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JOINT MODELS OF ASSOCIATION BETWEEN COMMUNITY -AVERAGE
POLLUTANT CONCENTRATIONS AND LUNG -FUNCTION
II. THE PROINFLAMMATORY EFFECTS OF FINE PARTICLE

CULEA CĂTĂLINA MIHAELA1, CULEA GEORGE1

1 “Vasile Alecsandri” University of Bacău, Calea Mărășești 156, Bacău, 600115, Romania

Abstract: These studies continue to evaluate the prevalence of allergies and the severity of
asthma and to identify the risk factor s associated with the proximity of traffic in Bacău’s
region. Our results sustained a very recent hypothesis that changes in allergies prevalence
observed last decade might be related to the interactions between allergens and traffic –
related pollution. It was employed an semi -individual design to report individual data on
allergy and asthma – 318 school children (10,4
0,5 years), attending 8 randomly chosen
schools in Bacău region – the concentrations of NO 2 and PM 2,5 assessed in proximity of
their homes. The protocol includes medical tests for skin examination like skin prick test
(SPT) to common allergens, test for flexural dermatitis, exercise -induced bronchial (EIB)
reactivity and a standardised health questionnaire. Further longitudinal inve stigations are
needed to corroborate our findings .

Keywords : fine particules, PM 2,5 , SPTs, EIB reactiv ity, NO 2

1. INTRODUCTION

L’effort de recherche épidémiologique, considérable au cours de la dernière décennie, a bien montré que les
conséquences san itaires les plus préoccupantes concernent les effets à long terme, alors que l’accent avait été
initialement mis sur les effets aigus des fluctuations des concentrations de polluants. La diminution de
l’espérance de vie après exposition prolongée à la poll ution urbaine, d’origine cardiorespiratoire, est maintenant
admise et l’on essaye de la chiffrer au mieux [1]. Ces dern ières années, l’accent a été mis sur les effets
extrarespiratoires des polluants atmosphériques. Les études épidémiologiques ont montré que l’impact
cardiovasculaire des polluants est plus important que leur impact respiratoire. On a notamment mis en évidence
un risque d’insuffisance cardiaque congestive et de récidive d’infarctus du myocarde chez des patients v ivant
dans des zones géographiques dans lesquelles la pollution particulaire est plus élevée [2].
Les particules fines ont été liées à des allergies par des données expérimentales et épidémiologiques ayant des
données agrégés utilisées ou concentrations fournies par les stations de surveillance sur site fixe , qui peuvent
avoir conduit à une classification erronée de l'exposition individuelle à la pollution .

2. DESCRIPTION DE L'APPLICATION
On a utilisé une conception semi -indiv iduelle de rapporter les données individuelles sur l'asthme et l'allergie de
318 enfants d'âge scolaire (10,4 ± 0,5ans) fréquentant 8 écoles choisies au hasard dans Bacău les concentrations
de PM 2, 5 (particules fines d'un diamètre aérodynamique ≤2,5 µm) évalué à proximité de leurs maisons . Les
facteurs de confusion potentiels et NO 2, un autre polluant majeur lié à la circulation , en tant qu'agent modifiant
potentiel étaient , pris en considération dans l'étude de la relation . Les enfants ont été invités à soumettre des
preuves objectives de flexion dermatite visible, des tests cutanés (skin prick tests (SPTs) aux aéroallergènes
communs (Dermatophagoides pter onyssinus, Dermatophagoides farinae, Alternaria tenuis, Blatta germanica, cat
fur, betullaceae pollens , graminées mixtes , et des contrôles positifs et négatifs ) et aussi , la réactivité bronchique

