Toksykologia jądrowa
Toksykologia jądrowej lub Radiotoxicology jest ostatnim dyscyplina naukowa badająca skutki bezpośrednie i / lub pośrednie radioaktywne substancje chemiczne w organizmach żywych i ekosystemów.
Dyscyplina ta ma tendencję do otwierania się na dziedzinę ochrony środowiska, na przykład na programach CEA we Francji zajmujących się środowiskową toksykologią jądrową dla CEA bada się „toksyczne skutki pierwiastków stosowanych w badaniach jądrowych i przemyśle, które działają z toksycznymi chemikaliami lub radiotoksycznościami. Ma to na celu z jednej strony określenie progów toksyczności dla człowieka i jego środowiska, z drugiej zaś zaproponowanie rozwiązań prewencyjnych, skutecznych systemów monitoringu oraz środków zaradczych na oczyszczanie gleby i leczenie ewentualnego skażenia ludzi. "
Zasady
Wszystkie żywe organizmy są mniej lub bardziej narażone na naturalne promieniowanie . W ostatnich dziesięcioleciach mogą być również narażone na sztuczne źródła promieniowania. Ta ekspozycja jest „zewnętrzna” (promieniowanie gwiezdne lub z radioaktywnej skały lub na przykład promienie rentgenowskie z radiografii medycznej) lub „wewnętrzna” (po wprowadzeniu radionuklidów do organizmu, przez zaszczepienie, spożycie i / lub inhalację) .
Każdy organizm jest również mniej lub bardziej narażony (połknięcie, wdychanie lub kontakt) na chemiczną toksyczność pierwiastków promieniotwórczych pochodzenia naturalnego, a ostatnio pochodzenia medycznego , przemysłowego lub wojskowego. Ich toksyczność chemiczna może oddziaływać z radiotoksycznością . Produkty te, być może zarówno chemicznie toksyczne, jak i jonizujące, mogą zastępować w organizmie pierwiastki bliskie, ale nie radioaktywne (np. radioaktywny izotop jodu bardzo łatwo zastępuje normalny jod w tarczycy, a atom wapnia będzie łatwo zastąpiony przez radioaktywny atom cezu).
Prawie zawsze organizm jest skonfrontowany z globalnym stresem (lub „stresem złożonym”), który synergistycznie łączy stres radiacyjny, do którego dodaje się stres chemiczny, gdy radionuklid jest również chemicznie naturalnie toksyczny, co często ma miejsce, ale te synergie są dopiero zaczynają być dokładnie studiowane.
Promieniowania stres i chemikalia kolidować z różnych podstawowych i ważnych procesach żywych ( metabolizmu , różnicowania komórek , reprodukcji , ewolucja ) i może być na przykład źródło mutacji do raka , różne delecje ewentualnie wpływające na przeżycie komórki indywidualnego lub społeczności.
Toksykologia jądrowego musi wielodyscyplinarny , łącząc tym chemików , radiochmistes fizyków , specjaliści w metrologii i biolodzy i ekologów , lekarzy i epidemiologów badający efektów toksycznych substancji promieniotwórczych w żywych organizmach, poziom Biomolecular i komórkową ( genotoksyczność , toksykogenomika , proteomiki , metabolomikę ) jak w ekosystemach , łącznie z metabolizmu, odporności i zdrowia i odtwarzającego ( szkodliwości dla rozrodczości , zdrowia reprodukcyjnego ).
