Effet stochastique

Par opposition aux effets dits déterministes, les effets stochastiques n'apparaissent pas selon le principe d'une cause qui induit toujours le même effet.



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  • Aux niveaux de doses faibles intéressant la radioprotection les effets... Remarquons que fréquemment l'expression " effet stochastique" est interprétée comme... (source : unige)

Par opposition aux effets dits déterministes, les effets stochastiques n'apparaissent pas selon le principe d'une cause qui induit toujours le même effet. Ils concernent par exemple les effets de faibles doses de toxiques, ou les effets des rayonnements ionisants néfastes à la santé. Le cancer est un exemple de maladie, fréquemment multi-factorielle, résultant d'effets stochastiques.

Au contraire de un effet déterministe, un effet stochastique n'est pas lié à un effet de seuil (typiquement, une limite d'exposition à un rayonnement ionisant qui, si elle était dépassée, induirait des effets connus et d'ampleur prévisible). On ne peut lui adjoindre qu'une estimation statistique du «risque» de voir l'effet se manifester chez un patient. Il existe néanmoins un seuil de significativité (une limite au-delà de laquelle le risque est reconnu comme significatif). D'autre part, il n'est pas envisageable de quantifier une dose pour laquelle un effet donné serait certain de se manifester — par contre, sa probabilité d'apparition (et par conséquent la fréquence d'apparition de ce risque) augmente selon la dose reçue, mais de façon aléatoire.

Estimation du risque et des effets

Il est envisageable d'estimer un risque moyen d'apparition d'un effet stochastique en étudiant des échantillons assez vastes d'une population humaine, animale, végétale… soumis à un stress physiologique (toxique, rayonnements ionisants).

Les enquêtes épidémiologiques

L'épidémiologie ou l'écoépidémiologie sont de premiers moyens de rechercher, qualifier et quantifier les effets induits, et par exemple d'évaluer des relations dose-fréquence pour un effet donné. Un excès de risque peut ainsi être déterminé. Cette méthode est néanmoins limitée par :

On peut donner quelques exemples de cohortes étudiées dans le domaine des effets de différentes formes d'irradiation (externe/interne)  :

Expérimentation animale

L'expérimentation in vitro ou en laboratoire permet d'isoler une cellule, un organisme ou un animal et de connaître exactement la dose reçue (mais aussi le type de toxique ou de rayonnement, le cas échéant). Pour des raisons techniques (durée de vie, place, facilité de reproduction des animaux) et de coût, elle se fait essentiellement sur des rats de laboratoire. La population utilisée est assez homogène et de ce point de vue «semblable» à une population témoin (tous les rats sont issus d'une souche consanguine et présentent le même patrimoine génétique), ce qui favorise la mise en évidence des effets stochastiques. Cependant, l'extrapolation à l'homme (ou à une autre espèce) n'est pas forcément correcte pour certains effets et surtout pour les effets des faibles doses.

Effets observés

Une relation linéaire a pu être mise en évidence sur les survivants de Hiroshima et Nagasaki entre le taux de leucémie et la dose estimée. Pour une dose absorbée de 13 Gy, le taux de leucémie observé était de 800 cas par millions, et de cinquante par millions pour une dose de 1 Gy (pour une incidence spontanée de l'ordre de trente par millions). [1]

Problème des faibles doses

Dans le domaine des rayonnement, les effets stochastiques semblent essentiellement induits par des micro-lésions de la molécule d'ADN, suite à une exposition plus ou moins longue à des rayonnements ionisants plus ou moins énergétiques. Une problématique posée par ce type d'effet est bien entendu l'estimation du risque pour des doses particulièrement faibles, puisque pour des doses élevées, les effets sont de type déterministe (décès ou lésions typiques). La probabilité qu'une cellule modifiée par une mutation viable de l'ADN donne un cancer est faible ; le risque réel encouru par une personne exposée à des rayonnements particulièrement limités (en dose et/ou en durée) est par conséquent non quantifiable, mais non nul.

L'extrapolation des effets des fortes doses vers les faibles doses n'est pas envisageable, car les mécanismes sont différents, avec surtout une dépendance significative des effets de faibles doses au hasard. Il faut, en effet, prendre en compte :

Notes et références

Notes

  1. Selon Delahaye, Aspects médicaux posés par l'utilisation de l'arme nucléaire, p. 179.

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