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34

0102030405060PM 2,5 (μg.m3)Monitoring
Stations
School Yards
Maximum
Minimum
75-centile
90-centile
01020304050607080
NO 2 (μg.m3)Monitoring
Stations
School Yards
Maximum
Minimum
75-centile
90-centileFigure 1. Répartition par 5 jours, les concentrations moyennes de PM 2,5 NO 2,
respectivement , au stations de surveillance, les cours d'école et les classes à
Bacau, en Roumanie. induite par l'exercice (exercise -induced bronchial (EIB) ), à condition que le consentement parental a été obtenu .
SPT positivité a été définie comme une papule au moins 3 mm plus grand que celui du témoin négatif pour l'un
des allergènes de 15 min après l'aiguillon . BEI a été définie en utilisant un débit de pointe (PF) selon le protocole
normalisé de l'appareil de test de fonctionnement comme suit [3]: .
On a également demandé aux parents de remplir le questionnaire utilisé dans la phase II du protocole ISAAC
(International Study for Asthma and Allergies in Childhood). [4]. NO 2 les valeurs de concentration obtenues avec
échantillonneurs passifs aux stations de
surveillance ont été comparés à ceux
obtenus par Air Quality Monitoring
Réseaux par chimilumine scence .
Modèle de relation de PM 2,5 les
résultats de santé : Moyens de de la 5-
jour de les niveaux de PM 2,5 et NO 2 ont
été utilisés dans les analyses . En cas de
deux stations de surveillance sur site
fixe la moyenne des concentrations a
été calculée pour év aluer le niveau de la
ville. Grâce à inter et intra -villes
hétérogénéité (Fig. 1), une variable à
deux classes d'exposition (haute vs
basse ) pour les PM 2,5 et le NO 2 a été
défini par rapport à la valeur médiane
de la distribution des concentrations
dans le s cours d'école et sur les stations
de surveillance, respectivement ,
indépendant de la ville . Analyse de
régression logistique a été utilisée pour
obtenir le rapport de cotes odds -ratio
(OR) de chaque résultat de la santé pour une grande vs faible expositi on de polluants ajusté les facteurs de
confusion potentiels et NO 2 comme modificateur potentiel. Un modèle marginale des aides était appliqué afin de
tenir compte de la non-indépendance de données chez les enfants vivant dans la même ville , car ils partag ent le
même environnement en termes de climat , les pollens, les produits alimentaires, l'alimentation et les facteurs
socio -culturels. Les paramètres du
modèle marginal ont été estimées par
l'équation d'estimation généralisée
(generalised estimating equati on
(GEE)) approche utilisant SPSS
GENMOD avec la structure de
corrélation de fonctionnement
indépendant, en utilisant la ville comme
strate. Version 17.2 de SPSS System de
AIX a été utilisé pour les analyses
statistiques . La signification statistique
a été fournie par un
0,05 p-value . Afin
de limiter l'exposition mauvaise
classification , une analyse de sensibilité
a été répété dans les enfants pour
lesquels l'exposition à la qualité de l'air
était susceptible d'avoir été relativement
stable au cours de la vie comme ils
l'avaient passé les dernières huit années
à la même adresse (enfants de résidents
de longue durée ).

10%PEFPEF PEF
infin in

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35
3. RÉSULTATS ET DISC USSION

Le taux de l'enquête par questionnaire de réponse était de 81% (771/952). 667 enfants ( 69%) dans 4 0 salles de
classe de 8 écoles ciblées ont complété le protocole d'enquête (tableau 1).

