Les effets des rayonnements sur les cellules vivantes varient selon le type, l’intensité de l’exposition et la cellule. Pour nos besoins, le terme « rayonnement » fait référence à une émission d’énergie ionisante, telle que des neutrons, des photons et des particules chargées de haute énergie comme les rayons gamma. Il existe un certain nombre de types différents, y compris le rayonnement cosmique de l’espace, le rayonnement terrestre émis par des éléments radioactifs dans le sol et celui d’origine humaine, comme celui libéré par la détonation d’une bombe atomique.
Les cellules vivantes traitent en fait une bonne quantité de rayonnement ; environ 360 millirems par an aux États-Unis, par exemple. Les millirems, d’ailleurs, sont des unités de dosage ; ils sont utilisés pour calculer les résultats de l’exposition à des choses comme les rayons X dans les hôpitaux. Le niveau d’exposition létale varie d’un individu à l’autre et dépend du type d’exposition ; une seule exposition est mortelle à environ 300,000 XNUMX millirems, par exemple, tandis que des doses plus élevées peuvent être tolérées si elles sont le résultat d’expositions prolongées dans le temps.
À de faibles niveaux, les dommages causés par les radiations peuvent être réparés par des cellules vivantes sans effets néfastes. Des doses plus élevées peuvent rendre une cellule stérile, ou elles peuvent interférer avec la capacité d’une cellule à se reproduire correctement, provoquant des mutations. De nombreux cancers, par exemple, sont liés à une exposition aux rayonnements qui perturbe les cellules, les fait muter et se reproduire rapidement. À des doses extrêmement élevées, les radiations provoquent la mort des cellules, par un processus appelé thermalisation, qui fait cuire une cellule de l’intérieur vers l’extérieur.
L’exposition peut endommager les cellules de deux manières différentes. Dans le premier sens, action directe des radiations, elle nuit directement à une molécule ; comme par exemple lorsque le rayonnement interfère avec une molécule d’ADN, causant des dommages cellulaires. Il peut également causer des dommages indirects, en ionisant les molécules, les transformant en composés potentiellement toxiques qui interagissent avec des molécules saines et causent des dommages. L’oxygène, l’hydrogène, l’azote et le carbone sont tous très vulnérables à l’ionisation ; malheureusement pour les cellules vivantes, ces éléments constituent une grande partie d’un organisme vivant.
À des doses très élevées, les radiations causeront des dommages massifs aux organes et aux tissus, trop importants pour que le corps puisse les réparer. Cela provoque un syndrome de rayonnement aigu, également connu sous le nom de maladie des rayonnements. Cette condition est souvent extrêmement douloureuse et désagréable, et elle conduit à la mort. À des doses plus faibles, les dommages causés peuvent être à un niveau plus subtil et peuvent se manifester par un cancer ou par des malformations congénitales causées par des dommages aux tissus reproducteurs plus tard dans la vie. Certaines cellules sont particulièrement vulnérables aux dommages, en particulier les cellules qui se multiplient rapidement ; c’est pourquoi les femmes enceintes doivent faire attention aux sources de rayonnement, car cela peut endommager le fœtus en développement.
Les isotopes radioactifs sont l’une des causes les plus dangereuses de rayonnement, car ces isotopes s’accumulent dans le corps et émettent des rayonnements, contrairement à une exposition ponctuelle à des particules radioactives comme celles émises lors d’une radiographie. Pour cette raison, les personnes qui travaillent autour d’isotopes radioactifs doivent être très prudents, et ceux utilisés dans des procédures comme l’imagerie médicale ont des demi-vies très courtes, ce qui signifie qu’ils se désintègrent rapidement et sont exprimés par le corps.