3918 lectures 13/11/2006, 11:48

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Lancé en 2001 par l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), le programme ENVIRHOM concerne les effets sur la santé et l’environnement de la contamination chronique à des faibles doses de radioactivité. Les premiers résultats ont été présentés au public au printemps 2006. Les effets sur la santé ont été analysés grâce à des études menées sur des rongeurs contaminés expérimentalement avec de l’uranium ajouté à l’eau de boisson. Les résultats, inattendus en termes de cibles (organes atteints) et d’effets biologiques, montrent que les effets des expositions chroniques ne peuvent pas être extrapolés à partir des connaissances concernant les effets des expositions aiguës.

Le système international de protection contre les rayonnements ionisants est largement fondé sur les résultats de l’étude épidémiologique des populations exposées à Hiroshima et Nagasaki. Ces données ont été établies pour des situations d’exposition très particulières, à savoir une irradiation externe mixte neutrons/gamma, de forte intensité (200 mSv en moyenne), délivrée en un très court instant. À partir de ces données, la communauté scientifique a bâti un système de normes de radioprotection qui s’est avéré satisfaisant pour la gestion du risque radiologique chez les travailleurs du nucléaire.

La population générale est quant à elle soumise à des expositions très faibles, hétérogènes et chroniques, surtout issues de rayonnements naturels (radon, rayonnement du sol, rayonnement cosmique, rayonnement interne du corps humain). Les données expérimentales portant sur ces niveaux faibles d’exposition sont rares (exposition des mineurs à l’uranium, exposition du public au radon). Par conséquent, les normes de radioprotection reposent sur une extrapolation des normes applicables aux travailleurs.

La perception des risques sanitaires par le public et les interrogations de ce dernier quant à la gestion de ces risques se sont fortement modifiées dans notre société occidentale en raison d’un certain nombre de crises dont les plus marquantes ont été liées à l’apparition des maladies émergentes (sida, maladies à prions...) et aux accidents majeurs technologiques (Tchernobyl, AZF...).

Pour les experts en radioprotection, l’accident de Tchernobyl a été un événement révélateur car il a montré une très grande difficulté à apprécier l’impact sanitaire d’une exposition à grande échelle et de faible niveau sur les populations d’Ukraine, de Biélorussie et de Russie. En effet, le risque d’apparition de leucémies après l’accident a été surestimé alors que le risque d’induction de cancers de la thyroïde chez l’enfant a été sous-estimé.

Les connaissances des effets biologiques et sanitaires des rayonnements ionisants en terme d’évaluation du risque concernent principalement le champ d’apparition des cancers et le domaine des effets déterministes (effets aigus : mort d’un organisme, un organe, un tissu...), qui ont pour caractéristique d’apparaître à moyenne et forte doses au delà d’un seuil. Pour les faibles niveaux de dose, on considère traditionnellement que ceux-ci sont trop faibles pour induire des effets déterministes et les recherches se focalisent essentiellement sur le risque lié à la pathologie cancéreuse.

Par conséquent, il demeure aujourd’hui un déficit de connaissances sur l’existence d’effets biologiques et sanitaires autres que le risque de mutation ou de cancérisation radio-induit dans le champ des faibles doses en situation de contamination chronique. Lancé en 2001 par l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), le programme ENVIRHOM vise justement à combler ces lacunes.

Ce programme de recherche concerne la radioprotection des populations d’organismes vivants au sens large (homme, faune et flore), placés dans une situation de contamination chronique à faible niveau de radionucléides, dans un contexte de multi-pollution (présence simultanée de plusieurs polluants). L’un des objectifs d’ENVIRHOM était d’identifier, à partir de modèles expérimentaux sur l’animal, les effets biologiques et les dysfonctionnements éventuels induits par les radionucléides sur les grandes fonctions physiologiques (systèmes nerveux central, immunitaire, reproducteur, etc.).

Les effets de l’uranium sur la santé ont été analysés grâce à des études menées sur des rongeurs contaminés expérimentalement avec de l’uranium ajouté à l’eau de boisson. Le premier volet des études traitait les aspects relatifs aux vitesses d’accumulation et d’élimination des radionucléides. Le deuxième volet portait sur les effets biologiques de l’uranium après exposition aiguë ou chronique.

