Bonjour. En TPE nous avons choisi la radiothérapie comme sujet. La problématique est : Comment la radiothérapie est-elle utilisée pour détruire les cellules cancéreuses ?
La 2ème partie du notre plan est : les effets des rayonnements sur la cellule (saine et cancéreuse).
Cette partie fait pour l'instant que 4 pages, je voudrais que vous me diriez si tout est bien expliqué, enfin vos observations.
II – Les effets des rayonnements :
Toute matière est constituée d’atomes qui à leur tour sont composés d’un noyau autour duquel gravitent des électrons et des nucléons (protons et neutrons).
L’ADN (molécule située dans le noyau de la cellule et contenant l’information génétique) est comme toute autre matière un assemblage des atomes reliés par des liaisons électroniques. Les rayons ionisants utilisés par la radiothérapie ont la capacité de pénétrer dans des milieux et d’y déposer de l’énergie. Ce dépôt d’énergie se fait soit par l’action directe de particules incidentes chargées avec le milieu (électrons, protons), soit indirectement par la mise en mouvement d’électrons du milieu par des particules non chargées (neutrons). La radiothérapie peut donc agir directement ou indirectement sur l’ADN. L’ionisation directe consiste à agir sur un atome constituant la molécule d’ADN. Cet atome va se recombiner avec un autre atome, modifiant ainsi la structure chimique de l’ADN.
Lors d’une ionisation indirecte les molécules d’eau et d’oxygène vont être ionisées. Celles-ci vont subir des dissociations en radicaux libres (les plus dangereux sont ceux formés via l’interaction avec l’oxygène) qui vont s’attaquer aux molécules cellulaires et principalement à l’ADN.
Lorsqu’on envoie des faisceaux d’énergie (des photons ou des électrons) dans notre corps ceux-ci vont agir principalement sur les électrons. En effet la taille du noyau de l’atome est très petite (un ballon au milieu d’un terrain de football). Alors les particules envoyées dans notre corps ne rencontrent que très rarement les noyaux mais le plus souvent les électrons. Les électrons sont aussi de petite taille mais ils tournent rapidement autour du noyau occupant ainsi un volume important d’espace. Cette interaction va arracher les électrons des atomes par l’effet photoélectrique en brisant les liaisons électroniques et en cassant ainsi les molécules qu'ils rencontrent. Les électrons arrachés à leurs atomes vont aller rebondir sur d'autres atomes transmettant ainsi leur énergie. De ce fait ils vont eux même arracher certains électrons des atomes qu'ils viennent de rencontrer, qui vont eux même arracher d'autres électrons et ainsi de suite jusqu'à qu'ils n'aient plus assez d'énergie.
Mais même si ces deux modes d’atteintes agissent différemment sur l’ADN ils provoquent pourtant les mêmes conséquences. La molécule d’ADN est constituée de deux brins liés entre eux par des bases azotées complémentaires (adénine et thymine, guanine et cytosine) et des liaisons hydrogènes.
• des ruptures de chaînes : les deux brins s'écartent par la pénétration de molécules d'eau dans la brèche. Les liaisons hydrogènes entre les bases complémentaires sont rompues, provoquant une altération de 2 à 3 nucléotides autour de la lésion alors produite. Les lésions peuvent être simples ou doubles.
• des lésions des bases nucléiques (surtout la thymine).
• la formation de liaisons chimiques anormales intra chaînes ou inter chaînes (ADN ou ARN) ou avec une protéine.
• la cassure d’un ou des deux brins de l’ADN.
Cependant, ces lésions peuvent être remises en état par des enzymes de réparation. Dans le cas de la rupture des deux brins la chaîne d’ADN ne pourra pas être restaurée. Ainsi une lésion de l’ADN peut ensuite engendrer deux situations :
o Les anomalies de l’ADN peuvent être sans importance pour le codage génétique ou être réparées par les enzymes produites par la cellule. Dans ce cas, l’effet biologique des radiations se limite à l’échelle moléculaire et la cellule reste intacte. Ainsi on n’observera aucun effet des radiations sur l’organisme.
o Les enzymes ne parviennent pas à réparer correctement la molécule d’ADN, ce qui entraînera plusieurs conséquences au niveau des cellules.
La qualité de la réparation dépend de la nature et du nombre de lésions d’ADN, et de cette qualité dépendra donc la survie de la cellule.
Donc l’efficacité du rayonnement dépend de sa distribution spatiale microscopique. Si les lésions sont éloignées, dispersées les unes des autres, elles créent des coupures d’un seul brin que la cellule peut facilement réparer. En revanche, si les ionisations sont concentrées le long de la trajectoire, la complexité des lésions sera plus importante et donc des coupures de deux brins se forment.
Les étapes de la mitose: la période de mitose est beaucoup plus longue que la période d’interphase. La mort de la cellule intervient lors d’une des 4 phases de division cellulaire.
Les effets déterministes sont déterminés par la mort des cellules qui ont été exposées aux rayonnements ionisants. Ils constituent les effets instantanés et obligatoires suite à une exposition brève et intense à une source radioactive. Les conséquences de la mort cellulaire arrivent lorsqu’un grand nombre de cellules d’un même tissu sont détruites.
C’est lors de la mitose suivante que la cellule meurt généralement. Tant que la cellule ne se divise pas elle ne meurt pas et peut fonctionner correctement : on appelle cela une mort retardée. Dès que la cellule est en mitose, le processus de duplication ne peut s’accomplir jusqu’au bout (c’est-à-dire à la fin des quatre phases que comporte la mitose) et la cellule meurt. La sensibilité de la cellule dépend de facteurs liés à l’irradiation (énergie, débit, fractionnement de la dose), au milieu (oxygène) et à la cellule même. Les cellules sont plus sensibles lorsqu’elles sont en mitose et plus résistantes en interphase, lorsqu’elles ne se divisent pas.
P.S. J'ai encore 3-4 images à mettre et donc ça fera 4 pages. Ca serait bien d'en faire 6 pages mais je ne sais plus quoi mettre
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