Interaction des rayonnements avec la matière vivante

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1 Interaction des rayonnements avec la matière vivante

2 Interactions physiques Lésions moléculaires Dommages cellulaires Lésions tissulaires Effets pathologiques

3 IV LESIONS TISSULAIRES Mort d un grand nombre de cellules lésions tissulaires 1 - Organisation schématique des tissus 2 - Effets tissulaires précoces et à long terme 3 - Radiosensibilité tissulaire 4 - Restauration tissulaire

4 1 Organisation tissulaire Tissus sains - Tissus hiérarchisés compartimentaux Compartiment cellules souches P Compartiment cellules différenciées D mort cellulaire naturelle ou agression Régulation g état stationnaire P = D turnover Quelques jours : Quelques mois : Polynucléaires, Peau Hématies Muqueuse intestinale

5 Tissus sains - Tissus flexibles Constitués de cellules fonctionnelles: à longue durée de vie se renouvellent à la demande La mort cellulaire se manifeste ± rapidement selon la vitesse de renouvellement cellulaire Les atteintes du tissu conjonctif et des petits vaisseaux jouent un rôle important Phase critique de vascularité 6 mois après la radioexposition

6 Organisation tissulaire Exemples Tissus compartimentaux Épithélium des tractus intestinal et urinaire Moelle hématipoïétique Epiderme Muqueuses Tissus flexibles Foie Muscles Derme Tissus statiques Système nerveux central

7 2 Effets tissulaires Effets tissulaires précoces: - Les plus précoces apparaissent dans les tissus à renouvellement rapide, organisés selon un mode «hiérarchique». - L intensité des réactions aigües dépend de la dose reçue: Renouvellement cellulaire réactions transitoires, récupération. Lésions chroniques (ulcérations, atrophie) Effets tissulaires à long terme: Conséquences tissulaires apparaissant des mois ou des années après l irradiation: - fibrose - nécrose tissulaire Complications plus marquées dans les tissus ayant un faible taux de renouvellement cellulaire (système nerveux, rein, os,.)

8 Effet d une irradiation sur un tissu «hiérarchisé» - Le compartiment le plus touché est celui des cellules souches - Le délai d apparition des lésions est déterminé par la durée de vie des cellules différenciées - Le renouvellement cellulaire est d autant plus rapide que la durée de vie des cellules différenciées est plus courte (d après Y.S. Cordoliani)

9 3 Radiosensibilité tissulaire Liée à la radiosensibilité de ses cellules Dépend de l état ou de l atteinte des capillaires Par ordre de sensibilité décroissante : les tissus embryonnaires les tissus hématopoïétiques les organes génitaux la peau la muqueuse intestinale les tissus conjonctifs les tissus musculaires le système nerveux adulte Le tissu lymphocytaire est très radiosensible

10 Tissu hématopoïétique Radiosensibilité Cellules de la moelle Lymphocytes Plaquettes très radiosensibles peu radiosensibles Hématies très peu radiosensibles

11 4 Restauration tissulaire Après irradiation: Réduction de la durée du cycle mitotique des cellules souches survivantes Augmentation du coefficient de régulation g Restauration tissulaire Le repeuplement d un tissu, après irradiation, dépend : - du nombre de cellules souches intactes - de la durée de vie moyenne des cellules différenciées - de la vitesse de division cellulaire

12 Les effets pathologiques chez l homme Classés en fonction des lois régissant leur apparition: Effets déterministes Effets stochastiques

13 1 Effets déterministes Origine et caractéristiques Origine : mort d un grand nombre de cellules fonction de l organe altérée manifestation pathologique

14 Caractéristiques : Effets précoces : quelques heures à quelques mois Réversibles ou létales (selon sévérité des lésions) Les cellules repeuplent le tissu lésé Dose seuil au-delà de laquelle ils se manifestent toujours Fonction de l organe La gravité des effets est proportionnelle à la dose

