Grippe, rhume … Pourquoi tombe-t-on malade en hiver ?

Avec l’arrivée de la mauvaise saison, le risque de contracter grippe, bronchite, rhume, gastro-entérite et autres maladies virales augmente.

La météo n’est pas coupable de manière directe : « attraper un coup de froid » est un mythe inventé par les grands-mères pour encourager les enfants à se vêtir chaudement. Mais elle offre aux virus pathogènes à l’origine de ces maladies des conditions idéales pour prospérer et engendrer les flambées épidémiques saisonnières que nous affrontons chaque année.

Le calendrier annuel des infections virales

Dans nos régions tempérées, la plupart des infections virales respiratoires sont plus courantes en hiver qu’en été. Dans l’hémisphère Nord, le virus Influenza à l’origine de la grippe et le virus respiratoire syncytial, qui provoque des infections respiratoires communes chez les jeunes enfants, ne présentent par exemple qu’un pic épidémique annuel, survenant entre décembre et mars.

Les coronavirus responsables des cas de rhumes classiques circulent discrètement tout au long de l’année, mais les infections provoquées par ces virus sont plus courantes en hiver et au printemps.

Il en va de même pour les rhinovirus, eux aussi responsables de rhume, qui prospèrent en automne et hiver ou les adénovirus à l’origine d’infections respiratoires, oculaires et parfois digestives communes en hiver et au début du printemps.

Les risques de croiser des rotavirus responsables de gastro-entérites sont également accrus en période hivernale.

Les conditions extérieures favorables aux virus

Mais pourquoi les épidémies virales sont-elles plus fréquentes lors la saison froide ? Une partie de la réponse réside dans les conditions météorologiques qu’elle offre, propices à la transmission de ces virus.

Une expérience pour identifier les facteurs environnementaux favorables à la grippe

Pour mieux comprendre leur influence, une équipe de spécialistes en microbiologie a conçu une série d’expériences pour déterminer les conditions les plus favorables à la circulation du virus de la grippe. Elles impliquaient l’un des rares animaux de laboratoire pouvant non seulement développer la maladie mais également la transmettre à ses congénères : le cochon d’Inde.

Des cobayes ont ainsi été disposés dans deux cages adjacentes, l’une contenant un animal grippé, l’autre un animal sain. Plusieurs de ces paires de cages ont été placées dans différents environnements dont la température variait (5, 20 ou 30°C), ainsi que le taux d’humidité (de 20 à 80 %).

Après plusieurs jours de contact, certains des cochons d’Inde de la seconde cage sont tombés malades, contaminés par leur congénère de la cage voisine. Les contaminations étaient plus nombreuses à la température la plus basse et quand le taux d’humidité était de 20 % ; plus aucune ne survenait à 80 % d’humidité.

Le virus de la grippe se transmet plus facilement à basse température et faible taux d’humidité

Les conditions météorologiques hivernales, qui associent faibles températures et air sec, sont ainsi favorables à la transmission de la grippe. Ces deux paramètres vont souvent de pair, l’air froid absorbant moins d’humidité que l’air chaud.

En examinant des données collectées chez l’homme à travers les États-Unis pendant 30 ans, des chercheurs ont constaté qu’une chute du taux d’humidité de l’air est associée à une augmentation des décès liés à la grippe.

Les adénovirus, le virus respiratoire syncytial, le métapneumovirus humain et le virus parainfluenza (qui provoquent aussi des infections respiratoires) prospèrent également en période froide et sèche. Une analyse de plusieurs études récemment publiée suggère que ces conditions sont également favorables au virus SARS-Cov2, responsable de l’épidémie de Covid-19.