Les analyses sur la pollution de l'air ont été
limités à 538 (80%) enfants ayant subi l'examen la
semaine de l' évaluation de la qualité de l'air afin
de prendre des effets potentiels à court terme de la
pollution de l'air en compte . Les enfants exclus de
l'analyse ne diffèrent pas significativement des
autres en termes de caractéristiques enregistrées .
La dermatite atopique avait la prévalence à vie
cumulatif le plus élevé , suivie par une rhinite
allergique et l'asthme (25,6%, 20,0% et 9,9%,
respectivement ) (tableau 2). Cette tendance a été
confirmée pour les symptômes de l'année écoulée .
A l'époque de l'enquête , 10,6% des enf ants
souffraient de dermatite flexion comme évalué par
un médecin et 8,7% avaient EIB. Vingt -huit pour
cent des enfants avaient au moins un test cutané
positif ; 12,3% des enfants étaient positifs aux
allergènes extérieurs , 20,9% aux allergènes
intérieurs , et de 2,8% à Alternaria tenuis .
Monosensibilisation a été observée chez 11,2%
des enfants et polysensibilisation à 16,8% .
Les estimations de CV pour déterminer le
intervariabilité des évaluations de PM 2,5 par
l'enquête comme décrit dans les méthodes étaient
toujours <10%. Valeurs de concentration de NO 2
mesurées avec échantillonneurs passi fs aux stations
de surveillance étaient très liées à celles prévues
par la même semaine de Air Quality Monitoring
Networks ( Coefficient de régression : 0,82;
p
0,0001). De plus , les valeurs de concentration
évaluées en utilisant des pompes et de s
échantillonneurs passifs dans les cours d'école
corrélés de manière satisfaisante avec ceux obtenus
au niveau de la ville de la même semaine
(coefficient de corrélation Spearman : 0,88;
p
0,0001 and 0,69; p
0,0001 pour PM 2,5 et
respectivement NO 2). Il n'y avait pas de différence
significative dans les concentrations de PM 2,5 et
NO 2 dans les cours d'école et niveau de la ville
(tableau 3).
Après l'ajustement pour les facteurs confondants
éprouvées (notamment de sexe, le tabagisme pas sif
et des antécédents familiaux de maladies
allergiques ) avec le modèle de régression
logistique , les chances de souffrir de la BEI et de la
dermatite flexion à la période de l'enquête , l'an
passé, l'asthme atopique et SPT positivité de aux
allergènes int érieurs étaient significativement
supérieur à 1 dans les milieux résidentiels avec des
concentrations de PM 2,5 supérieures à la valeur
médiane , respectivement (tableaux 4 et 5). Une
signification limite existait dans le cas de la durée
de vie de rhinite al lergique . Un OR supérieure à 1 a
été observée pour les moules , mais pas de
signification statistique a été atteint probablement
en raison de la petite taille de l'échantillon . Tableau 1. Caractéristiques des enfants ayant participé à cette
étude (n = 667).
Facteurs Enfant Mère Père
Âge (ans)
(m±SD) 10,4±0,7 38,4±5,1 41,5±6,3
Sexe (mas culin ) (%) 49,2
Poids (kg)
(m±SD) 36,21±8,14
Taille (m) (m±SD) 1,42±0,08
Indice de masse corporelle
(m/kg2) (m±SD) 17,88±2,88
Débit expiratoire de pointe
(ml/min)(m±SD) 330,1±49,0
Education (%)
Primaire 11,7 12,5
Secondaire 45,3 42,9
Haute école et
université 37,8 39,3
Autre 5,2 5,4
(m±SD): Moyenne ± déviation standard ;
Body mass index: Poids / Taille 2.
Tableau 2. Les taux de prévalence (%) des prick positivité du
test et la morbidité allergique et respiratoire dans Bacau,
Roumanie (n = 667).
Résultat de de santé garçons filles tous
Lors de l'évaluation de la pollution de l'air
N 3246 3357 6603
EIB 9,1 8,3 8,7
flexion dermatite 9,0 12,2* 10,6
Dernière année
N 3141 3166 6307
Asthme 9,7 6,6* 8,1
Rhinoconjonctivite 13,1 10,7** 11,9
Dermatite atopique 10,8 14,1* 12,5
Durée de vie
N 3213 3336 6549
Asthme 12,7 7,1* 9,9
Asthme atopique 5,9 3,5* 4,6
Asthme Non- atopique 2,8 2,5 2,6
Rhinite allergique 22,3 17,9* 20,0
Dermatite atopique 24,6 26,5 25,6
Positivité de SPT 32,4 23,7* 28,0
Monosensibilisation 12,0 10,5 11,2
Polysensibilisation 20,4 13,3* 16,8
EIB: Exercise -induced bronchial hyperresponsiveness
(l'hyperréactivité bronchique induite par l'exercice) tel
qu'évalué par PEFin –PEFfin/PEFin
10% (PEF = peak
expiratory
Flow= débit expiratoire de pointe (DEP ); SPT: skin prick tests
(les tests cutanés ); Monosensibilisation : Positivité de SPT au
moins l' une des allergènes ; Polysensibilisation : Positivité de
SPT à au moins de 2 allergènes .
*p
0,001.
**p
0,01.

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Les résultats observés au niveau de la ville ont confirmé ces résultats (table aux 4 et 5). Un pourcentage plus
élevé de polysensibilisation allergiques que des monosensibilisation a été observée chez les enfants fortement
exposés aux PM 2,5 (Fig. 2).
Figure 2. Les taux de prévalence (%) des monosensibilisation et polysensibilisation selon l'exposition faible ou
élevé à des concentrations de NO 2 et de PM 2,5 dans la proximité résidentielle et au niveau de la ville Bacau,
Roumanie (n = 538).

