
que les pays industrialisés. En Afrique,
il n’y a pas de maladies allergiques.
La pollution industrielle n’en est pas
le principal facteur. On le sait par des
études comparant la prévalence des
maladies allergiques entre l’Allemagne de l’Est et l’Allemagne de l’Ouest.
Ces maladies sont beaucoup plus fréquentes dans l’Allemagne de l’Ouest.
Il faut donc des pays industrialisés,
des pays riches et plus il sont riches,
plus il y a d’allergies. On observe typiquement en Europe un gradient
nord-sud. Danemark, Finlande, Norvège, et Suède ont jusqu’à 25 à 30 %
de maladies allergiques comme par
exemple, la rhinite allergique, contre
10 % dénombrées en Espagne.
cation et d’information des patients
organisés au cours de certaines fêtes
scolaires ou scientifiques où sont pratiqués des tests allergologiques. Citons cet exemple d’un jeune garçon
qui n’avait aucun symptôme apparent
mais dont les parents signalaient qu’il
avait en permanence le nez bouché
depuis deux ans. Le nez est un organe qui doit rester libre et un nez
bouché constitue une anomalie. Le
test s’est révélé positif et le garçon
était sensibilisé aux deux protéines
testées concernant les acariens de la
poussière de maison. Sachant qu’il a
une rhinite chronique qu’on appelle
perannuelle (nez bouché toute l’année), il est possible que ce garçon soit
allergique aux acariens de la poussière de maison.
Ainsi, chaque fois qu’on fait ce type
d’étude, on détecte un certain nombre de patients sensibilisés avec parfois une corrélation clinique forte.
Si on considère maintenant, non plus
l’allergie mais la fréquence de sensibilisation, on constate qu’elle est très
élevée. Par exemple, dans l’étude réalisée à Tokyo, sur des milliers de personnes testées à la sortie du métro,
sur la base des résultats positifs de
deux tests aux pneumoallergènes (allergènes respiratoires), on a trouvé 50
% de la population sensibilisée pour
une réponse IgE.
Lorsqu’on regarde l’histoire naturelle
des maladies, on a des arguments cliniques forts pour considérer l’allergie comme une rupture de tolérance.
Enfin, c’est une maladie de citadins
et il y a beaucoup plus d’allergiques
en ville qu’à la campagne. Pourtant,
ces pollens sont toujours en plus grande quantité à la campagne.
Par exemple, prenons la dermatite
atopique. Elle touche jusqu’à 10 %
des enfants entre 6 mois et un an.,
mais elle ne concerne plus que 1 %
des adultes, disons 1 à 2 % des adultes après 20 ans. Il en va de même
pour toutes les maladies allergiques.
Le pic de fréquence de l’asthme se
situe vers 14 ans avec ensuite une diminution de fréquence.Pour la
rhinite, le pic de fréquence est à 20
ans mais la rhinite disparaît complètement entre 40 et 50 ans.
On peut vérifier cette augmentation
de fréquence dans les stands d’édu-
Ces constatations donnent un caractère sympathique à ces maladies mais
46
Médecine Nucléaire -
montrent surtout qu’elles sont dues
à une rupture de tolérance. Ainsi, ce
ne sont pas les médecins qui guérissent ces maladies, bien qu’ils arrivent
à en faire disparaître complètement
les symptômes. C’est le malade qui
se guérit tout seul lorsque cesse la
rupture de tolérance, au bout de quelques années.
Allergènes, système immunitaire
et environnement
ðTout ce qui est dans l’environnement est un allergène potentiel, tout
ce que l’on respire, tout ce que l’on
mange, tout ce qui est en contact de
la peau. La barrière à franchir par les
allergènes est l’épithélium de revêtement qui sépare l’extérieur avec ses
microbes et ses molécules non microbiennes de l’intérieur qui est stérile, propre et gardé. Donc cette barrière, c’est la peau, les muqueuses
respiratoires, les muqueuses ORL et
le tube digestif.
A l’intérieur, c’est le système immunitaire qui a la fonction de défense.
