Jaderná toxikologie
Jaderné toxikologie nebo Radiotoxicology je nedávná vědecká disciplína, která se studií přímé účinky a / nebo nepřímé radioaktivní chemické látky na živých organismů a ekosystémů.
Tato disciplína má tendenci otevřít se oblasti životního prostředí, přičemž například v CEA Francie životního prostředí jaderná toxikologických programy studovali na CEA na „toxické účinky prvků používaných v oblasti jaderného výzkumu a průmyslu, která působí toxických chemikálií nebo radiotoxics. To za účelem identifikace prahových hodnot toxicity pro člověka a jeho životní prostředí na jedné straně a na straně druhé pro navrhování preventivních řešení, účinných monitorovacích systémů a nápravných opatření pro čištění půdy a léčbu možné kontaminace lidí. "
Zásady
Živé organismy jsou více či méně vystaveny přirozenému záření . V posledních desetiletích mohou být také vystaveni umělým zdrojům záření. Tato expozice je „vnější“ (hvězdné záření nebo z radioaktivní horniny nebo rentgenové záření například z lékařské rentgenografie) nebo „vnitřní“ (po začlenění radionuklidů do těla očkováním, požitím a / nebo vdechováním) .
Každý organismus je také více či méně vystaven (požitím, vdechováním nebo kontaktem) chemické toxicitě radioaktivních prvků přírodního původu a v poslední době lékařského , průmyslového nebo vojenského původu . Jejich chemická toxicita může interagovat s jejich radiotoxicitou . Tyto produkty, pravděpodobně chemicky toxické i ionizující, mohou v organismu nahradit podobné, ale neradioaktivní prvky (například radioaktivní izotop jodu velmi snadno nahradí normální jód ve štítné žláze a atom vápníku bude snadno nahrazen radioaktivním atomem cesia).
Organismus je téměř vždy konfrontován s globálním stresem (nebo „kombinovaným stresem“), který synergicky spojuje radiační stres, ke kterému se přidává chemický stres, když je radionuklid také chemicky přirozeně toxický, což je často případ, ale tyto synergie jsou teprve začíná být jemně studován.
Zářivé stres a chemikálie interferovat s různými základními a životně důležitých procesů živých ( metabolismu , diferenciace buněk , rozmnožování , evoluční ), a může být například zdroj mutací na rakovinu , různé delece případně ovlivňující přežití buňky jednotlivce nebo společenství.
Jaderné toxikologie je nutně multidisciplinární , kombinující včetně lékárny , radiochmistes fyzici , specialisté v oblasti metrologie a biologů a ekologů , lékařům a epidemiologové , kteří studují toxické účinky radioaktivních látek v živých organismech, úroveň biomolekul a mobilní ( genotoxicita , toxikogenomiky , proteomika , metabolomika ) k ekosystémům , včetně ekosystémů metabolismu, imunity a zdraví a reprodukce ( reprotoxicita , reprodukční zdraví ).
Často se dělí na několik velkých subdomén:
Existují dva zdroje toxických (a / nebo ekotoxických) účinků, které pravděpodobně spojí své účinky:
Témata zájmu v této oblasti
Jedná se zejména o:
- znalost způsobů působení radioaktivních látek na všech úrovních živé organizace (od molekulárního měřítka po ekosystémy, včetně kolonií organismů, buněk, orgánů, tkání a organismů);
- preferenční vazbu radionuklidů v organismu, v jednom ze svých členů (tam jsou obvykle jeden nebo více cílovými orgány (například štítné žlázy v kontaminované u jódu-131 ), nebo jeho části, orgánu (U potkanů, kromě na ledviny a kosti , určité oblasti mozku přednostně váží uran, například změnou metabolismu cholesterolu , narušením cyklu spánku a bdění a krátkodobou pamětí u lidí ) U primitivních organismů to může být hlen nebo membrána , buněčné jádro nebo specializované organely. Je důležité je znát, protože také vysvětlují environmentální kinetiku radionuklidů v potravinové síti nebo potravní pyramidě);