L'inclusion comme une variable indépendante dans les différents modèles de concentration de NO 2, qui a été liée
de façon significative à la BEI , la dermatite de flexion et SPT aux allergènes intérieurs (tableaux 4 et 5 ), donné
des résultats similaires pour les PM 2,5. L'analyse de sensibilité répétée dans les 175 enfants pour lesquels
l'exposition à la qualité de l'air était susceptible d'avoir été stable plus de vie comme ils l'avaient passé les 8
dernières années à la même adresse (à long terme des enfants résidents ) affiche ORs similaires, voire
supérieures , à malgré la réduction de la taille de l' échantillon (tableaux 4 et 5). Ces résultats ne sont pas affectées
lorsque la non-indépendance des données ont été prises en compte en utilisant le modèle marginal (données non
présentées).

Dans ce large échantillon de 538 enfants des écoles basée sur la population , les cotes ajustés de souffrir de
l'asthme induit par l'exercice et la dermatite flexion à la période de l'enquêt e, l'asthme de la dernière année et
SPT positivité de étaient significativement supérieur à 1 en concurrence avec élevée PM 2,5 concentrations dans la
proximité des maisons où vivent les enfants . Dans le cas de l'asthme , le risque était limité à l'asthme atopique.
Les relations ont été renforcées dans résidents de longue durée (adresse actuelle pendant au moins 8 ans) pour
qui l'exposition aux polluants de l'air extérieur peut être considéré comme stable à travers la vie . Bien que pas
excessive , les concentr ations moyennes que nous avons observées dans les paramètres de haut sont exposés près
de la norme (10 µg/m3 (moyenne annuelle )) World Health Organization recommande , pour l'exposition à long
terme . Les résultats de notre population étendent les données pr écédentes relatives véhicules comtes ou des
concentrations de polluants de l'air fournies par les stations de surveillance sur site fixe à divers résultats de santé
respiratoires et allergiques, parmi lesquels sensi -tisation allergique. Dans une de ces étu des, le trafic de véhicule Tableau 3. PM 2,5 et NO 2 concentrations dans la proximité résidenti elle (d'école) et au niveau de la ville comme évalué par des
échantillonneurs passifs à Bacau, Roumanie (8 écoles, 40 salles de classe, n = 538 enfants avec examen clinique la semaine du
qualité de l'air assessment).
N échantillonneurs Faible concentratio n Concentration élevée % enfants dans les
milieux à forte
concentration
intervalle intervalle
gamme Moyen gamme moyen
Polluant
Niveau de la proximité résidentielle
PM 2,5
NO 2 111
111 [1,6–12,2]a
[8,1–31,0] 8,7
19,0 [12,5 –54,0]
[31,1 –70,40] 20,7
46,4 55,4
60,1
Niveau de la ville
PM 2,5
NO 2 51
53 [4,7–12,7]
[14,5 –36,9] 9,6
28,3 [13,0 –54,5]
[37,5 –73,2] 23,0
50,2 59,0
53,2
Les deux catégories d'exposition ''faible'' vs ''haut'' ont été définies par rapport à la valeur médiane de la distribution des
concentrations .
a Les concentrations sont exprimées en mg/m3.
02468101214161820
Monosensitisation Polysensitisation Monosensitisation Polysensitisation%
Schoolyard City levelNO 2
Low
exposure
High
exposure
02468101214161820
Monosensitisation Polysensitisation Monosensitisation Polysensitisation%
Schoolyards City levelPM2,5
Low
exposure
High
exposure

