L’enfant et le vapotage passif

 25/03/2016

L. RÉFABERT,

Allergo-pneumo-pédiatre, Paris

La forte progression des ventes de cigarettes électroniques pose de nombreuses questions qui interrogent toute la population, mais nécessitent des réponses d’autant plus urgentes qu’elles concernent également les enfants et les adolescents. On connaît bien la réalité et la nocivité du tabagisme passif. Qu’en est-il du vapotage passif  ? 

Qu’est-ce qu’une cigarette électronique ?

Les cigarettes électroniques ne sont pas des cigarettes. Ce sont les consommateurs eux-mêmes qui ont créé ce terme. Il s’agit de systèmes de délivrance de nicotine qui ne contiennent pas de tabac. La nicotine est délivrée sous forme de vapeur mais sans fumée, c’est-à-dire sans combustion. Ainsi, ce produit se rapproche plus des substituts nicotiniques que des cigarettes. La nicotine est une drogue addictive qui peut être toxique à très faible dose. Toutefois, certaines cigarettes électroniques ne contiennent pas de nicotine, et la toxicité de la fumée de tabac est due également à de nombreux autres composants, beaucoup plus toxiques que la seule vapeur de nicotine.

Que contient le liquide des cigarettes électroniques ?

Le liquide des cigarettes électroniques est principalement constitué d’un mélange de propylène glycol et de glycérol (75 %), d’eau (4 %), de nicotine (2 %), d’arômes (2 %), et parfois d’alcool.

Le propylène glycol

C’est un produit connu de longue date et utilisé comme antigel dans l’agro-alimentaire. Mais il ne faut pas le confondre avec l’éthylène glycol, qui est très toxique et utilisé comme liquide de refroidissement des moteurs de voiture. Le propylène glycol entre aussi dans la composition des produits de beauté, et comme excipient dans les médicaments. Depuis des décennies, on s’en sert pour fabriquer les fumigènes des discothèques et sur les plateaux de cinéma (le propylène glycol se vaporise à 55-60 °C), sans qu’aucune intoxication n’ait été rapportée. Le seul rapport connu à ce jour sur le propylène glycol est celui de l’INRS (Institut national de recherche et de sécurité) qui date de 1994 et conclut en substance à la non-toxicité du produit, aussi bien en ingestion de forte dose qu’en inhalation et contact cutané (1). Toutefois, on peut se poser la question de la toxicité de son inhalation à long terme chez les personnes souffrant d’asthme (on pense en  particulier aux nourrissons asthmatiques) ou de bronchite chronique.

Les arômes

De très nombreux arômes sont utilisés. Certains sont résistants à la température, mais pour bon nombre d’entre eux, ce para mètre reste inconnu. Il n’existe pas de tableau simplement consultable indiquant les résistances aux températures des arômes alimentaires. Ces arômes ont été validés pour l’industrie agro-alimentaire, mais peu parmi eux ont été testés pour une inhalation. On sait que leur toxicité peut dépendre des circonstances d’utilisation et des doses. Pour certains arômes utilisés, des études ont montré une toxicité pour les cellules respiratoires (2).

Les alcaloïdes du tabac et les nitrosamines

Des traces de nitrosamines (cancérogènes du tabac) sont trouvées dans certaines cigarettes électroniques, mais dans une proportion identique à celle des substituts nicotiniques, c’est-à-dire à l’état de traces (3). Il y a 300 à 1400 fois moins de nitrosamines dans une cigarette électronique que dans une cigarette de tabac. Il faut souligner toutefois que cela concerne le contenu de la cartouche et de la cigarette, mais pas le contenu de la fumée ou de la vapeur inhalée. Du fait de la température de combustion beaucoup plus importante d’une cigarette que celle de vaporisation du propylène glycol pour les cigarettes électroniques, on peut s’attendre à une quantité plus importante de nitrosamine dans la fumée de tabac. De plus, 56 carcinogènes ont été identifiés à forte concentration dans la fumée de tabac, alors qu’aucun autre ne l’a été dans la vapeur de cigarette électronique. Sans parler des 4000 toxiques et carcinogènes recensés dans la fumée de tabac.

