Le passage à un produit de narguilé sans tabac réduit-il la consommation de toxines? Une étude croisée comparant les rendements en CO, NO, HAP, aldéhydes volatils, goudron et nicotine


Nourriture Chem Toxicol, Auteur manuscrit; disponible dans PMC 2013 le 1er mai.

Publié sous forme révisée finale comme:

PMCID: PMC3407543

NIHMSID: NIHMS360848

abstrait

L'utilisation de narguilés (chicha, narguilé, chicha) est devenue un phénomène mondial avec de nombreuses variantes de produits. Une variante est une classe de produits qui sont commercialisés comme des alternatives "sans tabac" pour "l'utilisateur soucieux de sa santé". Cette étude a comparé les rendements toxiques des narguilés fumés à l'aide de préparations classiques à base de tabac et sans tabac. Une machine à fumer le narguilé humain a été utilisée pour reproduire les séquences d'explosion de 31 participants humains qui ont effectué deux doubles aveugles à volonté Séances de tabagisme dans un environnement clinique contrôlé: une avec un produit à base de tabac de votre choix et une avec un produit sans tabac sans goût. Les mesures des résultats comprenaient les rendements en monoxyde de carbone, oxyde d'azote, aldéhydes volatils, nicotine, goudron et hydrocarbures aromatiques polycycliques. La fumée des deux préparations de narguilé contenait des quantités importantes de toxines. Le rendement en nicotine était le seul résultat qui différait considérablement entre les préparations. Ces résultats contredisent le message publicitaire selon lequel les produits de narguilé «végétaux» sont une alternative saine aux produits du tabac.

Mots-clés: Narguilé, narguilé, chicha, nicotine, monoxyde de carbone, tabac

1. Introduction

Le tabac à chicha (narguilé, narguilé, narguilé), qui a longtemps été associé à la Méditerranée orientale (Maziak et al., 2004), devient de plus en plus courant chez les adolescents et les jeunes adultes dans le monde entier (par exemple Combrink et al., 2010 ; Dugas et al., 2004)., 2010; Jackson et Aveyard, 2008; Parna et al., 2008). Avec une pipe à eau de tabac, le charbon de bois brûlant est utilisé pour chauffer le tabac sucré et aromatisé qui est placé dans la "tête". Lorsque les utilisateurs inhalent à travers l'embout buccal du narguilé, l'air chauffé par le charbon de bois et les produits de combustion associés est aspiré à travers le tabac, la fumée principale étant générée par un processus de distillation et de pyrolyse. La fumée est aspirée dans le corps de la conduite d'eau, fait des bulles dans l'eau du bol et est ensuite transportée à travers le tuyau jusqu'à l'utilisateur (Shihadeh, 2003). Cette méthode de consommation de tabac est une préoccupation de santé publique importante étant donné la teneur toxique de la fumée de tabac de narguilé.

Comme la fumée de cigarette, le tabac à chicha contient des toxines telles que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) qui causent le cancer, les aldéhydes volatils (VA) qui causent les maladies pulmonaires, le monoxyde de carbone (CO) qui contribue aux maladies cardiovasculaires et la nicotine qui provoque la dépendance (Al Rashidi ) et al., 2008; Sepetdjian et al., 2008; Shihadeh, 2003). En fonction de la toxine en question (par exemple plomb, chrome, benzo (a) pyrène), la quantité de fumée de narguilé peut être jusqu'à deux ordres de grandeur supérieure à la quantité contenue dans la fumée d'une seule cigarette (Shihadeh, 2003; Sepetdjian) et al., 2008), suggérant que même les utilisateurs occasionnels de narguilé peuvent être exposés à des niveaux élevés de toxines. De plus, les niveaux de CO et de nicotine dans le sang augmentent lors de l'utilisation de narguilés (Blank et al., 2011; Cobb et al., 2011), et les métabolites de l'HTAP et des nitrosamines spécifiques au tabac peuvent être mesurés dans l'urine des fumeurs de narguilé (Jacob et al. , 2011). Par conséquent, la fumée du tabac à chicha contient des toxines auxquelles les utilisateurs sont systématiquement exposés.

