INFLUENCE DE UENTRAiNEMENT ET DE UEXPOSITION AUX CHLORAMINES SUR LES REPONSES IMMUNITAIRES DE NAGEURS DE HAUT NIVEAU

Marie-Nathal ie Ko lopp-Sarda a,* , Christ ine Prin-Mathieu a, Chantal Kohler a, Anne Kennel a, Marie-Christ ine B6n6 a, Gi lbert Faure a, Rachel Nadif b

R 6 s u m 6

Les chloramines, sous-produits de dEsinfection de I'eau des

piscines, ont et6 incriminEes dans des manifestations d'irritation

des muqueuses chez les maTtres nageurs et nageurs de haut

niveau. Par ailleurs, I'entraTnement sportif est susceptible d'avoir

des r6percussions sur le systEme immunitaire. La conjugaison de

I'exposition aux chloramines et d'un entrafnement intensif pourrait

donc augmenter les risques d'anomalies immunologiques

chez ces sportifs.

Nous avons donc r6alise une etude en eau neuve et en eau

usagee, avant et apres une periode d'entra?nement

chez 19 nageurs. Des pretEvements sanguins ont etE r6alis6s

afin d'evaluer les sous-populations lymphocytaires et leur etat

d'activation. Les ch]oramines ayant ete impliquees dans des lesions

de I'ADN, nous avons evalu6 I'apoptose des cellules circulantes

par I'etude du cycle cellulaire. Pour apprEcier I'impact

sur le systEme immunitaire muqueux, des prEIEvements salivaires

ont et6 recueillis pour mesurer le taux d' lgA et les IgA specifiques

de quatre germes frequemment responsables d'infections ORE

L'entra~nement en eau neuve n'engendre aucune variation

significative des paramEtres evalu6s. Uexposition& I'eau usagee

entrafne une diminution significative des proportions

de tymphocytes B actives dans le sang p6riphErique.

L'effet combine de l'entrafnement et de I'exposition se traduit

par une augmentation des lymphocytes T CD4+ et CD8+.

En revanche, aucune anomalie du cycle cellulaire n'a Et6 constatee,

en particulier il n'a pas 6tE detectE d'augmentation du nombre

de cellule apoptotique.

a Laboratoire d'immunologie Facult~ de medecine B.P. 184 - 54500 Vandoeuvre-16s-Nancy

b INSERM U420 - Faculte de medecine B.P. 184 - 54500 Vandoeuvre-les-Nancy

INSERM U472-1FR 69 - Villejuif

*Correspondance mkolopps@medecine.u hp-nancy.fr

article re~u le 25 mai, accept(~ le 18 juillet 2005.

© Elsevier SAS.

Revue Francophone des Laboratoires, septembre-octobre 2005, N ° 375

Ce travail indique que I'exposition aux chloramines a des effets

essentiellement muqueux se traduisant non pas par des variations

des IgA secr6toires mais par des modifications de la recirculation

des cellules impliquees dans les reponses immunitaires

muqueuses.

Sous-produ i ts de des in fec t ion - nageurs - e n t r a i n e m e n t -

r~ponses i m m u n e s - i m m u n i t e muqueuse ,

S u m m a r y : I n f l u e n c e o f t r a i n i n g a n d c h l o r a m i n e x p o s i -

t i o n o n e l i t e s w i m m e r s i m m u n e r e a c t i o n s .

Chloramins, chlorination disinfection byproducts in swimming pool water, are involved in mucosal irritation phenomenons in elite swimmers and lifeguards. Immune modifications have been described after sport activities. Immune abnormafities could be increased by combination of chloramin exposition and intensive training. The objectives of this work were to study systemic and mucosal immune responses in 19 swimmers, before and after training in polluted or clean swimming pool water.

