Introduction

La pollution atmosphérique due à l'industrie et à la circulation automobile est un phénomène dont on entend souvent parler. De nombreuses études ont été réalisées à travers le monde, et parmi ceux-ci, la relation entre cancer des poumons et pollution atmosphérique.

La consommation de tabac très répandue en ville, est la principale cause de décès du cancer des poumons. Cependant, le taux de mortalité de cette maladie est faible et variable chez les non fumeurs. C'est pourquoi il est difficile d'évaluer la part que la pollution atmosphérique représente dans ces chiffres.

Par ailleurs, les travaux épidémiologiques publiés au cours des dernières années suggèrent de manière convergente l'existence d'un risque accru du cancer des poumons après une exposition de longue durée à des agents cancérigènes, surtout dans le milieu professionnel.

On va donc se demander comment la pollution atmosphérique influence le cancer des poumons.

I/ Incidence du cancer des poumons

A) Selon le milieu

L'idée que le cancer du poumon puisse être causé par des agents présents dans l'atmosphère ambiante a stimulé les recherches menées depuis la découverte que la mortalité attribuée à cette maladie est plus fréquente dans le milieu urbain que dans le milieu rural. Globalement, les différences observées ne sont pas très importantes mais on remarque que la mortalité augmente avec la taille de la ville (tableau 1). Le graphique 1 montre que le taux de mortalité augmente constamment que ce soit en ville ou à la campagne, mais qu'il est cependant de moins en moins important lorsque la population diminue.



Tableau1: Taux de mortalité du cancer des poumons au Royaume Uni entre 1950-1973 selon le sexe et le milieu



Graphique 1 : Evolution du cancer du poumon au Royaume-Uni entre 1950-1973  selon les milieux

B) Selon le sexe



Graphique 2 : Taux de mortalité du cancer du poumon selon l’âge et le sexe

Nous remarquons d'abord que le taux de mortalité du au cancer du poumon est beaucoup plus important chez l'homme que chez la femme (graphique 2); deux hypothèses sont possibles :

- les hommes sont beaucoup plus exposés aux agents cancérigènes dans leur lieu de travail (exemple : usines de pesticides)
- les hommes sont plus susceptibles que les femmes de développer la maladie.

C) Selon l'âge


Tableau 2 : Taux d’incidence du cancer du poumon chez les hommes, par groupe d’âge – période 1997 à 2002.

Comme pour la plupart des localisations tumorales, l'incidence du cancer du poumon augmente avec l'âge, à la fois chez les fumeurs et les non-fumeurs, puis elle a tendance à diminuer aux âges les plus élevés (on le voit dans le tableau 2 et dans le graphique 2). Ce type de croissance est cohérent avec la théorie de la carcinogenèse telle qu'elle est actuellement admise. De ce fait, le délai qui sépare l'inhalation des polluants du diagnostic de la maladie peut atteindre plusieurs dizaines d'années.

D) Selon la dose inhalée

Comparer l'effet de l'expostion à une dose considérable d'agents cancérigènes (milieu professionnel) et à une petite dose inhalée (quotidiennement) est une façon de comprendre la relation entre pollution atmosphérique et cancer des poumons. Cela peut être réalisé en supposant que l'incidence de cette maladie est directement proportionnelle à la concentration de l'agent cancérigène à laquelle la population est exposée, tout comme chez les fumeurs.

Dans une étude, des chercheurs ont affirmé que les hommes travaillant dans une mine de charbon (où ils sont exposés aux gaz) souffrent d'une mortalité du cancer des poumons. Chaque année, 306 sur 100 000 travailleurs sont atteints. Cette mortalité est 70 fois supérieure par rapport aux autres hommes qui travaillent dans la même industrie mais qui ne sont pas exposés aux gaz.


Bilan

L'impact d'un facteur environnemental sur le risque de cancer dépend à la fois de son lien avec ce cancer et de la prévalence d'exposition à ce facteur dans la population. Ainsi, un facteur environnemental conférant une augmentation même faible ou modérée du risque du cancer aura un impact élevé si ce facteur est très répandu dans la population générale. A l'inverse, un facteur cancérogène même puissant aura un impact faible si très peu de personnes y sont exposées. L'évaluation de l'impact des facteurs environnementaux paraissent limitée dans bon nombre de cas, en raison d'une absence ou d'une insuffisance de données permettant de quantifier les expositions sur l'ensemble de la vie des populations exposées et de préciser les co-expositions. L’évaluation des effets des expositions chroniques à de faibles doses doit encore progresser. C’est une problématique importante en termes de santé publique car cela concerne une large part de la population.