En plus du tabac, certains produits non tabac sucrés et aromatisés sont commercialisés pour être utilisés dans les narguilés. L'étiquetage de ces produits indique un rendement en toxines réduit. Par exemple, «Red Royal» produit «Herbal Shisha» au Canada, qui est commercialisé comme «une alternative plus saine au tabac à mélasse shisha» (www.redroyal.ca). De plus, «Soex» est une gamme de produits fabriqués en Inde qui contient des préparations de narguilé de canne à sucre annoncées pour l'utilisateur «soucieux de leur santé» (soex.com/e/herbalmolasses.html) pour «délivrer la même fumée aromatique que les autres chicha sans les effets nocifs du tabac »(www.texashookah.com/soex.html). Les autres sociétés qui commercialisent des produits de pipe sans tabac sont Al Baraka (Australie), Bee Tobacco (Allemagne) et Zero N Zero (États-Unis). Les étiquettes des emballages de ces produits contiennent souvent des informations telles que "0% de nicotine, 0% de goudron et 0% de tabac".

À notre connaissance, une seule étude a examiné les poisons à fumer associés à l'utilisation de produits non tabac dans un narguilé, et les résultats ont montré que les fumeurs utilisant un produit non tabac (Soex) en avaient un par rapport à un produit du tabac avaient une exposition équivalente au CO mais aucune exposition à la nicotine (Blank et al., 2011). Étant donné que les deux types de produits sont chauffés au charbon de bois, ces résultats peuvent être attendus: bien qu'un produit sans tabac ne contienne probablement pas de nicotine et n'expose donc pas les utilisateurs à la nicotine, le charbon de bois est la principale source de CO et d'HAP libérés dans les narguilés (Monzer et al., 2008). La "mélasse" ajoutée aux produits signifie également qu'une grande partie de la préparation est constituée de sucres (Rees et al., 2007), qui se sont révélés former de l'AV aux températures caractéristiques du tabac à chicha pendant le fumage (Monzer et al., 2008; Bassilakis et al., 2001). Alors que les produits non tabac sucrés et aromatisés sont fumés au narguilé, la fumée est produite sans nicotine. Nous supposons donc que la fumée contient d'autres toxines telles que CO, NO, PAH et VA. Le but de cette étude était de tester cette hypothèse en comparant la consommation de toxine de narguilé en fumant du tabac et des produits de narguilé sans tabac. À cette fin, nous avons utilisé une machine pour reproduire les séquences de bouffées exactes de 31 utilisateurs de conduites d'eau qui ont fumé chaque type de produit, et pour analyser la teneur en nicotine, CO, NO, HAP et VA cancérigènes de la fumée produite.

2. Matériaux et méthodes

Cette étude comprenait l'enregistrement du comportement des bouffées (c.-à-d. La topographie des bouffées) des participants qui avaient fumé une pipe à eau dans un laboratoire clinique dans des conditions contrôlées, l'une utilisant un produit à base de tabac et l'autre utilisant un produit sans tabac aromatisé. Les enregistrements ont ensuite été utilisés pour reproduire la fumée dans le laboratoire d'analyse à l'aide d'une machine à fumée de narguilé à commande numérique. Ensuite, les composants de la fumée ont été analysés.

2.1 Procédure de laboratoire clinique

Des détails complets sur la procédure de laboratoire clinique effectuée à la Virginia Commonwealth University sont fournis ailleurs (Blank et al., 2011). En bref, le comportement tabagique de 33 fumeurs de narguilé en bonne santé (trois afro-américains, six asiatiques, 17 caucasiens, un hawaïen / insulaire du Pacifique et six métis / autres groupes ethniques) entre les âges de 18 et 50 ans a été enregistré (moyenne ± erreur standard de la moyenne (SEM) = 20,2 ± 1,8 ans) et ont rapporté avoir fumé du tabac 2 à 5 fois / mois (3,7 ± 1,0) pendant ≥ six mois (20,7 ± 13,5) avec un narguilé. Chaque participant a terminé deux séances de tabagisme (≥48 heures d'intervalle), qui différaient par le produit rempli dans le bol de la pipe à eau: 10 g de marque de tabac préférée / arôme de tabac ou 10 g de préparation Soex ™ aromatisée sans tabac.

