Radioprotection, GÉDIM, 1982 Vol. 1 7, n° 4, pages 225 à 241
A pplication de techniques pharm acologiques à l’étude des effets biologiques des m icroondes
au cours d’irradiations à de faibles niveaux de puissance
M.J. KLEIN, L. STERU, C.L. MILHAUD, S.G. ROSOLEN (*)' (Manuscrit reçu le 7 avril 1982)
RÉSUMÉ
L’action des microondes de faible niveau de puissance (2,45 GHz, CW, 2 et 5 mW.cm-2) est étudiée sur différents modèles de psycho
pharmacologie animale prévisionnelle mettant en jeu des épreuves d’actimétrie, de stéréotypie, de convulsions et d’hypothermie, après une irradiation standardisée de 30 minutes. Les résultats obtenus sur un total de 933 rongeurs permettent de conclure : (1) à l’absence d’interaction des microondes avec les stimulants et les convulsivants étudiés ; (2) à la possibilité d’une potentialisation des effets compor
tementaux d’un tranquillisant ; (3) à l’existence d’un effet thermo
gène des microondes ; (4) à l’absence de modifications de la per
méabilité de la barrière hémoencéphalique. La mise en évidence d’un effet thermique des microondes au cours d’irradiations à des niveaux de puissance très inférieurs au seuil de sécurité actuellement admis, de 10 mW.cm-2 (valeur au-delà de laquelle la durée d’expo
sition est réglementée) pourrait fournir une explication de nature énergétique à certains effets des microondes qualifiés jusqu’à présent de non thermiques.
ABSTRACT
The influence of low-level microwaves (2.45 GHz, CW, 2 and 5 mW.cm-2) was studied on various models of previsional animal psychopharma
cology involving tests of motor activity, stereotypy, convulsions and hypothermia after a standard 30 min irradiation. The results obtained on 933 rodents allow to conclude that : (1) there is no interaction between microwaves and the studied convulsants and stimulants ; (2) there is a possibility of potentialization of the behavioral effects of a tranquilizer ; (3) there is a thermogenic effect of microwaves ; (4) there is no change of the blood-brain barrier permeability. The de
monstration of a thermal effect of microwaves during radiations lower than 10 mW.cm-2 the safety threshold admitted presently (a value below which the exposure duration comes under regulation) could explain the energetic nature of certain effects of microwaves up-to- now described as non-thermal.
(*) Division de neurophysiologie appliquée, Centre d’études et de recherches de médecine aérospatiale, 26, boulevard Victor,75996 Paris Armées.
RADIOPROTECTION, VOL. 17 · 0033-8451/1982/225/$ 5.00/ © Gédim.
M J. KLEIN, L. STERU, C.L. MILHAUD,S.G. ROSOLEN I. INTRODUCTION
Depuis de nombreuses années, un débat contradictoire oppose les scientifiques qui ne reconnaissent aux microondes (MO) que les seuls effets thermiques, à ceux qui décrivent des effets biologiques de nature non thermiques. Ce terme de “microondes" désigne généralement la portion du spectre électromagnétique comprise entre 300 MHz et 300 GHz, cor
respondant à des longueurs d’onde dans l'air de 1 m à 1 mm. Parmi les effets de nature non thermique, les effets des MO relatifs au système nerveux central (SNC) et au comportement méritent une attention parti
culière. Cependant, les résultats parfois négatifs, souvent contradictoires, et généralement non reproductibles des très nombreuses études conduites ces dernières années en Occident, n’ont jusqu’à présent pas apporté la preuve d’une action réelle des MO, appliquées avec une faible densité de puissance sur les tissus nerveux excitables, le comportement et la barrière hémo-encéphalique (BHE). Les effets décrits chez l’animal sont souvent en rapport avec une modification du comportement thermorégulateur [1, 2, 29]
ou avec une activité thermogène des MO [27, 28]. Le caractère mineur et transitoire des effets observés sur des paramètres et sur des fonctions aussi variées et représentatives que l’électrogénèse cérébrale [13, 14, 31]
la vigilance et le sommeil [15, 17], le comportement conditionné [21] ou spontané tel que l'activité motrice [18] semble indiquer que les MO, aux faibles niveaux de puissance, ne constituent pas une nuisance à très hauts risques [19].
Certaines études récentes [5, 9, 22, 32 - 34] font aussi état d’inter
actions possibles entre les agents pharmacologiques tels que les psycho
tropes (psycho-stimulants, tranquillisants, neuroleptiques) et les MO, évoquant ainsi la possibilité d’une action des MO sur les récepteurs spécifiques du SNC ou sur le métabolisme de ces substances. Les résultats rapportés apparaissent cependant contradictoires comme sont, par ailleurs, aussi contra
dictoires les résultats des études conduites sur la BHE [3, 20, 23, 30]
dont on connaît le rôle important dans les phénomènes de diffusion et de transport des médicaments. La réalité de tels effets doit être affirmée et leur mécanisme d’action recherché par des études complémentaires.
