
Professeur J.F. HERON
Faculté de Médecine de Caen -France
Cancérologie générale - 17/02/2004
Polycopié –Chapitre 8 - page : 4
On distingue l'effet direct dont la cible est représentée par les macromolécules cellulaires,
notamment l'ADN, et l 'effet indirect qui est la conséquence de l'attaque des macromolécules
par les radicaux libres issus de la radiolyse de l'eau et qui survient de façon prépondérante,
dans 70 à 80% des cas.
On pourra lire les explications sur ces effets physico-chimiques sur la page liée et
notamment sur la molécule d'eau.
En présence d'oxygène, on assiste à la création d'espèces radicalaires à fort pouvoir
oxydant, espèces radicalaires qui interagissent pour aboutir à la formation d'eau oxygénée,
particulièrement oxydante.
Une irradiation pratiquée en présence d'oxygène va générer la formation d'un plus grand
nombre de molécules d'eau oxygénée qu'en conditions hypoxiques ; ceci permet de
comprendre "l'effet oxygène". Cet effet consiste en une augmentation de la radiosensibilité
cellulaire testée en présence d'oxygène par rapport à des conditions hypoxiques.
Phase biologique
Que ce soit par effet direct ou indirect, les radiations ionisantes altèrent la structure des
macromolécules et viennent perturber les principales fonctions de la vie cellulaire.
Action sur les acides nucléiques
L'ADN a toujours été considéré comme la cible élective des radiations ionisantes. Lorsque
cytoplasme et noyau sont irradiés de façon sélective, la mort cellulaire survient pour des
doses d'irradiation beaucoup plus faibles et à une fréquence beaucoup plus grande quand
l'irradiation a lieu dans le noyau : les lésions cellulaires responsables de la létalité sont
surtout celles qui touchent l'ADN.
Sont observées :
le plus souvent, des cassures simple-brin sans gap, par rupture des ponts diester,
considérées comme non létales car réparables par une ligase ; la demi-vie de cette
réparation varie de 2 à 10 mn ;
plus rarement, des cassures simple-brin avec gap par perte d'un sucre et d'une base,
nécessitant un temps de réparation plus long du fait de l'action d'une polymérase et
d'une ligase ;
parfois, des altérations des bases, non létales mais pouvant être à l'origine d'une
mutation en cas de non réparation ou de réparation fautive. Ces lésions sont
réparées à 80% dans les 15 minutes suivant l'irradiation par des mécanismes
d'excision-resynthèse faisant intervenir endonucléases, glycosylases, polymérases et
ligases.
enfin, des cassures double-brin, qui peuvent résulter d'un évènement touchant les
deux brins simultanément ou de deux cassures simple-brin indépendantes.Chaque
cassure double-brin est létale en cas de non-réparation, et le nombre de cassures
double-brin conditionne la radiosensibilité cellulaire.
L'aptitude à la réparation des cassures double-brin dépend de leur type : elles seront plus
difficilement réparables s'il existe une perte associée de matériel chromosomique, en cas de
pontage avec des protéines, ou encore si elles sont multiples et rapprochées (déroulement
du DNA surajouté).
On considère qu'une cassure double-brin survient pour 20 cassures simple-brin.