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Les rayonnements électromagnétiques et particulaires sont capables de traverser les cellules et d'endommager l'ADN. L'expérimentation animale et les effets de l'exposition humaine - médicale, professionnelle et des survivants des explosions atomiques - ont montré que des tumeurs peuvent être produites dans presque tous les tissus.
L'effet de l'exposition est cumulatif et, pour les petites doses, il y a une longue latence avant que les effets ne deviennent apparents.
Différents types de rayonnements sont associés à des néoplasmes particuliers. Les rayonnements ionisants provoquent généralement des cancers de la thyroïde et de la moelle osseuse. Le principal exemple de ce dernier est l'augmentation de l'incidence de la leucémie myélocytaire aiguë et chronique à la suite de l'explosion de la bombe atomique sur Hiroshima.
L'irradiation ultraviolette est associée à des tumeurs cutanées, l'exemple classique étant l'incidence accrue chez les Australiens caucasiens qui ont signalé de multiples épisodes de "coups de soleil". Il existe également un ensemble de maladies autosomiques récessives dans lesquelles les dommages causés à l'ADN par les rayons ultraviolets semblent mal réparés en raison d'une anomalie génétique, ce qui prédispose l'individu au cancer. Il s'agit par exemple du xeroderma pigmentosum, de l'anémie de Fanconi et du syndrome de Bloom.
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