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  Actions biologiques des radiations ionisantes et radioprotection
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Bronz
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MessagePosté le: Ven 30 Jan - 10:44 (2009) Répondre en citant

 Les radiations ionisantes correspondent à des rayonnements électromagnétiques ou particulaires possédant une énergie associée supérieure à 10 électron-volt (eV).
 Elles comprennent les rayons X provenant de sources artificielles et les radiations alpha, bêta et gamma provenant de matériaux radioactifs.
 Les actions biologiques des radiations ionisantes dépendent de divers facteurs liés :
o À la dose et au débit de dose
o Aux caractéristiques du rayonnement (type, énergie)
o Au type cellulaire, au tissu et au sujet (susceptibilité individuelle) qui sont irradiés
 3 grandeurs sont utilisées pour quantifier les rayonnements ionisants afin de pouvoir contrôler l'importance de l'exposition et de mesurer leurs effets biologiques :
o l'exposition :
- représente le pouvoir d’ionisation du rayonnement dans l’air
- l’unité SI est le Coulomb par kilogramme (C/kg).
- le röntgen (R) est l'ancienne unité : 1 R = 2,58 10 -4 C/kg.
o la dose absorbée (Da) : 1Gy = 100rad (ancienne unité)
o et l'équivalent de dose (H) :
- l’unité SI est le sievert (Sv) : 1Sv = 1Gy x Fq.
- l’ancienne unité était le rem: 1Sv = 100 rem.

I- Actions physico-chimiques :
 Actions directes :
o ionisation ou excitation des molécules d’intérêt biologique (protéines)
o rupture des liaisons chimiques et destruction molécules.
 Actions indirectes :
o résulte de l’action des radicaux libres (RL) formés par radiolyse de l’eau

o les RL sont porteurs d’un électron "célibataire", possédant une haute réactivité chimique et qui peuvent attaquer les molécules organiques voisines.
o l'ADN peut être lésé directement ou indirectement par les RL :
- les ruptures de chaînes sont les plus fréquentes : peuvent être simple souvent réparables ou doubles irréparable
- altération des bases (surtout la thymine)
- altération des sucres
- modification de la structure ADN : formation de liaisons chimiques anormales (pontage) intra chaînes ou inter chaînes (ADN ou ARN) ou avec une protéine.


II- Actions cellulaires :
A- La mort cellulaire :
 lésions irréparables touchant les structures cellulaires vitales (chromosomes)
 elle peut-être :
o Immédiate :
- quelques heures après irradiation à doses élevées
- arrêt de toute fonction cellulaire et cytolyse.
o Différée :
- quelques heures ou jours après irradiation à doses moindres
- la cellule garde des fonctions normales jusqu’à la mitose suivante ou une génération ultérieure, mais a donc perdu son pouvoir de prolifération.
- c’est le cas des cellules à fort pouvoir de prolifération (cellules souches moelle osseuse, cryptes intestinales, couche basale de la peau)
o Indirecte :
- plusieurs mois ou années après.
- les cellules différenciées (SN - Foie..) sont très radiorésistantes mais lésées indirectement par atteinte des cellules interstitielles.
 Applications de la notion de perte du pouvoir de prolifération
o Radiothérapie : une tumeur est éradiquée si toutes ses cellules ont perdu leur pouvoir prolifératif
o Radioprotection : la réparation du tissu sain est en fonction du taux de survie des cellules souches.

B- altération des fonctions cellulaires : pour doses plus faibles :
 troubles de la perméabilité cellulaire
 troubles de la mobilité cellulaire
 ↓ de la synthèse de l’ARN et des protéines.
 arrêt ou retard de mitose :
o phase S (durée plus longue)
o arrêt en G2 (± Long)
 retard de la croissance cellulaire

C- mutation :
 grave lorsqu’elle touche les cellules germinales
 aucune relation avec la dose → intérêt de prévention

III- Effets déterministes :
 obligatoires et précoces survenant dans les heures ou jours suivant l’irradiation.
 le plus souvent réversibles.
 déterminés par des évènements antérieurs à leur manifestation
 apparition au dessus d’une dose seuil (0,2 - 0,3 Gy) et gravité augmente avec la dose
 déclenchés par la mort d’un grand nombre de cellules
 lors d’une radioexposition : la perte cellulaire est soit :
o provisoire si le déficit est compensé
o permanente si le déficit non compensé
o faible selon que la fonction du tissu ou organe soit non affectée
o importante : si la prolifération des cellules restées viables est insuffisante
 différents selon que l'exposition est globale ou partielle :
 Les effets d'une exposition globale :
o la radio exposition aiguë évolue selon 4 phases :
 phase prodromique : d’une durée de quelques heures
 phase de latence : toujours présente, silencieuse d’une durée de 5 à 14 jours ;
 période d’état : associant les signes généraux, hémorragiques et infectieux ; c’est la période critique mettant en jeu le pronostic vital.
 période de convalescence : à partir du 3èmemois.
o les caractéristiques cliniques en fonction de la dose:
Da : Gy Forme Symptomatologie
< 0,3 Infra clinique Rien
0,3 - 1 Infra clinique Diminution temporaire spontanément réversible des lymphocytes.
Aucun traitement n’est nécessaire.
1 - 2 Réaction générale
légère Malaise - asthénie – nausées vomissements en 3-6h
Hospitalisation nécessaire, mais guérison spontanée.
2 – 4
Hématopoïétique
modérée
Diminution des : globules blancs, hématies et plaquettes en 3 semaines.
Traitement dans un centre spécialisé. Retour à la normale en 4-6 mois.
4 – 6 Hématopoïétique
grave Hémorragie, aplasie médullaire.
DL50 : 4 - 4,5 Gy
6 – 7 Gastro-intestinale Diarrhées - vomissements – hémorragies-
Mort certaine en dehors d’une greffe.
8 -10 Pulmonaire Hémoptysie – insuffisance respiratoire aiguë combinée aux lésions
gravissimes : intestinales et hématopoïétiques.
> 10 Cérébrale Signes neurologiques avec coma.
Aucun traitement n’est efficace, la mort survient en 14-36h.

