L’activité physique et les sports récréatifs et de compétition constituent non seulement une partie importante de notre culture et de nos activités de loisirs, mais ils préviennent également de nombreuses maladies. L’exercice est également un traitement efficace contre au moins 26 maladies majeures. Cependant, les mesures d’atténuation du COVID-19 ont changé et ont souvent réduit l’activité physique. Par exemple, les citoyens canadiens et britanniques étaient de 30 à 40 % moins actifs physiquement, ce qui avait un impact sur leur santé physique et mentale.
L’exercice collectif en salle dans de petites pièces mal ventilées favorise l’infection par le SRAS-CoV-2.
Le SRAS-CoV-2 et d’autres agents pathogènes aéroportés se transmettent via des particules d’aérosol d’un diamètre de quelques centaines de micromètres et des gouttelettes de quelques centaines de micromètres ou plus. Les gouttelettes plus grosses transportent des agents pathogènes lors d’infections qui se produisent lorsque deux personnes se trouvent jusqu’à environ 1,5 m l’une de l’autre et tombent rapidement au sol. En revanche, les petites particules d’aérosol flottent dans l’air, peuvent transporter des agents pathogènes tels que le SRAS-CoV-2 et être à l’origine d’infections aéroportées.
Le contact direct entre personnes ou via des objets partagés peut également provoquer des infections, mais cela est moins probable. Plusieurs études ont montré que la concentration de particules d’aérosol dans l’air expiré varie considérablement au sein de la population. Par exemple, environ 20 % des personnes émettent plus de 156 particules par litre d’air expiré. Ces individus ont été appelés « super émetteurs » . Le nombre de particules d’aérosol émises par une personne par unité de temps varie et augmente lorsque cette personne parle, tousse, chante ou est physiquement active.
Il a également été démontré que le nombre de particules d’aérosol émises est influencé par l’ état d’hydratation des voies respiratoires. La déshydratation des voies respiratoires peut être causée par l’exercice et une ventilation accrue, et les deux peuvent entraîner l’émission d’un plus grand nombre de particules d’aérosol. Pendant l’exercice, la ventilation (c’est-à-dire l’air inhalé et expiré par une personne) augmente d’environ 5 à 15 litres/min au repos à plus de 100 litres/min chez les individus non entraînés et peut atteindre 200 litres/min chez les rameurs hautement entraînés .
Enfin, les personnes légèrement infectées par le SRAS-CoV-2 exhaleraient un plus grand nombre de particules d’aérosol que les personnes non infectées. Pris ensemble, cela suggère que les personnes infectées par le SRAS-CoV-2 qui font de l’exercice « expulseront » davantage de SRAS-CoV-2 dans une pièce et que les personnes non infectées qui font de l’exercice inhaleront davantage de particules d’aérosol contaminées par le SRAS-CoV-2. 2, par rapport au repos.
L’émission de particules d’aérosol augmente de façon exponentielle au-dessus d’une intensité d’exercice modérée, ce qui entraîne une super-émission lors d’un exercice maximal.
Signification
La transmission aérienne du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) ou d’autres agents pathogènes augmente probablement pendant l’exercice en salle , mais les données sur l’émission de particules d’aérosol par une personne faisant de l’exercice font défaut. Nous rapportons ici que l’émission de particules d’aérosol augmente en moyenne de 132 fois, passant de 580 ± 489 particules/min au repos à 76 200 ± 48 000 particules/min pendant l’exercice maximal. L’émission de particules d’aérosol augmente modérément jusqu’à une intensité d’exercice de ≈2 W/kg et de façon exponentielle à des intensités d’exercice plus élevées.
Ces données expliquent non seulement les transmissions du SRAS-CoV-2 lors d’exercices collectifs en salle, mais peuvent également être utilisées pour concevoir des mesures d’atténuation mieux ciblées pour l’activité physique en salle, comme l’éducation physique à l’école, les événements de danse lors des mariages ou les cours de gymnastique à haute intensité comme filage.
Résumé
De nombreux agents pathogènes aéroportés, tels que le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2), sont transmis à l’intérieur via des particules d’aérosol. Pendant l’exercice, la ventilation pulmonaire peut augmenter de plus de 10 fois et les athlètes expirent donc un plus grand volume d’air contenant des aérosols.
Cependant, nous ne savons pas actuellement comment l’exercice affecte la concentration de particules d’aérosol dans l’air expiré et l’émission globale de particules d’aérosol. En conséquence, nous avons développé une méthode pour mesurer en parallèle la concentration de particules d’aérosol dans l’air expiré, la ventilation pulmonaire et l’émission de particules d’aérosol au repos et lors d’un test d’effort progressif jusqu’à l’épuisement.
