Les effets déterministes

[corentin17]

Bonjour,
je suis en 1ère S et je finalise actuellement mon TPE mais j'ai une petite question à propos des effets des rayonnements ionisants et plus particulièrement des effets déterministes. J'ai pu lire par exemple que : "Un effet déterministe est un effet des rayonnements ionisants néfaste à la santé. Il résulte de dommages irréparables sur l'ADN causés par une dose importante d'irradiation ; cela entraîne la mort de nombreuses cellules." Donc du coup les effets déterministes sont causés par des cellules mortes non ? Or, l'effet qui apparaît a la plus forte dose est la nécrose (entre 25 et 30 Gy) qui est "une forme de dégât cellulaire qui mène à la mort prématurée et non programmée des cellules dans le tissu vivant."
Donc du coup je sais pas si j'arrive bien à me faire comprendre mais je ne comprend pas pourquoi, alors que les effets déterministes sont causés par des cellules mortes, pourquoi l'effet le plus grave c'est d'avoir des cellules qui sont mortes.
Merci des vos réponses en espérant que vous m'ayez compris
-----

[pierre.jouenne53]

Bonjour !

Les effets déterministes sont équivalents (entre autres) à la mort de cellules. En gros, si tu as une nécrose de milliers de cellules de la paume de ta main, c'est l'équivalent d'une grosse brûlure. Ce n'est pas un lien de cause à effet. C'est plutôt un changement d'échelle.
Cela donne, à un niveau macroscopique :
Rayonnement --> Brûlure / cancer / Perte de cheveux / Problèmes neurologiques ...
A un niveau microscopique :
Rayonnement --> Mort de cellules par nécrose / Mutations irréparables de gènes importants / ... (je ne connais pas l'équivalence au niveau microscopique pour les deux derniers symptômes)

@+

Pierre.

[pierre.jouenne53]

Il me semble que ton problème est que tu confonds deux types d'explications. Tu as une explication de type temporelle : d'abord un cause puis un effet. Exemple : tu appuies sur le bouton et la bombe explose. Tu as aussi une explication de type changement d'échelle, plus spatiale : Tu expliques le comportement d'un objet en le regardant à plus petite échelle. Exemple : Les carottes sont oranges parce qu'elles contiennent du bêta-carotène qui interagit avec la lumière. Tu as transformé une explication spatiale (une brûlure est due à la mort de cellules) en explication temporelle (1- Les cellules sont mortes 2-On voit une brûlure ; ce qui est faux).

[corentin17]

Merci beaucoup de votre réponse, j'en profite pour m'éclairer sur un autre point dans le même thème, j'ai vu sur un site un schéma qui résume les effets des rayonnements ionisants : http://rayons-sante.com/rayonnements...-radiobiologie . Déjà vous parait-il correct (c'est le schéma de la partie "des connaissances qui se renforcent") ? Et j'ai plusieurs questions dessus. Déjà Est-ce que quand la cellule se "tranforme", cela est due par une réparation fautive des enzymes réparatrices qui a fait mutée la cellule ? Et aussi je ne comprends pas ce qu'ils entendent par "effet nul", si la cellule est détruite par le système immunitaire par exemple, la cellule meurt non ? ce n'est pas un "effet nul"

[A voir en vidéo sur Futura]

[pierre.jouenne53]

Bonjour !

Pour répondre à la première question : oui, le schéma me paraît correct.

Ensuite, sur la réparation, tu as raison aussi. Pour être plus précis, on pourra parler de réparation incomplète ou impossible. Quand il y a trop d'erreurs et que le système de réparation est surchargé, la cellule doit faire le choix entre se suicider (l'apoptose) ou survivre en admettant quelques erreurs. Dans ce cas, elle fait appel à une enzyme peu fidèle (l'ADN polymérase êta), qui va prendre quelques bases au pif pour "sauter" par dessus un obstacle (mésappariement, ADN détérioré, ...). Un autre problème peut aussi être une coupure de l'ADN : la cellule va alors faire du rafistolage et ressouder les deux brins. Mais des modifications peuvent être arrivées dans la séquence entretemps ... Après, pour voir l'ampleur de la transformation, il faut se renseigner sur les endroits où les mutations persistent (je n'ai plus le chiffre en tête, mais il me semble que plus de 90% de l'ADN ne sert pas à coder des protéines et de l'ARN non traduit). Il faut donc que certains gènes de contrôle soient affectés pour que la cellule deviennent cancéreuse.

