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2.1.
Effets cliniques des radiations
Les lésions radiques sont variées, action sur l'ADN ou sur des éléments chimiques banals, eau, graisse, tissu musculaire, organes redondants comme le foie ou très spécialisés comme le tissu nerveux.
On distingue donc quatre catégories d'effets cliniques:
- effets somatiques proportionnels,
- effets somatiques aléatoires = cancers,
- effets tératogènes.
Pour des doses relativement importantes, plusieurs Gy ou plusieurs dizaines de Gy, des effets constants se produisent (avec quelques variations individuelles de dose) ; on estime qu'ils sont essentiellement dûs à l'importance des lésions non spécifiques, molécules banales, et que les réparations n'ont pu se faire. Ils sont bien connus en radiothérapie pour les doses locales.
C'est l'irradiation del'ensemble du corps en une ou plusieur sfois
< 0,3 Gy : aucun effet sauf une baisse momentanée des lymphocytes.
< 1 Gy : les effets cliniques sont réversibles sans traitement. Hospitalisation inutile.
Entre 1 et 2 Gy : nausées, asthénie mais récupération en milieu médical et surveillance sans traitement.
> 2 Gy : les signes biologiques apparaissent et évoluent en quatre phases :
- initiale de 2 à 3 jours : nausée, fièvre, chute des lymphocytes et polynucléose neutrophile ;
- latence de quelques jours (doses élevées) à deux semaines (3,5 à 4,5 Gy soit DL 50) ;
- phase critique marquée par asthénie intense, fièvre élevée, ulcérations buccales. Dans le sang, globules blancs et plaquettes sont diminués : risques liés à l'anémie et aux infections ;
- phase de récupération : après une semaine d'aplasie, sa durée est variable.
8 à 12 Gy : diarrhée, hémorragies intestinales ; la latence est courte et le pronostic très sombre en l'absence de greffe de moelle.
En cas d'irradiation accidentelle
- une désorientation et des signes neurologiques signifient une dose supérieure à 15 Gy,
- nausées et vomissements une dose supérieure à 1 GY,
- baisse des lymphocytes au troisième jour une dose de 1 à 2, 5 Gy,
- une altération du caryotype est reconnue et considérée comme fiable pour une dose supérieure à 0,3 Gy.
La DL 50 chez l'homme est entre 3,5 et 4,5 Gy en l'absence de traitement.
Sur le chien, l'effet du débit de dose (tableau 2) sur la DL 50 à 30 jours est :
Débit en rem/mn DL 50 en rem
1 600 +/- 30 rem
10 500 +/- 20 rem
50 300 +/- 20 rem
Tableau 2
- Testicule : la fonction endocrine n'est pas altérée pour des doses courantes.
Une oligospermie s'installe pour 0,3 Gy.
Stérilité temporaire (azoospermie) de 3 mois à 2 ans pour 2 Gy et définitive pour 6 Gy
- Ovaire : une ménopause artificielle est obtenue pour 15 Gy à 25 ans et 7 Gy à 40 ans.
Une irradiation importante mais n'entraînant pas de stérilité ne semble pas, chez l'animal, entraîner de lésions génétiques si l'on attend 1 à 2 ans.
- Peau :
- "dose érythème" utilisée autrefois en radiothérapie, 3 à 8 Gy
- épidermite sèche 5 à 6 Gy
- Pour des doses supérieures à 10 Gy, des lésions vasculaires dermiques appa-raissent au bout de quelques mois.
- Organes profonds : des lésions définitives apparaissent après radiothérapie pour des doses tissu :
- rein 30 Gy
- tube digestif 30 Gy fractionnés sur plusieurs semaines
- moelle épinière 40 Gy paraplégie après 2 ans
- cartilages de conjugaison altérés : 5 Gy
- 40 à 50 Gy dans une maladie de Hodgkin,
- 80 Gy dans un carcinome du sein ou du poumon.