Notre système immunitaire qui a plusieurs centaines de millions d’années,
s’est sophistiqué uniquement par interaction avec le monde infectieux.
A chaque grande pandémie, il y avait
90 % de la population qui mourait
tandis que les 10 % restants possédaient un petit plus, par exemple une
duplication des gènes HLA qui permettait de mieux présenter les antigènes ou la mutation ou délétion d’un
recepteur , de sorte que l’entrée du
virus n’était plus possible.
C’est ainsi que s’est faite l’évolution
et que la descendance a conservé
tous les avantages de cette sélection.
A titre d’exemple, on peut penser que
si l’infection à VIH avait eu lieu il a
quelques milliers d’années, 95 % de
la population aurait disparu en un ou
deux siècles.
Les 5 % de survivants, les "long term
survivors" sont des patients infectés,
avec de forts taux de virus dans le
sang, mais le virus reste dans le milieu liquide et ne peut franchir la barrière cellulaire parce qu’il ne peut pas
se lier au co-récepteur, qui est un ré-
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2003 - vol.27 - n°1
F. Cousin, F. Bérard, J.F. Nicolas
cepteur de chimiokine, appelé CCR5
parce que 5 % de la population est
soit hétérozygote, soit homozygote
délétée pour le récepteur de chimiokine CCR5, lequel est le co-récepteur
du virus qui permet l’entrée du VIH
dans la cellule. Donc la descendance
serait typiquement CCR5 déficiente.
Ce système immunitaire qui a été fait
pour interagir avec le monde infectieux n’est plus occupé à nous libérer des infections dans les pays riches,
développés, en particulier dans la
population citadine où il n’y a plus
guère d’interaction avec le monde
infectieux. Il va dès lors s’occuper de
tout ce qui pénètre au niveau de la
peau et des muqueuses. On rejoint
là la théorie de l’augmentation de fréquence de toutes les maladies
autoimmunes, comme les thyroïdites
par exemple. Le système immunitaire
n’étant plus occupé par les infections,
va se mettre à travailler contre tous
les antigènes.
Les allergènes sont de différents types : pneumallergènes, s’ils sont respirés, allergènes alimentaires ; s’ils
sont ingérés. S’ils sont injectés, on en
a deux exemples, les venins et les
médicaments.
Prenons un exemple d’allergène inhalé pour arriver à la pathologie, soit
le pollen du bouleau, libéré par la
fleur de bouleau. Ce pollen va se promener dans l’air, se dégrader et libérer de nombreux constituants protéiques. Tout cela va arriver en contact
de l’œil, de la muqueuse ORL et,
quand on le respire, de la muqueuse
bronchique.
Chez les gens non allergiques, il n’y
a pas d’IgE spécifique et l’allergène
est capable de pénétrer la barrière
sans aucune conséquence. Par contre, chez un individu allergique, le
contact avec la muqueuse provoque,
selon la muqueuse concernée, soit
une conjonctivite allergique, soit une
rhinite allergique, soit une crise
d’asthme.
(On ne sait toujours pas pourquoi,
une personne qui a un test positif au
pollen de bouleau va avoir une conjonctivite et une rhinite mais pas
Médecine Nucléaire -
d’asthme. On ne sait pas si c’est parce
que la particule n’arrive pas à pénétrer la muqueuse bronchique ou si
c’est parce que les IgE spécifiques se
retrouvent en beaucoup plus grande
quantité au niveau des mastocytes
du nez ou des yeux. Il y a encore
beaucoup d’inconnues).
La maladie précédente ainsi déclarée,
ne dure qu’un temps. C’est le cas des
allergies saisonnières. Le calendrier
pollinique explique pourquoi les
patients sont malades à certaines périodes. Il nous montre, de janvier à
décembre, les différentes sortes d’allergènes qui vont être produits, en
hiver, les pollens d’arbres, en été, les
pollens de graminées, en automne, les
pollens d’herbacées comme l’armoise.