Les métaux

Certains modèles de cigarettes électroniques génèrent des taux détectables de métaux tels que : nickel, cadmium, argent, fer, étain, et des cristaux microscopiques d’étain, qui émanent des soudures des joints (4). La nature et la quantité des métaux émis dépendent des modèles, et leur taux est généralement faible, mais les effets d’une inhalation prolongée sont encore inconnus.

Les particules

L’aérosol émis par les cigarettes électroniques est constitué de particules fines et ultrafines en phase gazeuse. Il a été montré que la concentration de nombreuses particules dans l’aérosol de cigarettes électroniques était comparable à celle mesurée dans la fumée de tabac.

Le nombre de particules semble influencé par la présence de nicotine dans les cigarettes électroniques. Plus la quantité de nicotine est importante, plus le nombre de particules l’est aussi (5). La taille des particules émises par les cigarettes électroniques étudiées est similaire à celle de la fumée de tabac. Elles peuvent pénétrer dans le poumon profond et passer dans la circulation sanguine. Pour le moment on ne sait pas si leur toxicité est différente de celle des particules de l’air ambiant et de celles générées par les cigarettes de tabac.

La nicotine

La plupart des liquides de cigarettes électroniques contiennent de la nicotine : 24, 18, 12 ou 6 mg/ml. Le plus souvent, le volume de la cartouche est de 10 ml, soit 240 mg de nicotine pour un dosage de 24 mg/ml. En comparaison, une cigarette contient 10 à 15 mg de nicotine mais on en inhale environ 1 mg par cigarette fumée. La majorité des recharges d’e-liquides ont un volume de 10 à 30 ml mais peuvent atteindre 100 ml avec des concentrations en nicotine allant de 0 à 20 mg/ml. La dose létale est de 40 à 60 mg chez l’enfant et de 0,8 à 1 mg par kilogramme chez l’adulte non fumeur. En pédiatrie, le principal danger consiste en l’ingestion accidentelle du liquide. La concentration en nicotine des recharges est suffisante pour que l’ingestion de quelques millilitres puisse causer le décès d’un enfant(6-9).

Le vapotage passif est-il dangereux ?

L’étude in vitro, sur des lignées cellulaires, de quelques aérosols de cigarettes électroniques (mais pas toutes) a montré une légère toxicité, très inférieure à celle mesurée avec la fumée de tabac (2,10). Cependant, une étude très récente indique que la vapeur de cigarette électronique entraîne des modifications de l’ADN et des morts cellulaires indépendamment de la présence de nicotine (11). Les études in vivo montrent que l’aérosol des cigarettes électroniques n’est pas toujours dénué de toxiques. T. Schripp et coll. (12) ont étudié les émissions passives en demandant à un volontaire d’utiliser une cigarette électronique dans une pièce fermée et étanche. L’analyse de l’air de la pièce a mis en évidence la présence de formaldéhyde, acroléine, isoprène, acétaldéhyde et d’acide acétique mais à des niveaux 5 à 40 fois inférieurs à ceux de la fumée de tabac. W. Schober et coll. (13) ont demandé à 3 volontaires d’utiliser une cigarette électronique (contenant propylène glycol, glycérine et 22 mg de nicotine) à volonté pendant 2 heures dans une pièce ventilée de 45 m3. L’utilisation de cigarettes électroniques augmentait significativement les particules fines PM2,5, le propylène glycol, la nicotine, la glycérine mais pas le formaldéhyde, le benzène, l’acroléine ou l’acétone. Il a également été constaté un accroissement de 30 à 90 % de composés aromatiques poly cycliques et une augmentation de 2 à 4 de la concentration en aluminium de l’air ambiant, mais sans comparaison avec la fumée de cigarette. J. Czogala et coll. (14) ont comparé le niveau de nicotine de l’air ambiant d’une pièce ventilée où avaient été utilisées soit des cigarettes électroniques soit des cigarettes de tabac. Le taux de nicotine dans l’air ambiant lors de l’utilisation de cigarettes électroniques était égal à environ 10 % de celui de cigarettes de tabac : 3,3 contre 31,6 µg/ml. Pour les particules fines (PM2,5), ce niveau était de 18 %. La quantité de nicotine et de particules fines dans l’air ambiant provoqué par le vapotage n’est donc pas négligeable. Est-ce que cette nicotine et ces particules dans l’air ambiant ont une importance pour le nonfumeur ? L’on pense au nourrisson dans les bras de ses parents ou dans l’habitacle d’une voiture où quelqu’un vapote. A.D. Flouris et coll. (15) ont soumis 15 non-fumeurs placés dans une pièce ventilée de 60 m3, soit à une heure de tabagisme passif (à un niveau comparable à celui d’un bar fumeur) soit à une heure d’aérosol de cigarettes électroniques généré par une machine à fumer. Les résultats montrent un taux de nicotinémie comparable dans les deux cas : 2,6 contre 2,4 ng/ml. Le passage dans le sang de la nicotine semble donc tout à fait comparable, qu’un non-fumeur soit soumis à de la fumée de cigarette ou à de la vapeur de cigarette électronique.