Ces études peuvent, au plan fondamental, aider à la compréhension des mécanismes d’action des MO et, au plan pratique, ouvrir des perspectives d’applications thérapeutiques nouvelles et intéressantes ou conduire éven
tuellement à une révision des normes d’exposition admissibles.
Une étude pharmacologique a donc été entreprise dans le but d’évaluer les interactions éventuelles des MO avec des substances pharmacologiques fréquemment utilisées comme analyseurs du fonctionnement du SNC. Le choix de ces substances repose sur une bonne connaissance de leur action neuro-biochimique (modification des systèmes des neuromédiateurs céré
braux), de leurs effets neuro-physiologiques (sur la thermorégulation) et de leurs effets sur un comportement spontané tel que l’activité motrice.
Cette étude se propose d’utiliser les techniques classiques de psychophar
macologie prévisionnelle chez l’animal [26] en assimilant les MO à
EFFETS BIOLOGIQUES DES MICROONDES
une substance nouvelle dont II Importe de définir le profil d’action à l'aide de tests recherchant l’antagonisme ou la potentialisation de l’action d’un certain nombre de réactifs de laboratoire.
Différents tests classiques ont été retenus pour leur valeur d'orientation et la simplicité de leur mise en œuvre. Une exploration de la perméabi
lité de la BHE sous irradiation MO a également été réalisée à l'aide d’une technique pharmacologique.
II. MATÉRIELS ET MÉTHODES 1. SUJETS
Nous avons utilisé des souris mâles C57BL6 et CD1 (Ch. River), de 22 à 24 g, et des rats mâles (Wistar) de 100 à 120 g, habitués depuis au moins huit jours aux conditions expérimentales et en particulier à un cycle photo-périodique de 12 h (lumière : 7 h à 19 h ; obscurité : 19 h à 7 h) imposé dans l’animalerie et dans la cabine d’irradiation de type Faraday.
2. IRRADIATION
Elle est effectuée à l’aide d’un générateur industriel Thomson (GHF 1211 à magnétron de 1,5 kW (2,45 GHz ; CW ; 12, 25 cm de longueur d’onde) à partir d’une antenne-cornet fixée au plafond d’une chambre anéchoique et qui délivre un rayonnement vertical dont la polarisation E est parallèle au grand axe des sujets.
Les caractéristiques de l’antenne-cornet de forme trapézoïdale sont les suivantes : longueur 20 cm, largeur 17 cm, arête 20 cm, diagonale 26 cm. La densité de puis
sance moyenne mesurée avec une sonde Narda, modèle 8623 (n° 8034) en l'absence d'animaux était de 2 ± 0,5 mW.crn“2 et de 5 ± 0.5 mW.cm-2. Cette énergie n’a pas induit de variations de la température rectale chez deux groupes de 10 souris irradiés dans les mêmes conditions [18]. Les parois de la chambre anécholque sont recouvertes d'un matériau absorbant à bande étroite type AF 50, réalisant une atté
nuation de 40 dB. Cette chambre est insonorisée, ventilée et climatisée (T°= 20 ° ± 1 ° C ; humidité relative : 60 %).
3. PROTOCOLES EXPÉRIMENTAUX 3.1. Protocole d’irradiation
Dans un souci de standardisation, un protocole d’irradiation commun à toutes les expériences de pharmacologie, analogue à celui préconisé par Thomas et al.
[33] a été adopté. L’animal est irradié pendant 30 min, sous contention dans un cylindre de polystyrène transparent (IFA-CREDO, fig. 1), dans le but de maintenir son grand axe parallèle au vecteur champ électrique. On sait, en effet, que l'ab
sorption de l’énergie électromagnétique par les tissus est maximale dans cette position [8, 12] ; l’irradiation débute immédiatement après l'injection de la drogue.
Cependant, en raison d’une répartition hétérogène du champ mesuré dans le plan d’irradiation, seuls 6 animaux pouvaient être irradiés à la fois dans la zone de champ stable. Les 12 sujets de chaque lot expérimental étaient donc étudiés en 2 passages, à 40 min d'intervalle avec leurs 12 témoins respectifs, placés simultanément à l’abri du rayonnement dans une zone de champ nul.