Często dzieli się na kilka dużych poddomen:
Skutki toksyczne (i/lub ekotoksyczne) mają dwa źródła, które prawdopodobnie łączą swoje skutki:
Interesujące tematy w tym obszarze
Są to w szczególności:
- znajomość sposobów działania substancji promieniotwórczych na wszystkich poziomach żywej organizacji (od skali molekularnej do skali ekosystemów, w tym kolonii organizmów, komórek, narządów, tkanek i organizmów);
- preferencyjne wiązanie radionuklidów w organizmie, w jednym z elementów (są zwykle jeden lub więcej narządów docelowych (takie jak tarczycy w skażonym ciała przez jodu-131 ) lub części narządu (u szczurów, oprócz do nerek i kości , niektóre obszary mózgu preferencyjnie wiążą uran , na przykład modyfikując metabolizm cholesterolu , zakłócając cykl snu i czuwania oraz pamięć krótkotrwałą u ludzi ) U prymitywnych organizmów może to być śluz lub błona , jądro komórkowe lub wyspecjalizowane organelle. Ważne jest, aby je znać, ponieważ wyjaśniają one również kinetykę środowiskową radionuklidów w sieci pokarmowej lub piramidzie żywieniowej);
- na specyficzne Spatiotemporal kinetyka radionuklidu, zrzeszenia radionuklidów (lub w połączeniu z innymi organami lub cząsteczek) w organizmach i w środowisku. Mobilność, biodostępność , bioturbacja , biokoncentracja ) oraz oczywiście ich toksyczność i ekotoksyczność . Toksykolodzy w tej dziedzinie muszą również brać pod uwagę rozpad radioaktywny i pojawianie się „nitek” (toksycznych i/lub radioaktywnych lub nie) w miarę postępu przemiany atomowej związanej z rozpadem radioaktywnym . W ten sposób byliśmy w stanie wykazać, że niektóre gatunki (w szczególności grzyby, które silnie oddziałują z radionuklidami) preferencyjnie bioakumulują niektóre metale i mogą selektywnie zanieczyścić swoich drapieżników lub konsumentów ( dzik poprzez truflę jelenia, która wyjątkowo bioakumuluje izotop 137 Cs ( cez ) na przykład radioaktywne). Ważny jest wymiar czasu; np. cez migruje pionowo w glebie bardzo powoli (około 1 cm /rok dla gleby leśnej) i dopiero po około 20 latach dochodzi do skażenia grzybów takich jak Elaphomyces granulatus . Jednak gatunki te są drzewami mikoryzującymi (orzech laskowy i dąb w przypadku tego gatunku), które mogą następnie być w stanie zanieczyścić. Procesy te wyjaśniają, że bardzo lokalnie, w lesie, radioaktywność mogła się utrzymać, a nawet zwiększyć na obszarach skażonych deszczami podczas przejścia „chmury czarnobylskiej”;
-
badanie reakcji fizjologicznych, a w szczególności mechanizmów detoksykacji lub wydalania tych związków (w szczególności na poziomie komórkowym, gdzie radionuklid może czasami - podobnie jak inne zanieczyszczenia ksenobiotyczne - być chelatowany i eksportowany w naturalnym procesie detoksykacji (pompowanie błon z udziałem „transporterów” (chelator, transporter błonowy , detoksykujące tioproteiny itp.) lub przeciwnie, zmienione przez radioaktywność lub wywołany stres oksydacyjny . W tym ostatnim przypadku naukowcy badają procesy naprawy lub śmierci komórek. Badania te obejmują in vitro badania w laboratorium, lub in situ (na zanieczyszczonych terenów lub po testach nuklearnych i katastrof nuklearnych), a nawet modeli;
-
Badanie genetyczne konsekwencji (przerw w DNA nici , łącząc DNA-białko, uszkodzenie zasad, itd) i w większym lub mniejszym wydajności systemów samonaprawy DNA oraz komórki, w szczególności tak, w niektórych - zwane bakteriami ekstremofilnymi , z których niektóre są wyjątkowo odporne na wysoką radioaktywność ( w szczególności Deinococcus radiodurans ). Uzupełnia on badanie większości organizmów wrażliwych na celu lepsze zrozumienie ryzyko trans pokoleń chorób genetycznych wywołanych gdy komórki z linii zarodkowej są genetycznie zmodyfikowane radioaktywności. Aby je lepiej zrozumieć, badacze interesują się konsekwencjami delecji i mutacji genetycznych w organizmach tak różnych, jak wirusy , drobnoustroje , rośliny , porosty (często bardzo odporne na radioaktywność) czy zwierzęta;
-
badanie pewnych czynników ryzyka , które łączą się ze sobą, na przykład: czas trwania i intensywność (dawka) oraz rodzaj promieniowania (zmienna energetyczna w zależności od tego, czy promieniowanie jest alfa, beta, gamma czy połączone w przypadku narażenia na koktajle radionuklidów), a także rodzaj ekspozycji (napromienianie zewnętrzne lub stałe i przewlekłe wewnętrzne lub ruchome i krótkoterminowe wewnętrzne);
-
badanie czynników wrażliwości narażonego organizmu (który zmienia się w zależności od jego wieku, stanu zdrowia i pewnych cech genetycznych specyficznych dla osobnika i danego gatunku );
-
bezpieczeństwo żywnościowe ; WHO, Wspólnota Europejska i różne organizacje ustalają progi regulacyjne. Na przykład UE zdecydowała, że mleko nie powinno przekraczać 500 Bq/l dla jodu131 , ale w niektórych niemieckich landach normy są znacznie ostrzejsze (100 Bq/l w Saarze , 20 Bq/l w Hesji i Hamburgu ). Toksykologia jądrowa może potwierdzić i informuje o znaczeniu pewnych norm i wartości progowych;
-
Progi badawcze , wskaźników i biowskaźników , w tym z informacji zwrotnych o wypadkach ( cindyniques ).
