Livre blanc du Tritium

95 Le tritium dans l’environnement 8 4 2 Toxicité du tritium pour les organismes terrestres végétaux et animaux Les données relatives aux organismes terrestres proviennent essentiellement d’études menées sur des mammifères pour évaluer les effets sur l’homme. Les effets biologiques du tritium ont été étudiés sur des lignées cellulaires exposées in vitro ou sur des animaux exposés in vivo dans des conditions maitrisées. La plupart de ces études concernent des expositions aigües à fortes doses. L’IRSN n’a pas identifié de données exploitables sur l’écotoxicité du tritium pour les plantes terrestres. Effets cancérogènes - Les études de cancérogénèse réalisées sur des rongeurs (Gragtmans et al., 1984 ; Johnson et al., 1995 ; Seyama et al., 1991 et Revina et al., 1984), concernent des injections uniques de tritium délivrant des doses allant de 0,5 Gy à 25 Gy, ce qui est très loin d’un contexte d’exposition chronique à faible débit de dose. De plus, ces rongeurs sont caractérisés par un taux très élevé d’incidence spontanée de cancers (e.g. dans l’étude de Gragtmans et al. (1984), 63 % des témoins ont développé un cancer), ce qui rend leurs résultats discutables. Effets sur l’ADN - D’autres études sont relatives à des effets de type génétique, comme le suivi des aberrations chromosomiques et de l’induction de micronoyaux dans des cellules de mammifères. Des aberrations chromosomiques ont ainsi été observées sur des lymphocytes humains exposés à des doses allant de 0,28 Gy à 2,5 Gy (Bocian et al., 1977). Kozlowski et al. (2001) ont comparé l’induction d’aberrations chromosomiques stables dans des cellules de la moelle épinière de femelles de souris et de leur progéniture âgée de 28 jours, à partir d’une contamination par de l’eau tritiée ou par de la nourriture contaminée par du tritium. Des dommages similaires ont été observés chez les petits et leurs mères pour les deux formes de contamination, à partir d’une dose estimée à 0,6 Gy (débit de dose 30 mGy/j). Effets sur la reproductionet sur ledéveloppement - Des études ont été réalisées au sujet des effets du tritiumsur les paramètres de reproduction, depuis la survie des cellules germinales jusqu’au développement des petits sur deux générations. Pour les cellules germinales, les ovocytes primaires constituent le stade le plus radiosensible des ovocytes chez les rongeurs. Ainsi, pour des rats exposés in utero jusqu’à leur naissance par l’injection intraveineuse journalière de thymidine tritiée chez lamère (débit de dose estimé à 2500 µGy/h), une baisse drastique du nombre d’ovocytes primaires a été observée, les quelques ovocytes subsistant étant soit de type III, soit des follicules (Haas and Fliedner, 1971). Dobson et Kwan (Dobson and Kwan, 1977) ont également montré que la survie des stades primaires d’ovocytes est affectée chez des souris exposées à de l’eau tritiée in utero puis par le lait maternel jusqu’à un âge de 14 jours après leur naissance, de façon significative dès 40 µGy/h, et avec une LDR50 correspondante de 60 µGy/h. Les dommages engendrés in utero semblent représenter une part importante de ces effets puisque des souris traitées par une injection de HTO intra-péritonéale unique à l’âge de 14 jours présentent des dommages moindres aux ovocytes 14 jours après l’injection (durée nécessaire à l’élimination du tritium), avec une LDR50 de 194 µGy/h (Satow et al., 1989). Une telle sensibilité des stades primaires d’ovocytes a également été observée par PietrzakFlis et Wasilewska-Gomulka (1984) chez des rats exposés depuis leur conception jusqu’au stade juvénile (âge de 21 jours) et au stade de jeunes adultes (âge de 71 jours), avec un effet plus marqué chez les rats exposés à du tritium incorporé à la nourriture, bien que le débit de dose induit soit plus faible (4,8 mGy/j pour le tritium organique par rapport à 7,2 et 14,7 mGy/j pour HTO). Les individus exposés jusqu’au stade de jeunes adultes présentent des baisses du nombre d’ovocytes similaires à celles constatées chez les individus exposés jusqu’au stade juvénile, ce qui indique une meilleure résistance des ovocytes aux effets du tritium. Laskey et al. (1973) ont également examiné pour des rats SpragueDawley, les effets de tritium ajouté à l’eau de boisson depuis la conception jusqu’à la génération F2, sur une gamme de débits de dose allant de 1,25 µGy/h à 1250 µGy/h. Pour la génération F1, une baisse significative (30 %) du poids des testicules a été mise en évidence pour la dose la plus forte sans qu’aucun effet significatif ne soit observé sur la taille de la portée, la croissance des juvéniles ou la capacité reproductive. En revanche, les conséquences sur la génération F2 sont évidentes puisqu’une diminution de la taille de la portée est observée pour la dose la plus forte, ainsi que du poids des gonades mâles et femelles pour les deux doses les plus élevées. Une augmentation du taux de résorption embryonnaire est également observée pour la dose la plus forte. Le poids du cerveau des juvéniles de la génération F2 est par ailleurs significativement plus faible à partir d’un débit de dose de 12,5 µGy/h. L’ensemble de ces paramètres varie de façon plus fréquente lorsque les organismes sont exposés depuis la conception, avec des conséquences à l’âge adulte en termes de baisse des taux de norépinéphrine et de dopamine et d’augmentation des taux d’hormone de stimulation folliculaire (FSH) (Laskey and Bursian, 1976). L’étude de Sun et al. (1997) sur les conséquences neurologiques observées chez des souris âgées de 8 semaines, exposées in utero à du tritium (injection d’eau tritiée au 13ème jour de gestation), confirme la diminution du poids du cerveau à partir d’un débit de dose de 50 mGy/j (2080 µGy/h). Cette diminution s’accompagne d’une baisse de l’épaisseur du cortex somatosensoriel, à partir de ce même débit de dose, ainsi que d’une diminution de la densité des cellules pyramidales à partir de 25 mGy/j. Le poids total des souris est également plus faible à partir de 100 mGy/j. Ces atteintes neuronales ont des conséquences sur le comportement des souris, étudié à l’aide d’une batterie de tests incluant l’étude de l’activité spontanée (test en champ ouvert et planche à trous), de la coordination motrice complexe et de la force musculaire (test de nage en labyrinthe) ainsi que d’apprentissage et mémorisation (tests d’acquisition d’évitement et tests en labyrinthe) (Wang and Zhou, 1995). Les résultats de ces tests montrent que l’activité des souris exposées est affectée, avec une excitation chez les individus les plus jeunes, évoluant ensuite vers une hypoactivité/dépression chez les adultes. Des difficultés d’apprentissage et de mémorisation sont observées à partir d’un débit de dose de 14 mGy/j.

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