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Fig. 1. — Cylindre de polystyrène transparent permettant de maintenir le grand axe de la souris parallèle au vecteur champ électrique
du rayonnement électromagnétique (1 = 10 cm, 0 = 3,5 cm).
3.2. Epreuves et protocoles pharmacologiques
Différentes épreuves pharmacologiques ont été retenues pour étudier les effets de l'association d’une irradiation MO avec les réactifs suivants :
— des stimulants Indirects des récepteurs catécholaminergiques (d-l-amphétamine, d-amphétamine) ;
— un stimulant direct des récepteurs dopaminergiques (apomorphine) ;
— une benzodiazépine (chlordiazépoxide) ;
— des convulsivants à action centrale (bicuculline, cardiazol) ;
— un stimulant des récepteurs cholinergiques-muscariniques (oxotrémorine) ;
— une substance à propriétés anticholinergiques périphériques (méthylatropinium).
Les injections intraveineuses, intra-peritonéales, sous-cutanées (IV, IP, SC) de ces différentes substances ont été effectuées sous un volume de 0,2 ml ou de 0,25 ml (pour l’oxotrémorine, l’apomorphine, le méthylatropinium) par 20 g de poids.
3.2.1. Epreuve d'actimétrie
Cette épreuve explore les effets pharmacologiques de l'amphétamine et du chlordia
zépoxide sur l’activité motrice des animaux, étudiée au moyen d'appareils (actimètres) comptabilisant les déplacements des sujets pendant un intervalle de temps défini. Les effets pharmacologiques de l’amphétamine au niveau du SNC sont complexes. Rappe
lons qu’elle accroît la libération de noradrénaline et de dopamine, ce qui aboutirait à une hyperactivité locomotrice chez l’animal. Cette substance a été utilisée sous deux formes : sulfate de d-l-amphétamine (3, 5, 7 mg.kg-1 ) et sulfate de d-amphétamine (0,5, 1. 2, 4, 8, 16 mg.kg-1 SC) dont le délai d’action est plus court et l’effet plus intense [25|.
220 souris C57BL6 ont été utilisées.
RADIOPROTECTION
EFFETS BIOLOGIQUES DES MICROONDES
La veille du test, les sujets sont soumis à une habituation à la contention et à la procédure expérimentale. Le jour du test, l’Injection d'amphétamine est immédiate
ment suivie de l’Irradiation. Dès la fin de celle-ci, on procède à un enregistrement de l’activité locomotrice individuelle pendant 60 min à l’aide d'un actimètre optique à rayonnement Infra-rouge modulé dont le signal analogique est traité en temps réel par un calculateur [1 6],
Les effets pharmacologiques des tranquillisants (chlordiazépoxide) sont, au contraire, de type sédatif : réduction de l’activité motrice, diminution de l’agressivité, activité anti-convulsivante. Cette action résulte de la mise en jeu des récepteurs post-synap- tiques spécifiques des benzodiazépines qui sensibiliseraient, à leur niveau, l'action de l’acide gamma-hydroxybutyrique (GABA). Une procédure identique à celle utilisée avec l’amphétamine a permis de tester 111 souris traitées avec des doses de 1, 2, 5, 10, 20, 40 mg.kg-1 de chlordiazépoxide IP.
3.2.2. Epreuve des stéréotypies
Les stéréotypies sont définies comme des séquences de mouvements répétitifs (mouvements de la tête, morsure des barreaux de la cage, redressements, léchage, flairage, etc.) survenant sans finalité apparente. Elles sont provoquées par les substan
ces stimulantes de l’activité dopaminergique (amphétamine, apomorphine, dopamine) agissant sur les structures du système extrapyramidal. Ce test est utilisé pour la mise en évidence des propriétés anti-dopaminergiques des substances psychotropes, suscep
tibles de potentialiser ou d’antagoniser ce phénomène. Celui-ci est observé de la 40e à la 80e minute dans le cas de l’apomorphine. Les scores sont enregistrés toutes les dix minutes pour chacun des animaux, selon la grille de Costall et Naylor [6]. 120 rats Wistar, ont été utilisés : 60 pour l'étude des stéréotypies à l’amphétamine (sulfate de d-l-amphétamine, 1,25, 2,5, 5 mg.kg-1 SC) et 60 pour l’étude des stéréotypies apomorphiniques (chlorhydrate d'apomorphine 1,5, 3, 6 mg.kg-1 SC).
