Effets biologiques des rayonnements électromagnétiques non-ionisants
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Les effets biologiques des rayonnements électromagnétiques non-ionisants font l' objet de nombreux projets de recherche dont en particulier un projet coordonné par l'ETHZ ( voir ICI ) - ce projet s'est achevé en mars 2003; le rapport final est disponible.

Deux types de rayonnements sont pris en considération, ceux à basse fréquences (de 1 à 1000 Hz) dus au courants domestiques et aux transports (véhiculés entre autre par les lignes à haute tension) et ceux à haute fréquence (1 MHz à 1GHz) connus sous le nom de fréquences radio et émis par les radars, fours à micro-ondes et les systèmes de téléphonie mobile (natel)

  1. Communication at the St Peterbourg Congress, September 2003 : "Fractal dimension: a method for the analysis of the biological effects of electromagnetic fields" (60kb) (voir aussi une version plus "propre)
  2. Communication : "Use of the photosynthesis perfomance index to assess the effects of high frequency electromagnetic fields on the mebrane integrity of the moss P. patens" - 2003 (154kb)
  3. Communication : "Use of fractal dimension for the analysis of biological effects of electromagnetic fields on the moss P. patens and the nematode C. elegans" - 2002 (53kb)
  4. Communication: "Approche biophysique des effets biologiques des champs électromagnétiques" - Rapport CREE 2002 (138kb)

Une liste bibliographique (incomplète) de la littérature consacrée aux effets des EMF non ionisants est disponible ICI


La complexité du problème posé par la mesure des effets de EMF non ionisant sur les systèmes biologiques, la nature contradictoire des conclusions figurants dans publications consacrées aux effets sur la santé humaine, nous ont incités à porter nos efforts sur des systèmes biologiques relativement simples et utilisables en laboratoire dans des conditions expérimentales bien maîtrisées et contrôlées.

Nos choix se sont portés sur une plante, la mousse Physcomitrella patens et sur un animal, le nématode Caenorhabditis elegans.

Etude du nématode C. elegans

Dans le cas du nématode nous avons étudié son comportement sous l’effets de champs magnétiques à basse fréquence. La figure 1 illustre la méthode utilisée. Nous avons fait l’hypothèse qu’un effet éventuel des EMF sur le système nerveux se traduirait par une modification du comportement de déplacement. La dimension fractale des traces, qui exprime  leur complexité, pourrait donc, le cas échéant, nous indiquer si, oui ou non, le champ magnétique affecte le système nerveux et donc le comportement (il est à ce propos intéressant de noter le circuit de neurones de C. elegans est entièrement connu et qu’il comporte exactement 302 cellules).

Fig. 1 : les nématodes de cette figure ont une longueur d’environ 1mm ; ils se déplacent dans le milieu de culture en laissant derrière eux une trace en forme d’onde dont la géométrie fractale peut être analysée.

Fig 2 : la dimension fractale des traces est mesurée durant trois minutes lors d’une exposition préalable à un champ de 900MHz pendant trois jours.

L’exposition a un champ à haute fréquence affecte le comportement de C. elegans en augmentant la valeur de la dimension fractale des traces qui deviennent plus complexes (voir figure 2). Il est vrai que l’exposition est de longue durée et dans des champs d’intensité élevée (100-1000 V/m). Conjointement à ces recherches consacrées au comportement, nous avons entrepris des études sur l’induction de gènes de stress, en particulier de sur l’induction possible de promoteurs de choc thermique. Plusieurs travaux effectués dans d’autres laboratoires semblent indiquer que ces promoteurs peuvent être induits même en l’absence d’effet thermique, nous souhaitons vérifier ces résultats.

Etude de la mousse P. patens

Nous avions déjà effectué plusieurs études sur cette plante, en particulier en ce qui concerne les EMF à basse fréquence sur la croissance et le développement. Nous avons souhaité cette fois une approche d’analyse biophysique nous permettant une interprétation plus fine des résultats. Nous avons choisi pour cela la mesure la cinétique de fluorescence après irradiation par de la lumière photo-active (rouge). Les plantes disposent d’un système membranaire très sophistiqué leur permettant d’absorber la lumière visible et de transformer l’énergie électromagnétique en énergie de liaison chimique (photosynthèse). L’intégrité des membranes et de leurs constituants (photo-sytèmes) est mesurable de manière non invasive en analysant les transitoires de fluorescence. Toute altération, même minime, de l’intégrité membranaire se traduit immédiatement par une perturbation des paramètres mesurés. La figure 3 illustre les résultats d’une expérience lors de laquelle les plantes ont été soumises pendant 24 heures à un champ magnétique de 900 MHz et de 1000 V/m). On constate effectivement une altération des paramètres de fluorescence (logiciel Biolyzer).

_______   Contrôle (sans EMF)

_ _ _ _ _   EMF 24h d’exposition à 900MHz, 1000 Volts par m

Fig. 3 Visualisation graphique des paramètres-test obtenus à partir des données brutes des mesures de cinétique de fluorescence, les paramètres affectés sont : Fm  intensité de la fluorescence maximale (non affectée), PHI(E0) : probabilité pour un photon absorbé de déplacer un électron dans la chaîne de transport des électrons, PI (ABS)  indice de performance, PSI0 capacité de transfert d’un exciton vers la  chaîne de transport d’électrons

Une interprétation possible des résultats peut être visualisée dans le modèle fonctionnel de la membrane photosynthétique illustré par la figure 4. Le flux d’énergie lumineuse (ABS/RC) est partiellement utilisé par les photo-systèmes (TRo/RC) et transmis à la chaîne de transport d’électrons de la photosynthèse (ETo/RC). Une partie de l’énergie est dissipée sous forme de fluorescence (DIo/RC) et de chaleur. L’indice de performance (PI abs)  traduit l’effet d’ensemble de ces paramètres. Il est diminué sous l’action des EMF, indiquant ainsi un effet de ceux-ci sur l’intégrité membranaire.

Fig. 4 modèle de membrane photosynthétique, la largeur des flèches est proportionnelle aux flux d’énergie.