- se zvláštní spatiotemporal kinetiky radionuklidu, sdružení radionuklidů (nebo ve spojení s dalšími orgány nebo molekul) v organismu a v životním prostředí. Mobilita, biologická dostupnost , bioturbace , biokoncentrace ) a samozřejmě jejich toxicita a ekotoxicita . Toxikologové v této oblasti musí také brát v úvahu radioaktivní rozpad a výskyt „vláken“ (toxických a / nebo radioaktivních či nikoli), jak probíhá atomová transformace spojená s radioaktivním rozpadem . Byli jsme tedy schopni ukázat, že určité druhy (zejména houby, které silně interagují s radionuklidy) přednostně bioakumulují určité kovy a mohly by selektivně kontaminovat jejich predátory nebo konzumenty ( divočák prostřednictvím lanýže jelenů, který pozoruhodně bioakumuluje izotop 137 Cs ( cesium ) například radioaktivní). Časová dimenze je důležitá; například cesium migruje vertikálně v půdě jen pomalu (asi 1 cm / rok pro lesní půdu) a až po asi 20 letech dojde ke kontaminaci hub, jako je Elaphomyces granulatus . Tyto druhy jsou však mykorhidující stromy (pro tento druh lískové ořechy a dub), které pak mohou být schopné kontaminovat. Tyto procesy vysvětlují, že velmi lokálně, v lese, bylo možné udržovat radioaktivitu, dokonce i nárůst v oblastech kontaminovaných deštěmi během průchodu „černobylského mraku“;
-
studium fyziologických reakcí a zejména mechanismů detoxikace nebo vylučování těchto sloučenin (na buněčné úrovni, zejména tam, kde může být radionuklid někdy - jako jiné xenobiotické kontaminanty - chelatován a exportován přirozeným procesem detoxikace (čerpá membrány zahrnující „transportéry" (chelátor, membránový transportér , detoxikační thioprotéiny atd.), nebo naopak pozměněné radioaktivitou nebo indukovaným oxidačním stresem . V druhém případě vědci studují procesy opravy nebo smrti buněk. Tyto studie zahrnují in vitro studie v laboratoři nebo na místě (na znečištěných místech nebo po jaderných zkouškách nebo jaderných katastrofách) nebo dokonce podle modelů;
-
studium genetických následků (zlomy v DNA řetězci , DNA-protein mostů, poškození bází, atd), a větší nebo menší účinnosti vlastního opravy systémů DNA a buňky, zejména v některých tak extremofilní bakterie , z nichž některé jsou výjimečně rezistentní na vysokou radioaktivitu ( zejména Deinococcus radiodurans ). Doplňuje studii z nejcitlivějších organismů lépe porozumět nebezpečí trans-generační genetických chorob vyvolaných při zárodečné buňky jsou geneticky modifikované radioaktivitou. Abychom jim lépe porozuměli, zajímají se vědci o důsledky genetických delecí a mutací v tak odlišných organismech, jako jsou viry , mikroby , rostliny , lišejníky (často velmi odolné vůči radioaktivitě) nebo zvířata;
-
studium určitých rizikových faktorů , které se navzájem kombinují, například: trvání a intenzita (dávka) a typ záření (energetická proměnná v závislosti na tom, zda je záření alfa, beta, gama nebo kombinované v případě expozice koktejly radionuklidů), jakož i druh expozice (vnější ozařování nebo fixní a chronické vnitřní nebo mobilní a krátkodobé vnitřní);
-
studium faktorů zranitelnosti exponovaného organismu (které se liší podle jeho věku, zdravotního stavu a určitých genetických vlastností specifických pro jednotlivce a pro dotyčný druh );
-
bezpečnost potravin ; WHO, Evropské společenství a různé organizace stanoví regulační limity. Například EU rozhodla, že mléko by nemělo u jódu 131 překročit 500 Bq / l , ale v některých německých spolkových zemích jsou normy mnohem přísnější (100 Bq / l v Sársku , 20 Bq / l v Hesensku a Hamburku ). Jaderné toxikologie může potvrdit a informovat relevanci určitých norem a prahových hodnot;
-
Výzkum prahy , o ukazatelích a bio-ukazatelů , včetně ze zpětné vazby z havárií ( cindyniques ).
O součinnosti mezi radioaktivními látkami a jiné subjekty (toxického či nikoliv) jsou pravděpodobně běžné, ale stále málo studoval a špatně pochopen.
Specifičtější otázky jsou kladeny toxikologům, například ohledně okamžitých nebo opožděných účinků použití muničního prot zbroje na ochuzený uran .
Ve světě
První velké výzkumné programy byly zahájeny v Japonsku za účelem lepšího porozumění a měření střednědobých a dlouhodobých dopadů 2 atomových bomb, které zničily Hirošimu a Nagasaki a zabily nebo ozářily jejich obyvatele, poté po černobylské katastrofě .