Pour ta dernière question, tu as raison dans l'absolu. Quelques cellules vont mourir. Mais le schéma parle à l'échelle de l'organisme. Je pense qu'il veut donc dire que les effets sont négligeables. En temps normal, certaines cellules de l'organisme sont renouvelées. Certaines meurent et d'autres naissent. Le schéma signifie donc qu'on ne peut pas détecter de variation sensible par rapport au nombre de cellules qui meurent en temps normal.

@+

Pierre.

[corentin17]

Bonjour !
Du coup est-ce que l'apoptose correspond à la partie du schéma "mourir"? Sinon j'avais également vu que certaines lésions ne peuvent pas être réparés, car il y a des lésions létales : qui touchent des fonctions vitales ou sublétales : individuellement réparables mais dont l'accumulation aboutit à la mort de la cellule. Donc est-ce qu'il s'agit de deux types de mort différente ou c'est la même chose ?

Sinon, peut-être que ça rentre trop dans les détails mais pourquoi la cellule va des fois privilégié l'apoptose et des fois préférer survivre ? Cela a un rapport avec le fait que la mort de la cellule soit un effet déterministe et le fait que les mutations soient un effet stochastique ?

Enfin, j’espère que c'est ma dernière question ! , est-ce que la mort des cellules par le système immunitaire est un effet stochastique ? Dans la mesure où la cellule a mutée

[pierre.jouenne53]

Re- !

Tout d'abord, l'apoptose est un phénomène très étudié, et je pense qu'il peut s'inscrire dans plusieurs parties. J'espère ne pas dire de bêtise, mais il me semble que tu peux aussi la retrouver dans la destruction de cellules par les lymphocytes. Si tu veux un peu de documentation : lien 1 et lien 2 mais j'aimerais avoir d'autres personnes qui confirment ce que je dis parce que je ne suis pas très sûr de moi ...
Donc à mon avis, l'apoptose pourrait se retrouver dans la partie "mourir", mais aussi dans la partie "se transformer - la cellule est détruite par le système immunitaire". J'en profite pour dire que l'apoptose peut être provoquée directement (via des récepteurs de mort) ou pas (suite à des lésions trop importantes). Tu peux jeter un œil sur l'article de Wikipedia ou d'une autre encyclopédie si tu veux des renseignements plus pointus.
Aussi, dans la partie "mourir", tu as la nécrose. Contrairement à l'apoptose où la cellule se suicide proprement, dans la nécrose, il y a rupture de membrane et explosion, ce qui provoque des inflammations.

Pour les lésions létales et sublétales, il y a plusieurs exemples. On peut imaginer une mort suite à une mutation sur un gène codant pour une fonction vitale que l'organisme n'a pas pu réparer à cause de trop de mutations. Dans ce cas, tu as à la fois létale et sublétale. On peut imaginer une mort suite à de nombreuses mutations sur de nombreux gènes qui ne contrôlent pas directement une fonction vitale, mais s'ils sont tous atteints, il y a trop de fonctions secondaires perdues. Tu as, ce coup-ci, uniquement des lésions sublétales. On peut aussi imaginer que ce ne soit pas l'ADN qui est atteint, mais qu'un autre problème dans des organites provoque l'apoptose (ou la nécrose). Donc tu vois que lésions létales et sublétales ne sont pas la même chose, mais ne peuvent pas être distinguées simplement en deux types de mort.