Les virus aéroportés sont sensibles à l’humidité de l’air

Certains de ces virus hivernaux se transmettent par voie aérienne. Lorsqu’une personne infectée respire, parle ou tousse, elle émet de très petites gouttelettes infectantes contenant des virus. Des chercheurs ont montré que les microgouttes de moins de 5 μm de diamètre peuvent flotter dans les airs pendant 9 minutes, ce qui laisse largement le temps de contaminer les éventuels passants, tout du moins si l’air est suffisamment sec. Lorsqu’il est au contraire humide, ces gouttelettes respiratoires absorbent de l’eau et s’alourdissent, tombant au sol où elles ne risquent plus de contaminer quiconque.

Des chercheurs ont montré que dans une pièce dont le taux d’humidité est inférieur à 40 %, le risque de transmission du SARS-Cov2 est plus important que dans les pièces très humides. Maintenir un taux d’humidité entre 40 et 60 % en intérieur pourrait ainsi limiter le risque de transmission virale.

La transmission des virus est facilitée par nos habitudes de vie hivernale

L’augmentation des contaminations virales durant la mauvaise saison est également liée à notre mode de vie. Avec une météo moins clémente, nous passons plus de temps en intérieur. Nous sommes ainsi en contacts étroits avec les autres, ce qui facilite le passage des microbes d’une personne à l’autre.

Les écoles, qui concentrent un nombre important d’enfants au même endroit pendant de longues heures, sont le point de départ dans bien des cas des épidémies hivernales. Des chercheurs français ont par exemple calculé que les vacances scolaires permettent de prévenir 16 à 18 % des cas de grippe saisonnière.

Les espaces clos sont propices à la stagnation des particules virales dans l’air, surtout lorsque l’aération n’est pas optimale. Une étude menée en Chine dans un internat a montré que les étudiants qui dorment dans une chambre de six ont deux fois plus de risque d’être enrhumés plus de 6 fois dans l’année par rapport à ceux qui dorment dans des chambres de trois. Ceux qui occupent les chambres les moins bien ventilées sont plus sujets à cette infection virale.

L’enveloppe du virus de la grippe est fortifiée par le froid

Les virus se sont adaptés pour résister aux conditions difficiles de l’hiver. Des chercheurs ont étudié la structure de l’enveloppe protectrice du virus de la grippe selon la température ambiante. Ils ont découvert que pour des températures proches de 0, les lipides qui la constituent se solidifient sous forme de gel. À 22°C, la majorité des lipides est encore sous cette forme, tandis qu’à 41°C l’enveloppe se liquéfie.

Ce réarrangement en fonction de la température extérieure confère une certaine stabilité au virus par temps froid, et facilite sa transmission par les airs. Une fois qu’il a pénétré dans l’organisme, la chaleur ambiante liquéfie son enveloppe, condition sine qua non pour parvenir à infecter les cellules.

Notre organisme est plus vulnérable aux virus en hiver

Les virus profitent également d’un de nos points faibles pour nous infecter en période hivernale. En effet, le froid ou l’humidité compromettent certains des mécanismes de protection de notre organisme.

Le refroidissement des voies nasales nous fragilise face au rhume

Respirer l’air glacé de l’hiver conduit à une baisse de la température des voies respiratoires hautes, propices à l’installation des virus responsables du rhume.

Les rhinovirus se répliquent en effet bien mieux à des températures de 33 à 35°C qu’à 37°C, ce qui explique qu’ils se cantonnent aux voies nasales, bien plus fraîches que les poumons. En utilisant un modèle animal, des chercheurs ont montré que ce phénomène est en partie lié à la moindre efficacité de nos défenses immunitaires à ces basses températures.

Notre muqueuse nasale comporte des cellules surmontées de cils, qui permettent d’évacuer les particules étrangères, les microbes notamment, engluées dans le mucus. Là encore, les basses températures entravent ce mécanisme de défense.

Nous ne sommes cependant pas totalement vulnérables. La congestion nasale, cette sensation de « nez bouché », ainsi que la fièvre sont deux mécanismes qui permettent d’élever la température des voies nasales pour faciliter l’élimination de ces intrus.