Outre ces variations saisonnières, on
observe aussi des fluctuations de
concentrations des pollens par exemple, au cours de la même journée et
tel patient gêné à 9 heures du matin,
va être parfaitement bien à midi.
Génétique et allergie
ðBien sur, il existe un terrain génétique favorisant l’apparition des maladies allergiques. Le problème est que,
en dehors des maladies qui sont vraiment monogéniques et se transmettent toujours, toutes les autres maladies ont un déterminisme génétique,
qui n’explique qu’une petite partie
de la maladie. Dans les maladies allergiques, il est certain que si on marie deux allergiques, on a 70 % de
chance d’avoir une descendance allergique. Ainsi celui qui a un asthme
sévère a intérêt à se marier à une personne non allergique, auquel cas, il
n’a plus que 30 % de risque d’avoir
un enfant allergique.
Par contre, si aucun des parents n’est
allergique et s’il n’y a pas d’allergie
dans la famille, on aboutit quand
même à 10 % d’enfants allergiques.
L’augmentation de fréquence des
maladies allergiques ne peut cependant pas s’expliquer par la génétique,
parce que la génétique ne se modifie
pas sur une ou deux générations.
A titre d’exemple, la description de
maladie allergique a été faite par un
médecin anglais qui a recensé en
1818, dans toute l’Angleterre, 28 patients qui souffraient comme lui d’un
rhume des foins. Actuellement, on
voit ces 28 allergiques en une journée dans une consultation d’allergologie. On voit qu’il s’agit de maladies
vraiment récentes dont la génétique
ne peut pas expliquer l’augmentation
de fréquence.
Mode de vie et allergie
ðNotre mode de vie a énormément
changé depuis une cinquantaine d’années. Les produits chimiques sont
partout. Les aliments que l’on mange
sont traités, tout ce qu’on respire est
traité, il y a des parfums partout, donc
le monde chimique est omniprésent
dans notre vie, alors que ce n’était pas
le cas, il y a seulement vingt ans.
Prenons le cas des aliments, nous
n’avions jamais été habitués à manger des aliments exotiques, comme
le kiwi, le surimi etc.. nous étions
plutôt adaptés à la soupe aux choux,
aux lentilles et autres denrées nationales. Nos grands parents ne mangeaient pas toute la journée des arachides sous forme de cacahuètes torréfiées. Il y avait des cantonniers pour
s’occuper des mauvaises herbes et
nettoyer le bord des routes, éliminant
ainsi l’ambroisie et l’armoise. Ces
plantes, non coupées, pollinisent et
la charge allergénique ne fait qu’augmenter.
Le latex est économique. Autrefois, il
subissait une dizaine de cycles de
lavage avant d’être utilisé à la fabrication des gants. Pour diminuer les
coûts de production, il est maintenant
lavé deux fois seulement et les protéines qui disparaissaient au lavage
persistent maintenant, ce qui est responsable des phénomènes d’allergie
au latex, due aux protéines du lait de
l’hévéa.
Autre modèle, celui des acariens. Ils
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2003 - vol.27 - n°1
47
Allergie et environnement
dépendant de notre mode de vie dans
les appartements, tapis, moquettes,
peluches pour les enfants. C’est aussi
en relation avec le coté confiné, manque d’aération pour économiser
l’énergie et conserver la chaleur.
Les études montrent qu’un appartement est plus pollué que l’extérieur,
si on considère par exemple les conservateurs, les colorants et les désinfectants.
Les mesures à prendre sont simples :
il faut aérer largement comme faisaient nos grands-mères qui ouvraient
les fenêtres, tapaient les lits et renouvelaient l’air.
Parmi nos habitudes, il y a aussi le
cas des femmes enceintes qui se
nourrissent comme tout le monde et
une hypothèse considère que, par sa
nourriture, elle peut sensibiliser l’enfant à des allergies alimentaires.
L’alimentation du nourrisson a connu
une époque où il fallait diversifier très
tôt, ce qui constitue une erreur dans
la mesure où on introduit de nouveaux allergènes à un moment où le
tube digestif et le système immunitaire ne sont pas complètement matures, avec le risque d’induire une
réponse immunitaire effectrice.
