Les armes atomiques et les accidents nucléaires comme ceux de Tchernobyl et de Fukushima ont fait en sorte que nous sachions tous que les radiations nucléaires peuvent tuer.
Mais comment exactement les radiations affectent-elles notre corps ? Et pourquoi les radiations provoquent parfois le cancer, et d’autres fois le guérissent ?
Les radiations nucléaires sont l’énergie dégagée par tous les éléments radioactifs lorsqu’ils se décomposent en atomes plus stables. Et il est produit dans et autour de vous en ce moment même.
Les atomes radioactifs présents dans tout – des roches aux bananes et même dans notre corps – dégagent de l’énergie lorsqu’ils se décomposent en formes plus stables.
Nos cellules peuvent facilement nettoyer tout dommage causé par ce rayonnement de fond de faible niveau – en moyenne, les Australiens sont exposés à environ 1.5 millisievert (mSv) de rayonnement de fond par an – mais c’est une autre histoire si vous êtes exposé à des doses supérieures à environ 500 mSv.
La combinaison de la quantité de rayonnement à laquelle vous êtes exposé, de son type et de sa fréquence déterminera l’effet sur vos cellules et vos tissus.
Les faibles doses de rayonnement nucléaire sont plus susceptibles de modifier les cellules en modifiant l’ADN, tandis que les fortes doses ont tendance à tuer les cellules.
Donc, l’exposition à long terme à de faibles doses de rayonnement augmente les chances d’avoir un cancer, tandis qu’une seule forte dose provoquera rapidement des dommages immédiats aux cellules et aux tissus – un processus utilisé efficacement pour tuer les cellules tumorales en radiothérapie.
Des doses très élevées, comme celles que subissent les travailleurs sur le site des accidents nucléaires (plusieurs milliers de fois supérieures au niveau de rayonnement de fond), provoquent des dommages importants, entraînant une série de symptômes connus collectivement sous le nom de maladie des rayons. Les doses extrêmement élevées peuvent tuer en quelques jours ou semaines.
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Effets des rayonnements ionisants sur la santé |
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| Etendue des doses | Effets sur la santé humaine (y compris l’enfant à naître) |
| Jusqu’à 10 mSv | Aucune preuve directe d’effets sur la santé humaine |
| 10 – 1000 mSv | Aucun effet précoce ; augmentation de l’incidence de certains cancers dans les populations exposées à des doses plus élevées |
| 1000 – 10 000 mSv | Maladie des rayons (risque de décès) ; augmentation de l’incidence de certains cancers dans les populations exposées |
| Au-dessus de 10 000 mSv | Fatal |
| Source : ARPANSA | |
Qu’est-ce que le rayonnement nucléaire ?
Le rayonnement de haute énergie émis par la désintégration radioactive peut prendre la forme de particules à très grande vitesse (électrons dans le cas du rayonnement bêta ; deux protons et deux neutrons dans le cas du rayonnement alpha) ou d’ondes (rayons gamma ou X).
Quelle que soit la forme qu’il prend, tout rayonnement nucléaire a suffisamment d’énergie pour dépouiller les électrons des atomes et des molécules avec lesquels il interagit, ce qui lui vaut le nom de rayonnement ionisant.
C’est cette propriété de dépouillement des électrons (ionisation) qui endommage nos cellules et nos tissus.
En plus de générer de la chaleur, le retrait des électrons peut rompre les liaisons chimiques. Lorsque cela se produit dans une molécule d’ADN, cela peut provoquer des mutations, qui peuvent conduire à un cancer à terme. Et l’ionisation d’une protéine peut perturber sa forme et sa fonction – ce n’est pas quelque chose que vous voulez dans les molécules qui coordonnent la plupart de la chimie dans nos cellules.
Ces effets sont aggravés lorsque les molécules d’eau (H2O) dans notre corps sont ionisées en radicaux libres à haute énergie OH- et H+, qui peuvent ensuite attaquer d’autres molécules et cellules proches.
Nos corps sont remplis d’eau, et presque toutes les cellules ont de l’ADN, mais certaines cellules et certains tissus sont plus susceptibles d’être endommagés par les rayonnements nucléaires que d’autres.
Quelles cellules du corps sont les plus touchées par les rayonnements ?
Les cellules et les organes les plus touchés par les rayonnements nucléaires sont ceux qui se reproduisent activement, car l’ADN est plus exposé lorsque la cellule est en train de se diviser.