15 a) Exposition globale Effets produits dus à l atteinte des tissus radiosensibles : moelle hématipoïétique, muqueuse intestinale, Doses Répétées tous les jours Délivrées en peu de temps (quelques heures) de l ordre de milligrays centigrays < 1 gray > 1 gray 4,5 grays Effets Neutropénie Neutro + Thrombopénie Sur l embryon et le fœtus Pas d effets à court terme Syndrome d irradiation aiguë D.L. 50

16 Syndrome d irradiation aiguë Phase prodromique Symptomatologie discrète Période de latence Aucun symptôme quelques heures 5 à 14 jours Période d état (critique) Tableau clinique Mort Période de Convalescence (3 e mois)

17 Tableau clinique Dose 1 à 2 Gy 2 à 6 Gy 6 à 10 Gy > 10 Gy Réaction générale légère : asthénie, nausées, vomissements Sédation complète en 24 h Forme hématopoïétique: leucopénie, thrombopénie (10 j), anémie (3 sem). Forme modérée pour 2 < D (Gy) < 4. Hémorragies, aplasie médullaire = forme grave (4-6 Gy) DL 50 : 4,5 Gy Forme gastro-intestinale Lésions muqueuse et capillaires intestinaux Diarrhées, vomissements déshydratation Hémorragies (selles) > 8 Gy : signes pulmonaires (insuffisance respiratoire aigüe) Forme nerveuse Symptomatologie Convulsions, coma, mort en quelques heures

18 b) Irradiations externes localisées Effets variables selon la dose et la région exposée Doses seuil plus élevées Pronostic d ordre fonctionnel Dose seuil pour chaque organe et tissu

19 Gy Revêtement cutané Radiodermite ulcéreuse (3 degré) Atteinte du derme ulcérations. Risques de cancérisation Radiodermite exsudative (phlyctènes) Atteinte des cellules basales Radiodermite érythémateuse («coup de soleil») Chute des poils et des cheveux Lésions oculaires et conjonctivales Dose érythème

20 Irradiation du testicule Spermatogonies Spermatozoïdes Tissu interstitiel cellules souches très radiosensibles cellules différenciées peu radiosensibles cellules sécrétrices peu radiosensibles stérilité provisoire : D > 0,15 Gy Définitive : D > 3,5 à 6 Gy (mutations génétiques) (effets héréditaires) (descendance) fonction endocrine non altérée

21 Irradiation de l ovaire Ovocytes cellules Ovules cellules différenciées Tissu interstitiel cellules sécrétrices très radiosensibles peu radiosensibles peu radiosensibles stérilité provisoire : D > 2,5 à 3 Gy définitive : D > 12 Gy (âge) (mutations génétiques) (descendance effets héréditaires) lésion des follicules ménopause artificielle

22 Irradiation de l embryon et du fœtus Stade Pré-implantation Organogénèse Période embryonnaire Stade fœtal Période 0 8 j 9 60 j j Mort intra-utérine ou développement normal Mort intra-utérine Risque de malformation majeure (D > 200 mgy) Maldéveloppement du système nerveux central D > 500 mgy Effets Malformation du système nerveux central Retard mental, troubles de la croissance (D > 1 Gy) Cancers, leucémies de l enfance

23 Dose reçue à l UTERUS Avant 1 SPC (3 SA) 1 à 8 SPC (3 à 10 SA) 8 à 15 SPC (10 à 17 SA) 16 SPC et + (18 SA et +) < 100 msv Rassurer - Aucune mesure particulière msv IMG discutée? Rassurer msv Rassurer et Attendre IMG proposée IMG discutée sans arrière pensée > 50O msv IMG proposée Rassurer (signaler augmentation risque de leucémie) SPC : semaines postconceptionnelles SA : semaines d aménorrhée

24 c) Contamination interne Conséquence de la pénétration de radio-éléments dans l organisme Organes critiques : Iode thyroïde : risque majeur chez l enfant Organes sensibles Durée de l irradiation : T e = période effective T 1 e T 1 ph T 1 bio Dose reçue par un organe fonction de T e, de l activité, de la nature et l énergie des rayonnements émis Radioélément b - et a les plus dangereux

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