Il est évident qu'un tel chiffre donné isolément n'a aucune signification sans être accompagné des autres éléments descriptifs (champs, fractionnements, etc.) et le mini-mum sur les organes voisins, en tout cas une dose n'entraînant pas de dégâts fonctionnels.
Pour des irradiations prolongées sur de longues périodes, on n'observe des lésions que pour des doses supérieures à 0,5 rad / jour (5 mGy) et plusieurs Gy au total soit plusieurs années.
- Peau : les poils disparaissent, la peau est fine, sèche par disparition des glandes sébacées, fragile ; les premiers signes de radiodermite des chirurgiens ou dentistes sont la perte des poils de la main. Les cancers apparaissent pour des doses supérieures à 10 Gy, mais avec une faible fréquence.
- Cataracte : n'est jamais rencontrée pour des doses inférieures à 10 Gy par RX.
- Longévité : à Hiroshima, en dehors des cancers, aucun effet sur la longévité et aucune autre maladie n'a été constatée.
L'irradiation d'un enfant (blastocyste, embryon ou foetus) pose des problèmes spécifiques. On doit retenir la fréquence des malformations spontanées, de l'ordre de 3 % des naissances, indépendamment de toute irradiation. Les lésions dépendent du stade de développement.
Le retard de règle n'est pas survenu et donc une mort de l'oeuf n'est pas reconnue : la lésion d'une cellule du blastocyte peut avoir deux destinées, soit elle entraîne la mort du blastocyte, ce qui n'est pas remarqué, soit la cellule meurt seule et le blastocyte se développe comme si rien n'était survenu.
Du 10ème jour à la fin du deuxième mois :
- une lésion est toujours la même au même stade de développement (anomalie oculaire, des membres ou cardiaque).
Une irradiation importante pourrait produire des lésions, mais aucun cas clinique n'a encore été rapporté chez l'homme.
Le retentissement semble pourtant essentiellement le cancer radio-induit, car les lésions somatiques telles qu'elles ont été décrites (microcéphalie) mettent en jeu des doses inconcevables en radiodiagnostic.
Indiscutablement un excès de cancers a été démontré.
Le délai d'apparition de ces cancers est 10 à 15 ans : au-delà de 25 ans, la fréquence est revenue à la normale.
Une dose de 2 à 6 Gy est suffisante.
Le débit de dose est important : à dose égale le risque est 2 à 10 fois moindre pour des doses fractionnées.
Certains types de rayonnement (neutrons ou alpha) sont plus dangereux que RX ou électrons.
Le cancer survient sur la zone irradiée.
Les leucémies toucheraient les sujets irradiés globalement plus que les irradiations locales et pour des doses supérieures à 1 Gy. Le délai d'apparition des leucémies est de 5 à 10 ans pour les enfants, 10 à 15 ans pour les adultes, alors que les enfants irradiés pendant la grossesse font une leucémie avant la 6ème année.
Les cancers induits correspondent aux cancers les plus fréquents spontanément, encore que certains organes soient plus fragiles, (thyroïde, sein, poumon, leucémie). Les carcinomes apparaissent entre 15 et 40 ans après l'irradiation.
Les sujets jeunes sont plus sensibles que les adultes.
Il n'a pas été possible de montrer par des études individuelles des effets proportionnels pour des doses inférieures à 0,2 Gy. Ces faibles doses ne font courir des risques que très peu visibles ou à un nombre très limité de personnes. Ces risques n'ont aucune spécificité et sont donc semblables à ceux qui sont déclenchés par d'autres facteurs environ-nementaux, tabac, alcool, toxiques industriels, alimentation, transports, etc.
Pour prévoir la fréquence des risques, on admet des hypothèses :
- les doses reçues se cumulent,
- les effets sont proportionnels aux doses,
- l'effet sur une population est la somme des effets pour chaque habitant.
La base de raisonnement est la suivante :
Cette hypothèse est pessimiste par rapport aux connaissances acquises : la fréquence des cancers après radiothérapie est inférieure au taux attendu lorsque la dose est inférieure à 1 Gy et l'expérimentation animale montre également une survenue faible ou nulle au dessous de 0,5 Gy.