3.2.3. Epreuve des convulsions induites chez la souris
Les substances pharmacologiques à action convulsivante telles que la bicuculline et le cardiazol sont utilisées pour rechercher les propriétés anticonvulsivantes de nouvel
les molécules. La bicuculline est un agent de blocage sélectif du récepteur gabaergique post-synaptique tandis que le cardiazol possède un mécanisme d'action sur le SNC mal connu à l’heure actuelle. Ces substances entraînent, après administration IV pour la bicuculline et SC pour le cardiazol, des phénomènes convulsifs cloniques et toniques évoluant rapidement vers la mort. La quasi-totalité des anti-convulsivants s’oppose au déroulement de ces crises. Cette épreuve vise donc à rechercher d’éventuels effets des MO sur les phénomènes convulsifs induits par ces deux substances administrées selon les protocoles de Curtiss et al., et de Huguet et al., [7, 11], Quatre lots de 24 souris mâles CD1 ont été utilisés. La bicuculline est injectée aux doses de 0,35, 0,5, 0,65, 0,80 mg.kg-1. Le cardiazol est injecté aux doses de 50, 70, 90, 1 10 mg.kg-1.
L’administration de ces substances a été effectuée selon deux protocoles : 1 - injection avant l’irradiation d'une durée de 30 min ; 2 - injection après irradiation d'une durée de 30 min. A la fin de l’irradiation, on procède au comptage des souris mortes au cours des trois heures suivantes.
3.2.4. Epreuve de l'hypothermie induite pharmacologiquement
Cette épreuve exploite la propriété que présentent certaines substances d’induire une hypothermie, probablement par action sur les mécanismes de conservation ou de perte de la chaleur au niveau de l’hypothalamus antérieur.
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M.J. KLEIN, L. STERU, C.L. MILHAUD, S.G ROSOLEN
— L'oxotrémorine. agent cholinomimétrique détermine, chez la souris, des effets caractéristiques sur le SNC (hypothermie, akinésie, tremblements et sur le SN péri
phérique (lacrymation, salivation, accélération du transit digestif). Les cotations sont effectuées selon la technique de Chermat et al. [4], La température rectale (mesurée à l’aide d’une sonde porteuse d’un couple thermo-électrique relié à un galvano
mètre à miroir et enfoncée à une profondeur constante) est relevée à la 30e minute, dès la fin de la séance d’irradiation dans un local dont la température ambiante est de 20 °C ± 1 °C. La température rectale d’un sujet irradié, puis celle d’un sujet témoin sont mesurées alternativement. 234 souris ont été utilisées. L’oxotémorine diluée (0,125 mg. kg-1 IP) est injectée immédiatement avant l'irradiation.
— L’apomorphine, substance stimulante des récepteurs dopaminergiques, dé
termine aussi chez la souris une hypothermie [24, 26). La température rectale est mesurée selon la même technique que pour l’oxotrémorine. 96 souris ont été traitées avec cet agent dopaminergique à la dose de 16 mg.kg-1 SC.
— Contrôles : 48 souris ont subi une injection SC d’un volume équivalent d'une solution isotonique apyrogène de chlorure de sodium (NaCI).
3.2.5. Etude de la perméabilité de la BHE
Pour l’étude des modifications éventuelles de la perméabilité de la BHE, un sel d'ammonium quaternaire de l’atropine, le méthylatropinium ne traversant pas la BHE, est injecté (1 mg.kg-1 SC) en même temps que l’oxotrémorine.
4. ANALYSE STATISTIQUE
L’analyse statistique des résultats a fait appel à l’analyse de variance et au test t de Student.
III. RÉSULTATS 1. Effets des MO sur les épreuves d’actimétrie
Diverses expériences préliminaires ont permis de maîtriser les pro
cédures et d’établir un protocole rigoureux pour limiter la variabilité im portante des réponses individuelles, liée à la mesure de l’activité motrice.
Une courbe effet-action a été établie pour la d-l-amphétamine, la d-amphé- tamine et le chlordiazépoxide avant l’étude des effets des MO.
1.1. Interaction MO-d-l amphétamine
Les résultats (fig. 2) indiquent qu’il existe dans les deux lots un effet- dose significatif de la drogue pour les trois doses étudiées. L’irradia
tion, par contre, n’est pas un facteur actif et elle ne modifie pas l’évolution de la courbe effet-dose.
EFFETS BIOLOGIQUES DES MICROONDES
Fig. 2. — Interaction MO (2mW.cm-2) — d-l-amphétamine chez la souris C57.BL6.
Pourcentages moyens d’activité (± Sx) exprimés par rapport aux témoins pour les 3 doses explorées. Absence d’interaction statistiquement significative.
(C = Contrôles, Ir = Irradiés)
1.2. Interaction MO-d-amphétamine
Aucun effet significatif de l’irradiation MO n’est mis en évidence (fig. 3) à toutes les doses de d-amphétamine étudiées. L’évolution des stéréoty- pies induites aux fortes doses de stimulant (8 mg. kg-1) n’est pas modifiée par l’irradiation.