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37
élevée près de la maison a été associée à l'asthme, de la toux et une respiration sifflante et chez les enfants plus
exposés à la fumée de tabac d’ambianc e aussi avec allergique sensitization. In notre étude, respiratoire et les
résultats de santé allergiques persisté être liée à des particules fines la pollution après prise en compte:
(1) la fumée de tabac dans l'environnement et de l'histoire familiale de l'asthme, qui sont des facteurs de
risque de ces résultats connus à traver s des modèles ajustés ainsi que pour
(2) de la ville grâce à l'utilisation d'un modèle marginal, ce qui a permis le contrôle pour le climat, les
pollens, les produits alimentaires, l'alimentation et les facteurs socio -culturels qui sont d'autres facteurs
connus de maladies allergiques et respiratoires.
Ces facteurs sont partagés au niveau de la ville. Nos résultats contrastent avec data.Variations précédents dans
les résultats pourrait être due à l'exposition classification erronée dans ces études. Dans l 'étude 6C, nous avons
réduit misclassifica tion potentielle d'exposition à la pollution de l'air en utilisant une conception semi –
individuelle dans laquelle la qualité de l'air a été évaluée dans la proximité de la maison de l'enfant et en
effectuant une an alyse de sensibilité chez les résidents à long terme. Nos résultats montrent également un risque
accru pour la dermatite flexion chez les enfants exposés à des niveaux élevés de pollution de l'air liée à la
circulation, ce qui à notre connaissance peine av ait été signalé previously.However, ce résultat mérite d'être
confirmé.

Table 5. Odds ratios (95% intervalle de confiance ) la sensibilisation allergique par des concentrations élevées contre faible de
PM 2,5 et NO 2 en tout (n = 538) et résident de longue d urée (n = 145) des enfants of Bacau, Romania.
Site de
l'évaluation
AP PM 2,5
Haute rapport aux basses concentrations NO 2
Haute rapport aux basses concentrations
tous les enfants Résident de longue durée
a tous les enfants Résident de longue durée
a OR 95% CI OR 95% CI
Niveau de proximité
Toutes les
allergènes 1,19 1,04,
1,36 1,19 0,96,
1,47 1,08 0,94,
1,25
Allergènes
intérieurs 1,29 1,11,
1,50 1,26 1,00,
1,59 1,21 1,04,
1,41 1,13 0,89,
1,43
Allergènes
extérieurs 1,02 0,85,
1,23 0,94 0,78,
1,13
Moules 1,13 0,78,
1,65 1,18 0,80,
1,73
Niveau de la ville
Toutes les
allergènes 1,32 1,15,
1,51 1,42 1,15,
1,76 0,92 0,81,
1,05
Indoor
allergens 1,51 1,29,
1,76 1,45 1,15,
1,84 0,96 0,83,
1,10
Outdoor
allergens 1,06 0,88,
1,28 0,86 0,72,
1,03
Moulds 1,00 0,69,
1,46 1,14 0,79,
1,65
Odds -ratios (ORs) étaient ajustés pour l'âge , le sexe, les antécédents familiaux d'allergie et le tabagisme passif .Les deux
catégories d'exposition faible vs haut étaient définis par rapport à la valeur médiane de la distribution des concentrations ;
EIB: PEFin –PEFfin/PEFin
10%. a8 ans à la même adresse.

Une limitation de notre travail consiste dans le fait que les concentrations de PM 2,5 et NO 2 que nous avons
observées dans les différents paramètres pourraient ne pas être représentatifs des concentrations habituelles dans
ces paramètres . Cependant , il n'y avait aucune preuve de conditions inhabituelles ayant fortement influencé la
qualité de l'air au niveau local pendant toute la durée de l'enquête , qui a également été montré par un CV≤10%.
Nos résultats sont en outre soutenus par le fait qu'en Roumanie comme en France , les émissions de pollution de
l'air ont été estimées pour être stable au niveau local au c ours de la vie de la children. L'analyse de sensibilité
chez les résidents à long terme et le fait que les classements relatifs des zones géographiques à l'égard à divers
polluants de l'air n’ont p as changé dans le passé décade corroboré également nos conclusions. Malheureusement,
afin de ne pas diminuer de façon significative l a taille de l'échantillon, notre analyse de sensibilité n'a pas tenu
compte de la première année de vie qui est crucial pour la sensibilisation allergique. Cependant, les résultats
étaient similaires dans le groupe d'enfants ayant toujours vécu à la même a dresse. Du point de vue statistique, la
grande taille et la distribution spatio -temporelle de notre échantillon d'écoles choisies au hasard ont réduit la
probabilité d'une relation faussement positif. La consistance d'un effet potentiel de particules fines est approuvé
par les résultats obtenus dans le même échantillon d'enfants, concernant l'exposition à long terme à fond PM 10 à
un risque plus élevé de de rhinite allergique , l'asthme et les tests cutanés positivité .
Nos conclusions basées sur la population sont également compatibles avec les données expérimentales qui ont
démontré que l'inhalation de polluants atmosphériques liés à la circulation soit individuellement ou en