Cette conception ne retient pas l'hypothèse de la réparation de l'ADN, ni même l'effet du fractionnement.
Un chiffre communément admis est :
- Si 10 000 hommes reçoivent chacun 1 rem sur une région du corps, 1 cancer serait déclenché sur cette région.
- D'autres admettent plutôt 100 000 homme.rem pour un cancer.
- Sur les données japonaises, le risque de leucémie est de 30 leucémies pour 10 000 hommes ayant reçu 1 Gy soit 30 cas pour 1 000 000 d'homme.rem (noter que 4 000 hommes ont reçu 1 Gy ou plus).
Selon les auteurs, l'irradiation médicale entraînerait entre 70 et 300 morts par cancer chaque année en France.
Hors du radiodiagnostic, des risques radiques spécifiques sont connus, la thyroïde et l'iode radioactif, l'os et le strontium 90.
Organe étudié Dose (Gy) Cancers en excès
prédits constatés
Vessie 30 475 85
Côlon 5 100 15
Estomac 2 60 3
Pancréas 1,5 25 9
Sein 0,35 37 -101
Thyroïde 0,15 50 15
Tableau 3
La dose reçue par chaque organe dépend de sa localisation par rapport à l'utérus irradié.
Un certain nombre de cancers surviennent spontanément. Les relations dose/effet prédisent l'apparition de cancers radio-induits et effectivement un nombre accru de cancers est noté, cependant il est nettement inférieur aux prévisions. Pour le sein, la castration assurée par la radiothérapie pelvienne a joué un rôle protecteur contre le cancer. (d'après Boise dans Tubiana Que sais-je ?)
Aucune augmentation de fréquence des cancers n'a été notée à Hiroshima lorsque la dose est inférieure à 0,5 Gy ; certains admettent même que la fréqence spontanée des cancers y a été inférieure à la fréquence attendue lorsque la dose avoisinait 0,1 Gy.
Plusieurs modèles théoriques ont été proposés pour lier dose et effet.
L'hypothèse retenue de principe est celle de la proportionnalité linéaire de la dose et de l'effet ; si la dose est moitié, le risque est moitié. Il n'existe aucune dose sans risque.
On peut aussi admettre qu'un seuil existe : au-dessous de celui-ci, les faibles doses n'ont aucune conséquence ; les phénomènes de réparation peuvent justifier cette conception.
L'effet peut être lié mathématiquement par une fonction plus complexe :
- effet quadratique = a x dose 2 (dose au carré),
- effet linéaire quadratique = a x dose 2 + dose.
Dans ces deux cas, l'effet est très faible à dose faible et proche du linéaire à forte dose (voir une parabole où les branches sont quasiment droites à partir de quelques unités).
Si l'on conserve, dans toutes les réflexions sur la radioprotection cette hypothèse de linéarité, l'une des deux dernières hypothèses est certainement plus proche de la réalité.
Les cancers tuent 22 % des personnes en France, et le taux est voisin dans tous les pays, mais la fréquence par organe subit des variations extrêmement importantes, y compris dans un même pays comme la France ; certaines causes sont admises comme alcool ou tabac mais ne peuvent expliquer toutes ces variations ; le cancer du sein varie de 1 à 2 dans des pays comme la France ou l'Italie selon les régions.
Sur un million de personnes, 220 000 présenteront un cancer :
- 150 000 morts par cancer par an en France.(sur 570 000 morts) mais la totalité des cancers radio-induits seraient au nombre de quelques dizaines à quelques centaines.
- 37 000 morts seraient liées au tabac et environ 300 liés à la radiologie.
Une étude statistique d'évaluation des risques radiques exigerait de suivre, en connaissant parfaitement les doses et leurs conditions techniques (région irradiée, localisation, etc.) des centaines de milliers de sujets, tout en connaissant parfaitement la fréquence des cancers spontanés : deux conditions irréalisables.