Nous avons utilisé cette méthode pour évaluer huit femmes et huit hommes dans une étude descriptive. Nous avons constaté que la concentration de particules d’aérosol dans l’air expiré augmentait significativement, passant de 56 ± 53 particules/litre au repos à 633 ± 422 particules/litre à l’intensité maximale.
L’émission de particules d’aérosol par sujet a augmenté de manière significative d’un facteur 132, passant de 580 ± 489 particules/min au repos à une super émission de 76 200 ± 48 000 particules/min pendant l’exercice maximal.
Il n’y avait aucune différence entre les sexes dans l’émission de particules d’aérosol, mais les sujets entraînés en résistance émettaient significativement plus de particules d’aérosol pendant un exercice maximal que les sujets non entraînés. Dans l’ensemble, les émissions de particules d’aérosol ont augmenté modérément jusqu’à une intensité d’exercice d’environ 2 W/kg et de façon exponentielle par la suite.
Ensemble, ces données pourraient expliquer en partie les événements de grande propagation , en particulier lors d’exercices de groupe en salle de haute intensité, et suggèrent que de solides mesures de prévention des infections sont nécessaires , en particulier lors d’exercices d’une intensité supérieure à ~2 W/kg. Des recherches sont nécessaires sur les facteurs qui influencent la génération de particules d’aérosol, tels que l’état d’hydratation des voies respiratoires et de l’ensemble du corps pendant l’exercice.
Illustration schématique de la configuration expérimentale conçue pour mesurer la ventilation, la concentration de particules d’aérosol et l’émission de particules d’aérosol sur une large plage de ventilation, du repos à l’exercice maximal. L’air ambiant (A) a d’abord été filtré pour générer un air presque exempt de particules d’aérosol. Le sujet a ensuite inhalé l’air pur (B) filtré à travers un masque facial en silicone couvrant la bouche et le nez (non illustré). Le masque en silicone était (C) connecté à une valve à deux voies de sorte que seul l’air expiré entrait dans la sortie. Un sac en plastique fait office de tampon/réservoir (D). Une pompe a détourné environ 5 litres/min d’air expiré à travers d’abord (E) un tube chauffé pour éliminer la condensation, puis dans (F) le compteur de particules Palas Promo 3000. Ce compteur utilise un capteur Welas 2300 pour la détection des particules. . L’air restant était rejeté dans l’environnement par un tube séparé et une vanne unidirectionnelle (G) afin que l’air ambiant ne puisse pas pénétrer dans le système. L’expérience a été menée en salle blanche afin de réduire davantage le risque de contamination par des particules d’aérosol.
Discussion
Le premier résultat principal de cette étude descriptive est que l’émission de particules d’aérosols augmente en moyenne de 132 fois, passant de 580 ± 489 particules/min au repos à une super-émission de 76 200 ± 48 000 particules/min lors d’un exercice maximal chez les femmes et les hommes jeunes en bonne santé. .
Nous avons également constaté que l’émission de particules d’aérosol augmente modérément jusqu’à une intensité d’exercice d’environ 2 W/kg et de manière exponentielle à des intensités d’exercice plus élevées.
Cette découverte peut être utilisée pour concevoir de meilleures stratégies d’atténuation pour les exercices de groupe en salle. Troisièmement, l’émission de particules d’aérosol au repos n’est que modérément corrélée à l’émission de particules d’aérosol pendant l’exercice.
Nous avons constaté que l’émission moyenne de particules d’aérosol était multipliée par 132 entre le repos et l’exercice maximal.
Nous avons constaté que les athlètes entraînés en endurance émettaient 85 % plus de particules lors d’un exercice maximal que les sujets non entraînés (P = 0,02). Ceci est intuitif puisque les individus entraînés en résistance ventilent également davantage d’air contenant des aérosols dans une pièce pendant un exercice maximal.
Dans cette étude, les sujets entraînés en résistance ventilaient en moyenne 25 % de plus que les sujets non entraînés pendant un exercice maximal, ce qui n’était pas significatif en raison de la grande variation interindividuelle. Cette différence n’explique que partiellement la variation des émissions de particules entre les sujets non entraînés et les sujets entraînés en résistance. Les autres facteurs contribuant à la différence de 85 % dans les émissions d’aérosols entre les sujets entraînés et non entraînés sont inconnus.
En résumé , nous rapportons que l’émission de particules d’aérosol a augmenté d’un facteur 132 entre le repos et l’exercice maximal, sans différence significative entre les femmes et les hommes, mais entre les sujets non entraînés et ceux entraînés en résistance pendant l’exercice maximal. L’émission de particules d’aérosol augmente modérément jusqu’à une intensité d’exercice de 2 W/kg et de façon exponentielle à des intensités d’exercice plus élevées. Ces informations devraient être utilisées pour développer d’autres mesures d’atténuation basées sur des données pour les exercices de groupe en salle. |