In peripheral blood, lymphocyte subsets and their activation status,

and proportions of apoptotic cells were evaluated. In safiva, total IgA levels and specific IgA responses against mucosal bacterias were assayed. No variation in immune parameters was shown during training in clean water. Significant decreased of activated B lymphocytes

was observed after exposition to chloramins. An increase in T lymphocytes, both CD4+ and CDS+, was shown with combined effects of exposition and training. No apoptotic cells were found after exposition and/or intensive training. This study

indicates that exposition to chloramines results in mucosal inflammation reactions, not through IgA responses, but by increasing mucosal immune cells' homing.

Dis infect ion byproducts - s w i m m e r s - t ra in ing - i m m u n e

responses - mucosa l immunity.

1. Introduction

L es produits chlor6s utilises pour la d6sinfection des eaux de piscine, aprEs reaction avec la pollution azotee et les proteines,

ferment des derives complexes et varies (chloramines, halomethanes...) dont certains sont reconnus comme etant cancerigEnes. Cependant

37

Suivi biologique du sport

leurs effets adverses sur la sante sont encore incompletement iden- tifies. Ces memes sous-produits peuvent, dans une moindre mesure, apparaitre awes desinfection des eaux de distribution publique par le chlore. Plusieurs etudes epidemiologiques de type ecologique tendent & montrer une relation entre le niveau de sous-produits chlores presents dans une eau de distribution et I'apparition de tumeurs du celon et de la vessie. Les biais pouvant etre attaches & cette approche, en particulier ceux lies & la reconstitution de l'historique des exposi- tions sur une tres Iongue periode, rendent cependant delicate toute interpretation causale.

Uutilisation de chlore pour la desinfection de I'eau est la methode la plus ancienne et la plus couramment utilisee. Les effets du chlore et de ses derives sur la sante humaine sont encore tres mal connus. Chez I'animal, I'absorption massive de composes chlores est bien connue pour ses effets hepatotoxiques et nephrotoxiques ainsi que pour ses proprietes cancerigenes [5, 10, 14, 26]. Des etudes epidemiologiques ont egalement montre les possibles effets cancerigenes de ces composes [12, 29]. Des etudes plus recentes menees chez des femmes enceintes, se sont interessees & la possible relation entre la consommation d'eau contenant des composes chlores et d'eventuels problemes quant & rissue de la grossesse (avortement spontane, enfant mort-he, anomalies congenitales) [6, 13, 24]. Mais tres peu d'etudes se sont interessees aux possibles effets de I'exposition aux derives chlores sur la sante des nageurs. Aiking et al. ont etudie les effets hepatotoxiques et nephrotoxiques de I'exposition chronique aux derives chlores chez 18 nageurs de competition, s'entrafnant depuis au moins 5 ans & raison d'au moins 10 heures par semaine [2]. Uexposition aux derives chlores etait mesuree par la concentration en chloroforrne darts I'eau ainsi que dans le sang des nageurs. Le chlo- roforme n'etait detectable que dans le sang des nageurs s'entrafnant en piscines couvertes. La 13-2 microglebuline urinaire, un indicateur de dommages renaux, etait significativernent plus elevee chez les jeunes nageurs s'entrafnant en piscines couvertes. Helenius et al. ont rapporte qu'une exposition repetee et & long terme aux composes chlores pendant rentrainement et les competitions, pouvait contribuer & I'augmentation du nombre de cas d'hyperreactivite bronchique et d'inflammation des voies respiratoires chez les nageurs [11]. Recemment, Massin et al. ont montre que les maftres nageurs expo- ses aux derives chlores dans les piscines couvertes avaient plus de symptemes irritants au niveau des yeux, du nez et de la gorge [21].

La totalite des piscines frangaises est sournise & une reglementation precise en matiere de desinfection des eaux de bassins. Le produit le plus couramment utilise afin de maintenir ces eaux & des taux conformes & la legislation est le chlore. Le chlore utilise reagit avec les substances proteiques et azotees provenant des nageurs (urine, cheveux, desquamation cutanee...) et entraine I'apparition de derives chlores complexes et tres varies. Parmi ces derives chlores, on trouve notamment des halomethanes et des chloramines (derives N-C0 [9, 27]. Ces derives chlores sont volatiles [1 ]. IIs se trouvent en concen- tration maximale immediatement & la surface de I'eau, ont une duree de vie tres elevee et leur absorption se fait principalement par vole respiratoire et par voie cutaneo-muqueuse [18, 19, 30].