Ve Francii
- V roce 2001 zahájila CEA program „jaderná toxikologie“, který byl představen návštěvnímu výboru na konci roku 2002. Kromě toho byla v roce 2000 v CEA-Marcoule založena SBTN (Katedra biochemie a jaderné toxikologie). Program „Jaderná toxikologie“ musí u „zájmových prvků“ studovat biologické účinky radioaktivních prvků nebo sloučenin a biologické reakce ( biomolekulární , buněčné ), aby mohl navrhnout nebo zlepšit strategie řízení a snižování rizik na různých úrovních organizace živé věci, od mikrobů po člověka. V roce 2002 zahrnovala zejména dva projekty „ Tocso “ (zaměřené zejména na oxidační stres ) a „ transkriptomová dynamika “ (studium například časných genomových a translačních reakcí ( traduktomu ) na genotoxické látky v rostlinách ( Arabidopsis thaliana L.) nebo sinice, jako je Synechocystis ), s účastí od roku 2003 v laboratořích Microbiology and Plant Biology of Cadarache . Je založen na úložišti znalostí ve výstavbě Od roku 2002 se práce zaměřují na transportéry kovů, zejména v kontextu detoxikace buněk. Dalšími subjekty jsou biologická chelatace / decorubishi , jevy bakteriální radiové rezistence. Různé laboratoře půjčí své nástroje pro manipulaci s radioelementy (uran, plutonium, americium), včetně Bruyères-le-Chatel (experimenty na zvířatech a buňkách RadioToxicology), Cadarache (laboratoř mikrobiologie DEVM) pro studium interakcí mezi mikroorganismy a produkty štěpení nebo uranem, a laboratoř DEN Chicade pro kultury na půdách kontaminovaných uranem a / nebo štěpnými produkty a laboratoř Bioatalante určená pro buněčnou nebo molekulární biologii vyšších eukaryot vystavených transuranickým aktinidům (Pu, Am…).
V roce 2004 byl program otevřen dalším výzkumným organizacím ( CNRS , INRA a INSERM ).
- IRSN se zaměřila na to toxikologické aspekty ve svém programu „ENVIRHOM“ pro lepší pochopení vlivu radionuklidů na fyziologii organismů a zejména člověka, včetně ekologických a zdravotních důsledků radioaktivity.
- Aby uspokojila potřeby prediktivní toxikologie a ekotoxikologie, vytvořila interdisciplinární práce více než stovky výzkumníků (zejména z CEA a IRSN) syntézu toxikologie uranu, plutonia, cesia, jódu, kadmia, selenu, kobaltu, tritia a uhlíku 14. Tato práce se zabývá chováním chemických druhů těchto produktů v potravinových sítích a biosféře , podle jejich speciačních charakteristik , biologické dostupnosti [[{{{1}}} | {{1}}}]] , přenosových režimů , biogeochemické toky , od molekulárních vah po migrující zvířata.
Ozáření
Určitá chování nebo situace jsou rizikovými faktory pro nadměrné vystavení radioaktivitě: pacient, který žije v domě, kde je radon uvolňován ze země nebo ze stěn, je chronicky vystaven. Pokud vezme 5 rentgenových paprsků , dostane dávku asi 1 mSv ; cestující a piloti dopravních letadel nebo astronauti podstoupí další expozici (přibližně 1 mSv v případě intenzivního slunečního erupce .
Kontroverze
- Za nedostatek transparentnosti je často kritizován jaderný průmysl a oficiální struktury, které dohlížely na jaderné testy nebo studovaly důsledky havárií (ostrov Three Mile Island, Černobyl atd.).