 Les effets d'une exposition partielle :
o les manifestations sont variables selon la dose reçue et la région exposée ; leur gravité est directement liée à la dose.
o de nombreux effets sont notés au niveau de la peau, gonades, œil et en cas de grossesse.

Organe Nature lésions Dose (Gy)
Peau Erythème
épidermite Sèche
épidermite exsudative
Nécrose 3
5
15
25
Testicules
Diminution nombre spermatozoïdes
Stérilité transitoire
Stérilité définitive 0,3
2
7
Ovaires Troubles cycle et stérilité 7 (40ans) 12-15 (25 ans)
Oeil
cristallin Cataracte :
- Neutrons
- RX
5-8
10
Embryon Avant implantation
Organogenèse : 9j- 60j
Phase foetale : 60 –110j Tout ou rien
> 0,1
< 0,5 : rien











IV- Effets stochastiques :
 aléatoires et tardifs se manifestant plusieurs mois ou années après irradiation et seulement chez certains individus.
 non spécifiques : difficiles à distinguer de la même pathologie non radio induite
 ils n’impliquent pas obligatoirement des doses importantes
 quand la dose augmente, leurs fréquences augmentent, mais leurs gravités restent la même.
 2 types :
o Effets Somatiques :
- Cancérigènes
- concernent l'individu exposé
o Effets génétiques :
- lésions des cellules de la lignée germinale (Spermatozoïde – ovule)
- donc anomalies dans la descendance du sujet irradié.
- si mutations de gènes :
• dominantes → apparition dès la 1ere génération
• récessives → apparition tardive

V- Notions de radioprotection dans le secteur médical.
A- Principes fondamentaux de la radioprotection :
 Bulletin officiel n°4540-3 Chaâbane 1418 (4-12-1997)
 3 principes de base de la Réglementation : CIPR (1928)
o justification de l’activités qui entraîne l’exposition : donc éviter toute exposition inutile
o optimisation de la Radioprotection : maintenir l’exposition à un niveau le plus bas possible
o limitation des expositions individuelles :
- professionnels : Travaillant Directement sous RI : DATR
- public.

B- limitation des expositions individuelles :
1- Pour les travailleurs DATR (directement affecté aux travaux sous rayonnements) :
Catégorie A : en zone contrôlée : où la dose reçue est susceptible d’être ≥3/10 limites annuelles d’exposition (= 15 m SV : irradiation globale)
a- Exposition globale de l’organisme :
 la limite dose équivalente : HE = 50 m Sv / an
 Pour les femmes (DATR) en âge de procréer :
o dose à l’abdomen : HE < 13 m Sv au cours d’un trimestre
o si grossesse déclarée : dose la plus réduite possible jusqu’à l’accouchement : HE <10 m Sv
b- Exposition partielle :
 la limite de dose efficace pour estimer les expositions internes : HEff = 50 m Sv / an
 Pour chacun des tissus ou organes la limite annuelle est : HT = 500 m Sv/an
 Pour le cristallin : H cristallin = 150 m Sv / an
 Pour la peau, les mains, les avant bras, les pieds et les chevilles : H = 500mSv/ an

2- Pour les apprentis et les étudiants :
 Age > 18 ans : idem DATR de catégorie A
 Age 16 – 18 ans : = 3/10 des limites annuelles.

3- Pour le Public : Réduction d’un facteur 10



C- Règles de Radioprotection
1- contre l’exposition Externe
 Distance :
o D1 et D2 : débits de dose équivalente
o d1 et d2 : distances respectives
o le débit D obéit à la loi de l’inverse carré de la distance : D1 / D2 = (d2 / d1)²
 Temps d’exposition : T.E
o pour un Débit de dose donné : Da est proportionnelle au T.E
o donc réduire au minimum la durée d’exposition.
 Utilisation d’écrans : ce moyen est très efficace
o Ecrans contre α : très minces en : mica – Aluminium - cuivre – Argent
o Ecrans contre β :
- matériaux légers : Absorption totale
- Si Z ↑ : rétro diffusion 100%
o Ecrans contre X et gamma :
- Atténuation par écrans à Z ↑↑
- Ex: Plomb : CDA = X2 ou X10

2- contre la contamination : respect des règles suivantes :
 Port de blouses et de gants
 Eviter de : boire – manger - fumer… en zone contrôlée
 Matériel – locaux : adéquats
 Contrôle systématique des travailleurs
 Identifier clairement les préparations radioactives
 Eliminer déchets selon les consignes.

D- Surveillance médicale du personnel
 examens médicaux périodiques / 6 mois.
 surveillance mensuelle dosimètre (Irradiation Externe)
 surveillance radio toxicologique avec dosage des radioéléments dans le sang, les urines et autres secrétions (Irradiation interne ou contamination)

IV- conclusion :
 les radiations ionisantes sont largement utilisées aussi bien dans le domaine médical qu’industriel
 mais ils représentent des effets nocifs même à faible dose d’où la réglementation de la radioprotection.





_________________
Salut tout le monde, sans moi tout le monde saigne lol.


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MessagePosté le: Ven 30 Jan - 10:44 (2009)

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