Les travaux menés montrent que chez le rat contaminé de façon chronique à l’uranium appauvri (1 mg par jour), les radionucléides s’accumulent dans la plupart des organes (reins, squelette, intestin grêle, cerveau, muscle, foie...) selon un processus complexe. Le profil de contamination est très particulier et ne suit pas le modèle usuel de la Commission Internationale de Protection Radiologique (CIPR), modèle qui extrapole les données provenant de contaminations aiguës.
Par ailleurs, l’uranium enrichi semble modifier certaines fonctions du système nerveux chez le rat après contamination chronique (1 mg par animal et par jour) : perturbation du cycle veille-sommeil, réduction des capacités de mémorisation spatiale, augmentation des comportements anxieux. En revanche, une exposition similaire à l’uranium appauvri n’affecte aucun de ces paramètres de façon significative.
Par contre, l’administration chronique d’uranium appauvri affecte les cytochromes P450. Cette famille d’enzymes joue un rôle majeur dans le processus d’élimination des xénobiotiques (substances étrangères à l’organisme comme les médicaments, les polluants ou les pesticides) et donc dans la protection de l’organisme contre les agressions extérieures.

En résumé, les principaux enseignements des expérimentations réalisées sont que :
- les vitesses d’accumulation et d’excrétion de l’uranium en situation d’exposition chronique sont fonction de la durée d’exposition
- elles diffèrent quantitativement et qualitativement des modèles issus des expositions aiguës
- les organes cibles après exposition chronique sont différents de ceux après exposition aiguë
- certains de ces organes présentent des anomalies fonctionnelles, qui sont autant d’effets biologiques non liés à l’apparition de cancers notamment des modifications des comportements et du sommeil et des effets sur le métabolisme des xénobiotiques (polluants, médicaments...).

Les résultats obtenus chez le rat de laboratoire montrent que les effets des expositions chroniques ne peuvent pas être extrapolés à partir des connaissances des effets des expositions aiguës. Ils mettent ainsi en défaut l’un des paradigmes importants du système de radioprotection, tout au moins pour le modèle rat contaminé à l’uranium par ingestion. Les expositions chroniques par contamination interne ont eu en effet des résultats inattendus en termes de cibles (organes atteints) et d’effets biologiques. Cependant, il n’est pas démontré que ces effets biologiques aient des conséquences sanitaires et conduisent à des développements de pathologies. De même, il reste à déterminer dans quelle mesure les résultats obtenus sur un modèle expérimental sont extrapolables à l’homme, et valables pour d’autres radionucléides.

Les données présentées mettent en évidence des incertitudes dans les modèles de gestion des risques après contamination interne et ces incertitudes doivent être identifiées, quantifiées et intégrées dans le système de radioprotection. Cependant, ce système ne semble pas devoir être remis en question car il a été conçu pour être un système « enveloppe », couvrant un grand nombre de situations, avec une marge de sécurité suffisante. Il est de plus le meilleur système dont nous disposons pour le moment. Par contre, ce système peut être amélioré par l’intégration de nouvelles données issues de la recherche. Ces recherches devront compléter les études en cours et être réalisées avec d’autres modèles (dont l’homme) et d’autres radionucléides.

Les travaux relatifs à l’uranium seront poursuivis : ils permettent d’améliorer l’évaluation des risques sanitaires et environnementaux dans le cadre de la gestion des sites miniers uranifères pendant leur exploitation ou après leur fermeture. Dans les cinq prochaines années, d’autres radionucléides devraient être également à l’étude :
- les radiocésium et strontium dans le cas des situations post accidentelles de type Tchernobyl ;
- des émetteurs β,γ à vie longue susceptibles d’être libérés dans la biosphère après stockage à long terme des déchets radioactifs (C14, Se79, Tc99, I129...).

Référence
IRSN, ENVIRHOM : enjeux et résultats, Rapport d’étape 2006.

Auteur
Mathieu Jahnich (D4E)

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