- Kromě toho tato disciplína ze statistických důvodů vyžaduje velké množství monitorovacích údajů, které, jak se zdá, chybí, dokonce i ve velkých jaderných zemích. Například nedávná studie (říjen 2011) o schopnostech amerického státu měřit záření, kterou provedla Americká asociace laboratoří veřejného zdraví, našla pouze malý počet států s technickými prostředky umožňujícími provádět samotné radiační analýzy. „27% respondentů uvedlo, že mají schopnost měřit radionuklidy v klinických vzorcích, 6% uvedlo, že jiný státní úřad nebo ministerstvo mohou tyto vzorky analyzovat radioanalytickou metodou . “ Pouze 60% respondentů mělo schopnost testovat radioaktivitu vzorků životního prostředí (vzduch, půda, povrchová voda) a pouze 48% mělo prostředky k testování vzorků jiných než mléčných potravin; 47% mohlo mléko otestovat. Pouze něco málo přes polovinu států (56%) uvedlo, že údaje o radioaktivitě v pitné vodě zaslalo Agentuře pro ochranu životního prostředí (EPA). UPI věří, že tento nedostatek certifikované a kompetentní laboratoře pro monitorování radioaktivity v životním prostředí a organismech představuje „vážný nedostatek“ v přípravě Spojených států na zvládnutí jaderné nehody nebo jaderné nehody. Záchvat. V krizi podobné krizi ve Fukušimě „by nejméně 70% států pravděpodobně muselo posílat své klinické vzorky do Centra pro kontrolu a prevenci nemocí“, což by znamenalo ztrátu času a riziko zahlcení CDC.
Hlavní radioaktivní prvky
Poznámky a odkazy
-
Tisková zpráva z oddělení věd o živé přírodě CEA.
-
Sdělení Bussy Cyrill, Chazel Valérie, Frelon Sandrine, Houpert Pascale, Monleau Marjorie, Paquet François, nazvané „Heterogenní akumulace uranu v mozku krys“ , na 6. workshopu o interní dozimetrii radionuklidů , Montpellier, 2006 10 02, sborník publikovaný v Oxfords journal dne 1. 11. 2007, IRSN / DRPH / SRBE / LRTOX
-
Sdělení Gourmelon Patrick, Gueguen Yann, Racine Radjini, Souidi Maâmar, nazvané „Modifikace metabolismu cholesterolu v mozku po kontaminaci uranem“ ; 4. ročník kongresu Lipidomics, Toulouse, 2007 10 09 IRSN / DrPH / SRBE / LRTOX, publikovaná 11.10.2007
-
Sdělení „Oxidační stres: mechanismus k vysvětlení mozkové patofyziologie vyvolané chronickým požitím uranu?“ „Ben Soussan Helena Gourmelon Patrick Lestaevel Philip Romero Elodie, Neighbor Philip, 8. ročník mezinárodní sympozium základního a aplikovaného radiobiologie, La Londe Les Maures 2007 09 17 IRSN / DrPH / SRBE / LRTOX (vydáno: 2007 09 21)
-
John Dighton, Tatyana Tugay a Nelli Zhdanova, Interakce hub a radionuklidů v půdě ; Půdní biologie, 1, svazek 13, Mikrobiologie extrémních půd, 3, strany 333-355 ( abstrakt )
-
Článek: Benderitter Marc, Bertho Jean-Marc, De Revel Thierry, Gourmelon Patrick, Gueguen Yann, Lataillade Jean-Jacques, Roy Laurence, Souidi Maâmar Nové bioindikátory pro hodnocení a monitorování poškození vyvolaného zářením: O náhodném případu , Radiační záření výzkumné, objem 169, n o 5, str 543-550, 2008 05 01
-
Dopis programu Nuclear Toxicology - prosinec 2002 - editor CEA ( SEE )
-
Server úložiště znalostí
-
Projekt Teoretické studium interakce vazebných domén představujících konsenzuální sekvenci MTCxxC s kovovými ionty Cu (I), Cd (II) a Co (II) , David Poger, v Grenoblu (DSV / DRDC) z října 2002
-
Martin Savinski, Vysoce výkonná syntéza a screening nových dekororantů plutonia a uranu , od února 2002 v Grenoblu (DSV / DRDC)
-
Benoît Marteyn, Projekt rezistence u bakterií , „Charakterizace a optimalizace proteinů podílejících se na detoxikaci selenu a uranu v Synechocystis“, od ledna 2002 v Saclay (DSV / DBJC)
-
Murielle Roux (práce ADEME-CEA): Příspěvek ke studiu odolnosti proti seleničitanu [[{{{1}}} | {{{1}}}]] v Ralstonia metallidurans , CH34, 19. listopadu 2002, Grenoble
-
Marie-Thérése Ménager, Jacqueline Garnier-Laplace, Environmentální a lidská jaderná toxikologie; Max Goyffon Editor: Lavoisier - Tec & Doc ( Prezentace Actu-environmentnement )
-
UPI, Health News, USA postrádají zdroje pro testování záření ; 10. 10. 2011, konzultováno 11. 11. 2011
-
Sdružení laboratoří veřejného zdraví
Podívejte se také
Návody a doporučení
-
en) Mezinárodní komise pro radiační ochranu. Doporučení Mezinárodní komise pro radiační ochranu . Oxford: Pergamon
Press, 1966. (ICRP Publication Number 9.)