Z synergii między substancji promieniotwórczych i innych organów (toksyczny lub nie) są prawdopodobnie powszechne, ale mało badane i słabo poznane.
Bardziej szczegółowe pytania zadawane są toksykologom, na przykład o natychmiastowe lub opóźnione skutki użycia amunicji przeciwpancernej do zubożonego uranu .
Na świecie
Pierwsze duże programy badawcze uruchomiono w Japonii, aby lepiej zrozumieć i zmierzyć średnio- i długoterminowe skutki 2 bomb atomowych, które zniszczyły Hiroszimę i Nagasaki oraz zabiły lub napromieniowały ich mieszkańców, a następnie po katastrofie w Czarnobylu .
We Francji
- W 2001 r. CEA uruchomił program „toksykologii jądrowej”, który został przedstawiony komitetowi wizytującemu pod koniec 2002 r. Ponadto w 2000 r. w CEA-Marcoule utworzono SBTN (Wydział Biochemii i Toksykologii Jądrowej). Program „toksykologii nuklearnej” musi badać „elementy będące przedmiotem zainteresowania” biologiczne skutki pierwiastków lub związków promieniotwórczych oraz reakcje biologiczne ( biomolekularne , komórkowe ), aby zaproponować lub ulepszyć strategie zarządzania i ograniczania ryzyka na różnych poziomach organizacji żywe istoty, od drobnoustrojów po ludzi. W 2002 r. objęła ona w szczególności dwa projekty „ Tocso ” (koncentrujące się w szczególności na stresie oksydacyjnym ) i „ Dynamikę transkryptomu ” (badanie na przykład wczesnych odpowiedzi genomicznych i translacyjnych ( traductom ) na czynniki genotoksyczne w roślinach ( Arabidopsis thaliana L.). lub cyjanobakterie, takie jak Synechocystis ), z udziałem od 2003 r. laboratoriów Microbiology i Plant Biology w Cadarache . Opiera się na tworzonym repozytorium wiedzy.Od 2002 roku prace te skupiają się na transporterach metali, w szczególności w kontekście detoksykacji komórek. Inne tematy to biologiczna chelatacja / decorubishi , zjawiska bakteryjnej odporności na promieniowanie. Różne laboratoria użyczą swoich narzędzi do obróbki pierwiastków promieniotwórczych (uran, pluton, ameryk), w tym Bruyères-le-Chatel (eksperymenty radiotoksykologiczne na zwierzętach i komórkach), Cadarache (laboratorium mikrobiologiczne DEVM) do badania interakcji między mikroorganizmami a produktami rozszczepienia lub uranem, oraz laboratorium DEN Chicade dla kultur na glebach skażonych uranem i/lub produktami rozszczepienia oraz laboratorium Bioatalante przeznaczone do biologii komórkowej lub molekularnej wyższych eukariontów narażonych na transuranowe aktynowce (Pu, Am…).