1.3. Interaction MO-chlordiazépoxide
Les résultats (fig. 4) indiquent l’existence d’une réponse variable selon la dose et l'absence d’un effet-dose significatif. L’irradiation MO (2 mW.cm-2) modifie peu cette évolution bien qu’il existe une tendance générale des MO à potentialiser l’action sédative du chlordiazépoxide. Cependant, une potentialisation (p < 0,01) des effets de la dose de 5 mg.kg- 1 de chlordia
zépoxide par les MO est objectivée par l’apparition d'une sédation compor
tementale importante.
Les effets des MO sur l’activité motrice, modifiée par l’injection de substances psychotropes sont donc relativement variables et indiquent seulement l'existence d'une tendance des MO à antagoniser l’action des stimulants et à potentialiser celle des tranquillisants.
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Fig. 3 — Interaction MO-d-amphétamine chez la souris C57BL6.
Pourcentages moyens d’activité (± Sx) exprimés par rapport aux témoins.
L’activité motrice et la stéréotypie aux doses élevées ne sont pas significativement modifiées par les MO à 2 mW.cm-2.
Fig.4. — Interaction MO-chlordiazépoxide chez la souris C57BL6.
Pourcentages moyens d’activité (± Sx) exprimés par rapport aux témoins. Absence d’interaction statistiquement significative à l'exception d’une potentialisation par
les MO (2 mW.cm-2) des effets observés à la dose de 5 mg.kg-1o.
RADIOPROTECTION
EFFETS BIOLOGIQUES DES MICROONDES 2. Effets des MO sur les stéréotypies (tableau I)
Ni l’évolution des crises par lot, ni les moyennes des scores individuels ne mettent en évidence de différences statistiquement significatives entre les sujets irradiés et les sujets témoins. Par contre, l'effet-action classique est observé pour les deux drogues dans les deux lots. Les MO n’induisent pas de potentialisation ou d’inhibition du phénomène de stéréotypie induit par les stimulants.
TABLEAU I
Intensité moyenne des “crises” de stéréotypie amphétaminique et apomorphinique.
Moyenne des scores individuels dans les 2 lots témoins et irradiés (N = 20 sujets/dose (1 0 IR, 1 0 T).
Sujets
Sulfate d’amphétamine
1,25 mg.kg-1 2,5 mg.kg-1 5 mg.kg-1
Témoins 12,8 ± 2,6 21,1 ± 2,9 25,6 ± 4,2
Irradiés 11,8 ± 2,8 22,2 ± 4,1 24,4 ± 3,7
Sujets
Chlorhydrate d’apomorphine
1,5 mg.kg-1 3 mg.kg-1 6 mg.kg-1
Témoins 5,7 ± 1,4 16,9 ± 2,1 20,1 ± 3,2
Irradiés 6,5 ± 1,7 16,1 ± 2,4 21,1 ± 2,7
3. Effets des MO sur les convulsions induites (fig. 5 et 6)
Il n’existe aucune différence dans les deux lots (nombre de sujets morts par convulsions aux différents temps indiqués) pour les deux substances étudiées. D’autres résultats indiquent aussi que l’irradiation n’a pas d’action sur la chronologie des convulsions, ni sur leur durée moyenne.
Les MO ne semblent donc pas interférer avec le métabolisme et les effets des convulsivants étudiés.
4. Action des MO sur l’hypothermie induite pharmacologiquement Une expérience préliminaire (tableau II A) a permis de vérifier que ni la densité de puissance moyenne de 2 mW.cm—2, ni celle de 5 mW.cm-2 n’affectent la température rectale des souris traitées avec une solution
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Fig. 5. — Effets de la bicuculline sur la souris CD1.
Etude du nombre de morts dans les 2 lots Irradiés et témoins en fonction de la dose et selon les 2 modalités expérimentales. En haut, irradiation de 30 min
après injection. En bas, irradiation avant injection (N = 24 sujets/dose (1 2 IR, 1 2 T).
physiologique de NaCI. Les résultats (tableau II B, C, D, E) Indiquent que l’irradiation à 2mW.cm—2 et à 5 mW.cm- 2 induit, chez les souris traitées à l’oxotrémorine et à l’apomorphine, des valeurs de la température rectale significativement plus élevées que chez les témoins. Par contre, l'action de l’oxotrémorine sur les autres paramètres étudiés (akinésie, tremble
ments, lacrymation, salivation, défécation) n’est pas significativement dif
férente dans les deux groupes, les effets cholinomimétiques restant maximals.