Les participants ont eu au moins 45 minutes pour fumer le narguilé ad libitum (pour plus de détails sur le laboratoire clinique, voir Blank et al., 2011). À chaque séance, la topographie de la fumée a été mesurée à travers une ouverture intégrée dans le tuyau de la conduite d'eau et connectée à un transducteur de pression, dont le signal est automatiquement enregistré et numérisé (Shihadeh et al., 2005). La vitesse de bouffée instantanée (ml / s) est calculée à partir du signal du transducteur de pression enregistré et l'enregistrement enregistré est ensuite utilisé pour reproduire la séance de fumage dans le laboratoire analytique à l'aide d'une machine à fumer d'expression faciale humaine (Shihadeh et Azar, 2006). Il est important qu'aucune des mesures topographiques, y compris le nombre de bouffées (tabac, moyenne ± SEM = 66,3 ± 7,3; sans tabac, 71,2 ± 8,5), ne montre pas de différence statistiquement significative entre la préparation des pipes à eau (tabac; non-tabac ) a été trouvée. Volume de gonflement total (tabac, 57,0 ± 7,9 l; sans tabac, 55,7 ± 5,6 l); et Interpuff Interval (tabac 47,5 ± 3 s; non tabac 45,8 ± 4,9 s; Blank et al., 2011).

2.2 Méthodes analytiques de laboratoire

Une machine à fumer le narguilé à réplication de bouffée à commande numérique (Shihadeh & Azar, 2006) à l'Université américaine de Beyrouth a été utilisée pour reproduire les données de flux enregistrées pour 31 des 33 participants du laboratoire clinique (deux enregistrements pourraient être dus à des limitations techniques non reproduits; ces deux dossiers concernaient des participants qui avaient fumé de la pomme double Nakhla et son produit aromatisé non tabac). Chacun des 62 enregistrements de fumée (31 participants × 2 séances par participant) a été reproduit une fois. Des procédures correspondant à celles de Blank et ses collègues (Blank et al., 2011) ont été suivies pour préparer chaque narguilé avant de le connecter au fumeur. Le tabac et les produits autres que le tabac provenaient des mêmes lots utilisés en laboratoire clinique et étaient conservés dans l'obscurité à -4 ° C jusqu'à 24 heures avant utilisation. À ce stade, ils ont été placés dans un environnement sombre de 22-23 ° C à 50 ° C -60% d'humidité relative. Trois briquettes de charbon de bois rapide Kings (Hollande) (33 mm de diamètre) ont été utilisées qui étaient identiques à celles utilisées en laboratoire clinique. Les tuyaux des tubes d'eau utilisés dans les études cliniques et analytiques étaient de conception et de matériau identiques (cuir) et leurs taux d'infiltration de la paroi poreuse variaient entre 1,0 et 1,8 l / min à un débit d'embout buccal du tube d'eau de 12,2 l / min, lorsqu'il est raccordé à une conduite d'eau telle que déterminée par la méthode décrite dans Saleh & Shihadeh (2008).

Au cours de chaque séance de fumage de la machine, la fumée sortant de l'embouchure du tuyau d'eau () a été divisée en quatre flux parallèles et chaque flux a été aspiré à travers un tampon filtrant en fibre de verre de 47 mm (Gelman type A / E). Étant donné que le comportement des bouffées était très différent entre les participants, la matière particulaire totale générée à tout moment variait également considérablement lorsque les bouffées de ces participants étaient simulées. Par conséquent, nous ne pouvions pas prédire quand ou quand les filtres de nombre de bouffées devraient être remplacés pour éviter une surcharge pendant une séance de tabagisme particulière. Afin de déterminer quand des changements de filtre étaient nécessaires, un système automatique de surveillance du coefficient de frottement du filtre (= chute de pression / débit) a été implémenté dans le logiciel et le matériel de la machine à fumer. Cela comprenait l'installation de points de prise de pression devant et derrière le filtre et la surveillance continue de la chute de pression à travers le filtre à l'aide du système d'acquisition de données de la machine à fumée. Lorsque des particules s'accumulent sur une surface filtrante, le coefficient de frottement augmente.

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Configuration pour machine à fumée et échantillonnage de fumée.

Avant le début de l'étude, plusieurs expériences ont été menées pour corréler le coefficient de frottement avec la charge de particules. Une valeur numérique du coefficient a été déterminée, ce qui indique une charge de filtre approchant le maximum de 150 mg autorisé par la méthode de la machine à fumée standard ISO (ISO 4387: 1991). Lorsque le coefficient de frottement s'est approché de ce seuil au cours de l'étude, la séance de fumage a été interrompue jusqu'à 15 s et les filtres changés. Au cours d'une des séances de fumage, pas plus de deux changements de filtre n'ont été nécessaires au cours de la séance.