Le but de cette etude etait d'evaluer I'effet de I'entrafnement et de I'ex- position aux sous-produits de desinfection de I'eau sur la reponse imrnunitaire systemique et muqueuse chez des nageurs pratiquant un entrainement intensif. Plusieurs travaux dans la litterature ont decrit des effets immunosuppresseurs en consequence d'un entraTnement inten- sif, se traduisant plus particulierement par une augmentation de la sus- ceptibilite aux infections des voies aeriennes superieures [20, 23] mais ne rapportent pas directement ces effets & I'environnement des spor- tifs. Or la nage en piscine expose les nageurs aux sous-produits de desinfection de I'eau et notamment aux vapeurs de chloramines elles- memes decrites comme susceptibles d'induire des phenomenes inflam- matoires au niveau muqueux [21].

Nous avons donc evalue les effets immunosuppresseurs ou immu- nostimulants de I'exposition et de rentrafnement intense, ainsi que leurs effets combines. Des prelevements sanguins et salivaires ont ete realises chez les sujets inclus dans 1'etude, avant et awes entrafne- ment, en eau neuve (phase I) ou non (phase II), pour I'analyse de differents parametres de la reponse immunitaire cellulaire et humorale, systemique et muqueuse.

2. Matdriels et m(~thodes

2.1. Popu la t i on

La participation a ete proposee & 19 nageurs de sexe masculin s'entrafnant exclusivement dans la meme piscine pendant la saison et avec les criteres suivants : les nageurs devaient etre &ges de 15 & 25 ans, s'entrafner au rnoins une fois par jour, rester au repos la semaine de la vidange de I'eau de la piscine et ne pas s'entrainer le samedi et le dimanche precedant la seconde semaine d'enquete. Chaque nageur etait son propre temoin. Tousles nageurs ont ete vus une premiere fois Iors de la semaine suivant la semaine de la vidange de la piscine. Cette semaine correspond & une periode de - non-expo- sition ,, aux composes chlores, o u , eau neuve ,,. Nous I'appellerons phase I. IIs ont ete revus awes plusieurs mois d'entrafnement au cours de la semaine qui precede la vidange de la piscine. Cette semaine correspond & une semaine d'exposition aux composes chlores, ou , eau usagee >,. Nous I'appellerons phase II. Entre ces deux phases d'exa- mens, les nageurs poursuivaient leur entraTnement et etaient donc soumis & une exposition croissante au cours des mois (figure 1). Les examens ont ete realises le lundi (temps 1 ) et le jeudi (temps 2) avant I'entraTnement.

Un prelevement sanguin sur anti-coagulant (EDTA/K, Vacutainer) et un prelevement salivaire (Salivette®, Sarstedt, Numbrecht, Allemagne) ont ete realises & chaque phase et & chaque temps.

Phase I Phase II

Temps 1 ~ T e m p s 2 Temps 1 ~ Temps 2 Vidange I ~ IEntratnement 1 de l'eau / I Vidange ~ de l'eau

2.2. P h e n o t y p a g e d e s l e u c o c y t e s s a n g u i n s

2.2.1. Numeration des globules blancs

Un denombrement cellulaire et une formule sanguine awes coloration au May-Gr0nwald Giemsa sont realises pour chaque prelevement sanguin.

2.2.2. Sous-populations lymphocytaires

Les lymphocytes du sang peripherique sont isoles par gradient de densite (Lymphoprep, Nycomed, Oslo, Norvege) puis incubes 30 min

+4 °C avec 5 mL d'anticorps monoclonal specifique. Apres un lavage, les cellules sont incubees avec un anticorps de chevre anti-lgG de souris FITC puis lavees. Le marquage cellulaire est ensuite fixe par addition de paraformaldehyde, jusqu'& lecture au cytometre (Coulter XL-MCL).