Les cellules sanguines ont le taux de renouvellement le plus élevé de notre corps, de sorte que le tissu où elles sont produites – les cellules à division rapide de la moelle osseuse – est le plus susceptible d’être endommagé par les rayonnements.
Les dommages causés à la moelle osseuse à fortes doses – et sa destruction complète à très fortes doses – nuisent à notre système immunitaire en ne remplaçant pas nos globules blancs.
L’exposition à long terme à des doses plus faibles peut entraîner des mutations cancéreuses de l’ADN dans la moelle, pouvant conduire à la leucémie, un cancer du sang, chez les personnes exposées par le travail ou le lieu de travail.
Les cellules qui tapissent le système digestif se divisent également rapidement, afin de pouvoir faire face à l’agression physique et chimique de la digestion de nos aliments. Les dommages gastro-intestinaux contribuent aux symptômes du syndrome d’irradiation aiguë chez les personnes exposées à de fortes doses.
Les fœtus en développement sont, bien sûr, incroyablement sensibles aux rayonnements, tandis que les tissus à division lente comme les cellules musculaires et nerveuses le sont beaucoup moins.
Et les tissus et organes sains ne sont pas les seules cellules qui se reproduisent régulièrement – les tumeurs sont littéralement des boules de cellules qui se divisent de manière incontrôlée, c’est pourquoi la radiothérapie peut être efficace pour les détruire. Le bon approvisionnement en sang qui alimente les tumeurs est également utile, car les rayonnements interagissent également avec l’oxygène dissous dans le sang. Cela entraîne la production de radicaux libres qui attaquent les cellules voisines, amplifiant ainsi l’effet des rayonnements.
L’exposition aux rayonnements externes est une chose, mais l’ingestion de particules radioactives porte les dommages à un autre niveau.
Que se passe-t-il si vous respirez des particules radioactives ou si vous avalez des aliments ou de l’eau contaminés ?
L’inhalation ou l’ingestion de matières radioactives transmet la source de rayonnement directement à vos cellules, ce qui augmente le risque de développement de cancers dans les tissus où elles s’accumulent.
L’iode radioactif (iode-131) soufflé dans l’atmosphère par l’explosion de Tchernobyl en 1986 a provoqué un grand nombre de cas de cancer de la thyroïde chez les personnes qui ont bu du lait contaminé. (Ayant été libéré dans les nuages de matières radioactives après l’explosion, l’iode – un sous-produit des réactions de fission nucléaire – a atterri dans les champs où il a été avalé par les vaches).
L’iode est essentiel au fonctionnement normal de la glande thyroïde, et avec son don pour attirer l’iode, la glande reçoit une dose concentrée d’iode-131 lorsque le lait contaminé est bu. Heureusement, le cancer de la thyroïde peut être traité par l’ablation de la glande, mais il faut ensuite prendre des suppléments hormonaux pendant toute une vie. Avec une demi-vie de seulement huit jours, le niveau d’iode radioactif est tombé rapidement après l’accident, de sorte que le risque d’exposition a diminué dans les semaines qui ont suivi la catastrophe.
Ce n’est pas le cas de l’isotope radioactif du césium-137, qui a une demi-vie de 30 ans. Le césium est très soluble dans l’eau, donc lorsqu’il pénètre dans notre système sanguin via des aliments ou de l’eau contaminés, il finit par se répandre dans tout notre corps, et se concentrer dans les tissus musculaires en particulier. Notre corps finit par retourner ces tissus, mais il faut trois mois pour réduire de moitié la quantité de césium dans nos muscles, de sorte que l’exposition à long terme aux rayonnements bêta et gamma augmente les risques de développement d’un cancer dans ces tissus.
Avec une demi-vie de 29 ans, le strontium-90 rejoint le césium-137 comme source durable de rayonnement nocif après les accidents nucléaires.
Le strontium est chimiquement très similaire au calcium, donc si vous ingérez des aliments contaminés par des isotopes radioactifs du strontium comme le strontium-90, il se retrouve là où le calcium le ferait normalement – principalement dans les os.
Chez les adultes, le strontium s’accumule principalement à la surface des os, mais chez les enfants, il peut être incorporé dans l’os en croissance lui-même. Le rayonnement bêta émis lors de la désintégration des atomes radioactifs en formes plus stables peut endommager la moelle osseuse et entraîner un cancer des os.