Le tabagisme passif n’est pas seulement lié aux fumées et aux vapeurs. Il peut également concerner le dépôt des toxiques du tabac sur les surfaces et sur les vêtements. Il est décrit depuis plusieurs années pour le tabac (16). Pour les vapeurs de cigarettes électroniques, les études sont plus récentes. M.L. Goniewicz et coll. ont montré qu’après vapotage expérimental, la quantité de nicotine déposée sur le sol et sur les vitres était multipliée respectivement d’un facteur 47 et 6 (16). On pense bien évidemment au risque d’exposition à la nicotine d’un nourrisson qui marche à quatre pattes sur le sol d’un logement où ses parents vapotent.

Nicotine et fœtus

Les adolescentes et les jeunes femmes doivent être averties que la nicotine passe remarquablement bien le placenta (17). Les effets malformatifs de la nicotine sur le fœtus concernent principalement le système respiratoire. N.N. Dhalwani et coll. ont étudié le lien entre les malformations néonatales de près de 200 000 nourrissons et la consommation de nicotine (18). Parmi toutes les malformations, seules celles concernant l’appareil respiratoire étaient significativement plus élevées chez les femmes soumises à la nicotine, avec un risque multiplié par 3. La nicotine a de nombreux effets sur le poumon fœtal : diminution du volume et de la taille pulmonaire, augmentation des cellules alvéolaires de type II, augmentation de la taille et du nombre des corps neuroendocrines, augmentation du collagène de types I et III, diminution de l’élastine dans le parenchyme pulmonaire, diminution du nombre d’alvéoles, augmentation du volume alvéolaire, augmentation du diamètre des voies aériennes (19). La nicotine a un effet transgénérationnel : elle affecte non seulement la première génération, mais aussi la deuxième et la troisième, même si ces dernières n’y ont pas été soumises. F.A. Taki et coll. ont étudié les modifications qu’elle induit sur les microARN de vers (20). Pour la génération soumise à la nicotine, 31,2 % des microARN étaient totalement altérés. Ce chiffre passait à 17,3 % pour la première génération, 13,4 % pour la deuxième et 6,9 % pour la troisième alors que ni la deuxième, ni la troisième n’avaient été soumises à la nicotine. V.K. Rehan et coll. ont étudié l’asthme sur plusieurs générations de rats (21). La génération 0 a été soumise à la nicotine, mais pas les suivantes. Les auteurs ont montré qu’un asthme était constaté sur 3 générations. Chez l’enfant, nous n’avons pas encore d’étude concernant la nicotine seule, mais des résultats ont été obtenus avec le tabac. Y.F. Li et coll. ont évalué l’asthme de l’enfant en fonction de l’exposition au tabac de la mère et de la grand-mère (22). Par rapport à l’enfant né d’une mère et d’une grandmère non exposées, l’odds ratio d’asthme de l’enfant était de 1,3 lorsque la mère avait été exposée mais pas la grandmère, de 2,6 quand à la fois la mère et la grand-mère avaient été exposées et de 1,8 quand seule la grand-mère l’avait été.

