Des études écologiques conduites dans des pays industrialisés montrent que les quantités de métaux présentes dans l'atmosphère sont croissantes. Ceci conduit à une augmentation des niveaux de métaux lourds dans les tissus des organismes consécutivement à l'ingestion de nourritures contaminées et à l'exposition aux métaux de l'atmosphère. Les effets de l'accumulation des métaux lourds peuvent être extrêmement dangereux et leur toxicité est due en partie à l'altération des structures tertiaires et quaternaires des protéines, ce qui conduit à une réduction de leur activité catalytique. Les protéines altérées peuvent devenir antigéniques et entrainer une réponse immunitaire. Un autre mécanisme responsable des effets toxiques des métaux est la substitution compétitive de cofacteurs physiologiques naturels par les métaux lourds à concentrations non physiologiques. Ainsi, le contrôle des métaux lourds polluants dans l'atmosphère est essentiel pour prévenir des maladies en relation avec l'exposition aux métaux. Du fait de la contamination croissante de l'environnement par les métaux lourds et de leur présence ubiquitaire dans l'écosystème, la peau, le cheveu et les muqueuses accessibles représentent la surface de contact la plus large et favorisent donc l'accumulation des métaux et leur absorption ultérieure dans l'organisme. Il a ainsi été démontré que certains métaux lourds pénètrent dans la peau et s'accumulent. A forte concentration, ils peuvent induire : des mécanismes d'oxydation sur les lipides membranaires, une cytotoxicité directe, capable d'aboutir à une nécrose cellulaire et une alkylation des nucléophiles cellulaires pouvant être à l'origine des phénomènes de sensibilisation ou de carcinogénèse. Quant aux cheveux, ils ont un fort pouvoir absorbant pour les métaux. La fixation est tellement forte qu'une fois ces métaux fixés capturés par les sites anioniques de la fibre, ils sont difficiles à extraire. Les métaux particulièrement incriminés dans l'environnement sont le cuivre, le cobalt, le zinc, le manganèse, le mercure, le nickel et le plomb. Quant à la troisième catégorie majeure de polluants, elle est constituée par des résidus de combustion sous forme de particules sur lesquelles sont adsorbés de très nombreux composés organiques, et en particulier les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ces hydrocarbures aromatiques polycycliques adsorbés à la surface des particules et des poussières véhiculées par l'air urbain, peuvent pénétrer le tissu cutané et y être bio-transformés. Leur métabolisme hépatique, bien décrit dans la littérature, conduit à des formations de métabolites monohydroxylés (voie de détoxification), d'époxydes et de diols époxydes (voie toxifiante). On peut observer des phénomènes similaires au niveau cutané. Ces composés sont connus pour avoir des effets carcinogènes et immunogènes au niveau cutané. Comme précisé précédemment, le stratum corneum, la barrière de la peau, est le site de contact entre l'air et le tissu cutané. La structure bi-phasique lipides/protéines est donc un déterminant crucial de cette fonction de barrière de la peau. Or, ces éléments peuvent réagir avec les oxydants et être altérés ce qui favorisera les phénomènes de desquamation. Ainsi, la peroxydation lipidique induite par l'ozone peut altérer la peau de deux façons. L'oxydation et la dégradation des lipides du stratum corneum peut altérer la fonction barrière du stratum corneum. La perturbation des lipides externes et de l'architecture des protéines sont des facteurs déclenchants dans de nombreuses dermatoses (psoriasis, dermatite atopique, dermatite irritante). De même, la formation accrue de produits d'oxydation des lipides dans les couches de peau supérieures peut déclencher des atteintes dans les couches cutanées adjacentes. Par ailleurs, une atteinte oxydative significative au niveau des couches superficielles du stratum peut initier des processus inflammatoires localisés sous-jacents, conduisant au recrutement de phagocytes qui en générant des oxydants vont amplifier les processus oxydatifs initiaux. Ainsi, dans la pollution urbaine, l'exposition concomitante à 03 et aux UV peut causer un stress oxydatif synergique. De même, on peut penser qu'il existe une synergie d'action entre ozone et composés organiques issus de la combustion. Cette altération de la barrière cutanée peut notamment se traduire pour un sujet par des sensations d'inconfort cutané, des phénomènes sensoriels et/ou la manifestation de signes cutanés indésirables, voire douloureux telles que des irritations.