Les rayonnements ionisants sur les êtres vivant: l’Homme en particulier

La radiolyse de l’eau: sous l’influence des RI, une molécule d’eau se décompose en deux radicaux (H°, OH°) qui sont très réactifs, provocant des lésions sur les molécules voisines particulièrement l’ADN.

Les effets sur l’ADN

la molécule d’ADN est faite d’une double chaine d’hélices antiparallèles complémentaires. Cette chaine est constituée de trois éléments qui constituent des nucléotides mono phosphates: Un groupe phosphate; Un sucre (le désoxyribose); Quatre bases azotées Adénine (A), Guanine (G), Cytosine (C), Thymine (T). Ces bases se ressemblent deux à deux: A et G sont des Purines, C et T sont des Pyrimidines. Les effets des RI sur l’ADN entrainent sa dénaturation, ils sont soit directe: par action des rayonnements sur l’ADN, soit indirecte par effets des radicaux libres produit par la radiolyse de l’eau [15, 16]. o Effets directs des rayonnements ionisants: la molécule peut être modifiée par effet direct d’un rayonnement. Cet effet qui consiste en un arrachement d’électron avec formation d’un cation radical, résulte de la création d’ionisations au sein de la molécule d’ADN elle-même, qui surviennent dans les bases ou sur les sucres composant la chaine d’ADN. Dans le cas des RI de fort Transfert Linéique d’Energie (TLE), l’ionisation directe est dominante et représente 40% du nombre total de lésions générées par l’irradiation [17, 18]. o Effets indirecte des rayonnements ionisants: la voie indirecte des RI sur l’ADN est dû au radicaux libres HO° et H° produit par la radiolyse de l’eau.

La recombinaison de ces radicaux s’ils se produits à proximité de la molécule d’ADN, ils vont pouvoir réagir avec elle en altérant sa structure par oxydation ou réduction. Cette voie indirecte est influencée par la présence d’oxygène dans la cellule. S’il existe en grande quantité dans la cellule qui subit l’irradiation, il peut favoriser la formation, à partir de radicaux libres, de l’eau oxygénée (H₂O₂), ainsi que d’autres espèces oxydantes, qui pourront également provoquer par eux-mêmes des lésions de l’ADN. De ce fait, l’oxygène peut amplifier les 19 conséquences de l’irradiation par cette production d’agents puissant oxydants: c’est l’effet oxygène [19]. L’ionisation de la molécule d’ADN, que cela soit directement ou indirectement peut entrainer: Des ruptures de chaines: les deux brins s’écartent par la pénétration de molécules d’eau dans la brèche. Les liaisons hydrogènes entre les bases complémentaires sont rompues, provoquant une altération de 2 à 3 nucléotides autour de la lésion alors produite.

Les lésions peuvent être simples ou doubles; Des lésions de bases nucléiques (surtout la thymine); La formation de liaisons chimiques anormales ou inter chaines (ADN ou ARN avec une protéine); Une distorsion des deux brins d’ADN. Suite à ces lésions, des enzymes spécifiques peuvent réparer la chaine d’ADN. Cependant, si la dose d’énergie absorbée est trop grande, la réparation ne sera pas complète et peut ensuite engendrer deux situations: Une mutation létale: la cellule fortement lésée peut provoquer sa propre mort en activant des gènes suicides: c’est la mort programmée ou apoptose. Les effets biologiques des RI qui découlent de la mort cellulaire sont appelés les effets déterministes. Une mutation non létale: elle n’entraine pas la mort de la cellule mais la molécule d’ADN subi des modifications. Ces effets biologiques des RI sont appelés effets stochastiques. Le schéma si dessous résume les différents mécanismes engendrant les modifications de la cellule après exposition à un rayonnement.