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Grand oral physique Pourquoi la radioactivité est-elle bénéfique pour la médecine alors qu’elle est néfaste pour la santé?

Publié le 20/06/2025

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« Pourquoi la radioactivité est-elle bénéfique pour la médecine alors qu’elle est néfaste pour la santé? Depuis que nous sommes petits, nous avons sûrement tous déjà été prévenus de la dangerosité des accidents radioactifs et des conséquences dramatiques que ces événements ont sur notre planète.

On peut notamment penser à Fukushima, au Japon, cette centrale nucléaire dont trois réacteurs ont explosé à la suite du tsunami de 2011, ou encore à Tchernobyl, en Ukraine, dont l’explosion d’un réacteur a libéré des particules radioactives qui contaminent, encore aujourd'hui, toute l’Europe.

A date, on considère que 6 millions de personnes ont été victimes (cancers, malformations, retards de croissance) de la catastrophe, dont 70 % uniquement en Ukraine.

On peut ainsi se demander dans quelle mesure la radioactivité est-elle utilisée en médecine si elle est capable de faire autant de dégâts sur l’homme? En effet, au début du XXème siècle, la médecine nucléaire apparaît grâce aux physiciens Pierre et Marie Curie.

Celle-ci désigne l’ensemble des applications de la radioactivité pour lesquelles des substances radioactives permettent de rendre un diagnostic médical ou sont utilisées dans le cas de traitements thérapeutiques.

La médecine nucléaire regroupe l’ensemble des procédés qui nécessitent l’utilisation de la radioactivité en imagerie médicale. En général, on administre au patient un médicament dit radiopharmaceutique.

Il s’agit d’un médicament contenant un radio-isotope soit un isotope radioactif.

Rappelons que les isotopes sont des atomes qui possèdent le même nombre d'électrons et de protons, mais un nombre différent de neutrons.

Au cours de cet oral, nous allons particulièrement nous intéresser à l’utilisation de la radioactivité dans la pose de diagnostics avec les diagnostics par scintigraphie et par tomographie, avant d’étudier son utilisation dans les traitements thérapeutiques avec la radiothérapie interne vectorisée. I- Les Diagnostics 1) diagnostics par scintigraphie Premièrement, la médecine nucléaire peut être utilisée afin de poser un diagnostic grâce à la méthode par scintigraphie.

En général, la scintigraphie est pratiquée après injection dans une veine d’un produit faiblement radioactif et non toxique appelé traceur ou produit radiopharmaceutique.

Ce produit va se désintégrer (Le produit radiopharmaceutique contient un isotope radioactif qui est instable car son noyau contient un excès de neutrons ou de protons.

Pour se stabiliser, le noyau subit une transformation spontanée appelée désintégration radioactive.

Lors de cette désintégration, il émet des rayonnements sous forme de particules (électrons, positrons) ou de rayonnements électromagnétiques (rayons gamma), se fixer sur les structures de l’organe (Le radiopharmaceutique est conçu pour se concentrer dans un organe ou un tissu cible.

Après injection, il se répartit dans l'organisme selon sa biodistribution spécifique.) et émettre des particules (Pendant la biodistribution, à chaque désintégration nucléaire dans un tissu, un rayon gamma est émis de manière isotrope (dans toutes les directions).), des signaux appelés rayons ɣ, dont on peut repérer la trace à l’aide de caméras spécifiques qui y sont sensibles: des gamma-caméras (Les rayons gamma émergents du corps sont détectés par une gamma-caméra extérieure constituée de détecteurs à scintillation et permettant de reconstituer des images planaires ou tomographiques.), que l’on place devant la zone étudiée.

La caméra enregistre la concentration du produit radioactif dans les différentes parties de l’organe concerné.

Sur un écran d’ordinateur relié à la caméra, on visualise ensuite la radioactivité présente dans le corps du patient sous forme de points scintillant.

De cette façon, il est possible de visualiser les tissus et les organes ciblés afin de donner un diagnostic précis sur l’état du patient.

En effet, le nombre de points scintillants est plus important dans les zones dites d’hyperfixation. On peut alors faire l’hypothèse d’un foyer infectieux, d’une tumeur, ou encore d’un remaniement osseux.

A l’inverse, le nombre de points scintillants est moins important dans les zones dites d’hypofixation.

On peut alors faire l’hypothèse de la présence d’un tissu détruit ou mal irrigué par les vaisseaux sanguins. La scintigraphie peut concerner par exemple les os, la thyroïde ou le cœur et la nature du traceur diffère selon l’organe étudié. Exemple: pour effectuer une scintigraphie thyroïdienne par exemple, on injecte le traceur radioactif, ici l’iode 123.

En effet, l'iode étant un élément naturellement concentré par la glande thyroïde, l'iode-123 se fixe préférentiellement dans la thyroïde, permettant de visualiser sa forme, sa taille et son fonctionnement à l'aide des images scintigraphiques. Celui-ci se fixe sur les cellules thyroïdiennes de façon plus ou moins importante et se désintègre en émettant des particules β- et ɣ permettant de visualiser des zones d’hyperfixation «zones chaudes» et des zones d’hypofixation «zones froides» à travers une caméra sensible aux rayonnements ɣ.

L'équation de réaction de désintégration de l'iode-123 est la suivante : ⁵³123I → ⁵ 123Te* + β⁻ Où : - ⁵³123I représente le noyau d'iode-123 (isotope parent radioactif) - ⁵³123Te* représente le noyau de tellure-123 dans un état excité (isotope fils) - β⁻ représente l'électron émis (particule bêta moins) Ensuite, le noyau de tellure-123 excité se désexcite rapidement en émettant des rayons gamma selon l'équation : ⁵ 123Te* → ⁵ 123Te + γ (159 kilo électronVolt) Ce sont ces rayons gamma de 159 keV émis par l'iode-123 qui sont détectés par la gammacaméra lors de la scintigraphie thyroïdienne. 2) diagnostics par tomographie par émission de positons (TEP) Il existe également une méthode par scintigraphie que l’on appelle la tomographie par émission de positons (TEP).

Il s’agit d’une méthode d’imagerie médicale permettant de mesurer en trois dimensions l’activité métabolique ou moléculaire d’un organe particulier grâce aux émissions produites par les positons issus de la désintégration d’un produit radioactif préalablement injecté.

En effet, on injecte d’abord au patient un produit radiopharmaceutique, qui est un composé chimique couplé à un isotope radioactif émetteur de rayons gamma fixé à une substance du corps, habituellement un sucre (glucose).

Ce radiotraceur se concentre et s’accumule de manière préférentielle dans l'organe ou la région d'intérêt, notamment dans les cellules qui consomment beaucoup d’énergie, comme les cellules cancéreuses.

Une fois injecté, l’atome radioactif (carbone, fluor, azote, oxygène ou autre) émet une minuscule particule chargée positivement (positon): β+.

Celle-ci va se désintégrer avec un électron et produire deux photons ɣ.

Le patient est ensuite placé dans un système d'imagerie TEP, qui est composé de un ou plusieurs détecteurs ɣ sensibles aux rayons ɣ émis par le radiotraceur.

Ces détecteurs tournent autour du patient, capturant les rayons ɣ sous.... »

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