NO, CO, nicotine, goudron, VA et PAH ont été quantifiés pour chaque séance de tabagisme. Le NO a été déterminé en utilisant un analyseur de chimioluminescence EcoChem CLD 70S à réponse rapide. Comme le montre la figure 4, une petite partie de la fumée aspirée lors de chaque bouffée a été détournée de l'embout buccal vers l'analyseur de NO et le signal de concentration en volume instantané résultant a été automatiquement enregistré par le système d'acquisition de données de la machine à fumée. Le rendement en NO a ensuite été calculé comme la moyenne de la concentration actuelle de NO multipliée par le volume total prélevé. La configuration a été validée en connectant l'entrée de la machine à fumée à un sac en téflon contenant du gaz d'étalonnage avec une concentration de NO de 50 ppm et en «gonflant» la machine hors du sac en utilisant des paramètres de topographie de bouffée très variables.

Le CO et la nicotine ont été déterminés au moyen de mesures électrochimiques ou GC-MS, comme décrit dans Shihadeh & Saleh (2005). Le goudron, défini comme la masse de particules sèches sans nicotine, a été calculé comme la masse totale de la masse de particules (TPM) collectée sur les filtres d'une séance de fumage moins la masse d'eau et de nicotine contenue dans le TPM. Ainsi, le "goudron" comprend les HAP mesurés dans le matériau particulaire enfermé, mais exclut les aldéhydes volatils mesurés dans la phase gazeuse en aval des filtres. La teneur en eau du TPM a été déterminée par titrage Karl Fischer comme décrit dans Shihadeh & Saleh (2005).

La concentration en VA a été déterminée comme dans Al Rashidi et al. (2008) avec des changements mineurs. Premièrement, par souci de simplicité, seule la phase vapeur de la fumée a été analysée pour la VA; Comme le montre la figure 12, la cartouche DNPH utilisée pour piéger et dériver le VA est installée en aval d'un filtre à particules ordinaire. Deuxièmement, celui décrit par Al Rashidi et al. a également été connecté à un détecteur MS (Agilent LC / MSD Trap XCP) pour confirmer l'identité des connexions VA individuelles. L'analyse MS a été réalisée par photo-ionisation à pression atmosphérique négative. Il convient de noter que nous avons constaté dans la présente étude que dans la plupart des échantillons de fumée (pour le tabac et les produits autres que le tabac), des quantités importantes d'acroléine ont été mesurées dans la fumée de pipe à eau fabriquée à la machine (Al Rashidi et al., 2008 )), la teneur en acroléine n'a pas été détectée ou était inférieure à la limite de quantification, bien que tous les autres composés VA spécifiés ci-dessus soient quantifiables. Par conséquent, nous ne signalons pas l'acroléine dans la présente étude.

La concentration de PAK a été déterminée comme dans Sepetdjian et al. (2010). Des étalons internes deutérés (acénaphtène-D10, phénanthrène-D10, chrysène-D12 et pérylène-D12) ont été ajoutés aux filtres puis soniqués dans 10 ml de toluène pendant 2 heures. Les extraits résultants ont été purifiés à l'aide de cartouches de silice SPE puis concentrés sous azote avant d'être injectés sur GC-MS (Thermo Trace GC-Ultra équipé d'un piège à ions ITQ-900 MS). La quantification a été effectuée en utilisant des courbes d'étalonnage des étalons de HAP et des étalons de HAP deutérés dans le profil de courant ionique sélectionné. Les HAP d'intérêt pour cette étude étaient les composés à 4, 5 et 6 cycles qui figurent sur la liste des polluants prioritaires de l'EPA des États-Unis et classés comme «cancérogènes probables pour l'homme»: benz (a) anthracène, chrysène, benzo (b)) fluoranthène, benzo (k) fluoranthène, benzo (a) pyrène, indéno (1,2,3-cd) pyrène.

2.3 Analyse des données

Des intervalles de confiance moyens et 95% ont été calculés pour toutes les mesures. Les différences moyennes entre les mesures pour le tabac et les produits autres que le tabac ont été examinées quant à leur signification à l'aide d'un test t bilatéral par paire.