Concernant ta question sur le choix entre l'apoptose et la survie malgré les mutations, je ne peux pas te répondre. Peut-être que quelqu'un de plus qualifié le pourra. Enfin, je ne suis même pas sûr que les scientifiques le savent. Sinon, ce serait une superbe avancée dans le cas du traitement contre les cancers. On connaitrait la dose exacte à délivrer pour ne provoquer que des apoptoses dans une région ciblée, sans risque de cancer suite à la radiothérapie.

Pour les deux dernières questions, je ne suis pas très à l'aise avec les nuances de vocabulaire que tu demandes. Si tu veux un choix arbitraire qu'on m'a donné en cours, tu as d'un côté les effets stochastiques avec la génétique, et de l'autre les effets déterministes avec des grosses inflammations, des effets précoces au niveau du corps, des brûlures en compagnie. Évite de parler de déterminisme au niveau d'une cellule parce que cela dépend de la dose. A faible dose, tu a des effets stochastiques. A forte dose, tu as des effets stochastiques et déterminismes. Pour faire une grosse caricature, les effets déterministes, c'est : plus on tape fort, plus ça fait mal. Pour les effets stochastiques, il y a trop de paramètres, alors on ne maîtrise pas trop. Typiquement, quand on ne tape pas fort, le ressenti dépend de l'environnement de la personne, de son caractère, de son éducation (évidemment, les problèmes psychologiques doivent moins se poser au niveau cellulaire, mais le domaine est très complexe, d'autant plus qu'il faut prendre en compte les fluctuations de l'expérience, le fait que les radiations n'interagissent pas toutes avec la matière, ...)
Donc pour reprendre tes questions :
- on ne peut pas parler d'effet déterministe pour la mort de la cellule (et ce n'est pas pour ça qu'on peut parler d'effet purement stochastique)
- les mutations sont bien un effet stochastique (et au niveau de leurs conséquences, on parlera d'effet déterministes et /ou stochastiques)
- pour la mort des cellules par le système immunitaire, c'est déterministe dans le sens où une cellule immunitaire tue une cellule mutée ce qui provoque la mort de cette cellule (tu parles de causes pures, mais il faut faire attention à ne pas être trop simpliste, étant donnée la quantité énorme de processus intermédiaires et leur possible dysfonctionnement). Il y a aussi un côté effet stochastique à cause de l'apparition de la mutation. Donc je te conseille de parler de processus bien clairs et bien définis à l'échelle du tissu et pas de la cellule !

J'espère t'avoir aidé et je m'excuse pour la longueur du message --'

@+
Pierre.

[corentin17]

Merci de votre réponse, j'ai trouvé cette vidéo : http://podcast.grenet.fr/episode/cou...radiobiologie/ qui à partir de 1h24 explique les effets des rayonnements ionisants, et qui explique que pour la réparation fautive la cellule enclenche le processus d'apoptose, et que si celui-ci n'est pas enclenché c'est que la cellule a perdu sa capacité d 'apoptose, et ne parle pas de choix à faire entre continuer la réparation et apoptose. Donc est-ce que c'est juste qu'ils ont d'avantages développer dans cette vidéo ?

[pierre.jouenne53]

Autant pour moi et merci pour la référence !
Le concept de choix est un peu vaseux dans mon explication parce que cela revient à appliquer un concept bien humain (la liberté) à la cellule, qui est une structure complexe. La vidéo développe très bien la problématique et ce dont elle parle vaut beaucoup mieux qu'une idée comme le choix, qui n'est qu'une approximation grossière.

Cependant, cette vidéo montre bien que la dose optimale à appliquer en radiologie est encore inconnue (et risque de le rester longtemps ?) parce que des phénomènes nouveaux sont en train d'être découverts. Même si on connaît des paramètres pour déterminer si la cellule survivra ou pas, on réfléchit beaucoup à la qualité de la lésion, au choix de la cible des rayons, et à la manière dont la cellule va répondre pour éviter le développement d'un cancer. On ne sait pas comment conserver le système apoptotique en infligeant des lésions pour faire mourir les cellules tumorales.

@+

Pierre.