3- Relation Dose/Effets
Les effets stochastiques ou probabilistes ont en effet un lien avec la dose reçue par l’organe ou l’organisme touché, différent de la relation dose-effet des déterministes. Nous avons vu que pour les effets déterministes plus la dose reçue par l’organisme est grande plus les dégâts reçus par celui-ci sont grands ; pour les effets probabilistes, en raison de la faible proportion d’ADN dans une cellule, et de la grande quantité d’eau présente, il existe peu de chance que l’ADN soit touché, de manière directe, et même indirecte. L’effet des rayonnements ionisants, est donc ici de créer des ionisations dans la cellule, donc plus le rayonnement est intense, plus la durée d’exposition est longue, plus le nombre d’ionisation est grand, et donc plus le risque que l’ADN soit touché est grand.
La relation dose-effet est donc caractérisée par une probabilité croissante d’avoir un cancer, plus la dose reçue est importante plus vous avez de « chance » de développer un cancer.
Nous allons maintenant laisser notre modèle de côté pour nous intéresser de plus près aux études menées sur les survivants d’Hiroshima et de Nagasaki. Après le bombardement a la bombe nucléaire des Etats Unis sur ces deux villes japonaises, des scientifiques ont mené des études sur la population de survivants.
Les scientifiques se sont donc intéressés à l’apparition de cancers sur ces personnes, tout en étudiant un autre échantillon de population pour savoir s’ils étaient normaux (s’ils seraient apparus sans la bombe) ou s'ils avaient été provoqués par les radiations.
On aboutit à ce graphique :
On constate donc que des cancers se sont bien déclenchés en surplus, mais on constate aussi qu’ils sont apparus plus ou moins longtemps après l’explosion.
Ce graphique nous renseigne donc sur deux points :
- L’apparition de cancer étant supérieure à la normale, des cancers radio-induits ont effectivement été provoqués.
- L’apparition de cancers radio-induits se fait longtemps après l’exposition, mais à des durées variables selon les types de cancers (les leucémies apparaissent relativement tôt : deux ans seulement après l’exposition).
On constate aussi que les cancers atteignent des pics d’apparition pour s’essouffler ensuite jusqu'à revenir a un niveau d’apparition normal : un pic après cinq ans pour la leucémie et pour la moyenne des autres cancers presque quarante ans après l’exposition.
Des études en laboratoire ont été menées pour déterminer pourquoi il existait une si grande différence de temps entre l’apparition de ces cancers qui auraient pourtant tous été provoqués au même moment : durant l’exposition qui a suivi l’explosion de la bombe.
Ses études ent permis de déterminer deux facteurs improtants :
- La vitesse de division de la cellule
- La fonction de la cellule
La vitesse de division cellulaire est en effet un facteur important, car plus une cellule se divise vite plus elle possède de clones dans l’organisme, ce qui est le cas des cellules de moelle osseuse, à l’origine des leucémies.
Ces cellules ont une capacité de division très importante puisque c’est elle qui vont créer les cellules sanguines. Plus les divisions cellulaires sont nombreuses plus le risque d’avoir une autre mutation génétique plus grave est important. Au fil des mutations les cellules cancéreuses acquièrent une capacité de développement plus rapide que les autres cellules du même type et envahissent progressivement la zone, ce qui contamine l’organisme entièrement.
Cela fait, les cellules de moelle osseuse ayant un fonctionnement anormale n’assurent plus leur fonction primaire correctement et créent des globules rouges malformés qui peinent à transporter l’oxygène ce qui engendre des insuffisances au niveau de l’organisme entier pouvant aboutir à la mort totale de celui-ci.
Les cellules des autres organes prennent la même voie, mais ayant une division cellulaire moins rapide créent un disfonctionnement plus tard, ce qui déclenche le cancer plus tardivement.
Voici un tableau comportant la radiosensibilité des cellules de la plus forte à la plus faible :
Je n’ai parlé dans cette partie que des cancers radio-induits, mais il existe un autre type d’effet stochastique, qui est tout aussi important, ce sont les effets héréditaires. En effet, les gonades (cellules sexuelles) sont les plus vulnérables aux rayonnements ionisants, et si elles sont atteintes cela pourrait avoir des conséquences désastreuses pour l’embryon à venir, lui causant des dommages irréversibles. Les cellules œufs de part le système de sélection des gonades sont relativement protégées, en effet une gonade dont l’ADN a muté est moins féconde qu’une gonade normale, que ce soit un ovule ou un spermatozoïde. Le système de sélection de l’embryon permet aussi d’éliminer les cellules œufs ayant des malformations. Malgré cela il est possible que des mutations surviennent, cependant il n’a encore jamais été montré que de tels cas étaient apparus, même dans la population des survivants d’Hiroshima et de Nagasaki ayant pourtant reçu de fortes doses de radiations.
Sur un embryon déjà formé ou un fœtus le problème est tout autre, en effet les cellules sont très jeunes, peu différenciées et en mitose très rapide, ce qui fait qu’elles sont très radiosensibles. Les effets sur les embryons et fœtus peuvent engendrer des malformations ainsi que des retards mentaux très importants, même si une seule cellule est touchée, tout dépend du stade de formation du fœtus.