L’air sec compromet les systèmes de protection des poumons

Si la fraîcheur du nez compromet certaines de ses défenses, les poumons semblent quant à eux sensibles à un manque d’humidité de l’air comme l’a découvert une équipe de New Haven en menant des travaux chez la souris.

Respirer un air trop sec enraye le fonctionnement des cellules ciliées également présentes au niveau de la muqueuse pulmonaire, réduisant leur capacité à balayer les microbes. Les virus ont alors tout loisir de coloniser les tissus, qu’ils endommagent sur leur passage. Les capacités de réparation de ces lésions sont elles aussi entravées par le manque d’humidité de l’air. C’est également le cas de la production de composés émis par les cellules infectées pour informer les autres cellules de l’attaque virale, limitant leur possibilité de s’en préserver.

Le manque de soleil contribue aux épidémies hivernales

Le manque d’ensoleillement hivernal n’est pas étranger à la survenue des épidémies, pour plusieurs raisons.

Le rayonnement solaire : un puissant biocide 100 % naturel

Au-delà de sa capacité à réchauffer l’atmosphère, le soleil nous protège des microbes par une action plus directe. Ses rayons ultraviolets sont en effet de puissants agents antimicrobiens, qui déstructurent le patrimoine génétique des virus et bactéries. On utilise d’ailleurs des lampes UV pour la désinfection dans les hôpitaux ou les laboratoires, où l’hygiène doit être exemplaire.

Des chercheurs italiens ont conçu un modèle théorique qui établit une corrélation entre la survenue des épidémies et la quantité de rayons solaires qui parviennent sur Terre à un moment donné, dans une région donnée. Les virus ont beaucoup de mal à survivre au rayonnement solaire intense, ce qui expliquerait en partie pourquoi les épidémies sont plus rares à la belle saison.

Le manque de vitamine D nuit à notre immunité

Le faible ensoleillement hivernal compromet par ailleurs notre capacité à produire de la vitamine D. Les carences sont ainsi fréquentes à cette période de l’année et nous fragilisent face aux infections.

Parmi ses multiples rôles, la vitamine D est en effet impliquée dans la réponse immunitaire et elle joue un rôle crucial dans la manière dont réagit notre organisme à une attaque virale.

Une étude britannique menée auprès de 6789 personnes a montré que pour toute augmentation de 10 nmol/L de la concentration en vitamine D dans le sang, le risque d’infection respiratoire saisonnière diminue de 7%.

La supplémentation pourrait-elle donc exercer un effet protecteur ? Une analyse de 26 essais cliniques menés chez l’homme indique que c’est bien le cas. La prise de vitamine D réduit le risque d’infection respiratoire aiguë, à condition qu’elle soit administrée au quotidien plutôt que sous la forme d’une dose massive ponctuelle.

Notre génome s’adapte à cette menace hivernale plus intense

La saisonnalité des épidémies a façonné au fil de l’évolution notre fonctionnement le plus intime, avec un impact sur la façon dont nos gènes s’activent ou restent en sommeil.

En étudiant l’expression génétique de 16000 personnes vivant aux quatre coins de la planète, des chercheurs ont constaté qu’environ un quart de nos gènes s’activent ou s’inactivent en fonction de la saison.

C’est notamment le cas des gènes qui gouvernent la réponse immunitaire. Chez les habitants des régions tempérées, un gène conduisant à la suppression des phénomènes inflammatoires est par exemple moins exprimé l’hiver que l’été. Ce phénomène nous aide ainsi à mieux résister aux infections hivernales, l’inflammation étant un mécanisme central de défense.

Notre profil d’expression génétique orienté vers les phénomènes inflammatoires au cours de l’hiver nous confère certes une protection face aux microbes, mais favorise en contrepartie l’évolution des maladies chroniques à composante inflammatoire (maladie cardiovasculaire, arthrite rhumatoïde, maladies auto-immunes ou psychiatriques…).

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Références

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