EFFETS BIOLOGIQUES DES MICROONDES
Fig. 6. — Effets du cardiazol sur la souris CD1.
Etude du nombre de morts dans les 2 lots Irradiés et témoins en fonction de la dose et selon les 2 modalités expérimentales.
En haut, irradiation de 30 min après injection. En bas, irradiation avant injection (N = 24 sujets/dose (1 2 IR, 1 2 T).
5. Action des MO sur la BHE
Les résultats (tableau II F, G) sont qualitativement et quantitative
ment semblables à ceux obtenus au cours d’une exposition à 2 mW.cm-2 et à 5 mW.cm—2après injection d’oxotrémorine seule. Ils n’apportent pas d'arguments en faveur d’un antagonisme des effets centraux de l’oxotré- morine par le méthylatropinium et confirment, par contre, les résultats précédents et l’existence d’un effet thermogène des MO.
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TABLEAU II Souris C57BL6. Résultats portant sur 190 souris irradiés (IR) et 188 souris témoins (C) au cours des différents traitements pharmacologiques oùl’action des MO (2,45 GHz,CW, 2mW.cm-2et 5mW.cm-2) a été étudiée. SEM =écart standard ë la moyenne.NS = résultat non significatif. Pour les expériences effectuées avec l’apomorphine, l’égalité des variances des moyennes apermis de regrouper les données obtenues au cours des deux expériences effectuées ë chaque dose.
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TRAITEMENTS 2mW.cm-2 A. CINa + MO 5mW.cm2 B.Oxotrémorine (0,125 mg.kg-1) + 2mW.cm-2EXP 1 EXP 2 C. Oxotrémorine (0,125 mg.kg-1) + 5 mW.cm-2EXP 1 EXP 2 EXP 3 D. Apomorphine (16 mg.kg-1) + 2mW.cm-2 E. Apomorphine (16 mg.kg-1) + 5mW.cm-2 F.Oxotrémorine (0,125 mg.kg-1) + Methylatropine (1mg.kg-1) + 2 mW.cm-2) EXP 1 EXP 2 G. Oxotrémorine (0,125 mg.kg-1) + Methylatropine + 5 mW.cm-2 (1 mg.kg-1) EXP 1 EXP 2 _________________EXP 3
Nombre de sujets 12 IR, 12 C 12 IR, 12 C 12 IR, 10 C 12 IR, 12 C 12 IR, 12 C 10 IR, 10 C 12 IR, 12 C 24 IR, 24 C 24 IR, 24 C 12 IR, 12 C 12 IR, 12 C 12 IR, 12 C 12 IR, 12 C 12 IR, 12 C
Température moyenne irradiés °C ± SEM 37.1 ± 0,4 37.4 ± 0,2 30.5 ± 0,6 29.4 ± 0,7 30.2 ± 1,6 31.0 ± 0,8 29.4 ± 0,8 34.2 ± 1,1 33.5 ± 1,9 31,8 ± 0,5 31.1 ± 0,9 31.2 ± 0,4 30,0 ± 0,8 30.5 ± 0,9
Température moyenne témoins “C ± SEM 36.9 ± 0,5 37.6 ± 0,1 29.6 ± 0,6 28,2 ± 1,0 29.6 ± 1,0 30,2 ± 0,8 28.5 ± 0,8 32.7 ± 1,2 32.5 ± 1,6 30.7 ± 0,8 30,0 ± 1,0 30.7 ± 0,4 29.9 ± 0,7 29.5 ± 0,6
Température différentielle moyenne 0,2 0,2 0,5 1,1 0,7 0,8 0,9 1,2 1,0 1,1 1,1 0,5 0,3 1,0
t (Student) 1.34 1,37 3,31 3,10 1,20 2,28 2,73 4.34 2,12 3,90 2,77 2,36 0,86 3,08
P N S N S <0,01 <0,01 N S < 0,05 <0,02 <0,001 <0,05 <0,001 <0,02 < 0,05 N S <0,01
EFFETS BIOLOGIQUES DES MICROONDES IV. DISCUSSION
Les résultats de l'étude des effets combinés sur l’activité motrice et sur les stéréotypies d'une irradiation MO de faible niveau de puissance couplée à l’injection de stimulants, ne révèlent aucun phénomène d’anta
gonisme ou de potentialisation. Ils ne permettent donc pas actuellement de conclure à l’existence d’une interaction entre ces deux facteurs. Ces données s'opposent ainsi à celles de certaines études qui, ces dernières années, ont rapporté des interactions entre drogues psychotropes et une irradiation MO (5, 9, 32). Selon certains auteurs [32], l’association d’une irradiation (2,45 GHz.PW, impulsions 2 µs, 500 Hz) et de d-amphétamine peut induire un glissement de la courbe dose-réponse permettant d’obser
ver les mêmes effets comportementaux à des doses inférieures. Pour d’autres [9], les MO peuvent potentialiser les effets comportementaux de la fenfluramine, suggérant une interaction des MO avec le métabolisme des psychotropes. Nos résultats indiquent, tout au plus, une tendance générale des MO à antagoniser les effets locomoteurs de la d-l-amphéta- mine, sans qu’une modification de la sensibilité des récepteurs puisse être évoquée.