W 2004 roku program został otwarty dla innych organizacji badawczych ( CNRS , INRA i INSERM ).
- IRSN skupiła się na nim aspektów toksykologicznych w swoim programie „ENVIRHOM” , aby lepiej zrozumieć wpływ radionuklidów na fizjologii organizmów, a zwłaszcza człowieka, w tym poprzez ekologicznych i zdrowotnych skutków napromieniowania.
- Aby sprostać potrzebom toksykologii predykcyjnej i ekotoksykologii, w ramach interdyscyplinarnych prac ponad stu badaczy (w szczególności z CEA i IRSN) przeprowadzono syntezę toksykologii uranu, plutonu, cezu, jodu, kadmu, selenu, kobaltu, trytu i węgla 14. Niniejsza praca dotyczy zachowania się gatunków chemicznych tych produktów w sieciach pokarmowych i biosferze , zgodnie z ich charakterystyką pod względem specjacji , biodostępności [[{{{1}}} | {{{1}}}]] , tryby transferu, przepływy biogeochemiczne , ze skali molekularnej do skali zwierząt migrujących.
Naświetlanie
Pewne zachowania lub sytuacje są czynnikami ryzyka nadmiernej ekspozycji na radioaktywność: pacjent mieszkający w domu, w którym radon jest uwalniany z ziemi lub ze ścian, jest chronicznie narażony. Jeśli wykona 5 zdjęć rentgenowskich , otrzyma dawkę około 1 mSv ; pasażerowie i piloci samolotów lub astronauci poddawani są dodatkowej ekspozycji (około 1 mSv w przypadku intensywnego rozbłysku słonecznego) .
Kontrowersje
- Przemysł jądrowy i oficjalne struktury, które nadzorowały próby jądrowe lub badały konsekwencje wypadków (Three Mile Island, Czarnobyl itp.) są często krytykowane za brak przejrzystości.
- Ponadto dyscyplina ta, ze względów statystycznych, wymaga dużej ilości danych z monitoringu, których wydaje się brakować nawet w dużych krajach nuklearnych. Na przykład niedawne badanie (październik 2011 r.) możliwości pomiaru promieniowania w stanach USA, przeprowadzone przez Amerykańskie Stowarzyszenie Laboratoriów Zdrowia Publicznego, wykazało, że tylko niewielka liczba stanów dysponuje środkami technicznymi umożliwiającymi samodzielne przeprowadzanie analiz promieniowania. „27% respondentów wskazało, że mieli możliwość pomiaru radionuklidów w próbkach klinicznych, 6% podało, że inna agencja rządowa lub ministerstwo mogłoby analizy tych próbek za pomocą metody radioanalytical . ” Tylko 60% respondentów posiadało zdolność do badania próbek środowiskowych (powietrza, gleby, wód powierzchniowych) pod kątem radioaktywności, a tylko 48% posiadało środki do badania próbek żywności niemlecznej; 47% mogło przetestować mleko. Tylko nieco ponad połowa stanów (56%) zgłosiła przekazywanie danych dotyczących radioaktywności w wodzie pitnej do Agencji Ochrony Środowiska (EPA). UPI uważa, że ten brak certyfikowanego i kompetentnego laboratorium do monitorowania radioaktywności w środowisku i organizmach stanowi „poważne niedociągnięcie” w przygotowaniu Stanów Zjednoczonych do zarządzania wypadkiem jądrowym lub wypadkiem. . W kryzysie podobnym do tego w Fukushimie „co najmniej 70% stanów prawdopodobnie musiałoby wysłać swoje próbki kliniczne do Centrów Kontroli i Prewencji Chorób”, co byłoby stratą czasu i ryzykiem przytłoczenia CDC.
Główne pierwiastki promieniotwórcze
Uwagi i referencje
-
Komunikat prasowy wydziału nauk przyrodniczych CEA.