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38
combinaison , peuvent améliorer les réponses immunitaires et la réponse des voies aér iennes aux allergènes
inhalés , comme les pollens ou les acariens de la poussière , dans atopique sujets . Il y a également des preuves que
DEP peuvent interagir avec aéroallergènes , afin de renforcer leurs effets . Nous avons constaté qu'au niveau de la
popul ation les effets des particules fines, un bon indicateur de la DEP , étaient supérieures pour les allergènes à
l'intérieur que pour les allergènes extérieurs , probablement parce que les anciens allergènes sont omniprésents et
pérenne . Constamment , nous avon s également observé que les concentrations de PM 2,5 étaient liés à l'asthme
atopique .
Contrairement à ce qui est observé dans les études expérimentales dans lesquelles des concentrations élevées de
polluants sont nécessaires pour obtenir la synthèse immédi ate IgE, répétées , bien que non excessives
concentrations de PM 2,5 pourraient être suffisantes pour l'amélioration de la réponse et les exacerbations
allergique au niveau de la population .

3. CONCLUSIONS

Dans notre étude, les concentrations au -dessus duq uel les effets de particules fines ont été observés étaient
proches des normes indiquées par l'OMS. L'existence d'un effet à de faibles concentrations peut dépendre de la
sensibilité individuelle, qui est modulée par divers facteurs parmi lesquels l'alimen tation. Les données récentes
ont montré que les défenses antioxydantes ont un rôle clé dans le contrôle de la réponse allergique à DEP telle
qu'évaluée par la production d'IgE. Cependant, les mécanismes par lesquels les particules fines et les autres
pollu ants liés au trafic peuvent influencer la manipulation de l'allergène par l'individu et de promouvoir la
sensibilisation et la morbidité allergique peuvent être seulement émis l'hypothèse. Les polluants gazeux peuvent
modifier les moyens de défense (purifi cation mucociliaire et de défense antibactérien), induisant le
développement d'une réaction inflammatoire neutrophile et une sensibilisation par allergène -IgE dépendante. Les
particules de diesel ont été montré pour améliorer des réactions inflammatoires e t une sensibilisation. Il a été
suggéré que cela pourrait être dû à l'intervention des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) contenus
dans la matière particulaire ou très liés; les véhicules diesel et de l'essence étant épuise les sources d'émissio ns
locales prédominantes de HAP. Cependant, il ne peut pas être exclu que les particules fines pourrait également
influer sur les propriétés non -immunologiques des allergènes, tels que leur activité enzymatique, contribuant
ainsi à leur pénétration accrue dans les organes cibles. Des données récentes ont montré que certaines enzymes
protéolytiques dans allergènes, acariens de la poussière dans l'ensemble, sont capables d'augmenter la
perméabilité épithéliale et en créant des conditions qui favorisent la liv raison transépithéliale d'allergènes, ce qui
est également conforme à nos résultats.
Pour résumer , les présentes données sur la population soutiennent les résultats expérimentaux et
épidémiologiques selon lesquelles un mélange de complexe associé à la poll ution aux particules fines pourrait en
partie contribuer à l'amélioration de la sensibilisation allergique par des interactions avec les allergènes . Que tel
phénomène pourrait contribuer à expliquer la hausse de la morbidité chez les enfants allergiques observées au
cours des dernières décennies ne peut être répondu en l'absence d' une évaluation d'exposition plus appropriée . Si
elle est confirmée , cela va soulever des préoccupations au sujet des effets de la santé publique de PM, déjà
impliqués dans des tau x plus élevés de morbidité et de mortalité . Les résultats soutiennent l'hypothèse que les
changements dans la prévalence de l'allergie observée au cours des dernières décennies pourraient être en partie
liés à des interactions entre la pollution et les all ergènes de l'air liée à la circulation . D'autres enquêtes
longitudinales sont nécessaires pour corroborer ces résultats.

4. RÉFÉRENCES
[11] Rabl A. Analysis of air pollution mortality in terms of life expectancy changes: relation between time series,
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