Une sédation comportementale importante peut, par contre, être induite par l’association d’une irradiation MO et d’une injection de benzodiazépine, le chlordiazépoxide, alors qu'une irradiation MO seule ne provoque aucune modification comportementale. Cette potentialisation par les MO des effets comportementaux du chlordiazépoxide est très significative pour la dose de 5 mg.kg-1. Ce résultat confirme les effets identiques observés sur des tests de conditionnement opérant chez le rat [33] ou lors de l’étude du comportement aversif chez la souris [22], Il semble indiquer que les MO peuvent éventuellement modifier la sensibilité des récepteurs des benzo
diazépines ou interférer avec le métabolisme de ces substances. Ce résultat positif ne peut actuellement être expliqué et, bien que statistiquement très significatif, mériterait d’être confirmé. Il est actuellement Impossible de généraliser ce type d’effets à une même famille de molécules ou à d’autres molécules telles que les neuroleptiques, car il a pu être montré que les effets comportementaux ne sont pas modifiés par l’association de MO et de diazépam ou de MO et de chlorpromazine [34],
Par ailleurs, le manque de netteté des effets observés sur l’activité motrice de la souris, par opposition aux effets très significatifs obtenus sur des tests tels que le Fixed Interval chez le rat [33], ou de discrimi
nation visuelle chez le singe [9] est, peut-être, simplement lié à la qualité des différents tests employés, qui n’explorent pas les mêmes fonctions.
On connaît la variabilité importante observée lors de l’emploi d’un test tel que l’activité motrice. Ce comportement inné est peut être plus résistant vis-à-vis d’agressions physico-chimiques que des comportements instrumen
taux récemment acquis et faisant intervenir des mécanismes psychomoteurs plus labiles.
Le protocole expérimental appliqué à l’étude des effets de deux convul- sivants à action centrale, la bicuculline et le cardiazol ne permet pas de conclure à une action des MO sur le métabolisme de ces drogues, qu’elles soient administrées avant ou après l’exposition aux MO. Aucun effet potentialisateur ou inhibiteur des convulsions n’est mis en évidence.
VOL. 17 - N°4 237
M.J. KLEIN, L. STERU, C.L, MILHAUD, S.G. ROSOLEN
Les résultats des épreuves d’hypothermie indiquent que les MO peuvent induire une élévation thermique de faible amplitude (de l’ordre de 1 °C) chez la souris préalablement rendue hypothermique par injection d’un agent cholinomimétique ou d’un agoniste dopaminergique. Ainsi, les souris traitées par l’oxotrémorine ou l’apomorphine et exposées simultanément pendant 30 min à 2,45 GHz, CW, à une densité de puissance moyenne de 5 mW.cm—2 ou aussi faible que 2 mW.cm—2, présentent une élévation significative de la température rectale par rapport aux souris traitées par l’oxotrémorine ou l’apomorphine, et soumises à une irradiation fictive. Par contre, chez les souris traitées par une solution isotonique de NaCI et simultanément irradiées dans les mêmes conditions, les mécanismes thermorégulateurs semblent neutraliser les effets des MO, puisqu’aucune variation de la tempé
rature n’est décelable entre sujets témoins NaCI et irradiés NaCI. Les mécanismes compensateurs sont donc abolis chez les souris traitées par l’oxotrémorine ou l’apomorphine.
Il est montré que les microondes peuvent provoquer une élévation de la température centrale d’un animal, mais à des densités de puissance d'irradiation bien supérieures à celles utilisées au cours de la présente étude et en général supérieures à 10 mW.cm-2. L’hyperthermie serait alors liée à un dépassement des capacités de thermorégulation de l’organisme.