38 Revue Francophone des Laboratoires, septembre-octobre 2005, N ° 375

Les anticorps monoclonaux utilises sont diriges contre des antigenes de surface des lymphocytes T (CD3, CD4, CD8, Coulterclone, Coulter Corporation, Hialeah, FL), des lymphocytes B (anticorps de chevre anti- Fab humain, Nordic, Oslo, Norvege) et de cellules NK (CD57, CD56, Immunotech, Marseille, France). La presence de lymphocytes muqueux circulants dans le sang peripherique a ere recherchee & I'aide de I'anticorps monoclonal CD103 (IOTest, Immunotech) [4]. L'etat d'activation des lymphocytes a ete evalue gr&ce aux anticorps mono- clonaux specifiques de CD25, HLA-DR, CD38 ou CD40L (CoulterClone).

La proportion de cellules en phases S et G2 du cycle cellulaire a ete mesuree par une technique en cytometrie en flux awes incorporation d'iodure de propidium (DNA-Prep, Coulter) [15]. Cette technique permet aussi de denombrer les cellules apoptotiques [22].

2.3. Analyse des IgA salivaires

2.3.1 Dosage des IgA totales

Le taux d'lgA totales a ete realise par nephelemetrie (NEPH ELlA N600, Sanofi Diagnostics Pasteur, Marnes-la-Coquette, France), b, I'aide d'anticorps de lapin anti-lgA humaines (Behring, Marburg, Germany). Une courbe etalon effectuee avec un serum standard (N serum stan- dard Proteins SAH, Behring) nous a permis d'exprimer les resultats en g/L [16].

2,3.2. Sp~cificitd des IgA

Les dosages salivaires des IgA anti-Streptococcus pyogenes (Spyo), -Streptococcus pneumoniae (Spn), -Klebsiella pneumoniae (Kp), -Haemophilus influenzae (Hi), decrits comme faisant pattie des prin- cipaux germes impliques dans les infections ORL [3], ont ete realises par des techniques immunoenzymatiques ELISA, comme decrit pre- cedemment [16]. Brievement, des plaques & 96 puits (NUNC Maxisorp, Roskilde, Danemark) sont coatees avec les extraits de ces 4 antigenes dilues en tampon carbonate-bicarbonate (pH=9.6). Cinquante microlitres de salive pure sont deposes dans les puits et incubes & 37 °C. Apres lavages, I'antico[ps secondaire de chevre anti-lgA humaines conjugue & la peroxidase (Dako) est depose. La reaction est revelee et I'absorbance est mesuree & 492 nm sur un spectrophotometre (Titertek Multiskan II, Flow Laboratories, Helsinki, Finlande). Un calibreur est depose sur toutes les plaques en meme temps que les echantillons et permet d'exprimer les resultats en ratio de densite optique (DO) : DO echantillon/DO cali- breur.

2.4. Stat ist iques

La normalite de la distribution des differents parametres dans les groupes de sujets a ete verifiee par des tests de Kolmogorov-Smirnoff. Des tests de Student apparies ont ete realises pour comparer les diff~rents parametres selon I'entraTnement et/ou I'exposition aux sous- produits de desinfection de I'eau avec le Iogiciel GraphPad Prism (version 2.01 ; GraphPad Software Inc, San Diego, CA).

3. Rdsultats

Quel que soit I'effet ~tudie (entrafnement, exposition aux chloramines et effet combine), la recherche de cellules en proliferation n'a montre aucune activation spontanee significative des lymphocytes circulants. De plus, aucun pic de cellules apoptotiques n'a ere visualise.

3.1. Effet propre de l 'entrafnement

L'effet ,, entralnement >, a ete ~tudi~ chez les nageurs examines le lundi (avant entra~nement, temps 1) et le jeudi (apr~s entrafnement, temps 2), apr~s la vidange de la piscine (eau neuve, phase I). Dix neuf nageurs ont #t# suivis clans ces conditions.