II/ Développement du cancer des poumons chez un individu

On vient juste de voir que le risque de développer le cancer du poumon est plus élevé dans le milieu urbain. Dans cette partie, on va se demander si les agents polluants présents dans l’air sont à la cause du développement de la maladie dans l’organisme.


A) Généralités

L'air est un composé de 21 % d'oxygène, 78 % d'azote, 1 % d'autres gaz. Il nous est indispensable parce que l'oxygène que nous respirons est le carburant de la vie. Sa pureté est donc importante pour notre santé. L'air peut être pollué par des gaz et des poussières, rejetés par l'industrie, odorante, parfois dangereuse. Elle est présente toute l'année en milieu urbain : en hiver à cause des systèmes de chauffage, en été à cause du soleil qui fabrique des polluants à partir des gaz d'échappement des voitures. Elle est aussi présente à la campagne, apportée par les vents, et même au milieu des océans, dans les immenses nuages provenant de zones très industrialisées qui se déplacent entre les continents.

La respiration pulmonaire permet la transformation du sang désoxygéné qui vient du cœur, en sang oxygéné, qui y retournera pour être redistribué à l'ensemble du corps. Quand on est exposé à un air pollué, les particules fines passent par les fosses nasales ou la cavité buccale, puis la trachée pour atteindre les bronches des poumons comme à chaque respiration. Un obstacle mécanique dans les voies respiratoires peut empêcher l'air d'arriver dans les poumons en quantité suffisante. Ce peut être une tumeur obstructive au niveau de la trachée et des bronches principales.


B) La tumeur

Dans un tissu ayant terminé sa croissance (adulte), le rythme de division des cellules correspond exactement au renouvellement des cellules défectueuse ou mortes. On parle de cancer du poumon lorsque certaines cellules entrent dans un cycle de divisions excessives et non contrôlées.

Image 1 : Mécanisme de la division cellulaire chez un individu sain et malade





Image2: division cellulaire anarchique

Nous remarquons bien que les cellules cancérogènes se divisent rapidement (images 1 et 2) et qu’ils ne meurent pas comme les cellules normales (image 2).

Ces cellules devenues incontrôlables se multiplient rapidement et forment un massif de plus en plus volumineux constituant une tumeur maligne. Le développement de cette tumeur peut entraver le fonctionnement des poumons et entraîner des douleurs par compression de nerfs.



Représentation en coupe tridimensionnelle par tomodensitométrie d'un poumon présentant une tumeur.

C) La métastase

Une cellule normale finit par mourir au bout d'un certain nombre de divisons. Les extrémités de ses chromosomes sont en effet raccourcies à chaque fois; ce qui finit par provoquer sa mort. En revanche, les cellules anormales deviennent immortelles par l'action d'une enzyme, la télomèrase. A peine, les chromosomes de la cellule sont-ils raccourcis après une division que cette enzyme les rallongent. En effet, la cellule tumorale reçoit l'ordre de se multiplier intensément. Cet ordre est fourni par des messagers chimiques produits par la cellule qui peuvent être différents d'une tumeur à une autre.

Les cellules de la tumeur ne reste pas toujours toutes en place; certaines passent dans la sang, migrent, élisent domicile n'importe où dans l'organisme et sont à l'origine de nouvelle tumeur que l'on nomme métastases.

Nous voyons ci-contre ici une grosse tumeur, et quelques cellules métastasiques circulant dans un vaisseau sanguin pour aller vers d'autres parties du corps.

Les cancers des poumons se développent selon un long processus, caractérisé par une progression vers le phénotype invasif d'une ou d'un petit nombre de cellules "initiées"(ayant subie des altérations génétiques qui leur donnent un avantage prolifératif). Les agents atmosphériques carcérigènes affectent souvent les poumons (bronches) dans son ensemble et peuvent "initier" de façon indépendante les cellules distantes les unes des autres. Comme dans la plupart des cancers, les carcinomes bronchio-pulmonaires acquièrent au cours de leur développement une variété d'altérations génétiques ( mutations, amplifications géniques, pertes d'allèles, instabilité chromosomiques) et épigénétique (surexpression des gènes).