Dans notre étude, par contre, si les densités de puissance de 2 mW.cm—2 et de 5 mW.cm-2 appliquées pendant 30 min sont insuffisantes pour produire un réchauffement appréciable chez la souris normothermique, il apparaît possible d’induire une élévation thermique chez la souris rendue hypothermique par une technique pharmacologique. Nos résultats confir
ment ainsi ceux obtenus chez des souris et des rats rendus hypothermiques par injection de 5-hydroxytryptamine [28] ou après administration d’une endotoxine bactérienne [27] et soumis à des irradiations à des densités de puissance équivalentes. L’administration d’oxotrémorine et d’apomorphine bloque la thermorégulation des rongeurs et les conduit à répondre comme des animaux po'ikilothermes aux changements de la température ambiante.
Dans ces conditions, une faible surcharge thermique, comme celle provo
quée par une irradiation MO de faible énergie, est alors détectée par une élévation significative de la température centrale. Chez les sujets normo- thermiques, cette faible charge thermique des MO est compensée par un simple accroissement de la thermolyse.
Des résultats de Chermat (communication personnelle) obtenus à 37 °C et des résultats personnels (non publiés) obtenus chez la souris placée dans l’eau à 25 °C indiquent que l’hypothermie obtenue après injection d'oxotrémorine est d’origine passive conduisant le sujet à adopter un comportement de poikilotherme et à adapter sa température centrale à la température ambiante imposée. Ainsi donc le réchauffement ob
servé dans nos conditions expérimentales procède-t-il probablement du même mécanisme que celui évoqué par Smialowicz [27]. Il est pro
bable que l’irradiation MO de faible énergie antagonise, par effet Joule, l'hypothermie passive provoquée par les agents pharmacologiques, sans qu’aucune action directe ou “sélective” ou dite “spécifique” sur le système nerveux central ou sur les mécanismes neurochimiques qui contrôlent la thermorégulation, puisse être invoquée.
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EFFETS BIOLOGIQUES DES MICROONDES
D’autre part, les expériences conduites pour rechercher une augmenta
tion de la perméabilité de la BHE sous l’action des MO, par une technique pharmacologique n’ont pas apporté d’argument en faveur de l’hypothèse avancée. En effet, l’injection simultanée d’un cholinomimétique à action centrale et périphérique (l’oxotrémorine) et d’un antagoniste cholinergique à action périphérique (le méthylatropinium) se proposait de détecter un éventuel passage de la BHE par le méthylatropinium. Ce passage se serait alors ma
nifesté par un important antagonisme de l’hypothermie provoquée par l’oxotré- morine. Le léger antagonisme observé, de l’ordre de 1 °C, n’est pas en faveur d’un passage du méthylatropinium dans le SNC. La faible valeur du réchauf
fement observée est identique à celle mesurée dans les autres expériences, à 2 mW.cm-2 et à 5 mW.cm-2 utilisant l’oxotrémorine seule et ces résultats peuvent être rapportés à un simple effet thermique des MO.
V. CONCLUSION
La mise en jeu de techniques pharmacologiques se proposait de mieux cerner le profil d’action des MO et d’évaluer les interactions éventuelles avec des réactifs à effets neurophysiologiques et comportementaux bien codifiés. Les résultats de l’expérimentation conduite chez les rongeurs mettent en relief :
— l’absence d'interaction des MO avec les psycho-stimulants et les convul- sivants à action centrale ;
— la possibilité d’une potentialisation des effets comportementaux d’une benzodiazépine, le chlordiazépoxide, mais reposant cependant sur un résultat isolé ;
— l’existence d’un effet thermogène des MO, après blocage des mécanismes thermorégulateurs physiologiques ;
— l’absence de modifications de la perméabilité de la BHE.
L'effet thermogène des MO pourrait fournir une explication de nature énergétique aux effets obtenus dans les travaux présentés, ainsi qu’aux phénomènes biologiques qualifiés jusqu'à présent de non thermiques et observés à des densités de puissance très inférieures au seuil de sécurité de 10 mW.cm-2. Le réchauffement observé avec les faibles niveaux de puis
sance étudiés au cours de cette expérimentation s’oppose ainsi à la notion d’effets non thermiques attribués aux MO aux densités de puissance infé
rieures à 10 mW.cm-2. La mise en jeu dans les conditions normales d’une thermorégulation physiologique, capable de dissiper l’apport calorique exogène des MO, permet de supposer que les effets décrits ne constituent pas un risque biologique significatif.
REMERCIEMENTS
Cette recherche a été réalisée avec le soutien financier de la Direction des recherches, études et techniques (convention 80-1094). Les auteurs remercient le professeur P. Simon et R. Chermat (Département de Pharmacologie, CHU Pitié-Salpetrière) pour leurs aimables conseils et MM. Dayt et J. Larousserie pour leur collaboration technique.
Les avis et les affirmations contenus dans ce rapport sont ceux des auteurs ; ils ne peuvent être considérés comme reflétant les opinions du ministère de la Défense.
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