130 000 personnes qui se trouvaient dans la région ont reçu entre 0,04 Gy et 0,4 Gy.
Cette population devrait faire naturellement 17 000 cancers en 70 ans.
30 % des habitants fument 15 cigarettes en moyenne ; il suffirait que la consommation de tabac augmente de 1 cigarette quotidienne par fumeur pour que le nombre de cancer augmente de 350, soit plus que cette irradiation accidentelle !
Les dernières données (1993 ) semblent montrer une trèsnette augmentation des cancers de thyroïde.
Les mutations spontanées ne sont pas exceptionnelles (3 % des naissances ont une anomalie génétique) ; elles se manifestent différemment selon leur caractère dominant, récessif, la régularité des apparitions, le type (chromosomique ou génique).
Les mutations ou lésions chromosomiques ont des causes autres que les radiations (alimentation et drogues, chaleur, etc.).
Ces causes interviennent différemment selon les espèces et l'on doit éviter de transposer entre espèces.
Une base théorique de réflexion est la dose doublante, dose radique qui entraîne un doublement des anomalies par rapport à la fréquence des anomalies spontanées, fréquence bien connue dans les espèces d'élevage (souris ou drosophile). Cette dose doublante serait estimée entre 0,5 et 2,5 Gy sur ces animaux.
Aucune mutation n'a été démontrée chez l'homme dans les populations exposées à des doses chroniques, l'irradiation naturelle peut être décuplée dans certaines régions. L'homme n'est pas un bon sujet d'observation : faible fécondité, exposition à des facteurs multiples agissant sur la fécondité et la conception, modification volontaire de certains effets (infanticide sélectif par avortement pour éliminer des malformations dépistées).
Seuls les sujets en âge de procréer sont sensibles au risque génétique ; un homme ou une femme après 50 ans a une espérance de nouvelle descendance assez faible. Par contre un enfant a tout son avenir génétique devant lui ; il doit donc être protégé, l'homme ou la femme de 20 ans de la même manière.
En résumé le CIPR estime que les risques génétiques sont 3 fois moindres que le risque de cancers.
Anomalie génétique incidence génération
spontanée
Première 10ème
dominante/liée sexe 10 000 15 100
Transmission irrégulière 90 000 4,5 45
Récessif 2 500 insignifiant
Anomalie chromosomique 3 400 2,4 4
Accroissement par 0,02 % 0,15 %
rapport à l'incidence
naturelle
Tableau 4 : Effets présumés de 0,01 Gy par habitant. Données admises pour 1 million d'habitants et par génération
Tout exposé sur les dangers de l'irradiation ouvre une polémique. La majorité des gens, y compris les médecins ont une opinion sur le sujet, sans même avoir commencé à essayer de le comprendre.
On est généralement contre le SCPRI, organisme gouvernemental français, contre le Pr X défendant sa spécialité, contre les radiologues qui gagnent de l'argent avec les examens qui leur sont demandés par les médecins. Or le SCPRI ne défend que les positions admises par des experts mondiaux (CIPR), le Pr X est un meilleur connaisseur du cancer d'une part et des radiations d'autre part, les radiologues ne font qu'exécuter les actes qui leur sont demandés.
Souligner de manière automatique que les rayons X sont dangereux pour valoriser l'IRM relève de la propagande et non pas de l'information.
Il est exceptionnel qu'une discussion se fasse sans excommunication.
Il est inacceptable que les radiodiagnosticiens, par contre, n'aient pas les connaissances physiques et pathologiques minimales.
Les rayons X comportent un risque, probablement très faible ; notre pratique doit réduire ce risque pour les malades ; sauf cas particulier, ce risque est aujourd'hui absent pour les opérateurs qui respectent les règles officielles.
Bibliographie : les références sont nombreuses.
Radiobiologie et radioprotection M. Tubiana et M. Bertin. Que Sais-je ? 1989
Les effets biologiques des rayonnements ionisants. M. Bertin. Electricité de France 1987
ont été très utilisés pour ce cours.
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