Les differents parametres etudies ont une distribution normale. Aucune difference significative n'a ete observee pour la numeration des globules blancs totaux avant et apr~s entrafnement (respectivement 6,5 -I- 1,6 G/L vs 6,15 ___ 1,9 G/L), ni pour les proportions des diffe- rentes cellules de la formule sanguine (figure 2). Les resultats des sous-populations lymphocytaires (m 4* SE) sont rapportes dans le tableau I. II n'a pas ete observ~ de difference statistiquement signifi- cative pour ces parametres entre les deux groupes etudies. Les dosages d'lgA totales dans la salive montrent des taux similaires avant (0,124 4* 0,069 g/L) et apres entrafnement (0,116 4* 0,070 g/L). La recherche d'lgA specifiques ne montre pas de modification dans ces conditions d'entrainement. Les resultats sont rapportes dans la figure 3.

temps 1 ~ femps 2

8O

7O

60

50

4O

30

2O

10

0

neulr°phil~Sosinoph,lebaS°philelymphocytes rnOnocytes

3.2. Effet propre de I 'exposit ion

L'effet ,< exposition ,, a 6t6 6tudi6 chez les nageurs examines les jeudis (temps 2), apres la vidange de la piscine (phase I) et juste avant la vidange /ors de la phase IL Onze nageurs ont pu ~tre suivis dans ces conditions.

Aucune difference significative n'a ete observee pour la'numeration de globules blancs totaux en eau neuve et en eau usagee (respecti- vement 5,9 ___ 1,9 G/L vs 5,9 + 0,8 G/L), ni pour les proportions des

Revue Francophone des Laboratoires, septembre-octobre 2005, N ° 375 39

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enby!+ue! s Je!sso(] ./uus np eno!OOlO!q !AIn S

% Polynuci(~aires neutrophiles PN ~osinophiles PN basophUes Lymphocytes Mon0cytes

Temps 1 56,4 4- 2,8 3,0 4- 0,5 0 33,8 4- 2,5 6,3 4- 0,7

Temps 2 60,9 4- 2,9 3,4 4- 0,8 0 29,0 4- 2,7 6,8 4- 0,7

g/L IgA totales (g/L) IgA anti-Spyo !gA anti-Spn IgA anti-Kp i IgA anti-H i

Temps 1 0,09 _ 0,057 1,18 4" 0,17 2,09 4- 0,3t 3,96 4- 0,77 3,88 + 0,81

Temps 2 0,095 4- 0,058 1,01 4- 0,14 1,55 4- 0,19 2,64 4- 0,48 3,27 4- 0,43

Aucune difference significative n'a ete observee pour la numeration des globules blancs totaux avant et apres entrafnement en eau usagee (respectivement 6,9 + 2,2 G/L vs 6,5 + 1,6 G/L), ni pour les proportions des differentes cellules de la formule sanguine (tableau IV). Les proportions des sous-populations lymphocytaires dans les deux groupes de sujets sont rapportees dans la figure 5. Une augmentation significative des pourcentages de lymphocytes T CD4+ (p = 0,006) et CD8+ (p = 0,0002) est notee chez les sujets apres entraTnement en eau usagee. Aucun des autres marqueurs lympho- cytaires n'est modifie significativement apres exposition. On peut tou- tefois noter que tes taux de cellules CD38+ et CD103+ sont bas des le premier prelevement, effectue apres nage en eau usagee sans entraF nement, avec une valeur proche de celle notee dans les prelevements effectues dans I'etude de I'effet propre de I'exposition.

temps 1 ~ temps 2

go

80

70

60

50

40

30

20

10

0

p=0.J06

~ P=°--i°°2 CD3 CD4 CD8 CD57 slg CD56 CD25 DR CD38 CD103

Les dosages d'lgA totales dans la salive montrent des taux similaires avant (0,090 + 0,05? g/L) et apres entrafnement (0,095 + 0,058 g/L) en eau usagee. La recherche d'lgA specifiques ne montre pas de modi- fication dans ces conditions d'entr~nement (tableau V).

