22 - LES EFFETS SANITAIRES DES RADIATIONS
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La tolérance à l'irradiation à bas débit de dose avec les rayons gamma ou X varie
considérablement d'un tissu et d'une espèce à l'autre. Des rats mâles restent fertiles pendant dix générations s'ils sont exposés à 20 mSv/jour mais un accroissement, même léger, au-delà de cette limite inhibe totalement la spermatogenèse.
Chez le rat la moelle osseuse qui est à l’origine des cellules du sang tolère une dose
chronique de 500 mSv/jour ; l'intestin grèle tolère jusqu'à 4000 mSv/jour. D'une
manière générale, les tissus les plus sensibles sont les tissus à renouvellement
rapide et comportant des cellules immatures progénitrices. Ces particularités tissulaires tiennent à deux paramètres : l’aptitude propre de chaque lignée cellulaire
à réparer les lésions moléculaires induites et l’aptitude de chaque tissu à mobiliser ses réserves de cellules immatures, ou à recruter des cellules d’origine extérieure pour assurer la fonction de cellules progénitrices. Après une irradiation accidentelle du corps entier, on surveille en priorité les cellules du sang dont l’atteinte
engage le pronostic vital 5 .
Après irradiation, les tissus sont soit restaurés dans leur état initial, soit subissent
une cicatrisation lorsque l’apport de cellules jeunes ne peut compenser les pertes.
La destruction cellulaire provoque des réactions inflammatoires mettant en jeu de
multiples messages de type hormonal, vasculaire et nerveux. Les cicatrices n’interviennent qu’à des doses locales de plusieurs milliers de millisieverts et sont faites
de cellules fibreuses et de cellules inflammatoires. Elles ont un caractère durable
et parfois invasif, traduisant une perturbation des fonctions cellulaires irradiées,
notamment leur aptitude à éliminer les radicaux dérivés de l’oxygène moléculaire
indispensable à la cellule. C’est là une des rares perturbations durables des fonctions cellulaires 6 induites par irradiation, en dehors de celles imputables aux muta5 On décrit l’aptitude de chaque cellule à réparer les lésions d’irradiation par un profil de survie cellulaire. A cette fin les cellules sont isolées, amenées à se multiplier in vitro en croissance exponentielle et irradiées. On trace alors la courbe de survie exprimant le rapport du nombre de cellules
capables de donner des colonies cellulaires après irradiation par rapport au nombre de cellules initiales. Dans la très grande majorité des cas, les rayonnements X et gamma conduisent à une relation
modélisée sous la forme : S = e
–αD – βD2 , relation exponentielle avec épaulement, dite relation linéaire
quadratique. Le terme e
–αD correspond aux lésions directement létales, induites par les rayonnements, le terme e
–βD2 affectant une expression quadratique de la dose correspond à des lésions sublétales susceptibles d’être réparées, notamment si un délai est accordé à la cellule pour réparer
ces lésions. Les expositions à faible débit de dose permettent cette réparation et la forme de la
courbe de survie tend vers S = e
–αD
. Le rapport α/β est une indication utile au radiothérapeute dans
le cas des tumeurs, lui permettant de choisir les doses et leur fractionnement.
Les cellules qui ne se divisent pas ont une grande résistance à l’irradiation. Certaines sont des cellules jeunes au repos, voire embryonnaires, qui peuvent être recrutées par l’organisme pour remplacer les cellules détruites, à partir de signaux de type hormonal, provenant à proximité des cellules
lésées, ou à distance des systèmes de surveillance immune et du système nerveux. Ces cellules
sont difficiles à identifier. Les cellules souches de la moelle et du cordon ombilical font l’objet de
recherches spécifiques pour les applications thérapeutiques de greffe en cas de destruction importante des cellules de la moelle irradiée.
6 L’interprétation de phénomènes pathologiques complexes, tels ceux impliqués dans les populations
affectées par la catastrophe de Tchernobyl, sera abordée dans le paragraphe sur les faibles doses.