-
(en) Národní rada pro radiační ochranu. Prozatímní pokyny k dopadům nedávných revizí odhadů městarnsk a prohlášení ICRP 1987 Como . Londýn:
HM1SO, 1987: 4. (NRPB-G59.)
Bibliografie
-
(en) Beral V, Inskip H, Fraser P, Booth M, Coleman D, Rose G. Úmrtnost zaměstnanců Úřadu pro atomovou energii Spojeného království, 1946-1979 ; BrMedJ7 1985; 291: 440-7.
-
(en) Beral V, Fraser P, Carpenter L, Booth M, Brown A, Rose G. Mortalita zaměstnanců Atomic Weapons Establishment, 1951-82. Br Med J 1988; 297: 757-70.
-
en) Výbor pro lékařské aspekty záření v životním prostředí. Vyšetřování možného zvýšeného výskytu leukémie u mladých lidí poblíž Dounreav Nluclear Establishment, Caithness, Skotsko . London: HMSO, 1988.
-
en) Výbor pro lékařské aspekty záření v životním prostředí. Zpráva o výskytu rakoviny dětství v oblasti West Berkshire a North Hampshire, ve které se nachází Atomic Weapons Research Establishment, Aldermaston a Royal Ordnance Factory , Burghfield. London: HMSO, 1989.
-
( fr ) Gardner, MJ, MP Snee, AJ Hall a kol. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1662259/pdf/bmj00166-0017.pdf Výsledky případové studie leukémie a lymfomu u mladých lidí poblíž jaderné elektrárny Sellafield v Západní Cumbrii] ; British Medical Journal. 1990.
-
(en) Gofman, John W. Radiačně indukovatelná poranění chromozomu: Některé nedávné důkazy o zdravotních důsledcích - závažné důsledky ; Výbor pro jadernou odpovědnost. Jaro 1992.
-
(en) Hall EJ. Radiobiologe pro radtologa ; Philadelphia: Harper and Row, 1978.
-
(fr) IRSN, LR Tox Publications ( IRSN )
-
(cs) Ishimaru T, Ichimaru M, Mikami M. Leukemie mezi jedinci vystavenými in utero, dětmi přeživších atomových bomb a jejich kontrolami, Hirošima a Nagasaki, 1945-79 . Hirošima: Radiation Effects Research Foundation, 1981. (RERF Technická zpráva 11-81.)
-
(fr) Ménager, Marie-Thérése., Garnier-Laplace, Jacqueline., Goyffon, Max., Environmentální a lidská jaderná toxikologie (kolektivní práce mobilizovala více než sto výzkumníků, zejména z CEA a IRSN); Vydavatel: Lavoisier - Tec & Doc
-
(en) Nomura T. Expozice rodičů rentgenovým paprskům a chemikáliím vyvolává u myší dědičné nádory a anomálie . Nature 1982; 2%: 575-7.
-
(en) Otake, M., WJ Schull. Malé velikosti hlavy související s radiací mezi těmi, kdo přežili A-bombu před prenatálně exponovanými ; International Journal of Radiation Biology. 1993.
-
(en) Otake, M., WJ Schull, J. Neel. Vrozené vady , mrtvě narozené děti a časná úmrtnost dětí, které přežily atomovou bombu: Nová analýza ; Technická zpráva 13-89 nadace pro výzkum radiačních efektů (RERF) [RERF TR 13-89]. Hirošima: RERF, 1989.
-
(en) Sever, Lowell E., Ethel S. Gilbert, Nancy A. Hessol a James M. McIntyre. Případová kontrolní studie vrozených vad a expozice na pracovišti nízkoúrovňovému ionizujícímu záření ; American Journal of Epidemiology . 1988.
-
(en) Sever, Lowell E., Nancy A. Hessol, Ethel S. Gilbert a James M. McIntyre. Prevalence při narození vrozených vad v komunitách poblíž místa v Hanfordu , American Journal of Epidemiology. 1988.
-
(en) Schull, WJ Kritické hodnocení genetických účinků ionizujícího záření na prenatální a postnatální vývoj ; Problémy a revize v teratologii. 1984.
Související články
externí odkazy