4. Discussion Cette etude ' s est attachee & rechercher les effets immunomodulateurs eventuels de I'entrafnement et de la qualite de I'eau chez des nageurs de haut niveau.

Nous n'avons pas observe d'effet propre de I'entrafnement sur les para- metres biologiques et immunologiques etudies. Ceci est vraisembla- blement lie & la courte periode (trois jours) d'entrafnement de I'etude. Les travaux publies dans la litterature montrent en effet une modification des parametres immunitaires, par rapport & un etat de base sans entraf- nement, apres des p6riodes plus Iongues [7].

I 'exposition aux sous-produits de desinfection de I'eau n'entrafne pas d'effets notoires sur la majorit6 des parametres biologiques .6tudies (leucocytes sanguins), confirmant I'absence de pathologies, en par- ticulier infectieuses, au moment des prelevements. Ceci est egalement confirm6 par I'absence de taux significatifs de'marqueurs d'activation lymphocytaires tels que HLA-DR ou CD25 sur les lymphocytes cir- culants. II faut toutefois noter une legere tendance & I'augmentation des taux de globules blancs dans le sang peripherique, compatible avec une inflammation a minima. En revanche, nous avons mis en evi- dence une diminution significative des proportions de lymphocytes B actives (CD38+) circulants. Ce marqueur est exprime & la surface de cellules B activees, impliquees dans des reactions immunitaires muqueuses, en cours de recirculation entre les muqueuses [17]. Cette variation est #. rapprocher de celle, non significative mais neanmoins sensible, du taux de cellules CD1 03+ peripheriques apres exposition. CD1 03 est en effet une molecule d'adressage des lymphocytes favo- risant leur relocalisation dans les muqueuses [28]. La diminution constatee reflete un recrutement accru des cellules [] dans les muqueuses, vers un site inflammatoire [17]. Elle s'inscrit ici dans le cadre d'une exposition & un xenobiotique directement en contact avec les muqueuses. II a effectivement ete decrit chez des sujets exposes aux chloramines un effet irritatif des muqueuses, lie & des phenomenes inflammatoires Iocaux [21 ]. Ce recrutement accru n'entrafne toutefois pas de variation significative des taux d'lgA salivaires, bien qu'on note une 16gere augmentation des IgA totales et une discrete diminution des taux d'lgA specifiques pouvant indiquer respectivement une aug- mentation de production d'lgA et I'utilisation des IgA sp6cifiques pour la formation de complexes immuns. Nous avons egalement mis en evi- dence des effets combines de I'entrafnement et de t'exposition, carac- terises par une augmentation des taux de lymphocytes T, CD4+ et CD8+ dans le sang peripherique. Ce profil est compatible avec le developpement de phenom~nes inflammatoires, pouvant temoigner d'une irritation muqueuse lice & I'exposition & I'eau usagee, moins bien contr61ee par un syst~me immunitaire fragilise par I'entrafnement. Les variations observees pourraient se traduire, & plus ou moins long terme, en cas d'entrafnement prolonge en eaux usag6es, par des pathologies muqueuses ou systemiques. On retrouve, sans signification statistique, une augmentation des polynucleaires et de la production d'lgA totales et une diminution des IgA specifiques, comme Iors de I'etude de I'ef- fet propre de I'exposition.