-
Komunikat Bussy Cyrill, Chazel Valérie, Frelon Sandrine, Houpert Pascale, Monleau Marjorie, Paquet François pt. „Niejednorodna akumulacja uranu w mózgu szczurów” , na VI Warsztatach Dozymetrii Wewnętrznej Radionuklidów , Montpellier, 2006 10 02, materiały opublikowane przez czasopismo Oxfords w dniu 01.11.2007, IRSN / DRPH / SRBE / LRTOX
-
Komunikat Gourmelona Patricka, Gueguen Yanna, Racine Radjini, Souidi Maâmara zatytułowany „Modyfikacje metabolizmu cholesterolu w mózgu po skażeniu uranem” ; 4 th Congress lipidomiką, Tuluza, 2007 10 09 IRSN / DRPH / SRBE / LRTOX, opublikowane 11 października 2007
-
Komunikat „Stres oksydacyjny: mechanizm wyjaśniający patofizjologię mózgu wywołaną przewlekłym przyjmowaniem uranu?” „Ben Soussan Helena Gourmelon Patrick Lestaevel Philip Romero Elodie, sąsiad Philip, 8 th International Symposium podstawowe i stosowane radiobiologii, La Londe Les Maures 2007 09 17 IRSN / DRPH / SRBE / LRTOX (Release: 2007 09 21)
-
John Dighton, Tatyana Tugay i Nelli Zhdanova, Interakcje grzybów i radionuklidów w glebie ; Biologia gleby, 1, tom 13, Mikrobiologia gleb ekstremalnych, 3, strony 333-355 ( streszczenie )
-
Artykuł: Benderitter Marc, Bertho Jean-Marc, De Revel Thierry, Gourmelon Patrick, Gueguen Yann, Lataillade Jean-Jacques, Roy Laurence, Souidi Maâmar Nowe biowskaźniki do oceny i monitorowania uszkodzeń wywołanych promieniowaniem: O przypadkowym przypadku , Promieniowanie Research, tom 169, N O 5, strony 543-550, 2008 05 01
-
List programu toksykologii nuklearnej – grudzień 2002 r. – redaktor CEA ( ZOBACZ )
-
Serwer repozytorium wiedzy
-
Projekt Badanie teoretyczne oddziaływania domen wiążących prezentujących sekwencję konsensusową MTCxxC z jonami metali Cu(I), Cd(II) i Co(II) , David Poger, w Grenoble (DSV/DRDC) od października 2002
-
Martin Savinski, Wysokoprzepustowa synteza i badanie przesiewowe nowych dekorporantów plutonu i uranu , od lutego 2002 r. w Grenoble (DSV / DRDC)
-
Benoît Marteyn, Projekt odpornościowy u bakterii , „Charakterystyka i optymalizacja białek zaangażowanych w detoksykację selenu i uranu w Synechocystis”, od stycznia 2002 r. w Saclay (DSV/DBJC)
-
Murielle Roux (Teza ADEME-CEA): Wkład w badania odporności na selenit [[{{{1}}} | {{{1}}}]] w Ralstonia metallidurans , CH34, 19 listopada 2002, Grenoble
-
Marie-Thérése Ménager, Jacqueline Garnier-Laplace, Toksykologia środowiskowa i nuklearna człowieka; Max Goyffon Redaktor: Lavoisier - Tec & Doc ( Prezentacja Actu-environnement )
-
UPI, Health News, USA nie posiada zasobów do testowania promieniowania ; 2011-10-10, konsultowane 2011-11-11
-
Stowarzyszenie Laboratoriów Zdrowia Publicznego
Zobacz również
Poradniki i rekomendacje
-
(en) Międzynarodowa Komisja Ochrony Radiologicznej. Zalecenia Międzynarodowej Komisji Ochrony Radiologicznej . Oksford: Pergamon
Press, 1966. (publikacja ICRP numer 9.)
-
(en) Narodowa Rada Ochrony Radiologicznej. Tymczasowe wytyczne dotyczące konsekwencji ostatnich korekt szacunków i oświadczenia ICRP z 1987 r. z Como . Londyn:
HM1SO, 1987: 4. (NRPB-G59.)
Bibliografia
-
(en) Beral V, Inskip H, Fraser P, Booth M, Coleman D, Rose G. Śmiertelność pracowników Urzędu Energii Atomowej Zjednoczonego Królestwa, 1946-1979 ; BrMedJ7 1985; 291: 440-7.