3. Résultats

Les résultats de toutes les analyses sont présentés dans. Comme le montre le tableau, des quantités importantes de CO, de NO, de goudron, de PAK et de VA ont été produites pour les préparations de tabac et de narguilé sans tabac par rapport aux quantités contenues dans la fumée d'une seule cigarette. De plus, aucune différence statistiquement significative dans la fabrication des conduites d'eau n'a été trouvée pour ces poisons fumigènes. Pour la nicotine, cependant, le produit du tabac était en moyenne de 1,04 mg, alors qu'aucune fumée n'était mesurable dans la fumée du produit non tabac. Les données sur les cigarettes sont incluses dans la perspective, bien qu'il convient de noter que les fumeurs de cigarettes consomment généralement un ordre de grandeur de plus de cigarettes par jour que les utilisateurs de conduites d'eau utilisent des conduites d'eau.

Tableau 1

Émissions de fumée ordinaires moyennes (± 95% CI) par séance de narguilé pour le tabac et les préparations de narguilé sans tabac. La fumée était générée par un appareil qui reproduisait des enregistrements numériques d'enregistrements de topographie de bouffée individuels de 31 fumeurs de narguilé, chacun fumant un tabac et une préparation sans tabac dans des conditions contrôlées (les enregistrements de topographie ne différaient pas de la préparation fumée, voir Blank et al., 2011). À titre de comparaison, les émissions de polluants provenant d'études antérieures avec des cigarettes de référence du Kentucky (2R4F et 3R4F) sont données. Les données sur les émissions de cigarettes sont données par cigarette fumée avec un volume de bouffée de 35 ml et une durée de 2 s à une fréquence de 1 bouffée / min.

toxine Préparation de narguilé (IC moyen ± 95%)
tabac Non-tabac p Réf.cigarette
Nicotine, mg 1,04 ± 0,30 <0,01 <0,001 0,73un
Monoxyde de carbone, mg 155 ± 49 159 ± 42 n.s. 12,0un
Oxyde nitrique, g 437 ± 207 386 ± 116 n.s. 218,1c
Goudron, mg 464 ± 159 513 ± 115 n.s. 9.4un
TPM, mg 770 ± 228 855 ± 192 n.s. 11un
HAP cancérigènes, ng
Benz (a) anthracène 86,4 ± 15,2 113 ± 46 n.s. 14.1b
chrysène 106 ± 16 124 ± 36 n.s. 16.2b
Benzo (b + k) fluoranthène 64,7 ± 11,3 72,9 ± 12,6 n.s. 7.6b
Benzo (a) pyrène 51,8 ± 12,9 66,1 ± 17,8 n.s. 6.6b
Indéno (1,2,3-cd) pyrène 47,3 ± 10,7 44,3 ± 10,4 n.s. 3.8b
Aldéhydes volatils, μg
formaldéhyde 58,7 ± 21,6 117,6 ± 78,7 n.s. 20,6c
acétaldéhyde 383 ± 121 566 ± 370 n.s. 587,4c
acétone 118 ± 36 163 ± 68 n.s. 270,4c
propionaldéhyde 51,7 ± 15,3 98,4 ± 65,0 n.s. 49,0c
méthacroléine 12,2 ± 4,4 20,4 ± 9,7 n.s.

4. Discussion

Le but de cette étude était de comparer les rendements de toxicité lorsque les utilisateurs de narguilé fumaient un produit à base de tabac et un produit sans tabac. À cette fin, le comportement des bouffées a été enregistré dans un laboratoire clinique, chaque participant fumant une fois un produit à base de tabac et une fois un produit aromatisé sans tabac. Les trains créés par chaque participant dans chaque condition ont ensuite été reproduits sur une machine à fumer unique à commande numérique. NO a d'abord été identifié dans la fumée de narguilé et était présent en quantités importantes.

Les résultats étaient clairs: alors que seule la fumée de la préparation de tabac contenait le médicament addictif nicotine, la fumée des deux préparations contenait des quantités presque égales de toxines, qui sont connues pour être à risque de cancer, de maladies cardiovasculaires et pulmonaires causées par le tabac contribuer. Bien que l'utilisation du produit sans tabac ne présente aucun risque d'exposition à la nicotine, il n'y a aucune raison de croire que l'inhalation de fumée de la préparation sans tabac présente moins de risque de maladie que la fumée d'une préparation de tabac.