La nicotine peut-elle favoriser l’addiction aux drogues illicites ?

Les études épidémiologiques ont montré que la nicotine crée un effet passerelle vers l’usage du cannabis et de la cocaïne (23). Les Drs Eric Kandel (neuropsychiatre et lauréat du prix Nobel 2000 pour ses travaux sur la mémoire) et Denise Kandel (son épouse et psychiatre à Columbia) ont publié un article de synthèse des recherches qu’ils mènent depuis 1975 (24). Denise Kandel avait montré que les jeunes s’adonnent aux drogues par paliers, selon des séquences bien définies, en commençant par une drogue légale avant de passer à des drogues illégales. Plus précisément, la consommation de tabac ou d’alcool précède la consommation de cannabis, qui à son tour précède celle de cocaïne et d’autres drogues illicites. Leurs travaux ultérieurs ont validé l’hypothèse de l’effet passerelle sur un modèle de souris. L’effet de la nicotine ne survient que si les souris sont exposées dans la même journée à la cocaïne et la nicotine, et après une exposition répétée à la nicotine (7 jours versus 1 jour). L’exposition des souris à la nicotine augmente l’acétylation des histones via l’inhibition des histones désacétylases. Ces modifications de la structure de l’ADN activent un gène lié à la récompense et l’addiction, le gène FosB, en augmentant son expression. Lorsque les souris, préalablement exposées à la nicotine, reçoivent une dose concomitante de cocaïne, elles montrent une augmentation supplémentaire de l’expression de FosB, par rapport aux souris ayant reçu uniquement de la cocaïne. Reste à savoir si ce modèle est transposable à l’homme. Pour le moment il est impossible de déterminer si l’exposition à la nicotine est une passerelle pour le tabagisme et les drogues illicites, mais c’est clairement une possibilité.

Conclusion

Comparées aux cigarettes classiques et au tabac sans fumée, les cigarettes électroniques contiennent beaucoup moins de toxiques, mais elles délivrent de la nicotine, qui a des effets néfastes sur le fœtus, l’enfant et l’adolescent. Passant parfaitement la barrière placentaire, la nicotine a une toxicité importante pour le fœtus, principalement d’ordre pulmonaire. Son effet est transgénérationnel : les modifications de l’ADN qu’elle induit sont possiblement transmises pendant 2 à 3 générations. Le vapotage passif existe. La nicotine vaporisée est probablement autant inhalée qu’avec le tabac et elle se dépose sur les surfaces et les vêtements. Pour l’enfant et l’adolescent, il est possible que la nicotine des cigarettes électroniques soit une passerelle pour le tabagisme et les drogues illicites. La nicotine ne doit pas être banalisée. L’usage des cigarettes électroniques devrait être rapidement désocialisé comme le tabac. Notre société doit se préoccuper de l’effet des cigarettes électroniques sur le cerveau, en particulier des jeunes, et de la possibilité d’encourager de nouvelles générations de personnes dépendantes à la nicotine.

Références

1. INRS - Propylène glycol [Internet]. [cité 11 août 2014] Disponible sur :http://www.inrs.fr/accueil/produits/bdd/ doc/fichetox.html?refINRS=FT%20226
2. Behar RZ et al. Identification of toxicants in cinnamon-flavored electronic cigarette refill fluids. Toxicol In Vitro 2014 ; 28(2) : 198-208.
3.Siegel M. The Rest of the Story: Tobacco news analysis and commentary: Comparison of carcinogen levels shows that electronic cigarettes are much safer than conventional ones [Internet]. [cité 11 août 2014] Disponible sur :http://tobaccoanalysis.blogspot.fr/2009/07/comparison.html
4. Williams M et al. Metal and silicate particles including nanoparticles are present in electronic cigarette cartomizer fluid and aerosol. PloS One 2013 ; 8(3) :e57987.
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