Risques biologiques des vols spatiaux


Mercredi 5 Juin 2019


Les vols spatiaux soumettent les spationautes à des contraintes qui n’existent pas sur terre : bruits, isolation, hypoxie, absence de rythmes circadiens mais, surtout, l’exposition aux radiations ionisantes et à la microgravité qui peuvent affecter  sérieusement leur santé. Pour des vols de courte durée ces effets se corrigent rapidement dès le retour sur terre de l’astronaute ; qu’en est-il pour des voyages de longue durée tel un voyage vers la planète Mars ? Des données précises manquaient jusqu’ici, une étude importante vient d’être publiée*, elle a été réalisée en comparant les caractéristiques biologiques de vrais jumeaux,  l’un ayant fait un séjour de longue durée (340 jours) dans la Station Spatiale Internationale l’autre restant à terre.

Les résultats de l’étude révèlent plusieurs changements moléculaires physiologiques et comportementaux induits par le séjour spatial de l’astronaute. Les effets les moins graves concernent les changements du micro biome intestinal et de la diminution de la masse corporelle ; viennent ensuite les altérations du collagène et la régulation des fluides intravasculaires; enfin, les plus graves, car susceptibles d’induire des cancers, concernent une instabilité génomique mesurée par des aberrations chromosomiques fréquentes.

Les anomalies structurales observées sur les chromosomes du jumeau spationaute sont caractéristiques des effets des radiations ionisantes. Le cosmonaute est soumis dès qu’il n’est plus protégé par le champ magnétique et l’atmosphère terrestre aux rayonnements cosmiques qui sont très pénétrants et très énergétiques. On observe chez le jumeau spationaute plusieurs modifications chromosomiques caractéristiques des ruptures du chromosome : inversions (un fragment de chromosome s’est recollé de manière inversée), translocations (un fragment de chromosome s’est inséré à un emplacement qui n’est pas le sien), délétions (un chromosome a perdu un de ses fragments). De telles anomalies sont généralement létales pour la cellule qui les porte ou susceptibles d’être à l’origine de cancers. L’observation de l’ADN lui-même montre que les télomères, séquences répétitives de l’ADN à l’extrémité des chromosomes jouant un rôle dans le vieillissement, peuvent être allongés ou raccourcis au cours du séjour spatial de longue durée. Cette anomalie se corrige pour les télomères allongés elle ne se répare pas pour les télomères raccourcis.

D’autres anomalies induites par la microgravité ont aussi des effets graves. Celle-ci entraîne un déplacement des fluides vers la tête et entraîne d’importantes modifications de la physiologie vasculaire avec distension des veines et artères du haut du corps : modifications précoces associés aux maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires. Au niveau des yeux on observe des anomalies vasculaires de la rétine, un épaississement de la choroïde qui peut présenter aussi des plissements. Ces modifications peuvent affecter la vision. Bien que les capacités cognitives ne soient pas modifiées au cours du vol, elles se révèlent diminuées après celui-ci.

Les altérations liées à la microgravité sur le système neuro-oculaire  s’ajoutent  celles connues des rayonnements ionisants sur la formation de la cataracte et les maladies cardiovasculaires. Ces maladies apparaissent quand des individus ont été exposés à des doses supérieures à 500 mSv (le milliSievert mesure la quantité d’énergie reçue par unité de masse du corps corrigée par des facteurs tenant compte de la sensibilité de l’organe touché). Des doses nettement supérieures pourraient être reçues par des astronautes allant vers la planète Mars et bien que les dégâts causés par les rayonnements ionisants sur l’ADN soient graves les effets sur la vue pourraient être un obstacle bien plus grave encore pour ce voyage interplanétaire.

Alors que d’un point de vue technologique un voyage vers Mars ne pose pas de problèmes insurmontables, d’un point de vue biologique les risques sont certains. Ceci montre bien que nous avons été construits dans un milieu particulier : le milieu terrestre et notre adaptation à ce milieu est très stricte.

* M. Lobrich et P.A. Jeggo. Science, 12 Avril 2019, N°6436, pp.127-128







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