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La tolérance à l'irradiation à bas débit de dose avec les rayons gamma ou X varie
considérablement d'un tissu et d'une espèce à l'autre. Des rats mâles restent fertiles pendant dix générations s'ils sont exposés à 20 mSv/jour mais un accroissement, même léger, au-delà de cette limite inhibe totalement la spermatogenèse.
Chez le rat la moelle osseuse qui est à l’origine des cellules du sang tolère une dose
chronique de 500 mSv/jour ; l'intestin grèle tolère jusqu'à 4000 mSv/jour. D'une
manière générale, les tissus les plus sensibles sont les tissus à renouvellement
rapide et comportant des cellules immatures progénitrices. Ces particularités tissulaires tiennent à deux paramètres : l’aptitude propre de chaque lignée cellulaire
à réparer les lésions moléculaires induites et l’aptitude de chaque tissu à mobiliser ses réserves de cellules immatures, ou à recruter des cellules d’origine extérieure pour assurer la fonction de cellules progénitrices. Après une irradiation accidentelle du corps entier, on surveille en priorité les cellules du sang dont l’atteinte
engage le pronostic vital 5 .
Après irradiation, les tissus sont soit restaurés dans leur état initial, soit subissent
une cicatrisation lorsque l’apport de cellules jeunes ne peut compenser les pertes.
La destruction cellulaire provoque des réactions inflammatoires mettant en jeu de
multiples messages de type hormonal, vasculaire et nerveux. Les cicatrices n’interviennent qu’à des doses locales de plusieurs milliers de millisieverts et sont faites
de cellules fibreuses et de cellules inflammatoires. Elles ont un caractère durable
et parfois invasif, traduisant une perturbation des fonctions cellulaires irradiées,
notamment leur aptitude à éliminer les radicaux dérivés de l’oxygène moléculaire
indispensable à la cellule. C’est là une des rares perturbations durables des fonctions cellulaires 6 induites par irradiation, en dehors de celles imputables aux muta5 On décrit l’aptitude de chaque cellule à réparer les lésions d’irradiation par un profil de survie cellulaire. A cette fin les cellules sont isolées, amenées à se multiplier in vitro en croissance exponentielle et irradiées. On trace alors la courbe de survie exprimant le rapport du nombre de cellules
capables de donner des colonies cellulaires après irradiation par rapport au nombre de cellules initiales. Dans la très grande majorité des cas, les rayonnements X et gamma conduisent à une relation
modélisée sous la forme : S = e
–αD – βD2 , relation exponentielle avec épaulement, dite relation linéaire
quadratique. Le terme e
–αD correspond aux lésions directement létales, induites par les rayonnements, le terme e
–βD2 affectant une expression quadratique de la dose correspond à des lésions sublétales susceptibles d’être réparées, notamment si un délai est accordé à la cellule pour réparer
ces lésions. Les expositions à faible débit de dose permettent cette réparation et la forme de la
courbe de survie tend vers S = e
–αD
. Le rapport α/β est une indication utile au radiothérapeute dans
le cas des tumeurs, lui permettant de choisir les doses et leur fractionnement.
Les cellules qui ne se divisent pas ont une grande résistance à l’irradiation. Certaines sont des cellules jeunes au repos, voire embryonnaires, qui peuvent être recrutées par l’organisme pour remplacer les cellules détruites, à partir de signaux de type hormonal, provenant à proximité des cellules
lésées, ou à distance des systèmes de surveillance immune et du système nerveux. Ces cellules
sont difficiles à identifier. Les cellules souches de la moelle et du cordon ombilical font l’objet de
recherches spécifiques pour les applications thérapeutiques de greffe en cas de destruction importante des cellules de la moelle irradiée.
6 L’interprétation de phénomènes pathologiques complexes, tels ceux impliqués dans les populations
affectées par la catastrophe de Tchernobyl, sera abordée dans le paragraphe sur les faibles doses.