Dommages causés par les radiations

Les rayonnements ionisants endommagent les tissus de différentes manières, selon le type de rayonnement, sa dose, son intensité et le type d'exposition externe. Les symptômes peuvent être locaux (par exemple, brûlures) ou systémiques (par exemple, syndrome d'irradiation aiguë). Le diagnostic repose sur l'historique de l'exposition aux rayonnements et parfois sur l'utilisation de compteurs alpha ou de compteurs Geiger. Le traitement des lésions radiologiques consiste en l'isolement et (si nécessaire) la décontamination, mais des soins de soutien sont généralement indiqués. En cas de contamination interne par des radionucléides spécifiques, des inhibiteurs d'absorption ou des agents chélateurs sont utilisés. Le pronostic est évalué par la mesure du nombre de lymphocytes au cours des 24 à 72 premières heures.

Les rayonnements sont des ondes électromagnétiques de haute énergie (rayons X, rayons gamma) ou des particules (particules alpha, particules bêta, neutrons) émises par des éléments radioactifs ou des sources artificielles (telles que les tubes à rayons X et les équipements de radiothérapie).

Les particules alpha sont des noyaux d'hélium émis par divers radionucléides (p. ex., plutonium, radium, uranium), qui ne pénètrent pas la peau à plus de 0,1 mm de profondeur. Les particules bêta sont des électrons de haute énergie émis par des noyaux d'atomes instables (notamment ^137Cs, ^131I ). Ces particules peuvent pénétrer la peau à une plus grande profondeur (1 à 2 cm) et endommager l'épithélium et la couche sous-épithéliale. Les neutrons sont des particules électriquement neutres émises par les noyaux de certains atomes radioactifs et formées à la suite de réactions nucléaires (p. ex., dans les réacteurs, les accélérateurs linéaires); ils peuvent pénétrer profondément dans les tissus (plus de 2 cm), où leurs collisions avec des atomes stables entraînent l'émission de particules alpha et bêta et de rayonnement gamma. Les rayonnements gamma et X sont des rayonnements électromagnétiques de haute énergie (c'est-à-dire des photons) qui peuvent pénétrer les tissus humains à plusieurs centimètres de profondeur.

En raison de ces caractéristiques, les particules alpha et bêta exercent leur principal effet nocif lorsque les éléments radioactifs qui les émettent se trouvent à l'intérieur du corps (contamination interne) ou directement à sa surface. Les rayons gamma et les rayons X peuvent être nocifs à grande distance de leur source et sont une cause fréquente de syndromes d'irradiation aiguë (voir la section correspondante).

Unités de mesure. On distingue les unités de mesure suivantes: le röntgen, le gray et le sievert. Le röntgen (R) représente l'intensité des rayons X ou gamma dans l'air. Le gray (Gy) représente la quantité d'énergie absorbée par les tissus. Les dommages biologiques par gray variant selon le type de rayonnement (ils sont plus élevés pour les neutrons et les particules alpha), la dose en gray doit être multipliée par un facteur de qualité, une autre unité: le sievert (Sv). Gray et sievert ont remplacé les unités « rad » et « rem » (1 Gy = 100 rad; 1 Sv = 100 rem) dans la nomenclature moderne et sont pratiquement équivalents pour décrire les rayonnements gamma ou bêta.

Exposition aux radiations. Il existe deux principaux types d'exposition aux radiations: la contamination et l'irradiation. Dans de nombreux cas, les radiations ont ces deux effets.

• La contamination est la pénétration et la rétention de matières radioactives dans l'organisme, généralement sous forme de poussière ou de liquide. La contamination externe se situe sur la peau ou les vêtements, d'où elle peut se détacher ou simplement se déteindre, contaminant ainsi d'autres personnes et les objets environnants. Les matières radioactives peuvent également être absorbées par les poumons, le tube digestif ou pénétrer la peau (contamination interne). Les matières absorbées sont transportées vers divers sites de l'organisme (par exemple, la moelle osseuse), où elles continuent d'émettre des radiations jusqu'à leur élimination ou leur désintégration. La contamination interne est plus difficile à éliminer.
• L'irradiation est l'effet d'un rayonnement pénétrant, sans substance radioactive (c'est-à-dire sans contamination). En règle générale, cet effet est provoqué par les rayons gamma et X. L'irradiation peut toucher l'ensemble du corps, entraînant des symptômes systémiques et des syndromes radiques (voir la section correspondante), ou une petite partie de celui-ci (par exemple, lors d'une radiothérapie), avec des manifestations locales.

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Physiopathologie des lésions radiologiques

Les rayonnements ionisants endommagent l'ARNm, l'ADN et les protéines, directement ou par la formation de radicaux libres hautement réactifs. De fortes doses de rayonnements ionisants entraînent la mort cellulaire, tandis que des doses plus faibles entravent la prolifération cellulaire. Les dommages causés à d'autres composants cellulaires entraînent une hypoplasie progressive, une atrophie et, à terme, une fibrose. Les lésions génétiques peuvent déclencher une transformation maligne ou des anomalies génétiques héréditaires.