-
(en) Beral V, Fraser P, Carpenter L, Booth M, Brown A, Rose G. Śmiertelność pracowników Zakładu Broni Atomowej, 1951-82. Br Med J 1988; 297: 757-70.
-
(en) Komitet ds. Medycznych Aspektów Promieniowania w Środowisku. Badanie możliwego zwiększonego występowania białaczki u młodych ludzi w pobliżu Dounreav Nluclear Establishment, Caithness, Szkocja . Londyn: HMSO, 1988.
-
(en) Komitet ds. Medycznych Aspektów Promieniowania w Środowisku. Raport o zachorowalności na nowotwory dziecięce w rejonie West Berkshire i North Hampshire, w których znajdują się Zakład Badań nad Bronią Atomową w Aldermaston oraz Królewska Fabryka Ordnance w Burghfield. Londyn: HMSO, 1989.
-
( fr ) Gardner, MJ, MP Snee, AJ Hall, et al. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1662259/pdf/bmj00166-0017.pdf Wyniki badania kliniczno-kontrolnego białaczki i chłoniaka wśród młodych ludzi w pobliżu elektrowni jądrowej Sellafield w Zachodniej Kumbrii] ; Brytyjskie czasopismo medyczne. 1990.
-
(en) Gofman, John W. Indukowane promieniowaniem uszkodzenia chromosomów: niektóre niedawne dowody na konsekwencje zdrowotne - poważne konsekwencje ; Komitet Odpowiedzialności Jądrowej. Wiosna 1992.
-
(pl) Sala EJ. Radiobiolog dla radtologa ; Filadelfia: Harper and Row, 1978.
-
(fr) IRSN, LR Tox Publikacje ( IRSN )
-
(en) Ishimaru T, Ichimaru M, Mikami M. Białaczka przypadki wśród osób narażonych w macicy, dzieci, które przeżyły bombę atomową i ich kontrolni, Hiroszima i Nagasaki, 1945-79 . Hiroszima: Fundacja Badań nad Efektami Promieniowania, 1981. (Raport techniczny RERF 11-81.)
-
(fr) Menager, Marie-Thérése., Garnier-Laplace, Jacqueline., Goyffon, Max., Toksykologia środowiskowa i nuklearna człowieka (praca zbiorowa, która zmobilizowała ponad stu badaczy, głównie z CEA i IRSN); Wydawca: Lavoisier - Tec & Doc
-
(pl) Nomura T. Ekspozycja rodziców na promieniowanie rentgenowskie i chemikalia indukuje dziedziczne guzy i anomalie u myszy . Natura 1982; 2%: 575-7.
-
(en) Otake, M., WJ Schull. Małe rozmiary głowy związane z promieniowaniem wśród osób, które przeżyły bombę atomową w okresie prenatalnym ; International Journal of Radiation Biology. 1993.
-
(en) M. Otake, WJ Schull, J. Neel. Wrodzone wady rozwojowe, martwe urodzenia i wczesna śmiertelność wśród dzieci, które przeżyły bombę atomową: ponowna analiza ; Raport techniczny Fundacji Badań Skutków Radiacyjnych (RERF) 13-89 [RERF TR 13-89]. Hiroszima: RERF, 1989.
-
(en) Sever, Lowell E., Ethel S. Gilbert, Nancy A. Hessol i James M. McIntyre. studium kliniczno-kontrolne wad wrodzonych i ekspozycji zawodowej na promieniowanie jonizujące niskiego poziomu ; American Journal of Epidemiology . 1988.
-
(en) Sever, Lowell E., Nancy A. Hessol, Ethel S. Gilbert i James M. McIntyre. Występowanie przy narodzinach wad wrodzonych w społecznościach w pobliżu Hanford Site , American Journal of Epidemiology. 1988.
-
(en) Schull, WJ Krytyczna ocena genetycznych skutków promieniowania jonizującego na rozwój przed- i pourodzeniowy ; Zagadnienia i przegląd w teratologii. 1984.
Powiązane artykuły
Linki zewnętrzne