Bilan

La recherche de gènes modificateur d'un effet cancérogène est également importante à prendre en considération dans l'ensemble des recherches à mener pour améliorer la connaissance du rôle de l'environnement dans la survenue des cancers du poumon. Il est certain que tous les individus exposés à un même agent environnemental ( et pour un même niveau) ne présentent pas le même risque de développer un cancer. Il y a donc interaction gène-environnement.

Conclusion

L'incidence de mortalité du cancer des poumons chez les hommes donne des résultats qui ne sont pas certains mais qui supportent la croyance que la pollution atmosphérique contribue à la production des maladies comme le cancer du poumon.

L'atmosphère ambiante, surtout dans les milieux urbains est constituée d'une variétée de substances qui sont capables de causer le cancer des poumons chez les hommes exposés à une grande quantité de ces agents dans leur lieu de travail. L'observation des hommes nous indique que la cause la plus importante de cette maladie est le tabac. Par ailleurs, d'autres facteurs caractérisques des milieux urbains peuvent avoir un petit effet. En absence de tabac, l'effet combiné de tous les agents atmosphériques n'est responsable approximativement que de 5 cas de cancer du poumon pour 100 000 personnes dans la population européenne par an. L'évaluation de l'impact des fatcteurs environnementaux reste limitée dans bon nombre de cas, en raison d'une absence ou d'une insuffisance de données permettant de quantifier les expositions sur l'ensemble de la vie des populations. L'évaluation des effets des expositions chroniques à de faibles doses doit encore progresser.

Lexique

Carcinogenèse : production de cancer (en médecine cancérogenèse)

Carcinome (ou épithélioma) : cancer développé à partir d'un tissu épithélial (peau, muqueuse)

Epigénétique : toute modification (ou facteur) qui n'est pas codée par la séquence d'ADN 

(méthylation, prions...). Ces changements peuvent se produire spontanément, en réponse à l'environnement, en présence d'un allèle particulier qui ne se trouvera pas forcément chez les descendants.

Incidence (taux d'incidence) : nombre de nouveaux cas d'une maladie apparue pendant un intervalle de temps donné par rapport au nombre total d'individus présents dans la population étudiée. L'incidence peut être exprimée en taux brut ou en taux standardisé sur la population mondiale.

Télomérase : enzyme présente dans les télomères (à l'extremité) de certains chromosomes qui est active dans la division de la cellule et qui peut avoir un rôle dans la prolifération des cellules cancéreuses.

Tomodensitométrie : technique d'imagerie médicale qui consiste à calculer une reconstruction 3D des tissus à partir d'une analyse tomographique obtenue en soumettant le patient au balayage d'un faisceau de rayon X.

Tumeur maligne : une tumeur dont l'origine est cancéreuse, contrairement à la tumeur bégnine

Bibliographie

www.sciences.uqam.ca/pdf/roy.pdf
www.inserm.fr
www.extoxnet.orst.edu/faqs/senspop/cancer.htm
www.ncbi.com
www.adam.com
www.ehponline.org

Vaincre son cancer, Thierry PHILIP
Cancer, toutes les réponses à vos questions, Philippe JEANTEUR
DICO-BIO, Romaric FORET
Ecologuide de A à Z, Nicolas HULOT
Le corps humain, B Anselme
Dico des SVT, Michel BREUIL

Remerciements

- Anne Mignot, chargé de presse de l'Inserm, qui nous a donné les travaux des chercheurs de l'Inserm

- Sophie Goyard, chercheuse de l'Institut Pasteur qui nous a guidé au début de notre TPE ainsi que tous les science académiciens.

- Emma, de la science Académie

- Claire Lafage et Elisabeth Grilliot, documentalistes, qui nous ont encouragé tout au long de notre travail

- Mme Hmidy et M. Ancelin, qui ont été toujours là pour nous

- Vibirson et Chi Trung, pour nous avoir aidé à inserer les images sur le site