Notre mode de vie contribue également à fragiliser nos épithéliums de
revêtement, peaux et muqueuses
C’est le cas de la pollution qui fragilise les muqueuses respiratoires et cutanées. Le tabagisme fragilise aussi la
muqueuse respiratoire. Ces phénomènes augmentent le nombre d’allergènes qui franchissent la membrane.
Nos modes de vie y contribuent aussi
comme l’habitude d’utiliser des savons décapants qui enlèvent une partie de la couche cornée. Il en va de
même avec nos habitudes alimentaires. On mange des aliments congelés, surgelés, des laits UHT stériles
qui n’amènent pas les quantités indispensables de germes saprophytes
nécessaires à la santé, d’où le créneau
de certains industriels qui proposent
des probiotiques comme les yaourts
liquides à prendre le matin pour garder la forme.
loppée par les souris. Les petites souris noires sont sensibilisées avec différents types d’allergènes.
Ensuite, une application d’allergène
sur l’oreille de souris provoque un
eczéma et on peut mesurer l’épaisseur du gonflement de l’oreille.
S’il s’agit d’un allergène faible,
comme par exemple un parfum, on a
beau sensibiliser la souris, on n’arrive
pas à lui déclencher une allergie, elle
ne fait pas d’eczéma de l’oreille.
Stress et allergie
Nous sommes tous sensibilisés et
nous pouvons tous devenir allergiques demain. L’expérience précédente montre qu’il suffit qu’il se produise un évènement fort, comme le
stress, pour que la bonne régulation
naturelle du système immunitaire se
bloque et que l’allergie se déclenche.
Or la régulation naturelle du système
immunitaire est maintenant bien connue, ce sont les lymphocytes T qu’on
appelle CD4, donc lymphocytes
TCD4 que l’on peut suivre. Ils ont un
récepteur appelé CD25 et sont capables de générer ne nombreuses cytokines régulatrices, IL-4, IL10.
ðNous travaillons sur la thématique
du stress et de l’inflammation dans
leurs rapports avec l’allergie. Le stress
est capable d’effets favorisant l’allergie et l’inflammation chez l’humain.
Une maladie inflammatoire est due à
l’immunité mais le stress va être capable de venir bloquer les mécanismes de la régulation et de cette tolérance dont nous avons parlé, ce qui
va permettre le développement
d’une réponse effectrice.
Notre modèle d’étude, dans notre
Unité, est l’allergie de contact déve-
Par contre, si on stresse ces souris
en les plaçant dans un tube de plexiglass, ce qui empêche leurs déplacements, elles vont développer une très
forte inflammation, plus forte que
celle obtenue avec des allergènes
forts.
Allergy and environment.
The frequency of the allergic diseases is more and more increasing in developed countries and such
diseases constitute a public health problem by their potential gravity, their impact on life quality and their
cost. The allergy is defined as the installation of an humoral (IgE antibody) or cellular (lymphocyte T)
immunizing answer with respect to antigens, mainly proteinic or chemical, present in our natural environment.
For "healthy" individuals, these antigens are perfectly tolerated. For allergic ones, the exposure to the
allergens induce, on the sensitized patient, an inflammatory disease which represents an immunological
failure of the tolerance to environment antigens. One of the conditions needed for allergy development is the
crossing of a barrier represented by the coating epitheliums, the skin and mucous membranes (respiratory,
ORL and digestive). The barrier crossing mechanism using the β cells and their membrane immunoglobulines, as well as the stages leading to lymphocyte T activation and the specific production of IgE, were well
studied at biochemical level. The causes of immune system involvement are multiple and are analyzed, in
relation to our life way and urban habitat. Finally it is shown that stress can block the regulation mechanisms
and induce allergy.
Allergy / Environment / Lymphocyte T / IgE
48
Médecine Nucléaire -
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2003 - vol.27 - n°1