Nos resultats confirment donc des effets essentiellement muqueux de I'exposition et/ou de I'entrafnement [7, 8, 25] sur le systeme immu-

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Dossier scientifique Suivi biologique du sport

nitaire. La mesure de I'effet de I 'entrafnement en eau neuve, sur la courte duree d 'e tude de ce travail, montre en fait essent ie l lement des parametres b io log iques et immunitaires part icul i6rement stables. L'exposit ion aux sous-produits de d6sinfect ion de I'eau a en revanche un effet sensible sur le recrutement de cel lules immunocomp6ten tes act ivees dans les sites muqueux, compat ib le avec une irritation locale des voies respiratoires sup~rieures (inhalation), de la muqueuse ORL (irrigation) ou des sites inducteurs digesti fs (ingestion). L'initiation de ph6nomenes inflammatoires par I'exposition aux sous-produits de d6sin- fection de I'eau est 6galement sugger6e par I 'augmentation minime de

la leucocytose. Une modif icat ion de I 'ecosysteme de la sphere O R L est 6galement sensible a minima dans les pet i tes variat ions des IgA totales et specif iques. En I 'absence de sol l ici tat ion physique intense (effet propre de I'exposition), ce contact n'a pas d'autres repercussions. La combinaison des deux condi t ions retrouve t ' impact de I'eau usa- gee sur les cel lules E] en recirculation, ~. la fois avant et apres I'en- trainement. En revanche, I'utilisation des ressources physiques par I'en- trafnement conduit & des perturbations systemiques compat ib les avec un accro issement de I'etat inf lammatoire g6ner6 par I 'exposit ion aux sous-produi ts de desinfect ion de I'eau.

R f rences [1] Aggazzotti G., Fantu~i G., Tartoni EL., Predieri G., Plasma chloroform concentrations in swimmers using indoor swimming pools, Arch. Environ. Health 45 (t990) 175-179. [2] Aiking H., Van Acker M.B., Scholten RJ.RM., Feenetra J.E, Valkenburg H.A., Swimming pool chlo- rination: a health hazard?, Toxicol. Lett. 72 (1994) 375-380. [3] Cappelletty D., Microbiology of bacterial respi- ratory infections, Pediatr. Infect. Dis. J 17 (1998) $55-61. [4] Cerf-Benssussan N., Jarry A., Brousse N., Lisowska G.B., Guy-Grand D., GrisceUi C., A monoclonal antibody (HML-1) defining a novel mem- brane molecule present on human intestinal lym- phocytes, Eur. J. ImmunoL 1 ? (1987) 1279-1285. [5] Di Consiglio E., De Angelis G., Testai E., Vittozzi L, Correlation of a specific mitochondrial phospho- lipid-phosgene adduct with chloroform acute toxicity, Toxicology 159 (2001) 43-53. [6] Deeds L, King W.D., Relation between trihalo- methanes compounds and birth defects, Occup. Environ. Med. 58 (2001) 443-446.

['7] Gleeson M., McDonald W.A., Pyne D.B., Clancy R.L., Cripps A.W., Francis J.L, Fricker EA., Immune status and respiratory illness for elite swimmers during a 12-week training cycle, Int. J. Sports Med. 21 (2000) 302-307. [8] Gleeson M., Pyne D.B,, Special feature for the Olympics: effects of exercise on the immune system: exercise effects on mucosal immunity, Immunol. Cell. Biol. 78 (2000) 536-544. [9] Grisham M.B., Jefferson M.M., Thomas E.L, Role of monoohloramine in the oxidation of erythrocyte hemoglobin by stimulated neutrophils, J. Biol. Chem. 259 (1984) 6?5?-6?65.

[10] Hard G.C., Mechanisms of chemically induced renal carcinogenesis in the laboratory rodent,

ToxicoL Pathol. 26 (1998) 104-112.

[11] Helenius IJ., Rytila P., Metso T., Haahtela T., Venge P., Tikkanen H.O., Respiratory symptoms, bronchial responsiveness, and cellular characteris- tics of induced sputum in elite swimmers, Allergy 53 (1998) 346-352.

[12] International agency for research on cancer (IARC), Chlorinated drinking water; chlorination by- products; some other halogenated compounds, cobalt and cobalt compounds, Monogr. EvaL Carcinog. Risks Hum. 52 (1991) 337-345.

[13] Jaakkola J.J.K., Magnus P., Skrondal A., Hwang B.E, Becher G., Dybing E., Foetal growth and dura- tion of gestation relative to water chlorination, Occup. Environ. Med. 58 (2001) 487-442.