Les tissus qui se renouvellent normalement rapidement et continuellement sont particulièrement vulnérables aux rayonnements ionisants. Les cellules lymphoïdes sont les plus sensibles aux rayonnements, suivies, par ordre décroissant, par les cellules germinales, les cellules en division de la moelle osseuse, les cellules épithéliales intestinales, l'épiderme, les hépatocytes, l'épithélium des alvéoles pulmonaires et des voies biliaires, les cellules épithéliales rénales, les cellules endothéliales (plèvre et péritoine), les cellules nerveuses, les cellules osseuses, les cellules du tissu conjonctif et les cellules musculaires.

La dose exacte à laquelle la toxicité débute dépend de la dynamique de l'irradiation: une dose unique rapide de quelques Gray est plus destructrice qu'une même dose administrée sur plusieurs semaines ou plusieurs mois. La relation dose-réponse dépend également de la zone du corps irradiée. La gravité de la maladie est incontestée, des cas mortels survenant lors d'une irradiation du corps entier supérieure à 4,5 Gy; cependant, des doses de plusieurs dizaines de Gray peuvent être bien tolérées si l'irradiation est étalée sur une longue période et concentrée sur une petite zone du corps (par exemple, traitement du cancer).

Les enfants sont plus sensibles aux dommages causés par les radiations en raison du taux plus élevé de prolifération cellulaire et du plus grand nombre de divisions cellulaires.

Sources de rayonnement

Les êtres humains sont constamment exposés au rayonnement naturel (rayonnement de fond). Ce rayonnement comprend le rayonnement cosmique, dont la majeure partie est absorbée par l'atmosphère. Il affecte donc davantage les personnes vivant en haute montagne ou voyageant en avion. Les éléments radioactifs, notamment le radon, sont présents dans de nombreuses roches et minéraux. Ces éléments se retrouvent dans diverses substances, notamment les aliments et les matériaux de construction. L'exposition au radon représente généralement les deux tiers de la dose totale de rayonnement naturel.

Sources de rayonnement

Symptômes d'intoxication aux radiations

Les manifestations varient selon que le rayonnement ionisant affecte l’ensemble du corps (syndrome d’irradiation aiguë) ou seulement une partie du corps.

Plusieurs syndromes différents surviennent après une irradiation corporelle totale. Ces syndromes comportent trois phases:

• phase prodromique (de 0 à 2 jours après l’irradiation) avec faiblesse générale, nausées et vomissements;
• phase asymptomatique latente (1 à 20 jours après irradiation);
• la phase aiguë de la maladie (2 à 60 jours après l'irradiation).

Symptômes d'intoxication aux radiations

Diagnostic des dommages causés par les radiations

Après une irradiation aiguë, des examens de laboratoire sont effectués, notamment une NFS, une biochimie sanguine et une analyse d'urine. Le groupe sanguin, la compatibilité et les antigènes HLA sont déterminés en cas de transfusion sanguine ou, si nécessaire, de greffe de cellules souches. Une numération lymphocytaire est effectuée 24, 48 et 72 heures après l'irradiation afin d'évaluer la dose initiale et le pronostic. Des analyses sanguines sont répétées chaque semaine. Ceci est nécessaire pour surveiller l'activité de la moelle osseuse et, si nécessaire, en fonction de l'évolution clinique.

Diagnostic des dommages causés par les radiations

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Traitement des dommages causés par les radiations

L'exposition aux rayonnements ionisants peut s'accompagner de lésions physiques (par exemple, suite à une explosion ou à une chute); ces lésions peuvent être plus mortelles que l'exposition aux rayonnements et nécessitent une prise en charge immédiate. La prise en charge des lésions graves ne doit pas être retardée jusqu'à l'arrivée des services de diagnostic et de protection radiologique. Les précautions standard utilisées en traumatologie suffisent à protéger les secouristes.

Traitement des dommages causés par les radiations

Prévision des dommages causés par les radiations

Sans soins médicaux, la DL50 (dose entraînant le décès de 50 % des patients dans les 60 jours) d'une irradiation corps entier est d'environ 4 Gy; une dose supérieure à 6 Gy est presque toujours mortelle. À des doses inférieures à 6 Gy, la survie est inversement proportionnelle à la dose totale. Le délai avant le décès est également inversement proportionnel à la dose (et donc aux symptômes). La mort survient en quelques heures à quelques jours pour le syndrome cérébral et généralement en 3 à 10 jours pour le syndrome gastro-intestinal. Pour le syndrome hématologique, le décès est possible en 2 à 4 semaines en raison d'une infection secondaire ou en 3 à 6 semaines en raison d'une hémorragie massive. Les patients ayant reçu des doses d'irradiation corps entier inférieures à 2 Gy guérissent généralement complètement en un mois, bien que des complications tardives (par exemple, un cancer) soient possibles.

En traitement, la DL 50 est d'environ 6 Gy, dans certains cas les patients ont survécu après une irradiation de 10 Gy.

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