La conclusion selon laquelle les rendements non toxiques à la nicotine des deux types de produits que nous avons examinés ne diffèrent pas l'un de l'autre est cohérente avec les résultats précédents, qui montrent que le charbon de bois est le principal contributeur à la fumée de CO et aux HAP des conduites d'eau (Monzer et al., 2008). L'absence de différence observée dans le rendement en VA entre les deux produits peut également indiquer que les sources de ces poisons de fumée sont la conversion au charbon de bois et chimique des édulcorants que l'on trouve dans les préparations de tabac et non-tabac. Si le charbon de bois et les édulcorants sont la principale source de CO, d'HAP et d'AV, la fumée d'une préparation de pipe à eau sucrée au charbon devrait contenir ces toxines.

Une limitation importante de cette étude est que le rendement en fumée d'une seule marque de préparations sans tabac a été examiné, bien qu'il soit probable que les résultats présentés ici soient applicables à d'autres marques. Une autre limitation due à notre instrumentation actuelle est que la fumée n'a pas été dépistée pour la présence de nitrosamines spécifiques au tabac, un groupe de cancérigènes puissants trouvés dans la fumée de tabac de narguilé, bien qu'en petites quantités (Schubert et al., 2011). et des métabolites de ces nitrosamines ont été trouvés dans l'urine du fumeur après une seule utilisation de narguilés (Jacob et al., 2011). Enfin, les enregistrements de topographie de bouffée utilisés pour programmer la machine à fumée dans cette étude ont été effectués par des utilisateurs occasionnels de narguilé (voir Blank et al., 2011). Les utilisateurs plus expérimentés pourraient créer une topographie respiratoire différente (par exemple, plus de respirations, un volume plus important, un intervalle plus court entre les respirations comme dans Maziak et al., 2011 et Katurji et al., 2010); On s'attend donc à ce que le rendement résultant de l'intoxication par la fumée soit plus élevé pour les utilisateurs plus expérimentés qu'indiqué ici (voir Katurji et al.2010 pour le CO, le goudron et la nicotine, mesurés dans la fumée, par celui des fumeurs de café à Beyrouth, Liban, pour comparaison).

En résumé, le fait que la fumée d'une préparation de narguilé sans tabac donne des quantités presque identiques de CO, PAH et VA suggère que les publicités indiquent que le produit "fournit la même fumée aromatique, que l'on trouve dans d'autres produits à base de chicha sans les effets nocifs du tabac »(www.texashookah.com/soex.html) est au mieux trompeur. Ces résultats doivent être utilisés conjointement avec d'autres résultats concernant la teneur en goudron et en nicotine de la fumée de tabac de narguilé (Nakkash & Khalil, 2010; Vansickel et al., 2011) pour soutenir la réglementation si nécessaire de l'étiquetage de tous les produits de narguilé.

Si vous ne voulez plus progresser

Faits saillants recherche

La teneur en fumée a été comparée pour les produits du tabac et les produits autres que le tabac

La fumée des deux catégories de produits contenait des quantités importantes de toxines

Les produits sans tabac n'ont montré aucun rendement réduit en HAP, aldéhyde volatil, CO, NO ou goudron

Seuls les produits à base de tabac produisent une fumée contenant de la nicotine

action de grâces

Les auteurs remercient Barbara Kilgalen et Janet Austin pour la gestion des composantes cliniques de cette étude.

financement: Ce travail est soutenu par des subventions des soins de santé américains R01CA120142, R01DA024876 et F31DA028102

notes

Intérêts concurrents: Les auteurs ne déclarent pas d'intérêts concurrents.

Avis de non-responsabilité de l'éditeur: Il s'agit d'un fichier PDF d'un manuscrit non traité qui a été accepté pour publication. En tant que service à nos clients, nous fournissons cette première version du manuscrit. Le manuscrit est copié, mis en place et vérifié avant d'être publié dans sa forme définitive citable. Veuillez noter que des erreurs peuvent survenir au cours du processus de production qui peuvent affecter le contenu et que toutes les exclusions légales qui s'appliquent au journal s'appliquent.

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