[14] Jorgenson T.A., Meierhenry E.E, Rushbrook CJ., Bull R.J., Robinson M., Carcinogenicity of chloroform in drinking water to male Osborne-Mendel rats and female B6C3F1 mice, Fundam. Appl. Toxicol. 5 (1985) 760-769. [15] Kohler C., Kolopp*Sarda M.N., De March-Kennel A., Barbaud A., Ben6 M.C., Faure G.C., Sequential assessment of cell cycle S phase in flew cytometry : a non isotopic method to measure lymphocyte acti- vation in vitro, Anal. Cell. Pathol. 14 (1997) 51-59.

[16] Kolopp-Sarda M.N., B6ne M.C,, Allaire J.M., Perruchet A.M., Faure G.C., Kinetics of specific sali- vary IgA responses in man after oral challenge by a ribosomal immunostimulant, Int. J. Immunopharmacol.

_ 19 (1997) 181q86.

[17] Kraehenbuhl J.P, Neutra M.R,, Molecular and cellular basis of immune protection of mucosal surfaces, Physiol. Roy. 72 (1992) 853-8?9.

[18] Levesque B., Ayotte P., LeBlane A., Dewailly E., Prud'Homme D., Lavoie R., Allaire S., Levallois P, Evaluation of dermal and respiratory chloroform expo- sure in humans, Environ. Health Perspect. 102 (1994) 1082-1087. [19] Lindstrom A.B., Pleil J.D., Berkoff D.C., Alveolar breath sampling and analysis to assess trihalome- thane exposures during competitive swimming

training, Environ. Health Perspect. 105 (1997) 636-642. [20] Mackinon L.T., Immunity in athletes, Int J Sports Med 18 (1997) S62-68. [21] Massin N., Bohadana A.B., Wild P., H6ry M., Toamain J.P., Hubert G., Respiratory symptoms and bronchial responsiveness in lifeguards exposed to nitrogen trichloride in indoor swimming pools, Occup. Environ. Med. 55 (1998) 258-263. [22] Nagaoka S., Nakano T., Endo S., Onizuka T., Kagawa Y., Fujitaka K., Ohnishi K., Takahashi A., Ohnishi T., Detection of DNA damages and'repair in human culture cells with simulated space radiation, Acta Astronaut. 44 (1999) 561-567. [23] Nieman D.C,, Exercise immunology : practical applications, Int. J. Sports Med. 18 (1997) S91-100. [24] Nieuwenhuijsen MJ., Toledano M.B., Eaton N.E, Fawell J., Elliott E, Chlorination disinfection bypro- ducts in water and their association with adverse reproductive outcomes: a review, Occup. Environ. Med. 5? (2000) 73-85. [25] Pyne D.B., McDonald W.A., Gleeson M., Flanagan A., Clancy R.L, Fricker P.A., Mucesal immu- nit)/, respiratory illness, and competitive performance in elite swimmers, Med. ScL Sports Exerc. 33 (2001) 348-353. [26] Rossi S., Gemma S., Fabfizi L., Testai E., Vittozzi L., Time dependence of chloroform-induced meta- bolic alterations in the liver and kidney of B6C3F1 mice, Arch. Toxicol.?3 (1999) 387-393. [27] Seux R., Evolution de la pollution apportee par les baigneurs dans les eaux de piscine sous I'action du chlore, J. Fr. Hydrok 19 (1988) 151-168. [28] Shaw S.K., Brenner M.B., The beta 7 integrins in mucosal homing and retention, Semin. ImmunoL ? (1995) 335-342. [29] Tominaga M.Y., Midio A.E, Human exposure to trihalomethanes in drinking water, Rev. Saude Publica 33 (1999) 413-421. [30] Weitberg A.B., Chloramines-induced sister-chro- matid exchanges, Mutet. Res. 190 (1987) 27"7-280.

42 Revue Franeophone des Laboratoires, septembre-octobre 2005, N ° 375